Công nghệ sản xuất sợi polyme

Mục lụ I MỞ ĐẦU .5 1.1 Giới thiệu công nghệ sản xuất sợi polyme 1.2 Lịch sử loại sợi polyme 1.3 Khái quát công nghệ sản xuất sợi polyme 10 II NỘI DUNG .11 2.1 Khái niệm polyme 11 2.2 Các loại sợi polyme ứng dụng .11 2.2.1 Sợi – cotton 12 2.2.2 Sợi len – wool 13 2.2.3 Lụa – Tơ tằm 13 2.2.4 Polyester (PES) .14 2.2.5 Elastane (EL) – Spandex 14 2.2.6 Polyamide (PA) – Nylon 15 2.2.7 Polypropylen (PP) 15 2.2.8 Acetate (CA) 16 2.2.9 Polyetylen (PE) .16 2.2.10 Viscose (CV) – Rayon 16 2.2.11 Sợi CM / Sợi CD 17 2.2.12 Sợi TCM / Sợi TCD (Tetron cotton) .17 2.2.13 Sợi CVC (Chief Value of Cotton) 17 2.2.14 Sợi TR (Tetron Rayon) 17 2.2.15 Sợi Đặc Biệt 17 2.3 Công nghệ sản xuất sợi polyme .18 2.4 Tìm hiểu vật liệu cốt sợi polyme 22 III KẾT LUẬN .25 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] "New Chemical Substance" The New York Times February 6, 1909 [2] 50 years of reinforced plastic boats, George Marsh, October 2006 [3] Notable Progress – the use of plastics, Evening Post, Wellington, New Zealand, Volume CXXVIII, Issue 31, August 1939, Page 28 [4] Car of the future in plastics, The Mercury (Hobart, Tasmania), Monday 27 May 1946, page 16 [5] "Post war automobile" Bradford Daily Record March 28, 1941 [6] History of Recent Science & Technology [7] PAC, 1996, 68, 2287 (Glossary of basic terms in polymer science (IUPAC Recommendations 1996)) on page 2289 [8] PAC, 1996, 68, 2287 (Glossary of basic terms in polymer science (IUPAC Recommendations 1996)) on page 2289 [9] Jensen, William B (2008) “Ask the Historian: The origin of the polymer concept” [10] Allcock, Harry R.; Lampe, Frederick W.; Mark, James E (2003) Contemporary Polymer Chemistry (ấn 3) DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình Máy bay Fairchild F-46 Hình Khải quát công nghệ sản xuất sợi polyme 10 Hình Một số loại sợi polyme 12 Hình Cơng nghệ sản xuất sợi polyme .18 Hình Giai đoạn tạo sợi 19 Hình Giai đoạn dệt 20 Hình Tráng màng vải .21 Hình In ấn 21 Hình Cắt đóng gói sản phẩm 21 Hình 10 Mơ hình nhà màng nuôi tôm sử dụng vật liệu cốt sợi Polyme .23 Hình 11 Sử dụng vật liệu cốt sợi Polyme cho tuổi thọ cơng trình cao, lại thân thiện với môi trường Y DANH MỤC BẢNG BIỂU Biểu đồ Tình hình cơng bố sáng chế nghiên cứu ứng dụng polyme sinh học công nghiệp thực phẩm theo thời gian 26 I MỞ ĐẦU I.1 Giới thiệu công nghệ sản xuất sợi polyme Từ lâu, kinh tế tuần hoàn ngành thời trang hướng đến việc tái chế nguyên liệu đầu vào Nguyên vật liệu thô đa dạng, từ bông, lông cừu đến sợi polyester tổng hợp từ dầu hỏa, vật liệu sản xuất từ nhiều nguồn khác nhau, từ quần áo cũ đến chai nhựa qua sử dụng Sợi polyester tái chế chủ yếu từ chai nước qua sử dụng, rửa cắt thành miếng nhỏ để đưa vào q trình nung nóng kéo thành sợi Ngày nay, sợi polyester chiếm đến 55% tổng lượng sợi sử dụng ngành cơng nghiệp thời trang, khơng ngạc nhiên nhu cầu sợi tái chế sản xuất từ hạt nhựa lại lớn thời đại hành động hướng đến giảm phát thải carbon tái sử dụng tài ngun Ngành cơng nghiệp lọc hóa dầu phát triển tạo nhiều loại polymer với ứng dụng khác đời sống, sợi polyester điển hình thành cơng đánh bại vị thống trị sợi cotton vào năm cuối kỷ XX Năm 1990, sợi cotton chiếm 60% sản lượng sợi toàn cầu sợi polyester chiếm khoảng 15% Chỉ 17 năm sau, tình đảo ngược hoàn toàn sợi polyester chiếm tỉ trọng lớn (hơn 50% tổng sản lượng) đẩy lùi tỉ lệ sử dụng sợi cotton xuống nửa Textile Exchange cho biết năm 2017, sợi polyester tái chế chiếm khoảng 14% tổng tiêu thụ sợi polyester tồn cầu Tuy nhiên, số thực tế thấp hơn, cho thấy tiềm lớn sản phẩm Để phục vụ cho xu hướng tiêu dùng xanh, nhà thương hiệu thời trang lớn gia tăng tỉ trọng vật liệu tái chế sản phẩm Trong Decathlon Adidas kỳ vọng tăng tỉ trọng sợi tái chế lên 100% 2-5 năm tới số thị trường, Puma Nike gia tăng tỉ lệ vật liệu bền vững sản phẩm Cơng ty “Quy trình sản xuất sợi tái chế tương tự sản xuất sợi nguyên sinh Tuy nhiên, sử dụng nguyên liệu tái chế nên việc sản xuất khó hơn”, bà Nguyễn Phương Chi, Giám đốc phận phát triển chiến lược Sợi Thế Kỷ, cho biết Từ khách hàng ban đầu, số lượng khách hàng Sợi Thế Kỷ tăng gấp 10 lần sau năm, tỉ lệ doanh thu sợi tái chế Công ty tăng từ 6% lên 32% “Chúng dự đoán tỉ lệ tăng nhanh năm tới thương hiệu lớn tăng tỉ trọng sợi tái chế tổng lượng sợi sử dụng”, bà Chi nhận định “Ngành công nghiệp thời trang dệt may đóng vai trò dẫn đầu việc đạt mục tiêu quốc tế hướng tới hành tinh khỏe mạnh thịnh vượng”, European Clothing Action Plan đặt nhiều hy vọng vào ngành công nghiệp sử dụng 60-75 triệu người khắp châu lục Có lẽ đến lúc nhà sản xuất Việt Nam tiếp bước Sợi Thế Kỷ tham gia vào việc tạo dựng chuỗi sản xuất tuần hoàn Để nỗ lực tiến xa đất nước nhóm chúng em nghiên cứu học hỏi trình sản xuất sợi polymer để ứng dụng vào sản xuất sợi thân thiện với môi trường “Việt Nam đất nước nơng nghiệp nhiều rơm rạ, từ chúng em nghiên cứu sản xuất sợi polymer từ nguồn nguyên liệu Và sợi sen, sợi tre, sợi cafe nghiên cứu ứng dụng” I.2 Lịch sử loại sợi polyme Bakelite sợi nhựa gia cố Leo Baekeland ban đầu tìm thay cho shellac (được tạo từ tiết bọ cánh cứng) Các nhà hóa học bắt đầu nhận nhiều loại nhựa tự nhiên sợi polyme, Baekeland nghiên cứu phản ứng phenol formaldehyde Ông lần sản xuất vỏ bọc phenol-formaldehyde hòa tan gọi “Novolak” mà không trở thành thành cơng thị trường, sau chuyển sang phát triển chất kết dính cho amiăng , thời điểm đó, đúc cao su Bằng cách kiểm soát áp suất nhiệt độ áp dụng cho phenol formaldehyde , ơng tìm thấy vào năm 1905, ơng sản xuất vật liệu cứng mơ ước (đầu tiên giới) nhựa tổng hợp ): bakelite Ơng cơng bố phát minh họp Hiệp hội Hóa học Hoa Kỳ vào ngày tháng năm 1909.[ CITATION New \l 1033 ] Sự phát triển sợi nhựa gia cố cho sử dụng thương mại nghiên cứu rộng rãi năm 1930 Ở Anh , nghiên cứu đáng kể thực người tiên phong Norman de Bruyne Nó đặc biệt quan tâm đến ngành hàng khơng [6] Sản xuất hàng loạt sợi thủy tinh phát vào năm 1932 trò chơi Slayter , nhà nghiên cứu Owens-Illinois vơ tình đạo luồng khí nén dòng thủy tinh nóng chảy sản xuất sợi Bằng sáng chế cho phương pháp sản xuất len thủy tinh lần áp dụng vào năm 1933 Owens tham gia với công ty Corning vào năm 1935 phương pháp Owens Corning điều chỉnh để sản xuất “fibreglas” cấp sáng chế (năm 1936) Ban đầu, fibreglas sợi thủy tinh với sợi hấp thụ nhiều khí, làm cho hữu ích chất cách điện, đặc biệt nhiệt độ cao Một loại nhựa phù hợp để kết hợp “fibreglas” với loại nhựa để sản xuất vật liệu composite, phát triển vào năm 1936 du Pont Tổ tiên loại nhựa polyester đại nhựa Cyanamid năm 1942 Các hệ thống xử lý Peroxide sử dụng sau [ CITATION 50y \l 1033 ] Với kết hợp fibreglas nhựa, hàm lượng khí vật liệu thay Hình Máy bay Fairchild F-46 nhựa Điều làm giảm tính chất cách nhiệt thành giá trị điển hình nhựa, lần hỗn hợp cho thấy sức mạnh lớn hứa hẹn vật liệu kết cấu xây dựng Một cách phức tạp, nhiều vật liệu tổng hợp sợi thủy tinh tiếp tục gọi “ sợi thủy tinh ” (Như tên chung) tên sử dụng cho sản phẩm len thủy tinh có mật độ thấp có chứa khí thay nhựa Ray Greene Owens Corning cho sản xuất thuyền composite vào năm 1937, khơng tiến xa vào thời điểm tính chất dẻo dai nhựa sử dụng Năm 1939, Nga cho chế tạo thuyền chở khách vật liệu nhựa, Hoa Kỳ thân máy bay cánh máy bay[ CITATION Not \l 1033 ] Chiếc xe có thân sợi thủy tinh Stout Scarab năm 1946 Chỉ mơ hình xây dựng [ CITATION Car \l 1033 ] Các nguyên mẫu Ford năm 1941 xe nhựa đầu tiên, có số bất ổn xung quanh vật liệu sử dụng bị phá hủy sau [ CITATION Pos \l 1033 ] Chiếc máy bay nhựa gia cố sợi quang Fairchild F-46 , bay vào ngày 12 tháng năm 1937, máy bay nhựa Bennett chế tạo California Một thân máy bay sợi thủy tinh sử dụng Vultee BT-13A sửa đổi định XBT-16 Wright Field vào cuối năm 1942 Năm 1943, thí nghiệm thực , Vultee BT-15 , với thân máy bay GFRP, định XBT-19, bay vào năm 1944 Một phát triển đáng kể công cụ cho thành phần GFRP thực Tổng cơng ty Hàng khơng Cộng hòa vào năm 1943 [ CITATION His \l 1033 ] Sản xuất sợi carbon bắt đầu vào cuối năm 1950 sử dụng, không rộng rãi, ngành công nghiệp Anh bắt đầu vào đầu năm 1960 Sợi Aramid sản xuất khoảng thời gian này, xuất lần thương hiệu Nomex DuPont Ngày nay, loại sợi sử dụng rộng rãi công nghiệp cho ứng dụng yêu cầu chất dẻo có cường độ cụ thể chất lượng đàn hồi Sợi thủy tinh phổ biến tất ngành công nghiệp, vật liệu tổng hợp sợi carbon sợi carbon-aramid tìm thấy rộng rãi ứng dụng hàng không vũ trụ, ô tô thể thao tốt Ba loại ( kính , cacbon aramid ) tiếp tục loại sợi quan trọng sử dụng FRP Sản xuất polymer tồn cầu quy mơ bắt đầu vào kỷ 20, chi phí vật liệu sản xuất thấp, cơng nghệ sản xuất loại sản phẩm kết hợp để sản xuất polymer kinh tế Ngành công nghiệp cuối trưởng thành vào cuối năm 1970 sản xuất polymer giới vượt qua sản xuất thép , làm cho loại polyme trở thành vật liệu phổ biến Sợi nhựa gia cố khía cạnh quan trọng ngành cơng nghiệp từ đầu I.3 Khái quát công nghệ sản xuất sợi polyme Hiện ta ứng dụng vá sản xuất nhiều loại sợi polyme công nghiệp ( VD: sợi thủy tinh, sợi Polyamide, sợi sen…… ) Các loại sợi sử dụng nhiều ngành cơng nghiệp may mặc Hình Khải qt công nghệ sản xuất sợi polyme Polymer chips: Hạt polime Feed hopper: Phễu đựng tiếp vật liệu vào máy nén Melter/ extruder: Gia nhiệt Spinneret: Thiết bị tạo sợi Cold air: Khơng khí lạnh Melt Spinning: Vừa quay vừa gia nhiệt Bobbin: Con suốt Stretching: Sự vuốt dài, chuốt Twisting and winding: Cuộn xốy trơn ốc 10 Lãnh vực sợi bơng việc ứng dụng ngành may mặc Ngồi ra, sợi bơng dùng làm thành phần chất liệu tổng hợp II.2.2 Sợi len – wool Len hay sợi len loại sợi dệt thu từ lông cừu số loài động vật khác, dê, lạc đà… Len cung cấp nguyên liệu để dệt, đan, chế tạo loại áo len mặt hàng áo giữ ấm thông dụng giới, nước có khí hậu lạnh Len có số phụ phẩm có nguyền gốc từ tóc da lơng, len có khả đàn hồi giữ khơng khí giữ nhiệt tốt Len bị đốt cháy nhiệt độ cao số sợi tổng hợp Người ta sản xuất len dụng cụ quay sợi lông cừu lại với hay bện lại thành liên kết sợi Chất lượng len xác định đường kính sợi, trình uốn, suất, màu sắc, độ bền đường kính sợi chất lượng quan trọng để xác định đặc tính giá II.2.3 Lụa – Tơ tằm Có loại tơ tằm tự nhiên, tơ tằm dâu loại sản xuất nhiều chiếm 95% sản lượng giới Sợi tơ tằm tơn vinh "Nữ Hồng” ngành dệt sản lượng sợi tơ sản xuất thấp nhiều so với loại sợi khác như: bơng, đay, gai… chiếm vị trí quan trọng ngành dệt, tơ đậm màu sắc hàng đầu giới mốt thời trang tơ tằm Đặc điểm chủ yếu tơ chiều dài tơ đơn độ mảnh tơ Sợi tơ hút ẩm, bị ảnh hưởng nước nóng, axit, bazơ, muối kim loại, chất nhuộm màu Mặt cắt ngang sợi tơ có hình dạng tam giác với góc tròn Vì có hình dạng tam giác nên ánh sáng rọi vào nhiều góc độ khác nhau, sợi tơ óng ánh tự nhiên Lụa loại vải mịn, mỏng dệt tơ Loại lụa tốt dệt từ tơ tằm Người cầm cảm nhận vẻ mịn mượt mà lụa không giống loại vải dệt từ sợi nhân tạo Quần áo lụa thích hợp với thời tiết nóng hoạt động nhiều lụa dễ thấm mồ Quần áo lụa thích hợp cho thời tiết lạnh lụa dẫn nhiệt làm cho người mặc ấm 13 II.2.4 Polyester (PES) Polyester loại sợi tổng hợp với thành phần cấu tạo đặc trưng ethylene (nguồn gốc từ dầu mỏ) Q trình hóa học tạo polyester hoàn chỉnh gọi q trình trùng hợp Có bốn dạng sợi polyester sợi filament, xơ, sợi thô, fiberfill Polyester ứng dụng nhiều ngành công nghiệp để sản xuất loại sản phẩm quần áo, đồ nội thất gia dụng, vải công nghiệp, vật liệu cách điện… Sợi Polyester có nhiều ưu so sánh với loại sợi truyền thống không hút ẩm, hấp thụ dầu Chính đặc tính làm cho Polyester trở thành loại vải hoàn hảo ứng dụng chống nước, chống bụi chống cháy Khả hấp thụ thấp Polyester giúp tự chống lại vết bẩn cách tự nhiên Vải Polyester không bị co giặt, chống nhăn chống kéo dãn Nó dễ dàng nhuộm màu không bị hủy hoại nấm mốc Vải Polyester vật liệu cách nhiệt hiệu quả, dung để sản xuất gối, chăn, áo khốc ngồi túi ngủ II.2.5 Elastane (EL) – Spandex Elastane, vùng bắc Mỹ người ta gọi Spandex, quốc gia khác gọi Elastane, sợi nhân tạo Elastane khối co-polymer bao gồm Polyurethane Polyethylene glycol Urethane tạo thành đoạn đơ, dãn xếp thành hàng kết nối với lực valency để tạo thành loại sợi Elastane có đặc tính khả kéo dãn cao; từ 500 đến 700%, giữ hình dạng lâu dài, thấm ẩm, khơng tích điện, không tạo xơ hay thắt nút bề mặt, nhẹ, trơn dễ nhuộm Loại sợi có độ co dãn cao, tượng tự cao su bền Với đặc tính Elastane dùng làm quần áo có độ co dãn cao vừa vặn ôm lấy thể Các loại thường quần áo thể dục thể thao, quần áo chống nắng, đồ lót, vớ tất, quần áo tắm… Để thoải mái người ta thường trộn lẫn sợi Elastane với loại sợi khác (thí dụ 80% Polyamide (Nylon) 20% Elastane) sản phẩm thích hợp 14 II.2.6 Polyamide (PA) – Nylon Nylon (hóa học: Polyhexamethylen adipin acid amide) loại sợi nhân tạo sản xuất từ Carbon, nước khơng khí Nhiều người cho rắng từ Nylon xuất phát từ N Y (New York) Lon (London), nơi mà Nylon sản xuất lần Ngồi có giải thích khác cho tên Nylon nhà phát minh chất liệu này, Wallace Carothers vui mừng thành công kêu lên "Now You Lousy Old Nipponese, Now You Look Old Nippon”, vui mừng cuối làm sản phẩm cạnh tranh với sản phẩm tơ lụa thiên nhiên Và người ta lấy chữ đầu để gọi Nylon II.2.7.Polypropylen (PP) Polypropylen loại polymer sản phẩm phản ứng trùng hợp Propylen Polypropylen có tính bền học cao (bền xé bền kéo đứt), cứng vững, không mềm dẻo PE, khơng bị kéo giãn dài chế tạo thành sợi Đặc biệt khả bị xé rách dễ dàng có vết cắt vết thủng nhỏ PolyPropylen suốt, độ bóng bề mặt cao cho khả in ấn cao, nét in rõ PP chịu nhiệt độ cao 100oC, có tính chất chống thấm oxy, nước, dầu mỡ khí khác Với đặc tính trên, PP dùng làm bao bì lớp chứa đựng bảo quản thực phẩm, lương thực, ngũ cốc PP sản xuất dạng màng phủ ngồi màng nhiều lớp để tăng tính chống thấm khí, nước, tạo khả in ấn cao, dễ xé rách để mở bao bì (do có tạo sẵn vết đứt) tạo độ bóng cao cho bao bì II.2.8.Acetate (CA) Acetate từ dùng gọi sợi từ chất liệu cellulose – acetate Cellulose-Acetate có tính dẻo cao, không bền bị hư hại loại acid, đặc biệt loại acid vô Sulfuric acid, chất kềm Cellulose acetate dùng làm sợi để chế biến thành vải Vải chất liệu nhìn giống lụa thiên nhiên (nên acetate gọi lụa nhân tạo) tạo cảm giác 15 giống Chất liệu nhăn, dễ chăm sóc, bị trương nở, thấm nước Với tính chất trên, CA thường dùng làm áo mưa, dù che, sơ mi, áo phụ nữ, áo đầm, vải lót, vải may cà vạt, đồ lót phụ nữ… Vì khơng chịu chất kềm nên tránh dùng loại bột giặt (tẩy) có độ kềm cao với loại sợi Để bảo quản độ bóng lụa, vải Cellulose-Acetate nên giặt với nước ấm nên ủi mặt quần áo lúc ẩm II.2.9 Polyetylen (PE) Polyetylen hợp chất hữu (poly) gồm nhiều nhóm etylen (C2H4) liên kết Polyetylen màu trắng, trong, không dẫn điện không dẫn nhiệt, khơng cho nước khí thấm qua Polyetylen khơng tác dụng với dung dịch axít, kiềm, thuốc tím nước brơm Ở nhiệt độ cao 70oC PE hòa tan dung mơi toluen, xilen, amilacetat, tricloetylen, dầu thơng, dầu khống… Dù nhiệt độ cao, PE khơng thể hòa tan nước, loại rượu béo, aceton, ête etylic, glicerin loại dầu thảo mộc II.2.10 Viscose (CV) – Rayon Viscose tạo từ vật liệu có nguồn gốc cellulose (bột gỗ, vải vụn…) trải qua trình xử lý để tạo thành sợi vải, vậy, chất, viscose hoàn toàn tương tự cotton, khác biệt số tính chất vật lý hố học Trong qui trình sản xuất Viscose phân tử cellulose nguyên thủy kết cấu lại Viscose gọi sợi tái tạo xếp vào dòng sợi hóa học Cấu trúc tinh thể viscose nhỏ cotton – lần mức độ định hướng thấp Sợi viscose yếu sợi cotton Sợi viscose trở nên mềm dẻo bị ướt Độ bền viscose ướt thấp 50% khơ Vì có mức độ tinh thể hoá thấp mức độ chịu tác động cao nên viscose dễ bị phồng lên ướt nở 20% Sợi tơ viscose bóng cotton thân có hình trụ tròn cotton Viscose phản ứng với chất hoá học nhanh cotton phản ứng điều kiện mà cotton tỏ bền dung dịch kiềm đặc lạnh hay lỗng nóng 16 II.2.11 Sợi CM / Sợi CD Là sợi 100% cotton chải kỹ (sợi CM); 100% cotton chải thô (CD) Sơi hút ẩm tốt, dễ chịu tiếp xúc với da người Thường dùng để dệt loại vải mềm, đố lót II.2.12 Sợi TCM / Sợi TCD (Tetron cotton) TC sợi với thành phần bao gồm 65 % PE 35 % cotton chải kỹ (TCM); 65 % PE, 35 % cotton chải thô (TCD) Sợi dễ dễ chịu tiếp xúc với da người, chịu (ủi) phẳng, giặt dễ chóng khơ, phù hợp dệt vải áo quần II.2.13 Sợi CVC (Chief Value of Cotton) Là sợi với thành phần cotton; ví dụ CVC 65% cotton 35% PE Vải sợi pha mang tính chất hai loại sợi cấu thành nên sợi cotton PE II.2.14 Sợi TR (Tetron Rayon) Là sợi với thành phần bao gồm PE Viscose; ví dụ TR 65 % PE 35 % Viscose Vải sợi pha mang tính chất hai loại sợi cấu thành nên sợi PE sợi Viscose II.2.15 Sợi Đặc Biệt Là sợi pha hai nhiều thành phần nguyên liệu acrylic, cotton, viscose, nylon… 17 II.3 Công nghệ sản xuất sợi polyme Tạo sợi Dệt Tráng màng vải In ấn Cắt thành phẩm đóng gói Hình Công nghệ sản xuất sợi polyme 18  Giai đoạn tạo sợi Giaibộđoạn Đưa hạt nhựa PP vào phễuHình chứa5.của thiếttạo bị sợi tạo sợi Nhờ lực hút từ máy hút, hạt nhựa PP đưa vào máy đùn Tại diễn q trình gia nhiệt nóng chảy trục vít đùn nhựa lỏng miệng khn có chiều dài độ rộng điều chỉnh theo yêu cầu Màng nhựa hình thành tiếp tục đưa qua bể nước làm lạnh định hình Trục dao tiến hành xẻ màng nhựa thành sợi có chiều rộng từ 2-3 mm Sau có sợi theo kích thước u cầu, phận gia nhiệt giúp ổn định sợi đưa vào máy sợi Trong trình tạo sợi, phế phẩm sợi thu hồi kiểu hút, cắt đập nhỏ đưa trở lại máy đùn Cách tạo sợi ưu điểm bao bì nhựa PP, tạo nên độ bền dai  Giai đoạn dệt 19 Các cuộn đưa vào hệ thống máy dệt, bao gồm thoi, Những sợi đan ngang, đan dọc tạo thành ống vải PP dệt Sau nhờ dao xẻ thành mành qua cấu thành cuộn vải PP Hình Giai đoạn dệt 20  Tráng màng vải  In ấn Hình Tráng màng vải  Cắt đóng gói sản phẩm II.4 Tìm hiểu vật liệu cốt sợi polyme Hiện nay, xây dựng, bê tông cốt thép xem vật liệu chủ Hình In ấn yếu Tuy nhiên, nhược điểm loại vật liệu gỉ sét, nhiễm điện từ, trọng Hình Cắt đóng gói sản phẩm lượng riêng lớn Do khoảng 20 năm trở lại nước phát triển nghiên cứu chế tạo loại vật liệu mới, khắc phục nhược điểm cốt thép, tăng tuổi thọ cho cơng trình, đem lại hiệu kinh tế lớn, đồng thời góp phần tích cực việc bảo vệ môi trường Đó chính loại vật liệu - cốt sợi polyme 21 Loại vật liệu thân thiện với môi trường thay cốt thép dùng xây dựng cơng trình vùng ven biển, hải đảo, cơng trình có điều kiện đặc thù, khơng thích hợp sử dụng cốt thép thông thường Đầu năm 2000 Viện nghiên cứu trồng trung ương tiến hành xây lắp nhà kính kết cấu khung thép, phục vụ cho nghiên cứu nuôi trồng nông nghiệp theo hướng công nghệ cao Sau khoảng thời gian sử dụng đến chất lượng cơng trình đà xuống cấp, chủ yếu phần kết cấu khung thép bị gỉ bị ăn mòn, làm suy giảm tuổi thọ cơng trình Việc ứng dụng vật liệu cốt sợi polyme thay thép xây dựng thông thường xây dựng nhà lưới, nhà màng phục vụ chương trình phát triển nơng nghiệp cơng nghệ cao hồn tồn khả thi, góp phần nâng cao tuổi thọ cơng trình giảm giá thành xây dựng Một số đặc tính bật vật liệu cốt sợi polyme so với thép xây dựng như: Cường độ chịu kéo theo phương dọc trục lớn ( lớn từ đến 2,5 lần so với thép thường); Sức kháng ăn mòn tốt (vật liệu khơng gỉ thuộc nhóm I tính bền hóa chất, chịu kiềm, phèn, axit nước biển…); Không bị nhiễm điện từ, không dẫn điện dẫn nhiệt; Sức kháng va chạm kháng mỏi tốt; Trọng lượng riêng nhẹ (khoảng 1/5 đến 1/4 trọng lượng riêng thép); Độ bền lâu khơng 50 năm, chí nước biển Từ đặc tính bật này, vật liệu cốt sợi polyme sử dụng hữu ích để thay thép thường xây dựng cơng trình vùng ven biển, hải đảo; cơng trình làm việc mơi trường xâm thực cao (nhà máy hóa chất, đê kè sơng biển, cống đập…); cơng trình chịu tải trọng lớn thời gian tác dụng ngắn (cơng trình giao thơng: mặt cầu, đường, bến cầu cảng…); cơng trình thi cơng tạm thời chịu tải lớn (tường vây hố đào sâu, tường vây cho mở lỗ máy khoan hầm xây dựng metro…); cơng trình chống va chạm (dải phân cách, lan can thành cầu…); cơng trình quốc phòng y tế có u cầu khơng nhiễm nhiễu điện từ 22 Hình 10 Mơ hình nhà màng ni tơm sử dụng vật liệu cốt sợi Polyme Hiện nước ta thường xây dựng nhà lưới nhà màng để phục vụ phát triển nông nghiệp công nghệ cao nuôi trồng thủy hải sản Ban đầu mẫu nhà lưới nhập từ Israel, đến nhiều công ty nước cải tiến khung thép kết cấu nhà lưới sử dụng vật liệu nước nên giá thành xây dựng nhà màng hợp lý nhập ngoại Trong môi trường ẩm ướt ống thép, hộp thép mạ kẽm dùng làm kết cấu khung nhà màng thường bị han gỉ, xuống cấp nhanh sau thời gian sử dụng Gỉai pháp sử dụng vật liệu cốt sợi polyme có cường độ chịu kéo cao, nhẹ, khơng bị han gỉ môi trường ẩm ướt, kéo dài tuổi thọ cơng trình giải pháp hữu ích, mang lại hiệu kinh tế kỹ thuật cao xây dựng nhà màng 23 Hình 11 Sử dụng vật liệu cốt sợi Polyme cho tuổi thọ cơng trình cao, lại thân thiện với môi trường Với ưu điểm bật cốt sợi Polimer so với thép thông thường nên thị trường tập trung cho sản phẩm làm cốt chịu lực cho bê tông khu vực chịu ảnh hưởng xâm thực mạnh cơng trình xây dựng biển đảo, cừ kè, bảo vệ bờ sông, bãi biển Đồng thời ứng dụng cho cơng trình cần chống nhiễu điện từ trường phòng chiếu chụp bệnh viện, cơng trình cần tuyệt đối chống sét Tuy nhiên với công ty chúng tôi, vào lĩnh vực gần nên chưa thâm nhập sâu thị trường truyền thống này, phải cố gắng thêm theo hướng hoàn thiện tiêu chuẩn, hướng dẫn kỹ thuật đơn giá, định mức quan nhà nước ban hành để đưa sản phẩm có đủ sở pháp lý vào dự án lớn Và thị trường lớn mà nhắm tới dự kiến thời gian tới nhu cầu lĩnh vực cao, làm kết cấu bao che nhà màng, nhà lưới cho nông nghiệp công nghệ cao, làm neo đất kỹ thuật giữ ổn định mái dốc 24 III KẾT LUẬN Tổng quan: Cả hai trình sản xuất sợi ( sarn xuất sợi tự nhiên sợi nhân tạo) dều có điểm chung sau cơng nghệ sản xuất Các q tình tự động hóa áp dụng nhiều dây chuyền Trong trình sản xuất sợi cần nhiều nhiệt nhiều giai đoạn sản xuất Sản phẩm tạo có đọ đồng xác kích thước Về khác nhau: Sợi tự nhiên: cấu tạo hóa học, sợi tự nhiên có thành phần xenlulozo lấy từ nhiều nguồn khác nên q trình sản xuất có nhiều giai đoạn Quá trình sơ chế nguồn nguyên liệu đầu vào nhiều cơng đoạn thời gian Vì có thành phần xenlulozo, nhìn tổng quan sơ đồ sản xuất sợi thiên nhiên có phần giống với trình sản xuất giấy Việc sử dụng nhiều hóa chất để tẩy trắng nấu xenlulozo tạo nên nhiều sản phẩm thải Tuy nhiên có nguồn gốc thiên nhiên nên sợi tự nhiên ngày để ý nhiều bối cảnh rác thải nhựa vấn đề nóng năm gần Sợi tổng hợp (nguồn gốc dầu mỏ): hạt nhựa (nguyên liệu) để tạo sợi tổng hợp sản xuất song song với q trình lọc hóa dầu nên tiết kiệm q trình sơ chế Ngồi dựa vào sơ đồ sản xuất bước sản xuất rút ngắn lại Không thế, trình sản xuất sợi tổng hợp làm thiết bị đùn Bằng việc thay đầu đùn, ta có dạng sản phẩm sợi mong muốn Việc có lợi cho nhà sản xuất nâng cao xuất doanh nghiệp Ngoài ưu điểm sản xuất, sợi tổng hợp có ưu điểm phổ biến dễ bảo quản, khó thấm nước, bền với kiềm, Nhược điểm lớn sợi tổng hợp lại đến từ nguồn gốc Vì có nguồn gốc từ dầu mỏ nên polyme bền, khó phân hủy – xem nhược điểm lớn sợi tổng hợp mà rác thải nhựa ln đề tài nóng vấn đề bảo vệ môi trường Định hướng sản xuất tương lai: Nguyên liệu xanh, sản xuất xanh, tiêu dùng xanh dần phổ biến cộng đồng doanh nghiệp người tiêu dùng Những quan điểm dần định hướng cho ngành sản xuất tương lai nói chung sản xuất sợi nói riêng Theo nghiên cứu khơng 25 Biểu đồ Tình hình cơng bố sáng chế nghiên cứu ứng dụng polyme sinh học công nghiệp thực phẩm theo thời gian thống giới số lượng nghiên cứu polyme sinh khối tăng lên nhanh chóng cho thấy mức độ quan tâm đến môi trường sản xuất doanh nghiệp ngày nâng cao Còn Việt Nam, xét mặt sản xuất cơng nghiệp chưa có sở sản xuất sản phẩm sợi phân hủy sinh học, rải rác có số cơng ty nhập nguyên liệu để sản xuất bao bì phân hủy sinh học Chúng ta chưa có chiến lược sản xuất nguyên liệu nhựa phân hủy sinh học qui mô quốc gia Thêm vào thay chờ để chuyển giao công nghệ nghiên cứu từ viện nghiên cứu, doanh nghiệp bước đầu tạo nên nghiên cứu, phòng thí nghiệm riêng để tăng khả cạnh tranh có sản phẩm độc quyền Đồng thời, Nhà nước cần có qui hoạch, định hướng rõ ràng cho việc phát triển nhựa phân hủy sinh học cấu phát triển ngành nhựa Việt nam để tránh đầu tư khơng hợp lý mang tính thời, khó xử lý hậu lâu dài tương lai - Hệ thống tiêu chuẩn chất lượng cho sản phẩm nhựa phân hủy sinh học có tính thân thiện với mơi trường Việt nam cần sớm xây dựng ban hành 26 27 ... loại sợi quan trọng sử dụng FRP Sản xuất polymer tồn cầu quy mơ bắt đầu vào kỷ 20, chi phí vật liệu sản xuất thấp, công nghệ sản xuất loại sản phẩm kết hợp để sản xuất polymer kinh tế Ngành công. .. Hình Khải quát công nghệ sản xuất sợi polyme 10 Hình Một số loại sợi polyme 12 Hình Công nghệ sản xuất sợi polyme .18 Hình Giai đoạn tạo sợi 19 Hình Giai đoạn... sản xuất polymer giới vượt qua sản xuất thép , làm cho loại polyme trở thành vật liệu phổ biến Sợi nhựa gia cố khía cạnh quan trọng ngành công nghiệp từ đầu I.3 Khái quát công nghệ sản xuất sợi