Đồ án môn học: Thiết kế dây truyền sản xuất nhựa PVC theo phương pháp nhũ tương Công xuất 5000 tấn 1 năm

Mời các bạn cùng tìm hiểu nguyên liệu chính dùng trong sản xuất PVC; quá trình sản xuất PVC; cấu tạo và tính chất của nhựa PVC;... được trình bày cụ thể trong Đồ án môn học: Thiết kế dây truyền sản xuất nhựa PVC theo phương pháp nhũ tương Công xuất 5000 tấn 1 năm.

ĐỒ ÁN MÔN HỌC ĐỀ TÀI THIẾT KẾ: Thiết kế dây truyền sản xuất nhựa PVC theo phƣơng pháp nhũ tƣơng Công xuất 5000 tấn/năm MỤC LỤC Trang Mục lục Phần I: Giới thiệu chung Nguyên liệu dùng sản xuất PVC II.1.Các phương pháp sản xuất clovinyl II.1.1.Sản xuất từ HCl với axetylen II.1.2.Sản xuất từ etylen qua dicloetan II.2.Tính chất vật lí clovinyl 5 6 Quá trình sản xuất PVC III.1.Phản ứng trùng hợp vinylclorua III.2.Các phương pháp sản xuất PVC III.2.1.Phương pháp trùng hợp nhũ tương III.2.2.Phương pháp trùng hợp huyền phù III.2.3.Phương pháp trùng hợp dung môi III.2.4.Phương pháp trùng hợp khối 8 10 10 10 11 11 Quá trình sản xuất PVC IV.1.Trùng hợp theo phương pháp gián đoạn IV.2.Trùng hợp theo phương pháp liên tục 12 12 15 Cấu tạo tính chất nhựa PVC V.1.Cấu tạo nhựa PVC nói chung V.2.Tính chất PVC V.3.Biến đổi hoá học nhựa PVC 19 19 19 20 Phần II: Phần III: Phần IV: Phần V: Phần VI: dụng Các loại chất dẻo PVC, tính chất cơng dụng 22 VI.1.Sản phẩm từ nhựa PVC khơng hố dẻo, tính xhất cơng 22 VI.3.Sản phẩm từ PVC hố dẻo, tính chất cơng dụng Kết luận Tài liệu tham khảo 25 27 28 PHẦNI: GIỚI THIỆU CHUNG [1][3] Công nghiệp chất cao phân tử , đặc biệt chất dẻo cịn non trẻ phát triển nhanh chóng Đó nhờ chất dẻo có nhiều tính chất đặc biệt đáp ứng yêu cầu ngày cao khoa học kỹ thuật đời sống hàng ngày Không nguồn nguyên liệu để sản xuất chất dẻo tương đối dồi dào: than đá, dầu mỏ khí thiên nhiên phế phẩm nơng lâm nghiệp Chất dẻo lại cịn dễ gia cơng kim loại nhiều, gia cơng nhanh chóng lại tiết kiệm Ở nước cơng nghiệp hố học phát triển, chất dẻo có khắp ngành kinh tế quốc dân sinh hoạt hàng ngày Theo dự báo chuyên gia marketing lĩnh vực cơng nghiệp hố chất , thị trường nhựa năm gần ngày phát triển mạnh Nhu cầu nhựa PVC nước khu vực Châu Á - Thái Bình Dương đặc biệt Trung Quốc, Ấn Độ yếu tố chủ yếu làm tăng nhu cầu thị trường PVC.Theo dự báo năm tới sản xuất nhựa PVC chỗ không đủ đáp ứng cho thị trường Nhịp độ tăng nhu cầu PVC giai đoạn từ năm 1991 – 1997 tăng 5,4% năm.Tổng nhu cầu giới vào năm 1997 24 triệu Theo đánh giá hiệp hội nhựa năm 1991 – 1997, năm 80 nhu cầu PVC bình quân theo đầu người nước phát triển tăng mạnh so với nước cơng nghiệp Vì việc tăng bình quân đầu người sản phẩm dẫn đến việc tăng tổng mức sử dụng nhóm nước Tính trung bình hàng năm, mức tăng bình quân nước khu vực Châu Á Thái Bình Dương ( đến năm 1997 6,2% mức tăng sản xuất nhựa PVC toàn giới giai đoạn 1991 – 1997 3,4 triệu Ở nước ta năm gần ngành gia cơng chất dẻo có bước phát triển mạnh Điều thể cụ thể mức nhập nguyên liệu vào thị trường Việt Nam năm 1992 đạt 100.000 tấn, tăng 100% so với năm 1990 33,3% so với năm 1991 Bình quân chất dẻo nước ta đạt 1,5kg/đầu người.Tuy nhiên so với giới số nhỏ bé song đánh dấu cố gắng vượt bậc nhà sản xuất, kinh doanh chất dẻo nước ta.Hiện có nhiều cơng ty có dự án trao đổi với ngành chất dẻo Việt Nam xây dựng nhà máy PVC với công xuất 100.000 tấn/năm như: Nhật, Nam Triều Tiên, Pháp, Thái Lan ….Do vật liệu PVC ngày phát triển đổi công nghệ tăng nhanh hiệu suất chất lượng… PHẦN II NGUYÊN VẬT LIỆU CHÍNH DÙNG TRONG SẢN XUẤT PVC II.1.Vinylclorua.( VC ) [1] II.1.1 Các phƣơng pháp sản xuất clorua vinyl Trong cơng nghiệp có hai phương pháp sản xuất clorua vinyl : Từ axetylen với HCl từ etylen qua dicloretan II.1.1.1.Sản xuất VC từ HCl với axetylen Theo phương pháp ta tổng hợp tướng lỏng tướng theo phản ứng sau: C2H2 + HCl  CH2 = CHCl + 477 cal Tổng hợp theo pha lỏng xục axetylen vào dung dịch axit HCl đậm đặc với xúc tác (Cu2Cl2 NH4Cl).Muốn tăng tính hoạt động xúc tác cho thêm CuCl2 dạng bột CaCl2 Phản ứng tiến hành nhiệt độ 200C – 250C mơi trường khí nitơ, khơng có ơxy Clorua vinyl tạo thành ngồi khỏi hệ thống phản ứng với axetylen nước Thoạt tiên dùng máy làm lạnh thường để ngưng tụ nước sang máy làm lạnh thâm độ(-600C) để ngưng tụ Clorua vinyl axetylen quay trở lại thiết bị phản ứng Quá trình phản ứng khơng liên tục, phải bổ sung HCl axetylen vào Muốn Clorua vinyl thật nguyên chất ta cần phải dùng thêm thép tinh luyện để tách axetylen hòa tan Clorua vinyl Nếu tổng hợp thể tướng (không dùng axit HCl mà dùng HCl ) tiến hành trình liên tục, phải nhiệt độ cao 1400C - 2000C Xúc tác than hoạt tính ngấm dung dịch clorua thủy ngân hay clorua bari nước sấy cẩn thận Tỷ lệ chất đỡ (than hoạt tính) xúc tác (clorua thủy ngân) 12:1 Hỗn hợp khí axetylen HCl (có dư 10 – 15 % HCl ) sấy sơ , qua ống đốt nóng chuyển vào thiết bị tổng hợp có chứa than hoạt tính ngấm xúc tác Hiệu suất Clorua vinyl phụ thuộc vào tốc độ hỗn hợp khí, lượng xúc tác nhiệt độ ; tốc độ chậm nhiệt độ cao hiệu suất lớn Hỗn hợp khí sau phản ứng (Clorua vinyl ; dicloretan ; axetylen; HCl) đưa qua thiết bị làm lạnh đến -400C để ngưng Clorua vinyl hỗn hợp có nhiệt độ sơi cao C2H2 HCl quay trở lại thiết bị tổng hợp dùng nước lạnh để hấp thụ để tách HCl riêng Muốn tách Clorua vinyl khỏi hỗn hợp sản phẩm lỏng dùng phương tháp chưng cất để tập trung hợp chất có nhiệt độ cao đáy tháp Clorua vinyl đỉnh tháp II.1.1.2 Sản xuất từ etylen qua dicloretan : Cũng dùng hai phương pháp: Tác dụng dicloretan với dung dịch kiềm rượu nhiệt phân dicloretan có xúc tác nhiệt độ cao Phản ứng tạo thành Clorua vinyl theo phương pháp : C2H4 + Cl2  ClCH2 - CH2Cl CH2Cl - CH2Cl + NaOH  CH2 = CHCl + NaCl + H2O Thành phần nguyên vật liệu sau : phần dicloretan 0,5 phần NaOH 0,5 phần rượu , nên dùng dư rượu dư kiềm tạo axetylen Sản phẩm phụ phản ứng axetylenglicon Khuyết điểm phương pháp tốn nhiều NaOH , Rượu thiết bị to Do dó dùng phương pháp thứ hai nhiệt phân dicloretan 2400 – 3500C thiết bị thép hay sứ có chứa than hoạt tính : ClCH CH Cl _ H Cl CH 2 CH Cl Sản phẩm tạo thành qua thiết bị ngưng tụ dicloretan dư quay trở lại thiết bị nhiệt phân II.1.2 Tính chất Clorua vinyl : Trong kỹ thuật sản xuất Clorua vinyl nguyên chất đến 98,5 – 99,5% khối lượng Về tạp chất axetylen khơng có xút tạo thành axetylen dễ nổ Clorua vinyl nhiệt độ áp suất thường khí khơng màu , mùi giống ete, sôi -13,90C  0,10 C , nóng chảy nhiệt độ -157,70C  0,10C , tỷ trọng -12,960C 0,9692 g/cm3 Clorua vinyl hoà tan dung môi thường axetylen , rượu etylic , cacbua hydro thơm thẳng Clorua vinyl bảo quản chuyên trở bình thép chịu áp suất Van phận tiếp xúc với Clorua vinyl không chế tạo từ hợp kim đồng Cl- dễ tạo phức với Cu2+ gây ăn mịn thiết bị Clorua vinyl bảo quản nhiệt độ thấp ( - 400C thấp ) trường hợp khơng có chất ổn định khơng có oxy áp suất khí nitơ bảo quản nhiệt độ thường Thường thêm vào Clorua vinyl chất giảm tốc Hydroquinon theo tỷ lệ phần chất giảm tốc với 10.000 phần Clorua vinyl II.2.Các chất phụ gia [2] II.2.1.Chất nhũ hoá Trong sản xuất PVC phương pháp nhũ tương chất nhũ hoá chất phụ gia quan trọng định tính chất cấu trúc đặc tính … PVC Chất nhũ hoá thường sử dụng trùng hợp (PVC) muối axit isobutylmonophtanat , muối natri axit chế tạo cách oxy hố paraphin tổng hợp có số ngun tử bon từ C12 đến C18 Lượng chất nhũ hoá khoảng 0,1 đến 0,5% trọng lượng clovinyl, lượng chất nhũ háo tăng hạt polyme phân tán nhiều Bản chất lượng chất nhũ hố có ảnh hưởng định đến q trình trùng hợp tính chất polyme.Khi nồng độ chất nhũ hố giảm tốc độ phản ứng giảm thời gian trùng hợp trọng lượng phân tử polyme tăng Khi giảm hàm lượng chất nhũ hoá : số lượng phân tử polyme-monome giảm, tổng bề mặt chúng ổn định cách phân tử xà phòng nhỏ kích thước phần tử tăng lên Tốc độ trình trùng hợp bị giới hạn tốc độ khuyếch tán monome qua tổng bề mặt phần tử Khi lượng xà phịng q trình trùng hợp xảy với tốc độ khơng đổi tồn thời gian phản ứng Trọng lượng phân tử polyme tăng giảm nồng độ chất nhũ hố.Điều giải thích có gốc tự chứa phân tử polyme-monome II.2.2.Chất khởi đầu Một số chất khởi đầu sử dụng rộng rãi số thời điểm chất khởi đầu peroxytbenzoin azo sử dụng diaxetyl peroxyt sử dụng rộng rãi Chu kì bán huỷ nhiệt độ riêng yếu tố định chọn chất khởi đầu cho trình tạo hạt PVC.Khi thiết bị phản ứng tốt sử dụng , hai chất khơi mào hai trình khác chọn để đem lại hiệu cao Khả tan nước chất khởi đầu ảnh hưởng đến hiệu suất chúng giọt monome Khả tan nước cao tạo hệ đồng thể Chu kỳ bán huỷ chất khơi mào ngắn bền nhiệt độ phân huỷ thấp, bền vững phụ thuộc lượng gốc hình dạng vật lý.Xu hướng sử dụng chất khơi mào có khả phân bố nước, có ưu điểm phân bố đồng thể giọt monome, cho phép thêm chúng vào thời gian nào.Sự phân tán 25 – 40% tiêu biểu , hệ thống phải thiết kế cẩn thận để đảm bảo phân tán đồng trì cách xác Ngồi số chất phụ gia khác : nước, chất điều chỉnh pH, chất điều chỉnh khối lượng phân tử, chất điều chỉnh sức căng bề mặt, chất ổn định… PHẦN III : QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT PVC III.1 Phản ứng trùng hợp Clorua vinyl : [1] Clorua vinyl trùng hợp theo cấu trùng hợp gốc nghĩa phải có chất khởi đầu trùng hợp qua ba giai đoạn Gọi chất khởi đầu gốc đầu đoạn mạch qua phân tử , chất kích thích có tác dụng kích động phản ứng trùng hợp , có hai chất khởi đầu thường dùng : Peroxyt benzoin công thức (C6H5COO)2 tác dụng nhiệt bị phân giải gốc sau: (C6H5COO)2  C6H5COO• C6H5COO•  C6H5• + CO2  Chính gốc benzoat gốc phenyl kích động phản ứng trùng hợp Azodinitril axit diisobutiric công thức phức tạp hơn: CH3 CH C N N C H3C CH CN CN Dưới tác dụng nhiệt độ phân giải gốc sau: CH3 CH CH C N N C CH H3C CN C H 3C CN CN 10 + N Khoảng 60 – 80% gốc tham gia kích động trùng hợp cịn lại kết hợp với thành phân tử thấp theo phản ứng H 3C HC C HC CH C C CN CN HC CH3 CN H3C + CH H C CH CH CN CN Các gốc gọi gốc hoạt động ký hiệu R• cho đơn giản viết phản ứng trùng hợp Quá trình trùng hợp Clorua vinyl chia làm giai đoạn; Kích động trùng hợp : gốc hoạt động R• chất khởi đầu kích thích monomor Cloruavinyl thành gốc khởi đầu: R + CH CH CH R CH Cl Cl Phát triển mạch : Gốc khởi đầu tiếp tục tác dụng với monome khác tiếp tục kéo dài mạch trùng hợp ra: R CH CH + CH Cl CH R CH CH CH Cl Cl C H Cl hay tổng quát : R [ CH2 CH Cl ]n CH C H + CH Cl CH Cl 11 R [ CH CH ] CH n +1 CH Cl PHẦNV: CẤU TẠO VÀ TÍNH CHẤT CỦA PVC [1] V.1.Cấu tạo PVC - Nói chung có hai dạng cấu tạo sau: CH C H2 CH Cl CH Cl CH CH CH 2 2 Kết h ợp " đầu nối đuôi " Cl Cl CH CH CH CH Cl Cl CH 25 KÕt h ỵp " ®Çu nèi ®Çu " Nhưng qua nghiên cứu, tính chất hoá học PVC, qua khảo sát quang học thấy có cấu tạo chủ yếu theo lối kết thợp “ đầu nối đuôI “ Đây ví dụ để chứng minh Khi có tia phóng xạ xun vào PVC có xảy q trình khử HCl tạo thành nối đôi cách polyme, đễ xảy với PVC có cấu tạo theo nối kết hợp – Quang phổ tử ngoại hấp thụ PVC tương ứng với quang phổ hấp thụ – diclobutan Ngoài cho KI tác dụng với dung dịch PVC có cấu tạo theo kiểu kết hợp – Iốt KI tác dụng với đồng phân mà nguyên tử clo nối liền với nguyên tử bon cạnh Để xác định thêm cấu tạo đùng C.S.Marvol làm thí nghiệm khử clo PVC cách đun nóng dung dịch PVC diơxan với bột kẽm CH2 CH + nZn CH 2 CH CH CH Cl Cl Cl n ZnCl + CH CH CH CH CH CH Nhóm cyclopropan tạo thành chứng tỏ PVC có cấu tạo theo nối liên hợp “ đầu nối đuôi “ Tuỳ theo điều kiện khử clo lại polyme 13 – 16% clo dạng nguyên tử clo riêng biệt phân tử polyme CH CH CH CH CH CH CH 2 CH CH CH CH CH Cl Cao phân tử PVC có cấu tạo nhánh , từ 50 đến 100 mắt xích sở có nhánh PVC khơng có tướng tinh thể kéo căng thật mạnh có khả định hướng phần 26 V.2.Tính chất PVC PVC polyme vơ định hình dạng bột màu trắng, đơi vàng nhạt Trọng lượng riêng ~ 1,4 g/cm3 số khúc xạ 1,544 PVC hoà tan cyclohexanon, tetrahydrofuran, dicloetan, tetracloruaetan, nitrobenzen, dioxan, pyridin, tetrahydropiran, hỗn hợp axeton với sunfuacacbon… PVC loại nhựa nhiệt dẻo có Tg ≈ 800C Tm ≈ 1600C nghĩa 800C PVC trạng thái thuỷ tinh , từ 800C đến 1600C trạng thái co dãn nhiều 1600C trạng thái dẻo Nhưng có đặc điểm 1400C PVC bắt đầu bị phân huỷ toả HCl trước chảy dẻo ( đốt nóng lâu 1000C bị phân huỷ ) , HCl thoát muối sắt, muối kẽm có tác dụng xúc tác làm tăng nhanh trình phân huỷ Ở nhiệt độ cao chưng khô PVC bị phân huỷ hoàn toàn tạo thành HCl hỗn hợp sản phẩm phân tử thấp không trở lại monome cloruavinyl ban đầu.Nhiệt độ phân huỷ PVC tiêu kỹ thuật quan trọng Khi bị phân huỷ HCl thoát tạo thành số nối đôi cách mạch phân tử với Muốn biết tốc độ phân huỷ vào biến đổi màu sắc màu thẫm nhựa Cần ý thêm đến q trình lão hố nhanh chóng PVC làm giảm tính co dãn làm cho tính chất học đi.Lão hố thường tác dụng tia tử ngoại biến đổi cấu tạo polyme , làm cho polyme có cấu tạo lưới, co dãn khó hồ tan Mức độ lão hố tuỳ vùng , phụ thuộc chủ yếu vào ánh sáng mặt trời Do phải ý đến trình ổn định PVC trình bảo quản sử dụng sản phẩm từ nhựa PVC Ở nhiệt độ thường PVC có tính ổn định hố học tốt.Nó bền với tác dụng axit HCl, axit H2SO4, axit HNO3 loãng, dung dịch kiềm nồng độ ≈ 20% nhiều loại muối 27 PVC có nhiều tính chất lý tốt, tính chất phụ thuộc vào trọng lượng phân tử polyme phương pháp gia công, phụ thuộc vào mức đồng trọng lượng phân tử PVC đồng trọng lượng phân tử, độ trùng hợp từ 100 đến 2000 Vì muốn có vật liệu bền co dãn 70% phần khối lượng polyme phải có độ trùng hợp từ 1000 trở lên Tính chất cách đIện PVC tốt polyme khơng có cực polyetylen, polystyren… tính chất cách đIện PVC lại phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ ví dụ tăng nhiệt độ số đIện mơI tăng cao nhanh V.3.Biến đổi hố học nhựa PVC PVC có tính chất hoạt động hố học lớn , q trình biến đổi hố học có ngun tử clo tham gia phản ứng thường kéo theo nguyên tử hydrro bon bên cạnh Có loại phản ứng sau: _ Nhiệt phân huỷ: Khi đốt nóng PVC có toả HCl xuất hố trị tự Chính nhờ có hố trị tự nên mạch xuất nối đôI ( 1) , có liên kết nối mạch phân tử ( 2), có oxy tạo thành số nhóm có chứa oxy ( ) : CH CH CH CH CH Cl Cl Cl CH 2 CH Cl CH Cl CH CH Cl CH - HCl CH CH CH CH (1) CH Cl CH Cl CH CH Cl CH CH C CH Cl - HCl CH +O - HCl Cl 28 CH CH CH CH CH CH CH O (2) CH Cl Nhiệt độ cao HCl toả mạnh có nhiều liên kết nối mạch làm giảm tính chất hoà tan polyme Ánh sáng mặt trời có tác dụng đẩy HCl làm oxy hố polyme Ánh sáng đèn quartz chiếu vào PVC ban đầu có tác dụng phân huỷ oxy hố làm tăng tính dẻo lâu tạo thành liên kết ngang làm giảm tính dẻo tính tan polyme PVC dung môi nhiệt độ thường có HCl sảy chủ yếu q trình oxy hố Ngược lại PVC khí N2 đun nóng khơng bị oxy hố mà có cấu tạo lưới _ Khử HCl: muốn đuổi hết nguyên tử clo khỏi PVC người ta cho tác dụng dung dịch polyme tetrahydrofuran thời gian lâu với dung dịch kiềm rượu tạo thành polyetylen có cấu tạo sau: - CH = CH – CH = CH – CH = CH – Dung dịch polyme đun nóng với litialuminhydrit 1000C biến hoàn toàn thành polyetylen ( chảy mềm nhiệt độ 120 – 1300C ) _ Thay nguyên tử clo: mức độ thay không cao thường trọng lượng phân tử bị giảm Thay clo nhóm axetat: đun nóng nâu nhiệt độ 650C dung dịch PVC với hỗn hợp axit axetic axetat bạc: CH CH CH C H Cl nCH3 COOH nAgCl + Cl CH CH CH OCOCH CH OCOCH PHẦN VI CÁC LOẠI CHẤT DẺO PVC, TÍNH CHẤT VÀ CƠNG DỤNG VI.1.Sản phẩm từ nhựa PVC khơng hố dẻo , tính chất cơng dụng [1] Khi thêm chất hố dẻo nhiệt độ hố mềm nhựa giảm xuống lên gia cơng dễ dàng hơn.Nhưng chất hóa dẻo làm giảm tính chất ổn định hóa học 29 tính cách điện polyme, giảm tính chất chịu nhiệt làm cho nhựa dễ bị lão hóa ( chất hóa dẻo dần phần ).Vì muốn có sản phẩm chịu nhiệt tốt ổn định hóa học dùng PVC khơng có chất hóa dẻo , thường cịn gọi PVC cứng Khi sử dụng loại PVC cứng phải gia công nhiệt độ cao ( 160oC – 170oC ) nên phải dùng thêm chất ổn định để bảo đảm tính chất ổn định nhiệt PVC Chất ổn định chất có tính bazơ, có khả khết hợp với HCl gia cơng để ngăn chặn q trình phân hủy.Chất ổn định gồm có nhiều loại: vơ hữu Các hợp chất vô thường dùng oxit chì, cacbonat chì natrisilicat chì natri Các hợp chất hữu dùng làm chất ổn định cho PVC stearatcanxi, bari, chì , amin: uremelamin, hợp chất hữu có thiếc muốn cho sản phẩm khơng màu , suốt dùng muối coban, catmium Mức độ tác dụng chất ổn định PVC xắp xếp theo thứ tự sau: PbCO3 > Na2CO3 > stearat chì > > stearat bari > stearat canxi Muốn cho PVC ổn định ánh sáng dùng hợp chất hữu có chứa Na, Ba, P Như thấy hợp chất chì độc có tác dụng ổn định nên thường dùng nhiều Tính chất cơng dụng nhựa PVC khơng hóa dẻo.[1] Tính chất: PVCcứng khơng dẻo hóa có hai tính chất q bền học bền hóa học 30 Về phương tiện học PVC cứng vật liệu cứng đàn hồi có mođun đàn hồi cao ( ~ 100 - 200 kg/cm2 ) độ bền tĩnh học kéo tương đối lớn ( 500 - 800kg/cm2 ).Nhưng xét đến tính chất học PVC cứng phải đến vấn đề: _ Tính chất học phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ bề mặt sản phẩm; Ví dụ :cường độ chạm riêng mẫu có vết khía thấp mẫu có bề mặt phẳng - 10 lần; hạ nhiệt độ từ 200C xuống -600C cường độ va chạm giảm lần độ bền kéo tăng lên hai lần _Tính chất PVC cứng khác theo chiều dọc chiều ngang, cịn khác theo thời gian điều kiện nhiệt độ bình thường PVC cứng khơng trạng thái cân mà phục hồi theo thời gian gây lên trình biến dạng chậm ( đun nóng biến dạng nhanh ) _ Q trình gia cơng có ảnh hưởng nhiều đến tính chất PVC cứng.Trong gia cơng mà đun nóng làm lạnh khơng ép dính lớp khơng tạo nhiều ứng suất nơi phân bố không đồng làm giảm sức bền sản phẩm Cần phải biết ảnh hưởng trên, ảnh hưởng ứng suất nội, nhiệt độ vết khía tính chất phục hồi nhựa để biết cách sử dụng cho thích hợp, để thận trọng gia công để ý đến hệ số an tồn sức bền tính tốn sản phẩm Bên cạnh độ bền học cao PVC cứng cịn có tính chất cách điện tốt có khuyết điểm lớn tính chất chịu nhiệt kém, khoảng 60 700C.Nếu sản phẩm thường xuyên bị kéo căng hay uốn cong nên sử dụng nhiệt độ thấp 50 đến 600C Dưới số tiêu tính chất lý PVC cứng: 31 Trọng lượng riêng gr/cm3 1,38 - 1,40 Giới hạn bền kéo kg/cm2 500 - 700 Độ dãn dài % 10 - 25 Giới hạn bền uón cong kg/cm2 800 - 1200 Giới hạn bền nén kg/cm2 800 - 1600 Modun đàn hồi kg/cm2 4000-10000 Cường độ va chạm riêng ( bề mặt có khía ) kg.cm/cm2 10 - 30 Độ cứng Brunen kg/mm2 15 - 18 Độ chịu nhiệt theo mácten 0C 65 - 80 Độ dẫn nhiệt cal/cm.giây 0C 3,8 - 4.10-4 Hệ số dãn nở dài 0,00006 - 0,00007 1014 - 1015 ĐIện trở thể tích riêng ohm.cm Điện trở bề mặt riêng ohm 1012 - 1014 Điện trọc thủng Kv/nm 15 - 35 Hằng số điện môi 106.htz 3,2 - 3,6 Tangente góc điện mơi 106htz 0,04 - 0,10 Ngồi PVC cứng cịn có tính chất ổn định hóa học tốt : _ Độ hút nước ( sau 24 ) gr/cm2 0,1.10-4 - 0,3.10-4 _ Bền với axit kiềm : nhiệt độ 600C: Axít HCl 30% 32 Axít H2SO4 90% Axít HNO3 50% Kiềm loại nồng độ _Bền với tác dụng dầu xăng, dầu hỏa, dầu thảo mộc, rượu, glixerin Chính nhờ có độ bền học cao tính chất ổn định hóa học tốt có khả dùng nhiều phương pháp gia cơng ( hàn, dán ) nên xem PVC cứng loại vật liệu xây dựng chống ăn mòn tốt Ứng dụng PVC cứng: Màng mỏng PVC cứng dầy 0,01 - 0,05 mm dùng để làm màng ngăn, để bao gói.Muốn có loại màng mỏng dùng màng nhựa sau dát mỏng cán chuyển nhanh - 10 giây qua hai trục nóng đến 60 - 2700C dùng trục linh động nóng 1200C kéo căng đến độ dày mong muốn Màng PVC cứng dùng để bọc lót thùng điện phân , làm thùng chứa axit kiềm, làm chi tiết máy bơm , làm màng ngăn bình acquy , dùng để dán lên bề mặt vật liệu( thường ứng dụng với vật liệu có bề mặt rộng để đảm bảo sức bền chỗ dán ).Màng PVC dùng làm vật liệu phòng rỉ cho thiết bị kim loại nhờ phương pháp gia công theo phương pháp gián Màng PVC cứng cịn dùng để bọc lót bề mặt kim loại: người ta dùng keo để dán bề mặt kim loại với màng PVC.Bằng phương pháp người ta bọc lót thiết bị lớn mà cịn bọc lót ống kim loại Màng PVC cứng dùng để bọc lót bề mặt bê tơng hay gỗ Để bọc lót vật liệu loại người ta phải làm phẳng bề mặt trước dán 33 Nhờ phương pháp thùng gỗ dùng chứa axít H2SO4, axít HNO3… tiết kiệm nhiều dùng thiết bị bền hoá chất khác Từ PVC cứng khơng hố dẻo cịn sản xuất loại ống từ đến 200 ly, ống PVC cứng dùng để chuyên trở chất lỏng ăn mịn , dùng thay ống chì tốt PVC cứng dùng để làm lược , cúc, thay xenluloit, điện kỹ thuật dùng thay ebonit, nhiều sản phẩm khác từ phương pháp gia cơng khác như: gia cơng khí ( tiện , phay, khoan, mài, bào , cưa), phương pháp tạo hình thổi ( gập mép , uốn cong, dập hình, dập kéo, thổi tạo hình chân khơng…) VI.3.Sản phẩm từ PVC hóa dẻo [1] Hóa dẻo PVC với mục đích có vật liệu mầu , co dãn nhiệt độ thường đặc biệt nhiệt độ thấp để dễ dàng cho trình gia cơng sản phẩm.Như tác dụng chất hóa dẻo thêm vào giảm nhiệt độ hóa thủy tinh Tg polyme đồng thời làm giảm sức bền tăng độ dãn dài sản phẩm Các chất hóa dẻo thường dùng PVC hợp chất có cực sơi nhiệt độ cao khó bay ( đa số chất lỏng , chất rắn ) _ Photphat : tricredinphotphat, triphenylphotphat, _ Phtanat: dibutylphtanat, dioctylphtanat _ Ete axit lưỡng chức thẳng: dibutylsebacinat, dioctylsebacinat, dibutinadipinat _ Dẫn xuất clo naphotalin Khi sử dụng chất hóa dẻo cần ý đến vấn đề: 34 _ Khơng phải chất hóa dẻo kết hợp dễ dàng với polyme mà kết hợp phụ thuộc vào cấu tạo hóa học chất hóa dẻo điều kiện bên ( nhiệt độ phân tán polyme ) Lượng chất hóa dẻo polyme định khả kết hợp với polyme khả kết dính với chất hóa dẻo: khả kết hợp lớn khó kết tinh lượng chất hố dẻo polyme nhiều _ Cấu tạo hố học chất hố dẻo có ảnh hưởng đến tác dụng chất hố dẻo nó, ví dụ muốn có sản phẩm chịu lạnh tốt thân chất hoá dẻo phải chịu lạnh _ Hỗn hợp hai hay nhiều chất hố dẻo có tác dụng nhiều so với dùng chất riêng biệt.B.O.Xêt- lis tìm thấy hỗn hợp chất hố dẻo ưa nước chất lỏng polyme khơng bị trương có tác dụng hố dẻo nhiều Riêng PVC dùng thêm loại chất hố dẻo hợp chất cao phân tử có nhiệt độ hố thuỷ tinh thấp có cực trùng hợp acrylonitrin với butadien ) , polyisobutylen, polystyren,… Ưu đIểm loại chất hoá dẻo làm cho sản phẩm ổn định chúng khơng bay hơi.Trong trường hợp muốn háo dẻo phảI dùng trục nóng để trộn hợp hay dùng máy có vít xoắn Tính chất PVC hố dẻo: Khi thêm chất hố dẻo vào nhiệt độ hoá mềm nhựa giảm gia công dễ dàng mặt khác làm giảm tính chất ổn định hố học , tính chất chịu nhiệt số tính chất khác Các tính chất lý tính chất cách đIện thay đổi nhiều tuỳ theo thành phần lượng chất hoá dẻo, chất độn độ nhớt PVC Độ chịu lạnh oC từ – 15 đến – 50 Giới hạn bền kéo đứt kg/cm2 100 – 250 35 Độ dãn dài đứt % 100 – 300 1.1012 – 5.1013 Điện trở thể tích riêng ohm cm Nhiệt độ phân huỷ oC 180 – 220 Muốn tăng cao độ chịu lạnh cần kéo căng ép phun, ví dụ muốn tăng độ chịu lạnh lên 10 – 15oC cần kéo căng thêm 80 – 100% tất nhiên độ kéo căng sức bền vật phẩm tăng lên Về tính chất hố học có so với PVC cứng khơng hố dẻo.Sản phẩm từ 60 phần PVC 40 phần tricredinphotphat có tính chất ổn định hố học nhất, chịu tác dụng axit HCl axit H2SO4 nồng độ 60% nhiệt độ 600C Ứng dụng PVC hoá dẻo: Màng PVC hoá dẻo dùng phổ biến để che phủ : dùng làm áo mưa, màng che thiết bị khác.Khi dùng màng PVC bị rách dán lại Dùng màng PVC mềm để bọc lót loại thùng Nó có ưu đIểm so với dùng PVC cứng PVC mềm có độ co dãn nên bền với ứng suất học hơn, PVC mềm ổn định hố học nên thường dùng để bọc lót thiết bị hay vận chuyển khơng chứa hóa chất 36 KẾT LUẬN Như trình bày tổng quan nhựa PVC theo tìm hiểu khoảng thời gian qua em thấy nhựa PVC sử dụng rộng rãi nhiều ngành công nghiệp sinh hoạt hàng ngày.Dưới hướng sử dụng cụ thể loại PVC PVC cứng có ưu điểm đặc biệt ổn định hoá học, tương đối bền học có tính chất cách điện tốt nên sử dụng nhiều để chế tạo máy máy hố chất Ngồi PVC cứng nhẹ dễ gia cơng khí hàn, dán nên làm nhiều loại sản phẩm to bé khác nhau.Đặc biệt dùng màng PVC cứng để bọc lót bề mặt kim loại , bê tơng, gỗ , dùng làm thùng chứa hố chất tốt dùng phương pháp dập , dập kéo, tạo hình cách thổi hay chân không nên gia công nhiều sản phẩm hình dạng phức tạp Cụ thể PVC cứng dùng để sản xuất loại ống dùng nhiều ngành công nghiệp xây dựng Ống PVC cứng có ưu điểm so với loại ống khác nhẹ cắt lắp dễ dàng sửa chữa đơn giản.Từ màng PVC cứng làm thùng chứa , tháp hấp thụ , hệ thống khí … hay dùng để bọc lót bên để dập, tạo hình thành nhiều loại sản phẩm Ngồi cịn dùng PVC cứng để ép tiết máy nhỏ ép phận van- Nếu kỹ thuật sản xuất cao sản màng PVC cứng tương đối mỏng để bao gói sử dụng chủ yếu cơng nghiệp Cịn PVC mềm ngược lại dùng chủ yếu sinh hoạt hàng ngày dạng màng Đối với nước ta sản xuất PVC mềm có gặp khó khăn thiếu nguyên liệu để sản xuất chất hoá dẻo mà chất hoá dểo phải dùng tương đối nhiều PVC mềm dùng hàn dán bọc lót Các màng mỏng tư PVC mềm dùng để bao gói tốt , dùng làm áo mưa…PVC mềm dùng để thay da làm cặp da, dùng sản xuất 37 dầy dép… PVC mềm trộn thêm nhiều chất độn làm mềm trải lên nhà Tóm lại PVC mềm dùng làm nhiều thứ phục vụ sinh hoạt hàng ngày Do hướng trước mắt nghiên cứu nhế biên ssản xuất chất hoá dẻo từ nguên liệu nước để sản xuất PVC mềm.Đồng thời tìm điều kiện gia cơng PVC cứng trước tiên để dập, làm sản phẩm từ PVC cứng phục vụ ngành công nghiệp loại ống , cácc thiết bị hoá chất 38 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1.Tập thể tác giả: Bộ môn kỹ thuật hữu cơ.Nơi nhà xuất bản: Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội.Xuất năm: 1965.Kỹ thuật sản xuất chất dẻo.( trang 139 – 140 ) (Mã số thư viện trường: GL1270 ) 2.R.H.BURGESS ELSEVIER APPLIED SCIENCE PUBLISHERS LONDON and NEW YORK.Reprinted 1986 MANUFACTUR AND PROCESSING OF PVC.(Trang 1- 37 ; 63 – 80 ; 215 – 271 ) Tổng luận chất dẻo – Tình hình triển vọng phát triển.Cơ quan chịu trách nhiệm sản xuất:Trunng tâm thông tin.Nhà xuất : Hà Nội Năm xuất : 1995 4.Tập thể tác giả: Bộ môn kỹ thuật hợp chất cao phân tử.Nơi nhà sản xuất: Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội.Năm xuất bản:1970.Hoá học polyme.(Trang 44 – 52 ) ( Mã số thư viện trường: GL377 ) 39 ... khối 8 10 10 10 11 11 Quá trình sản xuất PVC IV .1. Trùng hợp theo phương pháp gián đoạn IV.2.Trùng hợp theo phương pháp liên tục 12 12 15 Cấu tạo tính chất nhựa PVC V .1. Cấu tạo nhựa PVC nói chung... phương pháp sản xuất PVC III.2 .1 .Phương pháp trùng hợp nhũ tương III.2.2 .Phương pháp trùng hợp huyền phù III.2.3 .Phương pháp trùng hợp dung môi III.2.4 .Phương pháp trùng hợp khối 8 10 10 10 11 ... sản xuất PVC II .1. Các phương pháp sản xuất clovinyl II .1. 1 .Sản xuất từ HCl với axetylen II .1. 2 .Sản xuất từ etylen qua dicloetan II.2.Tính chất vật lí clovinyl 5 6 Quá trình sản xuất PVC III .1. Phản