Tối ưu hóa quy trình pha chế dung dịch tẩy rửa mực UV

1 B GIÁO D C VÀ ĐÀO T O Đ I H C ĐÀ N NG NGUY N VI T HƯƠNG Cơng trình đư c hồn thành t i Đ I H C ĐÀ N NG Ngư i hư ng d n khoa h c: PGS.TS Tr n Văn Th ng Ph n bi n 1: TS Tr n Đình Chính T I ƯU HĨA QUY TRÌNH PHA CH DUNG D CH T Y R A M C UV Ph n bi n 2: GS Đào Hùng Cư ng Chuyên ngành: Hóa h u Mã s : 60.44 27 Lu n văn ñư c b o v t i H i ñ ng ch m Lu n văn t t nghi p Th c sĩ Khoa h c Hóa h u H p t i Đ i h c Đà N ng vào ngày 25 tháng 06 năm 2011 TÓM T T LU N VĂN TH C SĨ KHOA H C Đà N ng - 2011 * Có th tìm hi u Lu n văn t i: - Trung tâm Thông tin - H c li u, Đ i h c Đà N ng - Thư vi n Trư ng Đ i h c Sư ph m, Đ i h c Đà N ng 3 M Đ U Lý ch n ñ tài Vi t Nam, ngành công nghi p in m t nh ng ngành công nghi p r t phát tri n v i s lư ng nhà máy, xí nghi p, công ty in c nư c m t nghìn s Trong cơng nghi p in hi n nư c ta, phương pháp in offset chi m t tr ng 50% v i s n ph m in offset yêu c u ch t lư ng cao ngư i ta thư ng s d ng lo i m c UV ñ in Tuy nhiên, trình in, m t ph n ánh sáng kh ki n chi u vào m c UV gây hi n tư ng b n ng in, b n in làm nh hư ng ñ n ch t lư ng c a s n ph m in, ph i t y r a m c in UV gây hi n tư ng bám b n Hi n nay, h u h t xí nghi p in nư c ta có s d ng m c UV ñ u ph i nh p m t lư ng l n ch t t y r a m c UV Nh ng ch t t y r a có hàm lư ng dung môi h u cao, gây ô nhi m mơi trư ng, l i có giá thành cao, ngu n cung c p khơng n đ nh, k p th i Do vi c nghiên c u nh m t i ưu hóa q trình pha ch dung d ch ch t t y r a m c UV g c nư c phịng thí nghi m, thân thi n v i môi trư ng, thay th ch t t y r a nh p ngo i ñ ch ñ ng cung c p nư c t y r a, góp ph n gi m chi phí s n xu t in m t nhi m v c p bách ñ cho ñ tài M c đích nghiên c u - Tìm hi u nguyên lý làm vi c c a máy in offset, m c in UV ch t y r a m c in UV cho lô cao su,b n in s n xu t in - Xây d ng mơ hình th c nghi m bi u di n trình pha ch ch t t y r a g c nư c ñ t y r a m c in UV bám lô cao su máy in offset t i ưu hóa mơ hình đ tìm thành ph n ch t t y r a t i ưu cho ñ t ñư c hi u su t t y r a l n nh t - Ki m tra, so sánh m t s tính ch t c a ch t t y r a g c nư c ch t o đư c phịng thí nghi m v i ch t t y r a g c dung môi nh p ngo i ñưa ki n ngh phù h p Đ i tư ng ph m vi nghiên c u 3.1 Đ i tư ng nghiên c u - Công ngh in offset, m c in UV ch t t y r a m c in UV dùng công nghi p in offset - Nghiên c u ch t o phịng thí nghi m ch t t y r a g c nư c ñ t y r a m c UV bám lô cao su máy in offset, ki m tra k t qu tìm đư c 3.2 Ph m vi nghiên c u - Nghiên c u l a ch n hóa ch t đ pha ch phịng thí nghi m ch t t y r a g c nư c ñ t y r a m c UV - Xây d ng mơ hình th c nghi m th ng kê hai m c t i ưu bi u di n quan h gi a hi u su t t y r a v i thành ph n ch t T i ưu hoá mơ hình đ tìm thơng s cơng ngh t i ưu ch t o ch t t y r a nh m ñ t hi u su t t y r a cao nh t - Ki m tra, so sánh kh t y r a c a ch t t y r a g c nư c ch t o ñư c v i ch t t y r a g c dung môi nh p ngo i Phương pháp nghiên c u - Nghiên c u t ng quan lý thuy t sau ti n hành th c nghi m phịng thí nghi m - Dùng phương pháp tri n khai cơng ngh hóa h c đ xây d ng mơ hình th c nghi m, t i ưu hố mơ hình nh m xác đ nh thơng s cơng ngh t i ưu cho trình t y r a ñ t hi u su t cao nh t - Dùng phương pháp d ng c phân tích ph hi n đ i đ ki m tra ñánh giá k t qu th c nghi m ph h ng ngo i ph Raman Ý nghĩa khoa h c th c ti n c a ñ tài 5.1 Ý nghĩa khoa h c - S d ng phương pháp ti p c n h th ng đ tri n khai cơng ngh hi n ñ i, phù h p v i quy mơ phịng thí nghi m - Ch t t y r a m i có m t s ưu ñi m n i b t: có kh t y r a tương ñương v i ch t t y r a nh p ngo i, có tính kinh t , cung c p k p th i nhu c u nư c gi m thi u vi c gây ô nhi m môi trư ng 5.2 Ý nghĩa th c ti n - Đây m t ñ tài xu t phát t nhu c u c a th c t nên s k t qu nghiên c u ch t o ch t t y r a phịng thí nghi m có th ti p t c nghiên c u ñ tri n khai th c t s n xu t - Ch ñ ng cung c p cho s in nư c, gi m chi phí nh p kh u - Đây ch t t y r a g c nư c, thân thi n v i môi trư ng C u trúc c a lu n văn Chương 1: T ng quan v in offset ch t t y r a m c in Chương 2: Cơ s lý thuy t mô hình nghiên c u q trình cơng ngh ch t o ch t t y r a m c UV Chương 3: Th c nghi m xây d ng mô hình th o lu n k t qu Bên c nh đó, ti m xu t kh u cho s n ph m in n Vi t Nam r t l n nh vào nh ng l i th c nh tranh giá nhân công r tính n đ nh c a th trư ng so v i nư c khác khu v c Ho t ñ ng xu t kh u s n xu t hi n t i ñang t o nhi u h i cho s phát tri n c a ngành cơng nghi p đóng gói c a Vi t Nam Nhi u nhà đ u tư nư c ngồi nh n ti m h i lĩnh v c t i Vi t Nam Đi u h i t t cho công ty ho t đ ng lĩnh v c đóng gói có th đ u tư ho c h p tác v i công ty Vi t Nam 1.2 Các phương pháp công ngh in hi n 1.2.1 In typo 1.2.2 In flexo 1.2.3 In ng ñ ng 1.2.4 In l a 1.2.5 In offset 1.3 Công ngh in offset m c in offset 1.3.1 Gi i thi u v m c in offset 1.3.2 Gi i thi u v công ngh in offset Chương T NG QUAN V M C IN VÀ CH T T Y R A M C IN UV TRONG IN OFFSET 1.1 Khái quát v ngành công nghi p in Vi t Nam Vi t Nam, m t ñ t nư c v i 80 tri u dân s phát tri n nhanh chóng c a ngành cơng nghi p In n, Bao bì đóng gói mang đ n nhi u h i cho doanh nghi p ngồi nư c V i chi phí lao đ ng th p, nhu c u nư c tăng cao, doanh nghi p Vi t Nam có cơng ngh th p ñã t o h i cho cơng ty nư c ngồi mu n đ u tư dài h n t i Vi t Nam In offset m t k thu t in n đó, hình nh dính m c in đư c ép lên t m cao su (còn g i t m offset) trư c r i m i ép t mi ng cao su lên gi y Khi s d ng v i in th ch b n, k thu t tránh ñư c vi c làm nư c b dính lên gi y theo m c in 1.3.3 Gi i thi u máy in offset 1.4 M c in UV 1.4.1.Gi i thi u v m c in UV M c UV s d ng lư ng t ngo i ñ thúc ñ y s hình thành liên k t ngang polyme M c UV lo i m c đóng r n dư i tác d ng c a b c x c c tím (UV) có bư c sóng λ = 200- 400 nm ho c b c x c a chùm ñi n t (EB) Khi ñư c chi u sáng UV, lư ng photon s h p th b i electron nhóm cacbonyl (electron nhóm s b chia c t đ chuy n t qu đ o khơng liên k t sang qu ñ o ph n liên k t π) Khi h p th lư ng UV, electron s chuy n t tr ng thái lư ng b n E1 lên qu ñ o tr ng thái lư ng cao En (En = E1 + ∆E) Trong ngành công ngh in hi n nay, m c UV có nhi u ng d ng như: in flexo, in offset, in phun, in nhãn hàng, in lư i, in nhôm láng,… 1.4.2 Thành ph n m c in UV M c in UV có ba thành ph n là ch t t o màng, pigment ph gia Thành ph n theo kh i lư ng c a ch t m c UV thư ng sau: • (15- 20)% Pigment – ch t màu • (25- 40)% Prepolyme • (15- 30)% Monome/ Oligeme • (5- 10)% Ch t khơi mào • (5- 10)% Ph gia khác 1.4.2.1 Ch t màu 1.4.2.2 Ch t khơi mào : 1.4.2.3 Các monome, oligome 1.4.2.4 Ch t t o màng 1.4.2.5 Ch t ph gia 1.4.3 Nghiên c u ch khô c a m c in UV offset M c UV offset khô q trình chi u sáng c a tia UV có bư c sóng n m kho ng t 100-380nm Năng lư ng c a tia UV kích thích ñi n t c a phân t ch t khơi mào, t o g c t b c cao Các g c t s ph n ng v i monome có thành ph n m c t o thành polyme S t o thành polyme s làm khô màng m c Cơ ch ph n ng x y sau: Vì electron có th i gian t n t i r t ng n giai đo n kích thích nên sau s tr l i tr ng thái b n phát nh ng b c x lư ng Năng lư ng s truy n vào nh ng liên k y xung quanh n i đơi Vi c cung c p đ lư ng s làm cho liên k t b b gãy ñ t o nh ng ch t ñ ng phân ly, Chính nh ng c p ch t t Chi u sáng UV Ph n ng khơi mào Ph n ng trùng h p Hình thành màng m c Ngồi s khơ c a m c in UV ph thu c vào y u t như: Năng lư ng b c x , ngu n sáng UV, b c x UV hi u d ng, cơng su t đèn 1.4.4 An tồn lao đ ng làm vi c môi trư ng UV 1.5 Tìm hi u v ch t t y r a m c in UV 1.5.1 M c đích s d ng ch t t y r a m c Trong trình in v i s n ph m s d ng m c in UV, sau in xong s n ph m ñư c làm khô b i ánh sáng b c x c c tím (UV) Th c t , d i quang ph , ánh sáng UV ñ ng trư c ánh sáng nhìn th y ch t t o màng m c n m kho ng gi a hai quang ph ánh sáng UV ánh sáng nhìn th y Do s n ph m đư c khơ b i ánh sáng UV có m t ph n tia UV t ngu n tán x ánh sáng nhìn th y chi u vào ph n m c th a gây hi n tư ng khô t t m c t o c n làm b n ng cao su ng b n (Hình 1.1) Vì v y, ñ kh c ph c hi n tư ng bám b n ngư i ta s d ng ch t t y r a ñ làm s ch v t b n m c 10 th a b tia UV chi u t o thành Tuy nhiên l p m c th a gây b n ch có th t y r a đư c chưa b khơ c ng hồn tồn hư ng v solvat phân t , s thâm nh p c a dung môi vào kho ng không gian gi a cao phân t Các phân t dung mơi đư c kh i cao phân t h p th làm y u liên k t gi a phân t l n c a cao phân t M t khác, tia UV chi u vào ph n m c th a có cư ng đ th p nên q trình khơ c a m c th a x y ch m vi c r a lơ b n t m cao su ch ti n hành m i l n thay b n in 1.5.2 Yêu c u ñ i v i ch t t y r a cho m c in offset UV Ch t t y r a ph i có nh ng yêu c u b n sau: Th i gian khơ (T c đ khơ) phù h p; T c ñ khô ph thu c vào m t s thông s kích thư c c a máy in, th i gian thao tác máy (khi in t r i có kích thư c l n in máy in gi y cu n ch t t y r a có th khơ nhanh M t u c u quan tr ng n a v i ch t t y r a khơng đư c làm t n h i đ n lơ cao su thi t b c n t y r a Yêu c u v mùi c a ch t t y r a: không gây s c (ho c mùi khó ch u) cho ngư i t y r a Cu i yêu c u không th thi u ch t t y r a ph i khơng đ c h i đ i v i ngư i, thân thi n v i môi trư ng ñ m b o nh ng yêu c u v an tồn lao đ ng 1.5.3 Cơ ch q trình hịa tan cao phân t Trong q trình t y r a, ch t t y r a s h p ph lên b m t màng m c sau hòa tan s cu n phân t c a màng m c vào dung d ch t y r a Quá trình làm trương n h p ch t cao phân t có màng m c nh s solvat hoá phân t polyme ñ ng th i nh s khu ch tán m t chi u c a phân t dung môi vào phân t polyme S trương n m t giai đo n c a q trình hoà tan h p ch t cao phân t Trong giai ño n ñ u tiên, kh i cao phân t h p th dung môi dung d ch t y r a, th tích màng cao phân t tăng m nh, song th tích chung tồn h gi m S gi m ñư c g i hi n tư ng co ngót S co ngót th tích phân t dung mơi s p x p ñ nh Giai ño n hai: Các phân t l n kh i cao phân t liên k t v i y u d n nên d n d n khu ch tán vào dung mơi hồ tan Q trình x y tương t s pha loãng c a dung d ch Giai đo n ba: Giai đo n hình thành m t pha ñ ng th , chuy n h p ch t cao phân t vào tr ng thái dung d ch th c Hi n tư ng hoàn toàn gi ng trư ng h p hai ch t l ng hoà tan vào h n ch , trình sau: 1.5.4 M t s ñ c trưng c a s trương n phân t cao phân t 1.5.5 L a ch n hóa ch t t y r a Theo [4], t k t qu nghiên c u ch r ng ch t t y r a h p ch t polyme c n ph i có dung mơi làm trương polyme sau hịa tan polyme nên thư ng hiñroquinon K t h p v i ý ki n c a chuyên gia k t h p v i vi c phân tích ch t t y r a m u c a Đ c (ACEDINFORM 171), chúng tơi ch n hóa ch t sau ñ pha ch ch t t y r a m c UV, bao g m: Methyl Isobutyl Ketone (MIBK), Sodium Dodecyl Benzen Sunfonate (SBDS) Iso Propyl Alcohol (IPA) Các h p ch t có kh tan nư c, phân t c a chúng có c u t o vịng benzen nên d dàng làm trương n hoà tan polyme m c UV Ch t t y r a h nhũ tương nư c, an toàn v i ngư i s d ng, an tồn v i mơi trư ng 1.5.6 S c căng b m t 1.5.7 Nguyên t c t y r a b ng ph gia Chương CƠ S LÝ THUY T MƠ HÌNH NGHIÊN C U Q TRÌNH CƠNG NGH 11 CH T O CH T T Y R A M C UV 2.1 Đ t v n ñ Th c t ñã ch ng t r ng mu n tri n khai Công ngh Hoá h c c n ph i n m ñư c b n ch t c a h thông qua hàm tốn Nhưng đ có đư c hàm tốn khơng th chép ngun si t t c m i nét mà ch ch n l c nh ng nét b n nh t ph n ánh ñ c ñi m Cơng ngh c a h v y ph i s d ng ñ n phương pháp mơ hình hố th c nghi m Trong phương pháp k ho ch hoá th c nghi m cho phép d n t i t i thi u hoá s th c nghi m c n thi t, ñ ng th i tìm ñư c giá tr t i ưu c a hàm c n tìm Có r t nhi u phương pháp k ho ch hoá th c nghi m, lu n văn s d ng phương pháp k ho ch hoá hai m c t i ưu b c m t ñ nghiên c u nh hư ng c a ba y u t thành ph n ch t t y r a ñ n hi u su t t y r a m c UV Methyl Isobutyl Ketone (MIBK), Sodium Dodecyl Benzen Sunfonate (SBDS) Iso Propyl Alcohol (IPA) Khi k ho ch hoá th c nghi m, ñi u ki n thí nghi m s m c xác ñ nh ñ i v i m i y u t N u thí nghi m ti n hành hai m c v i hai giá tr c a y u t trình th c nghi m th c hi n t t c nh ng t h p t k y u t , vi c t ch c th c nghi m theo k ho ch g i k ho ch th c nghi m toàn ph n hay k ho ch 2k M c c a y u t gi i h n c a vùng đư c nghiên c u theo thơng s cơng ngh cho 2.2 Phương pháp mơ hình th ng kê - quy ho ch th c nghi m 2.2.1 Xác ñ nh h c u trúc h 2.2.2 Xác đ nh hàm tốn mơ t h 2.3 Xác đ nh thơng s c a mơ hình th ng kê hai m c t i ưu 2.4 Ki m tra tính tương h p c a mơ hình c i ti n mơ hình 12 Chương TH C NGHI M XÂY D NG MƠ HÌNH VÀ TH O LU N K T QU 3.1 M c đích thí nghi m Trong q trình in b ng m c UV, tác ñ ng c a ánh sáng t nhiên UV yêu lô cao su (do tia UV không tr c ti p chi u vào lô cao su chi u vào t in) nên q trình đóng r n m c lô cao su x y t t Ch t t y r a lô cao su ch nh m t y m c bám lô chưa b đóng r n hịan tồn T tài li u tham kh o [10,11,13], chúng tơi l a ch n ch t t y r a phù h p v i trình t y r a m c in UV có thành ph n MIBK, SBDS, IPA V n ñ ñ t ph i tìm giá tr t i ưu c a kh i lư ng ch t thành ph n MIBK, SBDS, IPA nư c theo s li u đư c trình bày ph n (3.2 ñ n 3.4) cho ñ t ñư c hi u su t t y r a m c UV cao nh t Trên s s đưa hư ng tri n khai th c t c a ñ tài nh m s n xu t nư c ch t t y r a lô cao su c a máy in offset dùng m c UV M c đích c a thí nghi m nh m xây d ng mơ hình th ng kê b c m t hai m c t i ưu mô t m i quan h gi a thành ph n ba ch t ch t t y r a g c nư c ñ t y r a m c in UV T hàm h i quy tìm ñư c s dùng phương pháp t i ưu hóa ñ tìm giá tr t i ưu c a kh i lư ng MIBK, SBDS, IPA nh m ñ t hi u su t t y r a m c UV cao nh t 3.2 Mơ t thí nghi m xác ñ nh th i gian chi u t i đa c a đèn UV đ có th t y r a đư c tính hi u su t t y r a Trong trình in m c UV s ñư c chi u b ng đèn UV làm cho m c b polyme hóa t o thành màng m c b n v ng s n ph m in N u dùng ch t t y r a không th phá h y ñư c màng m c Ph n m c th a l i bám lô cao su in b tia UV ánh sáng bình thư ng làm polyme hóa t t (do cư ng ñ b c x UV y u) nên màng polyme t o thành chưa đóng r n khơ h n, q trình t y r a m c th a bám lơ cao su 13 phá h y lo i màng Khi ti n hành thí nghi m t y r a ph i t o l p m c th a bám lên lơ cao su b tia UV chi u vào Như v y, ñ xác ñ nh kh t y r a l p màng m c b UV hóa trên, chúng tơi ph i xác đ nh th i gian UV hóa (chi u tia UV lên màng m c) t y r a đư c (vì n u th i gian chi u UV dài s t o thành màng m c b n v ng phân tích Ti n hành thí nghi m sau: Dùng m c UV màu ñ ph đ u nh ng t m cao su có kích thư c tương đương (2x3 cm) Sau dùng máy phơi SB1150 chi u tia UV l n lư t t m cao su th i gian 1, 2, 3,…,11,12 phút, sau ti n hành r a l p m a b ng ch t t y r a m u c a Đ c ñã có th i gian t 30 ñ n 60 giây r i quan xát nh n xét l p m c t m cao su sau ñã t y r a, k t qu ñư c trình bày b ng 3.1 B ng3.1: K t qu thí nghi m xác đ nh th i gian chi u tia UV STT Th i gian phơi Th i gian r a Nh n xét l p m c m u (giây) (giây) lô cao su sau r a 60 30 L p m c s ch 120 30 L p m c s ch 180 30 L p m c s ch 240 30 L p m c s ch 300 30 L p m c s ch 330 30 L p m c s ch 360 30 L p m c s ch 390 30 L p m c s ch 420 30 L p m c s ch 10 450 30 L p m c s ch 11 480 30 L p m c s ch 12 510 30 L p m c s ch 13 540 30 L p m c s ch 14 570 30 L p m c s ch 14 15 16 17 18 600 30 L p m c s ch 630 30 L p m c s ch 660 30 L p m c đóng r n 660 60 L p m c đóng r n T b ng 3.1 nh n th y r ng t m cao su ñư c phơi th i gian t i 10,5 phút có th r a s ch (b ng ch t t y r a m u mua c a Đ c), l p m c t m cao su phơi th i gian 11 phút không th r a s ch b ng ch t t y r a chu n Sau chúng tơi ti p t c tăng th i gian ngâm t y r a lên g p ñôi (60 giây), l p m c ñã chi u UV v i th i gian 11, 12 phút v n b n v ng, không th t y r a đư c T chúng tơi ch n th i gian phơi ñèn UV 10,5 phút ñ t o l p m c bám t m cao su cho thí nghi m kh o sát kh t y r a c a ch t t y r a t ch t o Trên s làm thí nghi m chúng tơi ti n hành tính hi u su t t y r a r a b ng ch t t y r a m u nh p c a Đ c (ACEDINFORM 171), th v i m u thí nghi m M1,M2,M3, k t qu đư c trình bày b ng 3.2 Xác ñ nh hi u su t t y r a c a m u ng v i th i hian phơi 630 giây theo công th c: β(%) = Hi u su t t y r a mmuc + caosu − mmuc + caosu _ rua mmuc + caosu − mcaosu (3.1) B ng 3.2: Hi u su t t y r a (HSTR) m c UV v i ch t t y r a m u m cao su mm Mm (g) (g) (g) Hi u su t t y r a β (%) M1 2,59 2,75 2,60 93,75 M2 2,64 2,79 2,65 93,33 2,62 94,12 M u M3 c+cao su 2,61 2,78 3.3 D ng c thí nghi m- hóa ch t c+cao su_r a 15 Các thí nghi m Lu n văn đư c ti n hành t i phịng thí nghi m K thu t in, Vi n k thu t Hóa h c, trư ng Đ i h c Bách khoa Hà N i Nh ng d ng c bao g m: (có th minh h a hình nh ch p thi t b đây) - Đèn chi u tia UV (máy phơi b n SB-1050 c a Trung Qu c) - Cân kĩ thu t Scout Pro SPS202F - Đũa th y tinh - Pipet - C c th y tinh - T s y lo i Ketonc-101, kho ng nhi t ñ s y t 00C ÷ 3000C - Lơ cao su - M c UV màu ñ , vàng - MIBK - SBDS - IPA - Nư c c t 16 Ti n hành thí nghi m sau: - Cân mi ng cao su ñư c ñánh s t 01 ñ n 08 - Dùng lô chà m c l n lư t lên 08 mi ng cao su m u ñã c t - Chi u sáng b ng ñèn UV v i th i gian 630 giây máy phơi b n SB1150 - Cân t ng mi ng cao su ñ xác ñ nh kh i lư ng t ng mi ng - Sau l n lư t r a m c UV t m cao su b ng ch t t y r a ñã pha theo b ng 3.3 (theo ñúng s th t thí nghi m tương ng) Th i gian cách r a gi ng ñã làm v i ch t t y r a m u - S y mi ng cao su ñã ñư c r a t s y nhi t ñ kho ng 600C th i gian 10 phút, sau ñó ñ ngu i cân kh i lư ng t ng mi ng - Tính hi u su t t y r a (%) theo công th c (3.1) B ng 3.3: S li u pha ch t t y r a thí nghi m 3.4 Ti n hành thí nghi m Theo phân tích tài li u tham kh o trên, ti n hành pha ch t t y r a m c in UV v i thành ph n MIBK,SBDS, IPA l i nư c v i t ng kh i lư ng MIBK, SBDS, IPA nư c m t m u pha 20g Trong thành ph n kh i lư ng c a MIBK t 5%-15%; SBDS t 1%-4%; IPA t 2%4%; l i nư c T ta tính tốn đư c kh i lư ng c a t ng ch t ti n hành thí nghi m v i thông s mi n giá tr sau: + Kh i lư ng MIBK : mMIBK = 1g ÷ 3g + Kh i lư ng SBDS : mSBDS = 0,2g ÷0,8g + Kh i lư ng IPA : mIPA = 0,4g ÷ 0,8g Ta ti n hành pha ch ch t t y r a theo s li u thí nghi m b ng 3.3 đ pha 08 m u ch t t y r a theo k ho ch th c nghi m hai m c t i ưu.Các m u ch t t y r a ñư c ñánh s th t t ñ n S th t TN MIBK SDBS IPA % - - - 1 0,2 0,4 + - - 15 0,2 0,4 - + - 0,8 0,4 + + - 15 0,8 0,4 - - + 1 0,2 0,8 + - + 15 0,2 0,8 Theo k ho ch hóa th c nghi m Giá tr thơng s thí nghi m th c t MIBK SDBS IPA KL, g % KL, g % KL, g 17 18 - + + 0,8 0,8 + + + 15 0,8 0,8 Mơ hình th ng kê bi u di n hi u su t t y r a bi n mã hóa có d ng: $ y = b0 +b1.x1 +b2.x2 +b3.x3 +b12.x1 x2 +b13.x1 x3 +b23.x2.x3 + b123.x1 x2 x3 Trong đó: K t qu thí nghi m tính tốn đư c trình bày b ng 3.4 B ng 3.4: K t qu hi u su t t y r a (HSTR) m c UV mcao su m m c + cao su m m c + cao su sau r a Hi u su t t y (g) (g) (g) r a β (%) 2,349 2,511 2,366 89,51 2,482 2,663 2,489 96,13 2,465 2,624 2,477 92,45 2,441 2,631 2,442 99,47 2,517 2,686 2,519 98,82 2,506 2,675 2,523 89,94 2,468 2,628 2,469 99,37 2,424 2,568 2,438 90,28 Đ ng th i ti n hành tương t cho thí nghi m tâm k ho ch: STT B ng 3.5: K t qu HSTR m c UV v i thí nghi m M Z1 2 Z2 0,5 0,5 0,5 Z3 0,6 0,6 0,6 tâm Hàm m c tiêu y01 = 92,58 y02 = 93,42 y03 = 94,27 3.5 Thi t l p mơ hình (3.2) $ + y : Hàm m c tiêu, hi u su t t y r a, (%) + x1 : Bi n mã hóa mMIBK + x2 : Bi n mã hóa mSBDS + x3 : Bi n mã hóa mIPA Ma tr n k ho ch th c nghi m toàn ph n m c t i ưu c a mơ hình (3.2) đư c trình bày b ng 3.3,v i Z1= mMIBK ;Z2 = mSBDS ;Z3= mIPA : B ng 3.6: Ma tr n th c nghi m k ho ch toàn ph n hai m c t i ưu S T T Bi n th c Z1 3 3 Z2 0,2 0,2 0,8 0,8 0,2 0,2 0,8 0,8 Z3 0,4 0,4 0,4 0,4 0,8 0,8 0,8 0,8 Bi n mã x0 + + + + + + + + x1 + + + + X + + + + X + + + + x1x2 + + + + x1x3 + + + + x2x3 + + + + x1x2x3 + + + + T b ng 3.6 ta tính giá tr c a h s bj tương ng mơ hình xác đ nh theo cơng th c (2.5), ta đư c: y b0 = ∑ = 94,5 ; b1 = - 4,33 ; i b2 = 7,17 ; b3 = 0,85 ; Các phương pháp k ho ch hoá th c nghi m cho phép d n t i t i thi u hóa s th c nghi m c n thi t, đ ng th i tìm giá tr t i ưu c a hàm c n tìm M c c a y u t gi i h n th p cao c a vùng ñư c nghiên c u theo thông s công ngh ñã ch n Hàm m c tiêu yi 89,51 96,13 92,45 99,47 89,94 98,82 90,28 99,37 b12 = 0,19 ; b13 = -2,73 ; b23 = - 5,39 ; b123 = - 0,61 Ki m tra tính có nghĩa c a bj theo cơng th c (2.6) chu n tbj- Chu n s Student c a h s bj, đư c xác đ nh theo cơng th c (2.7) T b ng 3.5 ta tính đư c: 19 y0 = 20 m m ∑y a =1 0a Thay giá tr tính vào (2.12) ta đư c chu n s Fisher tính tốn là: F= S2du / Su2 = 27,35 = 15,36 = 93,42 Phương l p sai : m ∑ (y Su2 = a =1 0a 1,7808 − y )2 Tra ph l c [7] đ tìm chu n s Fisher ng v i b c t l p f2=2, b c t dư f1= – =3 m c có nghĩa p=0,05 ta có Fb ng =19,2 So sánh giá tr c a F tính đư c Fb ng ta th y: F = 15,36 < Fb ng = 19,2 Như v y mơ hình (3.3) tương h p b c tranh th c nghi m = 1,7808 m −1 T tính đư c ñ l ch tiêu chu n c a phân b bj : = 1,7808 = 0,4718 Su Sbj = N ∑x ji i =1 Tra b ng ph l c [7] v i m c có nghĩa p = 0,05 ; t0,05, = 4,303 phương sai l p f2 = ta ñư c : V y bj ch có nghĩa : bj > Sbj tbj = 0,4718 4,303 = 2,030 So v i k t qu tính tốn ch có năm h s bj có nghĩa, : b0, b1, b2, b13 b23 Phương trình h i quy th c nghi m tìm đư c : ˆ (3.3) y = 94,5 - 4,33x1 + 7,17x2 - 2,73x1x3 – 5,39x2x3 Đ ki m tra tính tương h p c a mơ hình, tính giá tr c a y ˆ theo phương trình h i quy (2.19) : ˆ ˆ ˆ ˆ y = 83,54 ; y = 97,12 ; y = 90,88 ; y = 97,68 ˆ ˆ ˆ ˆ y = 92,78 ; y = 94,28 ; y = 93,17 ; y = 98,12 Phương sai dư đư c tính theo cơng th c (2.13) v i trư ng h p : + N = : Là s thí nghi m k ho ch + l = : Là s h s có nghĩa c a phương trình h i quy Thay vào (2.13) ta có : [(5,97) +(0,99)2 +(1,57)2 +(1,79)2+(2,95)2 +(2,54)2 +(1,25)2] /(8-5) = S2du Tính tốn ta đư c : S2du = 82,04 = 27,35 +(2,99)2 3.6 T i ưu hóa mơ hình Đ đánh giá s nh hư ng c a bi n th c (t c thông s công ngh th c nh hư ng tr c ti p t i hi u su t trình t y r a m c UV), nh m tìm đư c giá tr t i ưu c a thông s cho ñ t ñư c hi u su t t y r a l n nh t, chuy n phương trình (3.3) v i bi n mã hóa xi v phương trình v i bi n th cZi Chúng ta ñã bi t quan h gi a xi Zi theo công th c (2.3) (2.4), ta có th làm bư c chuy n đ i ngư c l i, ta có x1 = (Z1 − 2) ; x2 = (Z − 0,5) ; 0,3 x3 = Thay bi u th c bi n mã hóa x1, x2, x3 trình h i quy (3.3), ta có: ˆ y = 94,5- 4,33 (Z − 0,6) 0,2 (3.4) (3.4) vào phương (Z1 − 2) + 7,17 (Z − 0,5) - 2,73 (Z − 0,5) (Z − 2) 1 0,3 0,3 - 5,39 (Z − 0,5) (Z − 0,6) 0,3 0,2 Tính tốn rút g n phương trình trên, ta đư c phương trình h i quy th c nghi m v i bi n th c: Y = 88,13 - 1,22Z1+ 17,63Z2+ 4.45Z3 – 3,12Z1Z2 – 13,34Z2Z3 (3.5) ˆ Nhi m v ti p theo ph i tìm giá tr c c đ i c a y phương trình (3.5) theo bi n th c Z1, Z2, Z3 Đ tìm giá tr t i ưu c a mơ hình (3.5) chúng tơi s d ng phương pháp t i ưu hóa ki u lư i v i s tr giúp c a ph n m m Matlab 21 22 Tính c c ñ i c a hàm hi u su t t y r a (3.5) b ng ph n m m matlab ta ñư c: B ng 3.9 : K t qu tính giá tr t i ưu hàm HSTR Gia tri cuc dai cua ham so la 95.681915 Vi tri dat cuc dai la z1 = 1.066667 z2 = 0.800000 T b ng 3.8 có z3 t qu giá tr c c ñ i c a hàm hi u su t k = 0.416000 t y r a 95,682 %, t i giá tr c a thông s : mMIBK = 1,067g; mSBDS = 0,800g; mIPA= 0,416g 3.7 Ki m ta l i k t qu t i ưu hi u su t t y r a : 3.7.1 T y r a m u thí nghi m b ng ch t t y r a pha theo thành ph n t i ưu tìm đư c Ti n hành t y r a m c UV m u 03 thí nghi m (cách t o m u ti n hành t y r a ñã làm trư c ñây) dùng ch t t y r a pha ch theo thành ph n MIBK, SBDS, IPA t i ưu thu ñư c trên, t c : m i m u dung d ch t y r a g m có : - mMIBK = 1,067g - mSBDS = 0,800g - mIPA = 0,416g 17,717 gam nư c c t, v y m i m u dung d ch r a 20 gam Ti n hành thí nghi m trình bày ta thu đư c k t qu b ng sau: B ng 3.10: K t qu HSTR ng v i thành ph n MIBK, SBDS, IPA t i ưu STT mcao su (g) mm (g) (g) Hi u su t t y r a(%) 2,644 2,828 2,652 95,65 2,480 2,663 2,488 95,63 2,573 2,760 2,581 95,72 c +cao su mm c +cao su sau r a V y ta có hi u su t t y r a trung bình là: 95,65 + 95,630 + 95,72 = 95,666 % K t qu thu ñư c phù h p v i k t qu t i ưu 3.7.2 Ki m tra s phá h y m c UV lơ cao su b ng cách đo ph h ng ngo i ph Raman c a m c trư c sau t y r a M c ñích c a ch p ph h ng ngo i Raman xem ch t t y r a m i pha ch ñã phá h y l p m c UV th T k t qu ch p ph h ng ngo i ph Raman c a m c (chúng ch p v i hai lo i m c UV màu ñ màu vàng), k t qu ñây ch minh h a v i m c đ hình3.1và 3.2 Phân tích k t qu cho th y m c UV (c m c đ m c vàng) có ch a nhóm cacbonyl (C=O) có pic ng v i dao ñ ng 1728.4 cm-1 (ho c 1728.5 cm-1) nhóm cacboxyl (-COOH) có pic ng v i dao ñ ng 2938.5 cm-1 (ho c 2939.6 cm-1) v i cư ng ñ r t m nh Sau dùng dung d ch t y r a, ch p ph h ng ngo i ph Raman c a c n m c nư c r a m c ñ hình 3.3 3.4 cho th y cư ng ñ c a nhóm ñ c trưng có cư ng ñ r t y u Đi u có th gi i thích r ng nhóm cacbonyl b phá h y tan IPA có dung d ch r a nhóm cacboxyl b SBDS có tính ki m trung hịa, th s phá h y ph thu c vào hàm lư ng c a ch t có dung d ch t y r a, quy t ñ nh hi u su t c a trình t y r a 23 24 Hình 3.2: Ph Raman c a m c đ Hình 3.1: Ph h ng ngo i c a m c đ Hình 3.3: Ph h ng ngo i c a m c ñ dung d ch nư c r a 25 26 ñ ng giá c ch t t y r a ch t o phịng thí nghi m có nh ng ưu ñi m n i tr i ch t t y r a nh p ngo i hi n ñang ñư c s d ng Tuy nhiên ñ có th d n d n thay th ñư c ch t t y r a ñang ph i nh p ngo i hi n v n ñ quan tr ng ngồi vi c ph i có đư c ngu n nguyên li u cung c p n ñ nh ch t lư ng ñ ng th i ph i tích c c tuyên truy n thuy t ph c s in dùng m c UV s d ng ch t t y r a nư c s n xu t K T LU N Hình 3.4 Ph Raman c a m c đ dung d ch nư c r a 3.8 So sánh nh n xét k t qu Ngoài nh ng nh n xét qua k t qu ch p ph trên, chúng tơi cịn so sánh m t s ch tiêu k thu t kinh t c a ch t t y r a nh p ngo i c a Đ c ACEDINFOR 171 (1) v i ch t t y r a pha ch phịng thí nghi m (2), th y r ng: Ch t t y r a (1) n ng mùi h c c a dung môi h u cơ, ti n hành t y r a s bay môi trư ng, nh hư ng không t t t i s c kh e ngư i trình s n xu t Trong ch t t y r a (2) v n có mùi dung mơi r t nh , u ch ng t đ c h i s không gây nh hư ng nhi u t i s c kh e ngư i lao ñ ng V giá c : Chúng tơi sơ b tính tốn chi phí đư c k t qu : Ch t t y r a (1) có giá 20$/lít (kho ng 415.000đ ng/lít) Trong v i ch t t y r a (2) có giá kho ng 160.000đ ng/lít Như v y xét v kh t y r a, v v n đ mơi trư ng s c kh e ngư i lao Lu n văn tìm hi u th y r ng vi c t y r a m c in UV lô cao su công nghi p in offset cho ñ n nư c ta ch y u v n dùng ch t t y r a nh p ngo i Đa s nh ng ch t t y r a có mùi h c đ c trưng cho dung môi, gây ô nhi m môi trư ng s c kh e ngư i lao ñ ng Đây s th c t d n ñ n n i dung nghiên c u pha ch ch t t y r a g c nư c c a ñ tài - T tài li u tham kh o, phương pháp tri n khai công ngh hóa h c k t h p v i mơ hình hóa t i ưu hóa mơ hình, lu n văn xây d ng đư c mơ hình h i quy th c nghi m b c m t hai m c t i ưu bi u di n m i quan h gi a hàm muc tiêu hi u su t t y r a v i y u t công ngh kh i lư ng thành ph n ch t MIBK,SBDS, IPA sau: ˆ y = 94,5 - 4,33x1 + 7,17x2 - 2,73x1x3 – 5,39x2x3 - Đã dùng phương pháp t i ưu hóa ki u lư i k t h p v i s tr giúp c a ph n m m Matlab tìm đư c giá tr t i ưu c a hi u su t t y r a m c UV : 95,682 %, tương ng v i giá tr c a thông s : mMIBK = 1,067g; mSBDS = 0,800g; mIPA= 0,416g - Chúng tơi ki m tra l i k t qu t i ưu th y r ng phù h p v i th c t - B ng phân tích qua ph h ng ngo i ph Raman c a m c trư c sau t y r a, bư c đ u gi i thích đư c ch phá 27 h y màng m c t y r a b ng dung d ch t y r a pha ch phịng thí nghi m - Qua tính tốn sơ b , so sánh v i ch t t y r a nh p ngo i mà m t s cơng ty in s d ng th y r ng ch t t y r a t pha có giá thành r nhi u, đ c h i kh t y r a tương ñương T k t qu nghiên c u phịng thí nghi m chúng tơi ñã pha ch thành công ch t t y r a g c nư c đ r a lơ cao su m c in UV offset Dung d ch t y r a có kh t y r a hoàn toàn m c UV, thân thi n v i môi trư ng ngư i s d ng Sau t y r a dung d ch khơng làm bi n đ i tính ch t b m t c a lô cao su lô b n, s n ph m ñư c th nghi m ki m tra phịng thí nghi m cho k t qu t t Dung d ch t y r a d ng m t hư ng nghiên c u ñang ñư c phát tri n hi n th gi i Đây m t đ tài có tính ng d ng th c ti n cao hy v ng r ng tương lai có th thay th d n ch t t y r a mà nhà in ph i nh p ngo i hi n  ... in UV ch t y r a m c in UV cho lô cao su,b n in s n xu t in - Xây d ng mơ hình th c nghi m bi u di n trình pha ch ch t t y r a g c nư c ñ t y r a m c in UV bám lô cao su máy in offset t i ưu hóa. .. b tia UV chi u vào Như v y, ñ xác ñ nh kh t y r a l p màng m c b UV hóa trên, chúng tơi ph i xác đ nh th i gian UV hóa (chi u tia UV lên màng m c) t y r a đư c (vì n u th i gian chi u UV dài... c m t hai m c t i ưu mô t m i quan h gi a thành ph n ba ch t ch t t y r a g c nư c ñ t y r a m c in UV T hàm h i quy tìm đư c s dùng phương pháp t i ưu hóa đ tìm giá tr t i ưu c a kh i lư ng