báo cáo về Polyester bản word

Tìm hiểu công nghệ sản xuất polyetylen terephtalat Tìm hiểu công nghệ sản xuất polyester MỤC LỤC Phần Một TỔNG QUAN LÝ THUYẾT Thập niên 1930, W.H.Carothers đồng viện Duponts tổng hợp polyester dựa phản ứng ngưng tụ đa phân tử Sợi polyester tổng hợp dựa phương pháp kéo nguội không sử dụng công nghiệp dệt nhiệt độ nóng chảy thấp dễ tan số dung môi thông thường Năm 1941 J.R.Whinfield J.T.Dickson tổng hợp loại polyester từ acid terephthalic số rượu hai chức Loại sợi có nhiệt độ nóng chảy cao, tính chất vượt trội nên bắt đầu ứng dụng công nghiệp dệt với tên gọi Terylene Kể từ nhiều sợi polyester tổng hợp đưa vào sản xuất từ nguyên liệu ban đầu acid terephthalic Gia đình sợi polyester ngày đông đúc với phát triển ngành công nghiệp hóa chất, loại sợi Nhóm Page 1 Tìm hiểu công nghệ sản xuất polyetylen terephtalat Tìm hiểu công nghệ sản xuất polyester polyester sản xuất với sản lượng cao là: Poly ethylene terephthalate, poly 14 butylene terephthalate, poly 1-4 bis cyclohexane terephthalate Bằng cách đưa rượu thơm hai chức thay cho rượu hai chức mạch thẳng, người ta sản xuất sợi polyester có đơn vị cấu trúc chứa vòng thơm Những sợi tạo thành họ polyacrylate, sản xuất phương pháp kéo nóng chảy sau ủ nhiệt độ gần với nhiệt độ nóng chảy để làm tăng mật độ pha tinh thể Do chúng có khả hình thành pha tinh thể trạng thái lỏng nên mật độ pha tinh thể sợi cao, sợi có tính chất lý ưu việt hẳn polyester thông thường Phần lớn polyester polymer đồng trùng hợp I/ Tổng quan polyester - POLYESTER sản phẩm trùng ngưng axit carboxylic đa chức (polyaxit) ancol đa chức (polyol) hay từ trình trùng hợp mở vòng lactone Trong đó, polyol polyaxit hai có chứa nối đôi - Nhựa polyester không no chia thành nhiều loại tuỳ thuộc vào nhóm cấu trúc mạch chính, thông thường orthophtalic, isophtalic, terephtalic, clorendic, bisphenol–fumarate dicyclopentadien + Nhựa orthophtalic: hay loại nhựa thông thường, sở anhydric phtalic (AP), anhydric maleic (AM) propylen glycol (PG) Hai nhóm axit AP vị trí carbon nằm cạnh vòng thơm khó để tổng hợp sản phẩm có khối lượng phân tử (KLPT) cao, nhựa sản xuất từ AP có tính ổn định nhiệt thấp kháng hoá chất so với sử dụng isophtalic hay terephtalic Nhóm Page 2 Tìm hiểu công nghệ sản xuất polyetylen terephtalat Tìm hiểu công nghệ sản xuất polyester + Nhựa isophtalic: người ta thay AP axit isophtalic để tạo nhựa có KLPT cao hơn, hai nhóm –COOH vị trí tách riêng C vòng benzen nên tạo điều kiện hình thành mạch dài Nhựa tạo thành có độ bền lớn, kháng nhiệt, dẻo dai độ đàn hồi lớn hơn, cải thiện tính chất so với nhựa từ AP Nhóm Page 3 Tìm hiểu công nghệ sản xuất polyetylen terephtalat Tìm hiểu công nghệ sản xuất polyester + Nhựa terephtalic: polyester tổng hợp từ axit terephtalic với mong muốn cải thiện tính chất nhựa giống việc thay AP axit isophtalic Tuy nhiên, trường hợp không xảy ra, nhựa terephtalic xuất ưu điểm nhỏ nhiệt độ gây biến dạng lớn loại nhựa isophtalic, tính chất quan trọng khác modul, độ cứng, độ bền hoá chất thiên nhựa isophtalic Axit terephtalic có độ hoà tan khả phản ứng thấp, đòi hỏi phải sử dụng xúc tác áp lực nén sản xuất nhựa thương mại Nếu không đủ điều kiện trên, thời gian tổng hợp nhựa polyester terephtalic kéo dài đến lần so với thời gian tổng hợp nhựa từ isophtalic Với kết vậy, nhà nghiên cứu hướng đến terephtalate từ sợi PET qua sử dụng phế thải từ trình sản xuất nhựa PET Nguồn nguyên liệu thải đề polymer hoá PG nhiệt độ cao Sản phẩm thuỷ phân sau cho phản ứng với AM hoà tan vào styren để sản xuất loại polyester terephtalic có hiệu mặt kinh tế + Nhựa Bisphenol A–fumarate: loại polyester cứng sản phẩm trình ngưng tụ propoxylate (do bisphenol A phản ứng với propylenol) với axit fumaric Cấu trúc bisphenol tạo cho loại nhựa đặc biệt có độ cứng, tính ổn định nhiệt bền ứng suất cao Nhóm Page 4 Tìm hiểu công nghệ sản xuất polyetylen terephtalat Tìm hiểu công nghệ sản xuất polyester + Nhựa Clorendic: nhựa POLYESTER độc sở axit HET (hexaclorocyclopentadien) anhydric Khi axit tác dụng với polyol neopentyl glycol cho sản phẩm có độ cứng vượt trội, đặc biệt với tính ổn định nhiệt chịu môi trường oxi hoá Sự có mặt nhóm clo hấp thụ gốc tự tạo cho nhựa khả chống bắt lửa cực tốt II/ Tính chất hóa lý chung Polyeste 2.1 Tính chất vật lý Cấu trúc polyester sau: O O H2 C H2 C O C Poly ethylene terephthalate C n O O O H2 C H2 C H2 C H2 C O C Poly 1-4 butyllene terephthalate C n O O O H2 C H2 C O C n Poly 1-4 bis methylene cyclohecxan terephythalate O Nhóm Page 5 Tìm hiểu công nghệ sản xuất polyetylen terephtalat Tìm hiểu công nghệ sản xuất polyester Xơ polyester có độ bền học cao, trạng thái ướt xơ không bị giảm độ bền học Độ bền đứt ướt so với độ bền đứt khô: 90 – 95% (độ bền đứt khô: 30 – 40g/tex) Xơ polyester có khả chống biến dạng giữ nếp, song bền với ma sát nên sử dụng dệt kim, găng tay bít tất Sau vò nhàu nhiều lần xơ polyester có khả phục hồi lại trạng thái ban đầu Vì người ta thường pha trộn với loại xơ khác dễ nhàu xơ viscose để tạo loại vải pha : PE/CO, PE/VISCOSE… Polyester có khối lượng riêng d=1.38g/cm 3, xơ khó trương nở nước, khó thoát mồ hôi, khó nhuộm Người ta nhuộm polyester với phẩm phân tán nhiệt độ cao 1300C 1000C có chất tải Polyester loại xơ nhiệt dẻo, độ bền nhiệt vượt xa loại xơ thiên nhiên đa số loại xơ hoá học khác Ở 2650C xơ bắt đầu bị mềm 2800C xơ bị nóng chảy phân huỷ Có hàm ẩm thấp nên xơ polyester có khả cách điện cao Nhưng đồng thời cũng dễ tích điện nên gây khó khăn trình dệt Các thông số vật lý khác: - Độ mảnh: 1,3 den - Độ hồi ẩm: 0,3% - Độ hút ẩm kém: 0,4 – 0,5% (điều kiện tiêu chuẩn) Xơ – sợi cắt ngắn (staple) Sợi filament Loại thường Loại dún thấp Loại thường Chịu lực cao Độ bền đứt (gf/tex) 40 – 60 20 – 30 40 – 60 60 – 80 THÔNG SỐ Độ giãn đứt (%) 15 – 30 30 – 55 25 – 30 – 15 Bảng 1.1 Thông số lý dạng sợi polyester Cách nhận biết sợi polyester: - Khi đưa vào lửa gần lửa: phần chưa cháy co lại - Khi lửa: cháy chậm chảy, khói màu đen, muội than Nhóm Page 6 Tìm hiểu công nghệ sản xuất polyetylen terephtalat Tìm hiểu công nghệ sản xuất polyester - Khi lấy lửa: cháy chậm tự tắt - Phần tro lại: hạt tròn, cứng, rắn, không bóp vỡ, khói màu đen - Mùi: thơm 2.2 Tính chất hóa học  A, Ảnh hưởng axit Polyester tương đối bền với tác dụng axit Hầu hết axit hữu vô với nồng độ không cao nhiệt độ thường không gây ảnh hưởng đến độ bền sợi, nhiệt độ 70oC với nồng độ axit cao (H2SO4 > 70%, HNO3 >60%) sợi polyester bị phá huỷ phận  B, Ảnh hưởng bazơ Sợi Polyester bền với tác dụng kiềm Khi đun sôi lâu dung dịch xút 1%, sợi polyester bị thuỷ phân Nó hoàn toàn bị phá huỷ gia công dung dịch xút 5% 180oC Trong dung dịch NaOH 40% KOH 50% nhiệt độ thường cũng bị phá huỷ mạnh, nhiệt độ sôi hoàn toàn bị phá huỷ Sở dĩ sợi polyester bền với kiềm mạch phân tử chúng có chứa nhóm estes dễ bị thuỷ phân  C, Ảnh hưởng chất khử oxi hoá Sợi polyester tương đối bền với chất khử oxi hoá (hidro peroxit, natrihypocloit natri hidrosunfit gây hư hại nhẹ cho polyester) Ví dụ: Khi gia công dung dịch NaClO có nồng độ ClO hoạt động 5g/l với PH= 7-10 Ở nhiệt độ thường vòng tuần lễ độ bền sợi giảm không đáng kể, chịu tác dụng dung dịch chất khử dung dịch Na 2SiO4 vòng ngày độ bền sợi không thay đổi Nhóm Page 7 Tìm hiểu công nghệ sản xuất polyetylen terephtalat Tìm hiểu công nghệ sản xuất polyester  D, Ảnh hưởng dung môi Polyester bền với dung môi thường giặt tẩy mỡ (chứa Hidrocacbon Clo Benzen, toluene, acetone, cloetan, rượu tetraclorua cacbon) Tuy nhiên không bền với dung môi chứa oxi  E, Khả nhuộm màu polyester Do polyester chứa nhóm ưa nước, lại có cấu trúc chặt chẽ xơ polyester có hàm ẩm thấp, làm cho polyester có khả cách điện cao, dễ tích điện gây khó khăn trình dệt Mạch đại phân tử polyester thể tính bất đối xứng cao chiều ngang chiều dọc, nhóm (– CO – C6H4 – CO –) linh động, khó quay tự do, nhóm ester liên hợp với nhân thơm nên có độ phân cực lớn Những đặc điểm làm cho polyester đặn, gấp khúc, không phân nhánh có độ định hướng cao, làm cho xơ khó nhuộm loại thuốc nhuộm có tính chất tương tự nhiệt độ cao hay có mặt chất tải Xơ polyester không chứa nhóm base cũng chẳng chứa nhóm acid mạnh, dùng loại thuốc nhuộm cation hay anion để nhuộm chúng Để nhuộm polyester thường dùng thuốc nhuộm phân tán loại thuốc nhuộm có tính chất tương tự nhiệt độ cao hay có mặt chất tải, vài trường hợp dùng thuốc nhuộm hoàn nguyên azoic III/ Polyretylen Terephtalat (PET) 3.1 TÍNH CHẤT CHUNG VÀ SỰ PHÂN LOẠI CỦA POLYRETYLEN TEREPHTALAT (PET) 3.1.1 Tính chất hóa lý Nhóm Page 8 Tìm hiểu công nghệ sản xuất polyetylen terephtalat Tìm hiểu công nghệ sản xuất polyester Công thức phân tử: (C8H10O4)n Công thức cấu tạo: • Tùy thuộc vào trình tổng hợp nhiệt độ, polyethylen terephtalat tồn hai dạng vô định hình suốt bán kết tinh Vật liệu bán kết tinh xuất suốt (kích thước hạt [...]... 210,2 triệu USD, lượng đạt 134,2 nghìn tấn, tăng 39,8% về lượng và tăng 26,0% về kim ngạch so với nhập khẩu cùng kỳ 2011 Hàn Quốc là thị trường cung cấp PET lớn nhất cho Việt Nam trong 6 tháng đầu năm, đạt 107,9 triệu USD, lượng đạt 70,4 nghìn tấn, chiếm tới 52,4% tổng lượng và chiếm 51,3% tổng kim ngạch nhập khẩu PET, tăng 57,8% về lượng và tăng 40,6% về kim ngạch so với cùng kỳ 2011 Giá nhập khẩu từ thị... xuất polyetylen terephtalat Tìm hiểu công nghệ sản xuất polyester Bảng 2.2 Thông số kỹ thuật của PTA Bảng 2.3 Chỉ tiêu kĩ thuật TPA được sản xuất bằng cách oxy hóa p-xylen Hai công nghệ để sản xuất TPA được đề cập là:  Công nghệ oxi hóa của hãng Amoco Nhóm 4 Page 24 24 Tìm hiểu công nghệ sản xuất polyetylen terephtalat Tìm hiểu công nghệ sản xuất polyester  Công nghệ oxi hóa nhiều bậc của hãng Eastman... ứng ester hóa trực tiếp là etylen glycol:axit terephtalic vào khoảng 1:1 – 1,3:1 Polyester sản xuất bằng phương pháp ester hóa trực tiếp có khối lượng phân tử cao hơn hẳn so với polyester sản xuất bằng con đường trao đổi ester Phản ứng ester hóa luôn luôn đi kèm phản ứng ete hóa, nhất là trong môi trường axit Trong sản xuất polyester một ít kiềm mạnh như NaOH được thêm vào hỗn hợp phản ứng để hình thành... terephtalat Tìm hiểu công nghệ sản xuất polyester ứng ester hóa trực tiếp lẫn phản ứng trao đổi ester Một lượng xúc tác được thêm vào trộn lẫn với các obligomer mạch thẳng, glycol dư được tách ra bằng chưng cất hỗn hợp sau phản ứng Nhiệt độ được nâng lên khoảng 280 – 290 oC trong khi áp suất được giảm nhanh về dưới 25Pa để tránh tạo bọt do glycol hóa hơi, cho tới lúc thu được polyester có khối lượng phân tử... Nhóm 4 Page 11 11 Tìm hiểu công nghệ sản xuất polyetylen terephtalat Tìm hiểu công nghệ sản xuất polyester Hình 1.1 Ứng dụng phổ biến của PET 3.1.3 Tình hình tiêu thụ trên thế giới Nhóm 4 Page 12 12 Tìm hiểu công nghệ sản xuất polyetylen terephtalat Tìm hiểu công nghệ sản xuất polyester Hình 1.2 Thực tế và dự báo nhu cầu bao bì nhựa PET trên thế giới (NGUỒN:http://www.pcipetpackaging.co.uk) Sơ bộ thống... andehyt này sẽ tạo ra những nhóm mang màu lẫn trong phân tử polyester Cuối phản ứng đa tụ polymer, một lượng từ 0,5-2% diphenyl ester hoặc diphenyl terephtalat được cho vào thiết bị đa tụ để kết nối các obligomer thành polymer theo phản ứng: 2 Nhóm 4 Page 17 17 Tìm hiểu công nghệ sản xuất polyetylen terephtalat Tìm hiểu công nghệ sản xuất polyester Bằng cách này có thể giảm bớt thời gian phản ứng đa... sản xuất polyetylen terephtalat Tìm hiểu công nghệ sản xuất polyester  Axetoxyl hóa etylen, thủy phân thu được MEG 1.3 CÔNG NGHỆ TỔNG HỢP MONOMER 1.3.1 Công nghệ sản xuất TPA TPA là dạng á bột có tinh thể mầu trắng với mùi chua nhẹ, có ảnh hưởng nhẹ tới mắt, da và đường hô hấp của người với các thông số như sau: Công thức của TPA: C6H4(COOH)2 Bảng 2.1 Đặc trưng Nhóm 4 Page 23 23 Tìm hiểu công nghệ sản... xuất polyetylen terephtalat Tìm hiểu công nghệ sản xuất polyester Hình 1.3 Cơ cấu thị trường cung cấp PET nguyên liệu 6 tháng/2012 (NGUỒN: Tổng cục Hải quan Việt Nam) Phần Hai CÁC CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT Chương 1 NGUYÊN LIỆU VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT PET Nhóm 4 Page 14 14 Tìm hiểu công nghệ sản xuất polyetylen terephtalat Tìm hiểu công nghệ sản xuất polyester 1.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP PET 1.1.1 Phản... thấp thu được từ quá trình này Nhóm 4 Page 30 30 Tìm hiểu công nghệ sản xuất polyetylen terephtalat Tìm hiểu công nghệ sản xuất polyester Cuối cùng, TPA được đưa tới thiết bị kết tinh, được chuyển hóa thành ETPA ETPA được tách nhanh ở bình chân không và dung dịch được thu hồi về bể chứa chất oxi hóa hồi lưu Cuối cùng ETPA được đưa tới thiết bị lọc quay chân không và thiết bị sấy khô để thu được sản phẩm... thu được sản phẩm DMT tinh khiết với hiệu suất 87% Nhóm 4 Page 34 34 Tìm hiểu công nghệ sản xuất polyetylen terephtalat Tìm hiểu công nghệ sản xuất polyester Nhóm 4 Page 35 35 Tìm hiểu công nghệ sản xuất polyetylen terephtalat Tìm hiểu công nghệ sản xuất polyester Nhóm 4 Page 36 36