POLYURETHANES Tiểu luận Công nghệ tổng hợp hợp chất trung gian Nguyễn Hồng Liên ĐHBKHN

POLYURETHANES Tiểu luận Công nghệ tổng hợp hợp chất trung gian Nguyễn Hồng Liên ĐHBKHNPOLYURETHANES Tiểu luận Công nghệ tổng hợp hợp chất trung gian Nguyễn Hồng Liên ĐHBKHNPOLYURETHANES Tiểu luận Công nghệ tổng hợp hợp chất trung gian Nguyễn Hồng Liên ĐHBKHN

MỤC LỤC Trang Chương 1: TỔNG QUAN VỀ POLYURETHANES Lịch sử hình thành 1.1 Khái niệm Polyurethanes 1.2 Tính chất Polyurethanes 1.2.1 Tính chất cách nhiệt 1.2.2 Độ bền 1.2.3 Khả gia công 1.2.4 Độ kết dính 1.2.5 Tính tương hợp 1.2.6 Độ bền điều kiện sử dụng 1.2.7 Sự lão hóa 1.2.8 Khả hấp thụ nước 1.2.9 Tính chống cháy 1.2.10.Tính nhẹ 1.2.11.Tính chịu hóa chất 1.3 Các dạng Polyurethanes 1.3.1 Dạng sợi 1.3.2 Dạng màng 1.3.3 Dạng đổ khuôn 1.3.4 Dạng nhiệt dẻo 1.3.5 Dạng bọt 1.3.6 Dạng cán 1.4 Những ứng dụng Polyurethanes 1.4.1 Ứng dụng quần áo vào trang bị thể thao 1.4.2 Ứng dụng gia đình ứng dụng thường nhật khác 16 1.4.3 Ứng dụng ngành điện tử 1.4.4 Ứng dụng ngành y tế 1.4.5 Ứng dụng phương tiện vận chuyển 1.4.6 Ứng dụng xây dựng công trình dân dụng 1.4.7 Những ứng dụng công nghiệp khác 1.5 Nguyên liệu để sản xuất Polyurethanes Chương 2: TỔNG HỢP ISO CYANAT 20 23 2.1 Tính chất hóa học 23 2.2 Sản xuất isocyanat 24 2.3 Tính độc hại 24 2.4 Tổng hợp Toluene Diisocyanate (TDI) 25 2.4.1 Nitrohóa toluene thành dinitro toluene 2.4.2 Khử dinitro toluene thành tolylene diamin 2.4.3.Phosgen hóa tolylene diamin thành TDI 2.4.4.Tổng hợp Diphenylmethane – 4,4’-diisocyanate (MDI) 2.4.5.Phản ứng ngưng tụ formandehyt với anilin thành metylen diphenyldiamin 2.4.6.Phosgen hóa poliamin thành MDI Chương 3: TỔNG HỢP POLYOL 35 Chương 4: CÁC CNSX POLYURETHANES 41 4.1 Phương pháp sản xuất polyurethane gián tiếp 4.1.1 Prepolyme 41 4.1.2 Ưu điểm trình 4.1.3 Sơ đồ hệ thống 4.1.4 Quy trình sản xuất 4.2.Sản xuất Polyurethane quy trình giai đoạn(one – shot) 46 4.2.1 Đầu trộn trình sản xuất polyurethane 4.2.2 Quá trình sản xuất sử dụng đầu trộn áp suất cao KẾT LUẬN 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO 59 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ POLYURETHANES Lịch Sử Phát triển Polyurethanes Hóa học polyurethane dựa tảng vào năm 1849 Wurtz Hofmann lần báo cáo phản ứng isocyanate hợp chất hydroxy Nhưng năm 1937 Otto Bayer cộng phòng thí nghiệm I.G Farnen, Đức, tìm ứng dụng thương mại dựa phản ứng hexamethylene diisocyanate butanediol, sản phẩm có tính chất lý tương tự nylon (polyamides), ngày sử dụng để làm sợi cho bàn chải Sự thiếu trầm trọng nguyên vật liệu chiến tranh giới II (1937 – 1945) giúp đẩy mạnh phát triển nguyên liệu polyurethane cho ngành sợi, sơn mút xốp Tuy nhiên phát triển mạnh mẽ lĩnh vực xảy vào năm 1950 người ta tìm nguyên liệu Toluene diisocyanate (TDI) polyester polyol để sản xuất mút mềm Đức Sự nhảy vọt thực vào năm 1957 có nhiều loại polyether polyols (poly ete) cho vào công thức mút xốp Chúng giá cạnh tranh mà mút tạo có tính chất lý tốt sản phẩm từ polyester polyol (poly este) Sự phát triển mạnh mẽ nhờ vào nhu cầu lớn mạnh từ thị trường Châu Âu, Mỹ Nhật Bản Ngày polyurethane đứng hàng thứ tổng lượng tiêu thụ loại polymer, với khoảng 6% thị trường tiêu thụ Phần ứng dụng lớn urethane mút xốp mềm (khoảng 44%), mút cứng (khoảng 28%), lại 28% cho ứng dụng sơn, keo dán, gioăng phớt dạng PU đàn hồi (số liệu thị phần ứng dụng khác tùy theo vùng, nước, khu vực) Không giống polymer khác polyethylene, polystyrene hay polyvinyl chloride … tạo nên từ monomer ethylene, styrene hay vinyl chloride (vinyl clorua) , polyurethane không tạo nên từ đơn vị urethane theo cách thông thường mà dựa phản ứng từ polyhydroxy polyether polyol với isocyanate Nói ngắn gọn polyurethane polymer chứa nhóm liên kết (-NH-CO-O-) Đặc trưng sản xuất sử dụng polyurethane tạo loại mút từ mềm đến mềm hay mút cứng bán cứng dạng đàn hồi Chúng tạo dạng khối lớn hay đổ vào khuôn có hình dạng kích thước khác 1.1 KHÁI NIỆM VỀ POLYURETHANE Polyurethane thường gọi tắt PU Polyurethane thực chất sản phẩm trình trùng hợp bậc (trùng ngưng) polyisocyanates OCN-RNCO polyalcohols (polyols) HO-R-OH Người ta lợi dụng đặc tính nhạy cảm nhóm chức isocyanate với H linh động để tạo nên liên kết urethane (liên kết nhóm isocyanate với H linh động alcohol) Phản ứng tạo liên kết urethane phân tử chứa nhóm isocyanate với phân tử chứa nhóm alcohol họa sau O R1 N C O H O R2 R1 N C O R1 H O R2 N C O R2 H Cách thức hình thành liên kết urethane Trong trường hợp phản ứng phân tử chứa nhóm isocynate với phân tử chứa nhóm alcohol, liên kết urethane có tác dụng chất keo kết dính nối phân tử polyisocyanate với polyol để tạo dây polymer dài Phản ứng tạo polyurethane minh họa sau Phản ứng tạo Polyurethane Một cách thật đơn giản, ta hình dung tới hình ảnh polyurethane sản phẩm việc “nắm tay nhau” phân tử có nhóm chức isocyanate phân tử có nhóm chức alcohol Vậy polyurethane hình thành với nguyên liệu chính: Đó Polyisocyanates với Polyols Ngoài ra, tất nhiên phải có thêm chất xúc tác, phụ gia quy mô sản xuất công nghiệp Ở khu vực Bắc Mỹ, người ta gọi thành phần chứa isocyanate thành phần A, thành phần chứa nhóm alcohol pha sẵn với xúc tác, phụ gia gọi thành phần B Ở Châu Âu, người ta gọi ngược lại, thành phần A polyol với xúc tác, phụ gia, thành phần B chứa isocyanate Bài báo cáo dùng quy ước Bắc Mỹ Từ ta nói tới trường hợp phản ứng đơn giản để tạo Polyurethane diols diisocyanates (tức phân tử chứa nhóm alcohol phân tử chứa nhóm isocyanate) Nhưng nguyên tắc thành phần A chứa nhiều nhóm isocyanate phân tử thành phần B chứa nhiều nhóm alcohol phân tử , lúc sản phẩm Polyurethane có khâu mạng Trong báo cáo, đề cập đến phản ứng diisocyanate với diol 1.2 TÍNH CHẤT CỦA POLYURETHANE Polyurethane cách nhiệt (Mút polyurethane cứng - rigid foam) sử dụng nhiều lĩnh vực ứng dụng khác nhờ có tính chất vật lý, học tối ưu Phổ biến sử dụng sản xuất panel (dùng kho lạnh), sản xuất mút cách nhiệt tủ lạnh, bình nóng lạnh chạy điện, bình nóng lạnh lượng mặt trời, dùng để phủ hầm tàu đánh cá, cách nhiệt đường ống hay thiết bị trữ lạnh khác nói chung 1.2.1.Tính chất cách nhiệt: PU foam cứng (mút PU cứng) có độ dẫn nhiệt thấp so với hầu hết vật liệu cách nhiệt khác có, (xem bảng so sánh bên dưới) nhờ sử dụng làm vật liệu giữ nhiệt cách nhiệt môi trường làm lạnh hay trữ lạnh Cách nhiệt hiệu cho hầu hết công trình xây dựng, lĩnh vực xây dựng dân dụng (nhà cửa, nhà container ) công trình ứng dụng đặc biệt 1.2.2.Độ bền: Foam PU cứng có độ bền nén độ bền biến dạng cao, kết hợp với vật liệu phủ lên bề mặt (mặt nhựa, thép ) cho độ bền lớn gấp nhiều lần, phù hợp cho ứng dụng 1.2.3.Khả gia công: Mút Polyurethane cứng sản xuất liên tục không liên tục nhà máy, khuấy trộn thủ công phun máy phun tay bơm trực tiếp vào ứng dụng mong muốn Thực tế vật liệu cách nhiệt có đặc tính sản xuất linh hoạt đến vậy! 1.2.4.Độ kết dính: Trong khoảng thời gian trình trộn lưu hóa sau cùng, mút cứng polyurethane có độ kết dính vô lớn, nhờ cho phép gắn kết hiệu với nhiều loại bề mặt công trình xây dựng (mặt xi măng, gỗ, composite, nhựa, kim loại ) Độ kết dính thường mạnh độ bền kéo độ bền biến dạng mút 1.2.5.Tính tương hợp: Rigid PU foam (mút PU foam) kết hợp với hầu hết vật liệu làm bề mặt thông thường giấy, kim loại, sợi thủy tinh, thép, nhôm, vữa, gỗ ép nhựa đường Điều giúp cho dễ dàng sản xuất loại panel có kiểu bề mặt khác (ví dụ lợp cách nhiệt - tôn xốp: mặt tôn, mặt nhựa PVC) Điều cho phép mút pu sử dụng khâu hoàn thiện công trình xây dựng giống vữa sơn để làm hàng rào ngăn ẩm, ngăn ồn cách nhiệt điều kiện môi trường ẩm ướt, có tiếng ồn môi trường chịu nhiệt 1.2.6.Độ bền điều kiện sử dụng: Mút PU cứng sử dụng điều kiện nhiệt độ khắc nghiệt từ 200 độ C đến + 100 độ C 1.2.7.Sự lão hóa: Có tăng giá trị dẫn nhiệt theo thời gian mút PU không phủ bề mặt (tức khả cách nhiệt giảm theo thời gian - độ truyền nhiệt tăng lên) Sự tăng giá trị độ dẫn nhiệt giảm mút cứng phủ lên bề mặt vật liệu phù hợp thép, nhôm hay loại bề mặt nhựa loại bề mặt khác Sự phủ bề mặt giúp hạn chế khuếch tán không khí vào tế bào mút gây tăng độ truyền nhiệt 1.2.8.Khả hấp thụ nước: Mút polyurethane cứng có độ thấm khí thấp, công trình xây dựng kết hợp thêm với vật liệu giúp ngăn xâm nhập ẩm màng phim (film) polyethylene hay màng phim nhôm, vừa có tác dụng bảo vệ bề mặt, vừa có chức trang trí 1.2.9.Tính chống cháy: Giống tất vật liệu xây dựng gốc hữu khác-gỗ, giấy, nhựa, sơnmút PU cứng dễ cháy, nhiên khả tốc độ cháy điều chỉnh để phù hợp cho ứng dụng xây dựng Khả cháy panel giảm đáng kể vật liệu phủ bề mặt, ví dụ bề mặt tôn thép Hiệu chống cháy tốt thực cách sử dụng mút PU cứng hay mút polyisocyanurate (PIR) có gia cường sợi thủy tinh hay kết cấu mạng lưới có tính chất nóng chảy nhiệt độ cao Mút PU cứng thường dùng có độ dày thấp vật liệu cách nhiệt khác, nhiệt độ hay lượng cần cho cháy thấp so với vật liệu khác dày 1.2.10.Tính nhẹ: Tại tỷ trọng 30kg/m3, thể tích polyurethane mút PU cứng khoảng 3% 97 phần trăm lại khối mút khí bị giữ tế bào mút giúp cho có tính truyền nhiệt thấp Tính nhẹ mút khía cạnh quan trọng vấn đề vận chuyển, thao tác lắp đặt dễ dàng 1.2.11.Tính chịu hóa chất: Mút PU cứng chịu hóa chất xuất sắc nhiều loại hóa chất, dung môi dầu 1.3 CÁC DẠNG POLYURETHANE Polyurethane sản xuất với khác biệt lớn thành phần hóa học Sử dụng kỹ thuật phối trộn khác nhau, sản xuất polyurethane với tính chất khác Các nhóm bao gồm: - Dạng sợi - Dạng màng - Dạng đổ khuôn 10 - Van xả áp - Hút chân không - Áp kế - Cổng hồi lưu - Cửa quan sát - Trục quay cánh khuấy Việc khuấy trộn vật liệu quan trọng, trộn nhanh hiệu cần thiết phép phản ứng để tiến hành cách xác Tốc độ khuấy trộn không lớn để dòng khí xâm nhập vào sản phẩm, cần phải loại bỏ khí giai đoạn sau Hầu hết hệ thống polyurethane có xu hướng bám vào bề mặt thiết bị Cánh khuấy dạng mỏ neo cung cấp chuyển động sâu rộng giúp ngăn ngừa lớp nhớt hình thành bề mặt thiết bị, chất gây giảm hệ số truyền nhiệt số lượng sản phẩm thu Các prepolymer tích tụ độ nhớt chiều dài chuỗi tăng có xu hướng treo lên tường lò phản ứng Nhiệt tường làm tăng tốc độ phản ứng làm tăng tốc độ phản ứng độ nhớt độ nhớt lò phản ứng nói chung 30 4000 MPa.s nhiệt độ khoảng 900C Nitơ sử dụng để ngăn chặn hấp thu độ ẩm ngăn chặn trình oxy hóa sản phẩm Để tránh có ẩm sản phẩm, khí N2 sử dụng phải khí khô Các nguồn để cung cấp khí N2 bao gồm: - Từ bình khí nén - Từ nito lỏng - Thu trực tiếp từ không khí Nhiệt độ lò phản ứng cần phải kiểm soát cho số bước quan trọng phản ứng: - Lò phản ứng cần phải nâng đến nhiệt độ bắt đầu - Các isocyanate cần đun nóng đến nhiệt độ ban đầu - Làm mát lò phản ứng nhiệt độ tăng cao 45 Hút chân không lò phản ứng phục vụ ba mục đích chính: - Loại bỏ ẩm từ lò phản ứng - Loại bỏ isocyanate sau mẻ hoàn thành - Loại bỏ khí prepolyme Giảm áp suất lò phản ứng làm giảm nhiệt độ sôi chất không phản ứng Làm việc áp suất chân không để ngăn chặn chất tạo bọt tránh tiếp xúc trực tiếp isocyanat với bơm 4.1.4 Quy trình sản xuất Một quy trình sản xuất polyurethane gián tiếp thông thường trải qua bước sau: - Nâng nhiệt độ nguyên liệu thiết bị phản ứng lên nhiệt độ bắt đầu phản ứng - Kiểm tra van - Nạp khí N2 vào thiết bị - Nạp isocyanat kiểm tra độ axit thiết bị - Từ từ thêm polyol vào khoảng đến - Nếu nhiệt độ tăng nhanh, phải giảm ngừng cấp polyol Khi nhiệt độ tăng 850C, ngừng cấp polyol tiến hành làm mát - Khi cấp hết polyol, từ từ tăng nhiệt độ tới nhiệt độ cuối giữ cho phản ứng xảy - Hút chân không để giảm lượng isocyanat khí - Khi sản phẩm đạt yêu cầu tháo vệ sinh thiết bị phản ứng 4.2 Sản xuất polyurethane quy trình giai đoạn (one – shot) Trong quy trình này, thành phần diol, diisocyanat, chất kéo dài mạch hóa chất khác chất xúc tác, chất màu trộn lẫn lúc Vì thế, việc sử dụng xúc tác, điều chỉnh nhiệt độ nguyên liệu phải cẩn thận để phản ứng tạo prepolyme xảy trước, tiếp sau phản ứng kéo dài mạch 46 Vì hai phản ứng tạo polyme kéo dài mạch tỏa nhiệt nên nhiệt tổng hai phản ứng lớn, phải lấy khỏi thiết bị không gây co rút, biến dạng sản phẩm Hạn chế quy trình khó kiểm soát nhiệt độ tỏa nhiều có nhiều nguyên liệu tham gia lúc điều chỉnh tỷ lệ thành phần nguyên liệu ban đầu 4.2.1 Đầu trộn trình sản xuất polyurethane Phần quan trọng công nghệ Polyurethane nằm đầu trộn, nguyên liệu polyurethane khác phối trộn trước cho vào khuôn hay băng tải Tùy theo mục đích sản xuất dây chuyền mà loại đầu trộn khác lựa chọn để sử dụng loại có đầu nhỏ nhẹ để dùng trường hợp vào hốc dọc theo trục ống thép để tạo đường ống có lớp phủ polyurehtan tỷ trọng cao Thực tế có loại đầu trộn phun xốp polyurethane dùng cho thiết bị áp suất cao áp suất thấp Cơ có hai loại đầu trộn: đầu trộn áp suất cao đầu trộn áp suất thấp Đầu trộn áp thấp khuấy thành phần hóa chất học (dùng cánh khuấy) Ưu điểm thiết bị giá thành thấp Thiết bị thường dùng cho sản phẩm nhỏ, thiết bị cho phép khoảng độ nhớt hóa chất rộng Kết thúc trình phun, cần phải sử dụng dung môi để rửa đầu trộn Nếu độ nhớt polyol sử dụng không lớn sử dụng thiết bị áp suất cao với công nghệ “khuấy trộn va chạm” (impingement mixing) Tất nhiên độ nhớt điều chỉnh nhiệt độ Với thiết bị áp suất cao này, hai hay nhiều thành phần bơm vào buồng trộn tốc độ cao, chúng va chạm hỗn loạn vào Ưu điểm thiết bị chúng cho phép định chuẩn (tỷ lệ phối trộn) xác, trình thực nhanh, giảm thiểu hao phí không cần dùng dung môi rửa sau phun Hiện thiết bị áp suất cao thống lĩnh thị trường 47 Sơ đồ sản xuất sử dụng đầu trộn áp suất thấp(3) 11: Bình chứa polyol 13: Bình chứa isocynat 15: Bình chứa phụ gia, xúc tác 12, 14, 16: Bơm 10: Đầu trộn Isocyanat chứa tank chứa 13 bơm đưa tới đầu trộn áp suất thấp10 Tương tự với polyol đưa từ tank chưa 11 tới đầu trộn bơm 12, chất phụ tra, chất trợ, xúc tác đưa từ bình 15 qua bơm 16 tới đầu trộn Các dạng đầu trộn sử dụng là: Đầu trộn áp suất thấp 48 Sơ đồ đầu vào nguyên liệu đầu trộn Các loại đầu trộn hoạt động theo nguyên lý bản: loại nguyên liệu theo đường khác vào đầu trộn, trộn với phun Sự khác biệt đầu trộn nằm việc sử dụng tác nhân khuấy trộn Ở hình a, nguyên liệu khuấy cánh khuấy 20, đầu trộn hình b sử dụng dòng không khí thổi vào liên tục để khuấy trộn nguyên liệu Hình c sử dụng phương pháp với cánh khuấy 31 đường dẫn không khí 32 nhằm tăng hiệu trình Đường vào nguyên liệu đặt theo cách tùy theo mục đích sử dụng hình Quá trình hoạt động gián đoạn, sau chu kỳ phải ngưng hoạt động để vệ sinh đầu trộn dung môi để tránh tắc nghẽn vòi phun Việc rửa vòi phun tự động cách thiết lập máy tính rửa tay 4.2.2 Quá trình sản xuất sử dụng đầu trộn áp suất cao Đầu trộn Khuấy trộn Xả áp Máy nén Bình chứa polyol Thiết bị gia nhiệt Bơm nguyên liệu Thiết bị làm mát Bình chưa isocyanat Sơ đồ hệ thống sản xuất polyurethane one – shot áp suất cao 49 Quy trình sản xuất áp suất cao tương tự áp suất thấp nguyên liệu bơm áp suất cao từ bể chứa, qua thiết bị trao đổi nhiệt vào đầu trộn Một phần nguyên liệu chưa sử dụng hổi lưu lại bình chứa sản phẩm Tại đầu trộn nguyên liệu áp suất cao va đập với sau phun mà không cần sử dụng cánh khuấy hay không khí Các đầu trộn áp suất cao sử dụng nguyên lý này.Với mục đích tạo sản phẩm có tính chất khác nhau, đầu trộn có biến thể 2-3 dòng vào, 1-2 buồng trộn hay kích thước vòi phun khác Cannon JL hệ đầu trộn áp cao dạng "L" Đầu trộn viết tắt JL nghĩa “Jet Less-không dùng vòi phun” ý muốn nói trình trộn hai hóa chất không cần qua hai vòi phun Chuyển động nhiễu loạn cao - hình thành trì buồng trộn nhỏ tương ứng dòng hai hóa chất đến hóa chất định lượng buồng thông thường sau bơm vào buồng trộn kích thước không đổi, chúng đạt lượng cần thiết Cuối buồng trộn dòng chất chảy trệch góc L vào buồng lớn hơn, chuyển động hỗn loạn chậm lại cho hỗn hợp trộn Đầu trộn sau bơm không cần rửa dung môi mà tiếp tục sử dụng 50 Đầu trộn áp cao FP2L Đầu trộn áp cao buồng trộn kép Nhu cầu thiết bị tạo phận có nhiều công thức tăng cao (thí dụ, Công nghệ tạo cứng cho đệm) đáp ưng đầu trộn Cannon FP2L Những đầu trộn đặc trưng buồng trộn dạng chữ L có hai buồng trộn độc lập Cannon FP2L 22 High-Pressure Mixing Head Hai buồng trộn cấp hai thành phần hóa chất độc lập (Cũng sử dụng hai Isocyanate khác hai polyol khác nhau) máy ba thành phần (hai polyol khác Isocyanate, chuyển đổi cho hai buồng trộn nhờ vào hệ thống van tự động) Điều cho phép sử dụng hai công thức khác cho khuôn khuôn khác nhau, nhanh Để phối trộn hoàn hảo công thức có biến thiên độ nhớt lưu lượng cao, đầu trộn gắn thêm thiết bị khí giúp điều khiển piston tự rửa trung tâm Lợi ích khác đầu trộn Cannon FP2L nhờ vào khả lưu lượng cao, thực đầu trộn nhỏ khối lượng giới hạn Điều yếu tố vô 51 quan trọng cho phép sử dụng robot hay nhân công khai thác tối đa lợi ích làm việc nhanh Gần đầu trộn FP2L 32 tung thị trường giúp tăng khoảng đầu trộn áp suất cao Cannon đầu trộn lớn mà Cannon sản xuất Mẫu thiết kế đặc biệt dùng cho sản xuất mút mềm lạnh (cold flexible foams) cho đồ nội thất công nghiệp xe Đầu trộn áp cao Cannon FP2L 32 Đầu trộn này, nhờ có tổng lưu lượng lớn , đáp ứng cho mút phức hợp sản phẩm lớn, đòi hỏi dùng nhiều mút Về mặt trở nên vô quan trọng cho khách hàng sản xuất ghế bành sofa có sẵn khung trực tiếp khuôn, phận đổ mút bước hay nhiều bước Trong trường hợp này, thành phẩm có khối lượng từ vài trăm gram lên đến 40 kilogram LN Đầu trộn áp cao hai thành phần có buồng trộn 'Thẳng - suốt' Chức đầu trộn thực bảo đảm phối trộn hoàn hảo 52 hóa chất tối ưu hóa dòng chất (không bắn tung tóe hay tạo bẫy khí) để tạo mút chất lượng cao Cannon LN 10 High-Pressure Mixing Head Đầu trộn phù hợp cho sản xuất panel sandwich (panel có bề mặt kim loại ốp bên ngoài) không liên tục, đầu trộn LN tạo mút cứng tỷ trọng thấp , nhờ có thiết kế buồng trộn thẳng suốt Đơn giản chắn, kiểu đầu trộn LN thiết kế để làm việc đổ khuôn kín Cannon phát triển mẫu nhẹ chuyên cho ứng dụng phun lấp đầy hốc Cannon LN 30 High Pressure Mixing Head 53 AX Đầu trộn áp cao nhiều thành phần Ghế ngồi thứ quan trọng đánh giá nhiều lĩnh vực xe cộ, với yêu cầu phải kết hợp hài hòa kiểu dáng hiệu sử dụng Thực tế, định tiên nghi xe; hiệu suất sử dung độ bền lâu định đến hài lòng khách hàng Với mục tiêu giảm giá sản xuất cải tiến chất lượng mút điều kiện khí hậu, nhà sản xuất xe định rõ đặc điểm kỹ thuật phức tạp ghế ngồi để tăng linh hoạt sản xuất tăng mức độ thân thiện với môi trường Cannon AX Multi-Component High-Pressure Mixing Head Cannon AX phát triển đặc biệt cho sản xuất phận mút mềm hay mút cho đồ nội thất dùng công thức nhiều thành phần sử dụng khuôn lạnh hay khuôn nóng Trong đầu trộn AX, bốn thành phần hóa chất khác bơm nhanh vào buồng trộn hoàn lưu áp suất cao dọc theo bốn đường rãnh chuyển vào buồng trộn làm piston trước tạo mút Isocyanates hay thành phần kết hợp lưu lượng thấp (nước, silicon, xúc tác, v.v.) phun dọc trục qua piston đóng buồng trộn Nó giúp thành phần kết hợp hoàn lưu trực tiếp vào đầu trộn, bảo đảm lưu lượng hoàn hảo, áp suất phun ổn định hiệu suất phối trộn tối đa 54 Đặc biệt quan trọng TDI, MDI hay hỗn hợp hai Isocyanates (TM hay MT) bơm vào dòng hóa chất áp suất thấp 20 bar, cho kết phổi trộn thích hợp đơn giản hóa tối đa hệ thống tiếp nạp ISO ZX đầu trộn phun khe hẹp, đường ống Cannon thử nghiệm thành công đầu trộn áp cao mới, thiết kế chuyên dụng cho cách nhiệt đường ống quy trình tạo mút liên tục không liên tục Yêu cầu đặc biệt ứng dụng đòi hỏi phát triển hoàn thiện loại đầu trộn hoàn toàn đáp ứng đòi hỏi kỹ thuật khắt khe chuyên dụng Sự gói gọn có hình dạng mỏng đặc điểm đầu trộn áp cao Cannon ZX Cannon ZX High-Pressure Mixing Head Chú ý quan trọng độ dày đầu trộn 25 mm! Điều giúp hốc dọc theo trục ống thép để tạo đường ống có lớp phủ polyurehtan tỷ trọng cao Cả hai đường ống chạy chiều tốc độ Cơ tên đầu trộn chọn theo dạng hình học buồng trộn, có dạng bố trí kiểu chữ Z Nó có bề rộng đặc trưng tối đa khoảng 20÷25 mm dễ thao tác nhời khổi lượng nhẹ (900 g cho loại A; 1.100 g loại B) Các hóa chất bơm nhanh áp suất cao qua kim phun lò xo điều khiển áp suất hóa chất 55 Khi áp suất dòng nạp vượt độ mạnh lò xo bắt đầu trình đổ Hóa chất trộn nhờ kim phun qua va chạm áp suất cao bên buồng trộn Sự hỗn độn tạo trình phun chuyển thành động pha trộn, giúp trộn tạo mút polyurethane chất lượng 4.3.So sánh, lựa chọn công nghệ Công nghệ sản xuất thông qua prepolyme áp dụng cho sản xuất nhỏ, không yêu cầu cao nguyên liệu cần phải sử dụng thêm trình khác để sản xuất thành phầm Ngoài vấn đề nhiệt độ từ phản ứng giải dễ dàng cách sử dụng dây đốt nóng áo nước Công nghệ one – shot yêu cầu công nghệ cao lưu lượng nguyên liệu, thiết kế đầu trộn cần tính toán thông qua phần mềm kỹ lưỡng, điều làm tăng giá thành dây chuyền Nhiệt độ trình khó kiểm soát trực tiếp nên gây co rút biến dạng sản phẩm Nhưng sử dụng công nghệ tạo thành phẩm thương mại từ nguyên liệu ban đầu isocyanat polyol Công nghệ lựa chọn để áp dụng phụ thuộc vào nhiều yếu tố Thông thường Việt Nam, thị trường sản xuất chủng loại sản phẩm liên quan đến polyurethane nhỏ, chất lượng mức độ vừa phải Phổ biến Việt Nam sản xuất mặt hàng như: tủ lạnh; máy đun nước nóng, bình nóng lạnh lượng mặt trời; panel làm kho lạnh, phòng sạch, lợp cách nhiệt PU; cách nhiệt hầm tàu, container lạnh; yên xe máy, ghế xe ô tô; tay lái xe hơi; gioăng polyurethane cho thiết bị điện, tủ điện, gioăng đàn hồi cao cho thiết bị kỹ thuật; nệm mút, đồ nội thất (như ghế sofar, salon…); phao câu cá;… Như sản xuất mặt hàng trước hết phải chọn mua loại máy phù hợp Với dạng sản phẩm tủ lạnh, máy nước nóng, panel, lợp, yên xe, ghế ô tô, tay lái rõ ràng bạn phải mua máy polyurethane dạng đổ Nhưng với sản phẩm container lạnh dạng phun trực tiếp (không phải dạng ghép) phủ hầm tàu rõ ràng dùng dạng máy phun hiệu Với sản phẩm tay lái xe hơi, làm gioăng tủ điện hay làm 56 phao câu đòi hỏi dạng máy đổ đặc biệt; tay lái cần máy đổ có độ xác cao, làm gioăng phao câu cần máy có lưu lượng nhỏ xác Với dạng mút xốp làm nệm, làm đồ nội thất thông thường sản xuất cách quậy tay dùng dạng máy đổ liên tục khối xốp lớn, sau cắt để lót Với đồ nội thất cao cấp phải dùng máy đổ vào khuôn chất lượng mút cao 57 Kết luận Các polyme nói chung polyurethane nói riêng vật liệu quan trọng đời sống Trên toàn giới phải sử dụng sản phẩm gia công polyme Polyme sử dụng để chế tạo từ sản phẩm thường đến sản phẩm cao cấp Tùy theo tính chất sản phẩm người ta sử dụng loại polyme thích hợp Không thể có sản phẩm tốt sử dụng polyme không đạt chất lượng Ngược lại không nên sử dụng polyme tốt cho sản phẩm không đòi hỏi tính cao Vì vậy, đẩy mạnh trình sản xuất polyurethane vô quan trọng Nó giúp kinh tế nước ta phát triển với việc chế biến sản phẩm với chất lượng giá thành tốt để sử dụng nước xuất nước 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1.Lý thuyết, công nghệ, ứng dụng Polyurethane- Phạm Văn Tân-2010 http://www.polyurethanes.org/ 3.http://www.cannon.com/ 4.Một số tài liệu khác 59