CHẾ tạo và KHẢO sát một số TÍNH CHẤT của CHẤT tạo MÀNG, TRÊN cơ sở NHỰA EPOXY THU được từ QUÁ TRÌNH tái CHẾ POLYCARBONATE PHẾ THẢI

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN  - NGUYỄN DUY TOÀN CHẾ TẠO VÀ KHẢO SÁT MỘT SỐ TÍNH CHẤT CỦA CHẤT TẠO MÀNG, TRÊN CƠ SỞ NHỰA EPOXY THU ĐƯỢC TỪ QUÁ TRÌNH TÁI CHẾ POLYCARBONATE PHẾ THẢI LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội - 2011 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - NGUYỄN DUY TOÀN CHẾ TẠO VÀ KHẢO SÁT MỘT SỐ TÍNH CHẤT CỦA CHẤT TẠO MÀNG, TRÊN CƠ SỞ NHỰA EPOXY THU ĐƯỢC TỪ QUÁ TRÌNH TÁI CHẾ POLYCARBONATE PHẾ THẢI Chuyên ngành: Hóa lý thuyết Hóa lý Mã số: 604431 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS TRẦN THỊ THANH VÂN Hà Nội - 2011 MỞ ĐẦU Cùng với phát triển khoa học công nghệ, sống người ngày trợ giúp nhiều thiết bị đại, đặc biệt thiết bị điện, điện tử, viễn thông Sự phát triển bùng nổ ngành năm gần tạo lượng phế thải điện tử khổng lồ, gây ô nhiễm môi trường Vì việc xử lý loại rác thải yêu cầu cấp thiết xã hội Nhờ có tính ưu việt độ bền lý cao, chịu nhiệt, trơ mặt hóa học khoảng 60 năm qua polycarbonate (PC) đưa vào sử dụng với lượng ngày lớn kỹ thuật dân dụng, đặc biệt ngành công nghệ số Ứng dụng PC ngành công nghiệp sản xuất đĩa CD, vỏ máy vi tính vỏ điện thoại di động Mỗi năm có hàng nghìn đĩa CD sản xuất Lượng PC phế thải ngày tăng cao Đây loại chất thải khó phân hủy không thân thiện với môi trường, đòi hỏi phải có giải pháp tái chế hợp lý hiệu Trên giới có nhiều hướng nghiên cứu vấn đề gia công lại PC cũ, nhiệt phân để thu nhiên liệu dạng khí lỏng, thủy phân môi trường kiềm nhiệt độ cao áp suất cao để thu hồi bisphenol A sản phẩm khác Nhưng trình tái chế thông thường phải tách loại dung môi toluen hay xylen nên thường gây ô nhiễm môi trường Trong nội dung luận văn này, tiến hành tái chế polycarbonate phương pháp hóa học tạo nguyên liệu đầu để tổng hợp nhựa epoxy Sản phẩm thu sau phản ứng epoxy hòa tan dung môi toluene Điểm luận án dung dịch epoxy sản phẩm không cần tách loại dung môi mà sử dụng trực tiếp làm lớp phủ bảo vệ chịu hóa chất Như hạn chế ô nhiễm dung môi gây tiết kiệm chi phí Mục đích đề tài Khảo sát tìm quy trình khép kín điều kiện phản ứng tối ưu để tổng hợp nhựa epoxy từ polycarbonate phế thải, góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường rác thải ngành công nghiệp điện tử gây Chế tạo khảo sát số tính chất chất tạo màng sở nhựa epoxy thu từ trình tái chế Nội dung nghiên cứu - Thủy phân polycarbonate phế thải môi trường kiềm thu lấy sản phẩm Bisphenol A Khảo sát cấu trúc sản phẩm phân tích nhiệt, phổ hồng ngoại, phổ cộng hưởng từ hạt nhân Khảo sát ảnh hưởng dung môi đến hiệu suất phản ứng - Tổng hợp nhựa epoxy từ bisphenol A epiclohidrin môi trường kiềm Khảo sát số epoxy, đo khối lượng phân tử nhựa epoxy sản phẩm Khảo sát cấu trúc sản phẩm phổ hồng ngoại phổ cộng hưởng từ hạt nhân - Chế tạo màng epoxy màng epoxy – alkyd sở nhựa epoxy thu từ trình tái chế - Xác định tính lý, thử nghiệm độ bền hóa chất, độ bền khí hậu màng phủ CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Polycarbonate 1.1.1 Tính chất ứng dụng Polycarbonate (PC) tên chung của nhóm nhựa nhiệt dẻo (thermoplastics) Tên gọi polycarbonate phân tử polyme monome liên kết với nhóm cacbonat (-O-CO-O-) tạo thành mạch phân tử dài Polycarbonate phổ biến loại làm từ Bisphenol A Nhóm cacbonat Hình 1.1: Một đoạn mạch polycarbonate Polycarbonate nhà hoá học người Đức, Eihorn tìm lần vào năm 1898 Trong điều chế hợp chất cacbonat vòng từ phản ứng Hiđroquinon với Photgen, Eihorn thấy chất rắn không tan, khó nóng chảy Năm 1902, Bischoff Hedenstom xác định liên kết mạch có nhóm cacbonat hợp chất cao phân tử polycarbonate Đến năm 1953, phòng thí nghiệm công ty Bayer sản xuất nhựa nhiệt dẻo polycarbonate Năm 1957, hai công ty Bayer General Electric độc lập phát triển ứng dụng polycarbonate sản xuất polycarbonate với số lượng lớn Đến mùa hè năm 1960, hai công ty bắt đầu sản xuất polycarbonate thương mại Nhựa polycarbonate bền nhiệt, tính chất lý cao, bền hoá học (bảng 1.1) nên sử dụng rộng rãi đời sống làm vỏ điện thoại di động, vỏ máy vi tính, dụng cụ thể thao, đồ điện, đĩa CD, DVD, đồ dùng gia đình, kính chống đạn, vât liệu chống cháy, cách nhiệt cách âm Trong kỹ thuật hạt nhân dùng làm vách che lò phản ứng hạt nhân Nhờ có khả cho ánh sáng truyền qua tốt nên polycarbonate sử dụng làm nhà kính trồng nông nghiệp có độ suốt cao, chiết suất 1,585 ± 0,001, ánh sáng truyền qua 90% ± 1% nên Polycarbonate sử dụng làm kính chắn, thay kính công trình xây dựng, làm lợp lấy sáng, làm đồ trang trí, v.v… Bảng 1.1: Một số thông số Polycarbonate Polycarbonate Khối lượng riêng: 1220 kg/m Mođun đàn hồi (E) 2000-2200 MPa Độ bền kéo đứt (σt) 60-65 MPa Độ dãn dài đứt 80-150% Nhiệt độ nóng chảy 270-300°C Hệ số truyền nhiệt (λ) 0.21 W/m.K Hệ số nở dài (α) 6.5 10 /K Nhiệt dung riêng (c) 1.3 kJ/kg.K Nhiệt độ sử dụng từ -100 C đến +235 C -5 o o Tính chất polycarbonate tổ hợp tính chất cấu tử có mặt vật liệu Tính chất cấu tử polyme vật liệu polycarbonate phụ thuộc vào khoảng thời gian, tốc độ tần số biến dạng hay tải trọng tác dụng lên biểu diễn qua tính: Modun xé rách hệ số Poison đặc trưng cho khả chịu biến dạng vật liệu Độ bền kéo độ bền nén cho biết khả chịu tải vật liệu Hệ số giãn nở nhiệt đặc trưng cho thay đổi kích thước tác dụng nhiệt độ tải trọng Ngoài yêu cầu tính chất lý phải biết thông số độ dẫn điện, độ thấm chất lỏng khí, hệ số khuyếc tán… Tính chất bật vật liệu polycarbonate so với vật liệu khác nhẹ, bền, chịu môi trường, dễ lắp ráp Không giống hầu hết nhựa nhiệt dẻo, polycarbonate trải qua biến dạng dẻo lớn mà không bị nứt gãy Vì chúng gia công tạo thành kim loại kỹ thuật sử dụng nhiệt độ phòng, ví dụ làm đường cong phanh xe Thậm chí để làm góc uốn cong sắc nét với bán kính hẹp không cần gia nhiệt Tính chất lý vật liệu polycarbonate phụ thuộc yếu tố sau: + Tính chất lý sợi tăng cường + Sự thay đổi hàm lượng sợi – nhựa + Khả kết hợp pha nhựa sợi + Các khuyết tật tính không liên tục nhựa Polycarbonate sử dụng rộng rãi nhờ khả tương thích với nhiều loại polyme làm tăng khả chịu va đập Blend polycarbonate polybutadien có tính cao khoảng nhiệt độ rộng Blend có ý nghĩa quan trọng Polycarbonate với ABS (Acrylonitrin Butadien Styren) PC/ABS có nhiệt độ nóng chảy cao, độ dai cao nhiệt độ thấp khả tránh bị rạn nứt cao hẳn so với polycarbonate nguyên chất 1.1.2 Tổng hợp polycarbonate Polycarbonate sản xuất từ nguyên liệu đầu Bisphenol A Photgen: Trong môi trường kiềm, trình tổng hợp polycarbonate xảy theo bước sau: Bước 1: Đầu tiên kiềm phản ứng với Bisphenol A, giải phóng phân tử nước tạo thành muối Phản ứng xảy tương tự với nhóm OH - lại phân tử Bisphenol A Sản phẩm muối tác dụng với Photgen Sự chuyển dịch electron để tái tạo nhóm cacbonyl làm tách ion Cl- tạo phân tử chloroformate Bước 2: Phân tử chloroformate tạo thành bị công tiếp phân tử Bisphenol A khác giống Photgen Phân tử Bisphenol A thứ hai công giống phân tử đầu Phân tử dịch chuyển electron, tái tạo lại nhóm cacbonyl Bước 3: Như vậy, sau bước ta thấy phân tử muối lớn tiếp tục phản ứng với phân tử Photgen khác Cứ vậy, ta thu phân tử polycarbonate Gần nhà khoa học người Nhật công bố tổng hợp thành công polycarbonate từ Bisphenol A CO2, điều làm giảm ô nhiễm môi trường sử dụng Photgen 1.2 Bisphenol A 1.2.1 Tính chất ứng dụng Công thức cấu tạo Bisphenol A (hình 1.2): Hình 1.2: Công thức cấu tạo phân tử Bisphenol A mặt phẳng không gian Tài liệu tổng hợp Bisphenol A công bố thức Thomas Zincke thuộc đại học Marburg, Đức Năm 1905, Zincke đưa phương pháp tổng hợp Bisphenol A từ phenol axeton Zincke tính chất vật lý Bisphenol A (cấu trúc phân tử, nhiệt độ nóng chảy, tính tan dung môi khác bảng 2) Tuy nhiên, Zincke không đưa ứng dụng công dụng Bisphenol A hay vật liệu mà ông tổng hợp Đến năm 1953, tiến sĩ Hermann Schnell thuộc hãng Bayer Đức tiến sĩ Dan Fox General Electric Mỹ độc lập phát triển sản xuất vật liệu nhựa polycarbonate sử dụng nguyên liệu Bisphenol A Quá trình sản xuất quy mô công nghiệp bắt đầu năm 1957 Mỹ 1958 châu Âu Cùng thời gian đó, nhựa epoxy phát triển nhờ ứng dụng rộng rãi công nghiệp Chính nhờ phát triển mạnh mẽ polycarbonate nhựa epoxy nên Bisphenol A sản xuất với số lượng lớn từ năm 50 kỷ XX ngày phát triển[10,14] 10 Hình 3.13: Ảnh SEM bề mặt mẫu M2 trước ngâm xăng, dầu (Sau 28 ngày ngâm xăng) (Sau 33 ngày ngâm dầu) Hình 3.14: Ảnh SEM bề mặt mẫu M2 sau ngâm xăng dầu 54 Hình 3.15: Ảnh SEM bề mặt mẫu M3 trước ngâm xăng, dầu (Sau 64 ngày ngâm xăng) (Sau 69 ngày ngâm dầu) Hình 3.16: Ảnh SEM bề mặt mẫu M3 sau ngâm xăng dầu 55 Hình 3.17: Ảnh SEM bề mặt mẫu M4 trước ngâm xăng (Sau 90 ngày ngâm xăng) (Sau 90 ngày ngâm dầu) 56 Hình 3.18: Ảnh SEM bề mặt mẫu M4 sau ngâm xăng (1) dầu (2) Từ kết ảnh SEM chụp bề mặt mẫu ta thấy màng alkyd (mẫu M1) chịu xăng dầu kém, nên sau ngày ngâm xăng ngày ngâm dầu bề mặt xuất nhiều khuyết tật Khi thêm 30% epoxy (mẫu M2), màng bền hơn, chịu 28 ngày ngâm xăng 33 ngày ngâm dầu, khuyết tật có đường kính nhỏ mật độ thấp Tăng tỷ lệ epoxy lên 50% (mẫu M3) khả chịu xăng dầu tăng 60 ngày Riêng với màng epoxy (mẫu M4) sau 90 ngày ngâm, bề mặt không đổi tiếp tục khảo sát Như màng epoxy thu từ trình tái chế polycarbonate phế thải có khả chịu hóa chất tốt Hàm lượng epoxy màng cao khả chịu xăng dầu tốt 57 KẾT LUẬN Từ kết thực nghiệm thu được, có nhận xét sau: Đã tổng hợp bisphenol A từ polycarbonate phế thải với hiệu suất 90% Đã tổng hợp nhựa epoxy từ bisphenol A thu epiclohidrin có số epoxy 243 khối lượng phân tử trung bình 1220 đvC Chất tạo màng sở nhựa epoxy/alkyd với tỷ lệ khác khảo sát Hàm lượng epoxy cao độ bền tính thấp độ bền hóa học cao Ngược lại hàm lượng alkyd cao tính lý cao độ bền hóa học thấp Kết thử nghiệm gia tốc cho thấy sau 30 chu kỳ thử nghiệm, tính lý màng thay đổi không đáng kể Kết thử nghiệm ngâm xăng dầu cho thấy sau 90 ngày màng epoxy không thay đổi 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Nguyễn Việt Bắc (2000), Vật liệu sơn chất tạo màng bảo vệ , Giáo trình cao học, Trung tâm khoa học Kỹ thuật -Công nghệ Quân sự, Bộ quốc phòng, tr 24 – 60 Nguyễn Đình Triệu (2006), Các phương pháp vật lý ứng dụng hoá học, Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà Nội Ngô Duy Cường (2004), Hóa học hợp chất cao phân tử, NXB Đại học Quốc Gia Hà Nội Tiếng Anh M Parvin and J G Williams (1975) "The effect of temperature on the fracture of polycarbonate" Journal of Materials Science 10(11), pp 1883 Mc.Grall Hill Inc (1992), “Epoxy resins”, Encyclopedia of polymer science and technology, (6), pp 209-270 Jan W Gooch (2001), Emulsification and Polymerization of Alkyd Resins, copyrighted Materrial, TP.945 G66 Zhi Yan PAN, Zhen BAO, Ying Xu CHEN (2006), “Depolymerization of Poly(bisphenol A carbonate) in Subcritical and Supercritical Toluene”, Chinese Chemical Letters 17(4), pp 545-548 Henry Lee, Kris Neville (1967), Handbook of epoxy resins, pp 324 - 361 Ernest W Flick (1993), Epoxy resins, curing agents, compounds, and modifiers pp 435 - 457 10 U.S Environmental Protection Agency (2010), Bisphenol A Action Plan 11 Werner J Blank, Z A He and Marie Picci (2001), “Catalysis of the epoxy – Carboxyl reaction”, King Industries Inc USA 12 Raul Pinero, Juan Garcia and Maria Jose Cocero (2005), “Chemical recycling of polycarbonate in a semi-continuous lab-plant A green route with methanol and methanol – water mixtures”, Green Chemistry, (7), pp 380 – 387 59 13 J Aguado, D P Serrano and J M Escola (2008), “Fuels from Waste Plastics by Thermal and Catalytic Processes”, American Chemistry Society, (47), pp 7982 – 7992 14 Http://www.ens-newswire.com/ens/jun2011/2011-06-01-01.html 15 Ruifeng Liang and Rakesh K Gupta (2006), “Rheological and mechanical properties of recycled polycarbonate”, West Virginia University Morgantown 16 J.I Distasio (1982), “Epoxy resin technology developments since 1979”, Park Ridge, New Jersey, USA 17 Trishul Artham and Mukesh Doble (2008), “Biodegradation of Aliphatic and Aromatic Polycarbonates”, Macromolecular Bioscience, (8), pp 14 – 24 18 Concetto Puglist and Filippo Samperi (1999), “MALDI – TOF Investigation of Polymer Degradation Pyrolysis of Poly(bisphenol A carbonate)”, Macromolecular Bioscience, (32), pp 8821 – 8828 19 Scheirs, J Kaminsky, W Eds, John Wiley (2006), “A Introduction to Feedstock Recycling of Plastic In Feedstock Recycling and Pyrolysis of waste plastics; Converting Waste plastics into Diesel and other Fuels”, UK, pp 3-5 20 Okuwaki (2004), “A Feedstock Recycling of Plastic in Japan”, Polym Degrad Stab, (85), pp 981 21 M Watanabe, H Hirakoso, S Sawamoto (1998), et al, J Supercrit Fluids, 22 Z Y Pan, Z W Hu (2002), J of Chem Eng of Chinese Universities, 227 23 L Chen, Y Q Wu, Y H Ni (2004), J Chem Ind and Eng (in Chinese), (55), pp.1787 24 G Madras, G Sivalingam (2002), Ind and Eng Chem Res (22), pp 5337 25 W B Kim, A Upendra and J S Lee (2004), Ind Eng Chem Res, (43), pp 1897 – 1914 26 Kiedik, M A.Sokołowski et al, Polish Pat (2010), “A method to obtain polycarbonate grade bisphenol A”, Appl No P.390452 60 27 Kiedik, M., Chruściel, A., Sokołowski, A.: Przem Chem 2008, 87, No 9, 969 28 Kiedik, M et al (2005), “A method to obtain visually pure bisphenol A” European Patent nr EP 1809589 pt 29 Yano, T.; Matsui, H.; Koike, T Ishiguro, H Fujihara, H Yoshihara, M Maeshima (1997), Chem Commun, pp.1129–1130 30 Fukuoka, S.; Kawamura, M Komiya, K Tojo, M.; Hachiya, H Hasegawa, K Aminaka, M Okamoto (2003), Green Chem, 5, pp 497–507 31 Kawanami, H Sasaki, A Matsui, K Ikushima (2003), Chem Commun., pp 896–897 32 Incarnato, L Scarfato, P and D Acierno (1999)., Polym Eng Sci., 39 (4), pp 749-755 61 PHỤ LỤC 62 DANH MỤC BẢNG Trang Bảng 1.1: Một số thông số Polycarbonate……………………… Bảng 1.2: Một số thông số vật lý Bisphenol A…………………………… Bảng 3.1: Hiệu suất phản ứng tổng hợp Bisphenol A dung môi C2H5OH CH3OH……………………………………………… 34 Bảng 3.2: Các pic đặc trưng phổ hồng ngoại Bisphenol A sản phẩm 36 Bảng 3.3: Các pic đặc trưng phổ cộng hưởng từ hạt nhân Bisphenol A sản phẩm………………………………………………………… 37 Bảng 3.4: Thể tích dung dịch KOH 0,1N tiêu tốn trình chuẩn độ xác định số epoxy……………………………………………… 39 Bảng 3.5: Các pic đặc trưng phổ IR nhựa epoxy sản phẩm……… 40 Bảng 3.6: Các pic đặc trưng phổ cộng hưởng từ hạt nhân nhựa epoxy sản phẩm…………………………………………………… 43 Bảng 3.7: Độ dày độ cứng trung bình màng………………………… 46 Bảng 3.8: Kết đo độ bền lý màng …………………………… 47 Bảng 3.9: Kết đo độ bền mẫu M4 sau thử nghiệm gia tốc……………… 48 Bảng 3.10: Khoảng thời gian mẫu bắt đầu bị phá hủy ngâm xăng dầu Diezel……………………………………………………… 50 63 DANH MỤC HÌNH Trang Hình 1.1: Một đoạn mạch polycarbonate………………………………… Hình 1.2: Công thức cấu tạo phân tử Bisphenol A………………………… Hình 1.3: Cấu tạo nhựa epoxy……………………………………………… 11 Hình 1.4: Câu trúc không gian phân tử nhựa epoxy……………………… 11 Hình 1.5: Cấu trúc mạch epoxy sau đóng rắn………………………… 19 Hình 3.1: Phổ hồng ngoại Bisphenol A sản phẩm……………………… 35 Hình 3.2: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân Bisphenol A sản phẩm……… 37 Hình 3.3: Giản đồ phân tích nhiệt DSC Bisphenol A sản phẩm……… 38 Hình 3.4 : Phổ hồng ngoại epoxy sản phẩm…………………………… 40 Hình 3.5: So sánh phổ hồng ngoại epoxy sản phẩm với phổ chuẩn…… 45 Hình 3.6: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân epoxy sản phẩm……………… 43 Hình 3.7: Sắc ký đồ GPC epoxy sản phẩm…………………………… 45 Hình 3.8: Đồ thị biểu diễn thay đổi độ cứng theo hàm lượng nhựa epoxy… 46 Hình 3.9: Đồ thị biểu diễn độ bền va đập mẫu…………………… 47 Hình 3.10: Ảnh SEM bề mặt mẫu M4 trước sau thử nghiệm gia tốc… 49 Hình 3.11: Ảnh SEM bề mặt mẫu M1 trước ngâm………………… 55 Hình 3.12: Ảnh SEM bề mặt mẫu M1 sau ngâm xăng dầu… 55 Hình 3.13: Ảnh SEM bề mặt mẫu M2 trước ngâm………………… 52 Hình 3.14: Ảnh SEM bề mặt mẫu M2 sau ngâm xăng dầu… 52 Hình 3.15: Ảnh SEM bề mặt mẫu M3 trước ngâm………………… 53 Hình 3.16: Ảnh SEM bề mặt mẫu M3 sau ngâm xăng dầu… 53 Hình 3.17: Ảnh SEM bề mặt mẫu M4 trước ngâm………………… 54 Hình 3.18: Ảnh SEM bề mặt mẫu M4 sau ngâm xăng dầu… 54 64 DANH MỤC SƠ ĐỒ Trang Sơ đồ 1.1: Phản ứng tổng hợp bisphenol A 10 Sơ đồ 1.2: Cơ chế đóng rắn epoxy amin………………………………… 18 Sơ đồ 1.3: Phản ứng điều chế alkyd từ anhydrit phtalic glixerin 22 Sơ đồ 2.1: Phản ứng thuỷ phân Polycarbonate 29 65 DANH MỤC VIẾT TẮT ABS : Acrylonitrin Butadien Styren AP : Anhidrit phtalic BPA : Bisphenol A DETA : Dietylentriamin EDA : Etilen diamin MF : Melaminfomandehit MW : Molecular Weight PC : Polycarbonate PCBs : Poly clorinat biphenyls PET : Poly (etilen terephtalat) PF : Phenolfomandehit PMMA: Poly(metyl metacrylat) PVC : Poly vinylclorua TETA : Trietylentriamin UF : Urefomandehit WPE : weight per epoxide 66 MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Polycarbonate 1.1.1 Tính chất ứng dụng 1.1.2 Tổng hợp polycarbonate 1.2 Bisphenol A 1.2.1 Tính chất ứng dụng 1.2.2 Độc tính bisphenol A 12 1.2.3 Phương pháp tổng hợp 12 1.3 Nhựa epoxy 12 1.3.1 Cấu tạo, tính chất nhựa epoxy 12 1.3.2 Phân loại nhựa epoxy 14 1.3.3 Tổng hợp nhựa epoxy 16 1.3.4 Các chất đóng rắn cho nhựa epoxy 19 1.3.5 Ứng dụng nhựa epoxy 23 1.4 Nhựa alkyd 23 1.4.1 Phương pháp điều chế tính chất nhựa alkyd 23 1.4.2 Ứng dụng sơn alkyd 25 1.5 Rác thải điện tử 27 1.5.1 Nguồn rác thải điện tử 27 1.5.2 Thành phần rác thải điện tử 27 1.5.3 Các hướng nghiên cứu xử lý polycarbonate phế thải 28 CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 30 2.1 Hóa chất – Thiết bị 30 2.1.1 Hóa chất 30 2.1.2 Thiết bị 30 2.2 Thực nghiệm 31 2.2.1 Tổng hợp bisphenol A từ polycarbonate phế thải 31 2.2.2 Tổng hợp nhựa epoxy từ bisphenol A 31 2.2.3 Chế tạo màng sở nhựa epoxy sản phẩm 32 2.2.3.1 Chế tạo màng epoxy 32 2.2.3.2 Chế tạo màng alkyd 32 2.2.3.3 Chế tạo màng epoxy – alkyd 32 67 2.3 Các phương pháp nghiên cứu 33 2.3.1 Khảo sát cấu trúc sản phẩm 33 2.3.1.1 Xác định điểm nóng chảy phương pháp phân tích nhiệt 33 2.3.1.2 Khảo sát cấu trúc sản phẩm phổ hồng ngoại 33 2.3.1.3 Khảo sát cấu trúc sản phẩm phổ cộng hưởng từ hạt nhân 33 2.3.1.4 Khảo sát bề mặt màng kính hiển vi điện tử quét 33 2.3.2 Xác định khối lượng phân tử 33 2.3.3 Xác định số Epoxy 33 2.3.4 Xác định thông số, tính chất lý màng 34 2.3.5 Khảo sát độ bền nhiệt ẩm độ bền dung môi màng phủ 35 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 36 3.1 Tổng hợp bisphenol A từ polycarbonate phế thải 36 3.1.1 Khảo sát ảnh hưởng dung môi đến hiệu suất phản ứng 36 3.1.2 Khảo sát cấu trúc Bisphenol A sản phẩm 37 3.1.2.1 Phổ hồng ngoại Bisphenol A sản phẩm 37 3.1.2.2 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân Bisphenol A sản phẩm 38 3.1.2.3 Kết phân tích nhiệt 40 3.2 Tổng hợp epoxy từ bisphenol A 41 3.2.1 Hiệu suất phản ứng 41 3.2.2 Xác định số epoxy sản phẩm 41 3.2.3 Khảo sát cấu trúc epoxy sản phẩm 41 3.2.3.1 Phổ hồng ngoại epoxy sản phẩm 41 3.2.3.2 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân epoxy sản phẩm 43 3.2.4 Kết đo khối lượng lượng phân tử 46 3.3 Khảo sát số tính chất chất tạo màng cở sở nhựa epoxy sản phẩm 47 3.3.1 Xác định thông số kỹ thuật tính chất lý màng 47 3.3.1.1 Chiều dày, độ cứng màng 47 3.3.1.2 Độ bền va đập, độ bền uốn, độ bám dính 49 3.3.2 Khảo sát độ bền nhiệt ẩm độ bền dung môi màng phủ 50 3.3.2.1 Độ bền nhiệt ẩm 50 3.3.2.2 Độ bền dung môi 51 KẾT LUẬN 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO 59 PHỤ LỤC 62 68 [...]... thép, thu tinh hữu cơ, gốm, sứ, gỗ, chất dẻo (nhiệt độ dán khoảng 150oC) Ta cũng có thể duy trì một tải trọng ép trên mối dán tới khi hoàn thành quá trình Keo từ nhựa epoxy biến tính: Để tăng cường tính đàn hồi, tính chịu nhiệt và một số tính năng kỹ thu t khác, người ta biến tính nhựa epoxy bằng nhựa phenol formaldehit, poliamit, peclovinil, alkyd và một số hợp chất cơ kim Keo epoxyphenol được dùng... và ngấm vào đất thì các loại chất thải điện tử như các thân tủ lạnh, máy nén từ máy điều hoà và nhựa thải từ máy vi tính, điện thoại di động, đĩa CD đang được chất thành đống Hàng năm, có 19.000 tấn rác thải điện tử được tái chế Rác thải điện tử là mối quan tâm lớn do tính độc hại và khả năng gây ung thư của một số chất Các chất độc hại có trong rác thải điện tử bao gồm chì, thủy ngân và cađimi, chất. .. tổng hợp bisphenol A 1.3 Nhựa epoxy 1.3.1 Cấu tạo, tính chất của nhựa epoxy Nhựa epoxy là một polyme mạch thẳng mà trong phân tử chứa những nhóm epoxy (oxietilen) thu được do phản ứng đa ngưng tụ của một phenol lưỡng chức (điển hình nhất là điphenolpropan – Bisphenol A) với epiclohidrin[5] Công thức cấu tạo tổng quát của nhựa epoxy từ bisphenol A như sau: 12 Hình 1.3: Cấu tạo nhựa epoxy Hình 1.4: Câu trúc... trung tính hoặc axit yếu Thêm 100ml toluen vào hỗn hợp phản ứng, giữ nhiệt độ ở 75÷76 oC và khuấy thêm 30 phút Sau đó ngừng khuấy và giảm nhiệt độ xuống 60÷65oC và chờ cho hỗn hợp tách thành 2 lớp, tiến hành chiết thu lấy sản phẩm Cơ chế phản ứng được chỉ ra ở trang 14, 15 2.2.3 Chế tạo màng trên cơ sở nhựa epoxy sản phẩm 2.2.3.1 Chế tạo màng epoxy Epoxy sản phẩm được thêm dung môi cho phù hợp và kiểm... nhựa đã đóng rắn có tính đàn hồi do sự linh động của các phân tử Nhóm hidroxyl của phenol bị ete hóa khiến nhựa không có màu và không bị thay đổi màu khi bảo quản[8,9] 1.3.2 Phân loại nhựa epoxy Trên cơ sở nhựa epoxy, người ta chế biến thành 2 loại keo: keo đóng rắn lạnh và keo đóng rắn nóng, khác nhau về cơ chế đóng rắn, tính chất và kỹ thu t sử dụng 14 Keo đóng rắn lạnh dùng chất đóng rắn là các... gian phân tử nhựa epoxy Trong công thức trên n có thể nhận giá trị từ 0 ÷ 20, tuỳ thu c vào điều kiện phản ứng Sản phẩm nhựa thương mại đầu tiên từ epiclohidrin được sản xuất ở Mỹ năm 1927 Ngày nay, hầu hết epoxy thông thường được sản xuất từ epiclohidrin và bisphenol A Vào năm 1936, Pierre Castan của Thu Sĩ và S.O Greenlee của Mỹ là những người đầu tiên sản xuất các sản phẩm nhựa epoxy từ bisphenol... hexametilendiamin và polietilenpoliamin Bản chất của chất đóng rắn cũng như tỷ lệ của chúng có ảnh hưởng đến tính chất của keo Thời gian sống (thời gian kể từ lúc pha trộn chất dóng rắn tới khi keo rắn lại) của keo dao động từ vài phút đến vài giờ tùy loại amin sử dụng Sự có mặt của oxy cũng không tham gia vào quá trình đóng rắn Keo đóng rắn nóng có độ bền cao hơn, chịu nhiệt tốt hơn keo đóng rắn lạnh và có thể... trị từ 0 đến 20 Tính chất hóa học của nhựa epoxy - Nhựa epoxy có hai nhóm chức hoạt động: nhóm epoxy và nhóm hydroxyl Tùy thu c khối lượng phân tử (M) mà nhóm chức chiếm ưu thế Với nhựa epoxy có khối lượng phân tử thấp (M < 1200) nhóm epoxy chiếm đa số, còn những epoxy có khối lượng phân tử lớn (M > 3000), nhóm hydroxyl là chủ yếu - Tính phân cực và sức căng vòng tạo cho vòng oxytetylen có hoạt tính. .. kim loại và vật liệu phi kim loại Chất đóng rắn thường dùng là anhidrit của axit dicacboxylic, dixiandiamit, ure, diure… Xúc tác cho quá trình đóng rắn có thể là kiềm, axit photphoric, muối nhôm, kẽm, chì… của axit hữu cơ và các chất khác Cơ chế đóng rắn nóng của nhựa epoxy khác với cơ chế đóng rắn lạnh Không phải nhóm epoxy như trong trường hợp trước mà là những nhóm OH - tham gia vào việc tạo nên... dụng các sản phẩm từ nhựa polycarbonate rất lớn Chỉ tính riêng các sản phẩm đĩa dùng cho hệ thống đọc laze (một ứng dụng phổ biến của polycarbonate) theo thống kê của Cục Thống kê năm 2003, giá trị nhập khẩu vào Việt Nam đã hơn 15 triệu USD 1.5.3 Các hướng nghiên cứu xử lý polycarbonate phế thải hiện nay Trước đây polycarbonate phế thải chủ yếu được xử lý bằng cách chôn lấp hoặc tái chế cơ học để làm nguyên