ĐỒ án CHUYÊN NGÀNH POLYME đề tài tìm HIỂU TỔNG QUAN về POLYESTER KHÔNG NO

Đồ án chuyên ngành Polyme Tìm hiểu tổng quan polyester không no [DOCUMENT TITLE] TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN KỸ THUẬT HÓA HỌC - - ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH POLYME ĐỀ TÀI: TÌM HIỂU TỔNG QUAN VỀ POLYESTER KHÔNG NO Sinh viên thực hiện: Ngô Thị Quý MSSV: 20175107 Nguyễn Thị Thủy MSSV: 20180950 Giáo viên hướng dẫn: Th.S Trần Trung Lê Hà Nội, 2021 GVHD: ThS Trần Trung Lê Trang Đồ án chuyên ngành Polyme Tìm hiểu tổng quan polyester không no [DOCUMENT TITLE] LỜI CẢM ƠN Trong năm học trường Đại học Bách Khoa Hà Nội chúng em nhận dạy dỗ bảo ân cần từ thầy cô giáo kiến thức mà thầy, cô truyền đạt cho chúng em vơ bổ ích q báu phục vụ cho thân em góp phần ngày mai lập nghiệp Chúng em vô cám ơn thầy giáo, cô giáo chuyên ngành Công nghệ Polyme – Compozit, Trung tâm Công nghệ Polyme – Compozit & Giấy, môn Polyme compozit Giấy, người dạy dỗ tận tình, bảo chúng em kiến thức vơ bổ ích chuyên ngành chúng em theo học Đặc biệt chúng em xin gửi lời cám ơn chân thành đến thầy giáo ThS Trần Trung Lê hướng dẫn tận tình bảo chúng em hồn thành đồ án chuyên ngành Polyme Trong trình thực báo cáo thực tập tránh khỏi thiếu sót, hạn chế Chúng em mong bảo tận tình bổ sung thầy để đồ án hoàn thiện Xin chúc quý thầy cô sức khỏe thành công Chúng em xin chân thành cảm ơn GVHD: ThS Trần Trung Lê Trang Đồ án chuyên ngành Polyme Tìm hiểu tổng quan polyester không no [DOCUMENT TITLE] MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN PHẦN 1: GIỚI THIỆU CHUNG PHẦN 2: NGUỒN NGUYÊN LIỆU ĐẦU ĐỂ TỔNG HỢP POLYESTER KHÔNG NO I II LỰA CHỌN NGUYÊN LIỆU THÔ SẢN XUẤT NHỰA 14 PHẦN 3: SƠ ĐỒ SẢN XUẤT .18 KẾT LUẬN 26 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 27 GVHD: ThS Trần Trung Lê Trang Đồ án chuyên ngành Polyme Tìm hiểu tổng quan polyester khơng no [DOCUMENT TITLE] PHẦN 1: GIỚI THIỆU CHUNG Polyeste gặp nhiều dạng Chúng quan trọng việc cán mỏng nhựa, chế phẩm đúc, sợi, màng, tráng phủ bề mặt nhựa, cao su chất hóa dẻo Yếu tố chung vật liệu khác tất chúng chứa số liên kết este chuỗi (Ngồi cịn có số polyme poly (viny1 axetat) chứa số nhóm este chuỗi bên chúng thường không xem xét thuật ngữ nhựa polyester.) Các polyme sản xuất nhiều kỹ thuật khác nhau, điều sau quan trọng mặt kỹ thuật: (1) Sự tự ngưng tụ axit o-hydroxy, đường quan trọng mặt thương mại: HORCOOH + HORCOOH, … → ⁓ORCOORCOO⁓ (2) Ngưng tụ hợp chất polyhydroxy với axit polybasic, ví dụ glycol với axit dicacboxylic: HOROH + HOOCR1COOH + HOROH → ⁓OROOCR1COORO~ + H20 (3) Trao đổi Ester: R1OOCRCOOR1 + HOR2 OH → ~OOCRCOOR1OO~ + R2OH (4) Mở vịng lacton, ví dụ E-caprolactone với dihydroxy chất khơi mào trihydroxy: (5) Điện phân axit clorua axit đicacboxylic với polihiđroxy rượu: ClOCROCl + HOR, OH - + ~ OCRCOOR1O ~ + HC1 Cơng trình sáng chế cho việc điều chế nhựa polyester cấp cho Berzeliusl vào năm 1847 đến Gay-Lussac Pelouze vào năm 1932 Vào năm đầu kỷ này, lớp phủ bề mặt tốt gọi nhựa alkyd, alkyd có nguồn gốc từ rượu axit tự Đặc biệt quan trọng lớp phủ glyptal, glyxerit anhydrit ngưng tụ Mặc dù vật liệu sử GVHD: ThS Trần Trung Lê Trang Đồ án chuyên ngành Polyme Tìm hiểu tổng quan polyester không no [DOCUMENT TITLE] dụng thời gian cho vật liệu đúc, chúng đóng rắn chậm 200 ° C lỗi thời khác hẳn so với bột đúc alkyd ngày Polyeste tuyến tính Carothers nghiên cứu nghiên cứu cổ điển ông vào phát triển giá treo để lại cho Whinfield Dickson khám phá poly (ethy1ene terephthalate) (BP 578 079), có tầm quan trọng lớn sản xuất sợi (ví dụ Terylene, Dacron) màng (ví dụ Melinex, Mylar) Các sợi công bố lần vào năm 1941 Đồng thời, loại nhựa allyl gọi CR39 giới thiệu Hoa Kỳ loại nhựa ép áp suất thấp Điều theo sau khoảng Năm 1946 với đời nhựa ép polyester khơng bão hịa ngày có tầm quan trọng lớn sản xuất nhựa gia cường thủy tinh Alkyd bột đúc giới thiệu vào năm 1948 kể từ trở nên chuyên dụng ứng dụng chất cách điện Với việc hết hạn sáng chế ICL poly (ethylene terephthalate) phát triển đáng kể polyme terephthalate vào đầu năm 1970 Hơn chục công ty giới thiệu poly (butylene terephthalate) vật liệu nhựa kỹ thuật cao su nhiệt dẻo polyether-este Du Pont giới thiệu Hytrel Poly (ethylene terephthalate) sở polyme kỹ thuật chứa đầy thủy tinh (Rynite) Du Pont giới thiệu vào cuối năm Những năm 1970 Vào cuối năm 1970, poly (ethy1ene terephthalate) sử dụng cho sản xuất chai định hướng hai trục cho bia, cola loại có ga khác đồ uống, ứng dụng kể từ trở nên quan trọng Tương tự quy trình sử dụng để sản xuất bình cổ rộng Polyeste nhiệt dẻo có mùi thơm cao lần xuất vào năm 1960 nguyên liệu ban đầu khó xử lý Đây vào năm 1970 vật liệu dễ chế biến hơn, thường gọi polyarylate Gần đây, có nhiều hoạt động đáng kể polyeste tinh thể lỏng, quan tâm khả chịu nhiệt tự gia cố nhựa nhiệt dẻo kỹ thuật Đó đa dạng vật liệu polyester mà phải nhấn mạnh đặc điểm chung có liên kết este (-COO-) điều thường bao gồm phần nhỏ phân tử Tuy nhiên, ảnh hưởng đến tính chất polyme theo cách sau: (1) Về mặt hóa học, điểm yếu, dễ bị thủy phân, trao đổi amin trao đổi este, hai phản ứng dẫn đến chuỗi hình cắt kéo Trong số trường hợp, khả phản ứng bị ảnh hưởng chất nhóm liền kề GVHD: ThS Trần Trung Lê Trang Đồ án chuyên ngành Polyme Tìm hiểu tổng quan polyester khơng no [DOCUMENT TITLE] (2) Là nhóm cực, ảnh hưởng xấu đến điện tần số cao đặc tính cách nhiệt Ảnh hưởng thường thấp Tg trừ phần polyme có chứa nhóm este có độ linh động định bên Tg (3) Nhóm este phân cực hoạt động chất nhận proton, cho phép tương tác với nhóm khác có chất liên phân tử nội phân tử (4) Liên kết este dường để tăng cường tính linh hoạt chuỗi polymetylenic Đồng thời, thường làm tăng liên kết chuỗi thu hút ảnh hưởng đến điểm nóng chảy độ cứng hiệu ứng phần lớn xuất tự hủy GVHD: ThS Trần Trung Lê Trang Đồ án chun ngành Polyme Tìm hiểu tổng quan polyester khơng no [DOCUMENT TITLE] PHẦN 2: NGUỒN NGUYÊN LIỆU ĐẦU ĐỂ TỔNG HỢP POLYESTER KHƠNG NO Nhựa polyester khơng no có độ nhớt, thường có màu vàng nhạt vật liệu có mức độ polyme hóa thấp ( 8-10), tức trọng lượng phân tử khoảng 2000 Chúng sản xuất cách ngưng tụ glycol với chất khơng bão hịa axit dicacboxylic no Axit khơng bão hịa cung cấp vị trí cho liên kết ngang cung cấp axit bão hòa làm giảm số lượng vị trí cho liên kết chéo làm giảm mật độ liên kết chéo độ giòn sản phẩm cuối Trong thực tế, nhựa polyester thay đổi từ chất lỏng có độ nhớt cao đến chất rắn giòn tùy thuộc vào thành phần, trộn với chất pha loãng phản ứng styren Điều giúp dễ dàng tổng hợp, thường giảm chi phí tăng cường khả phản ứng polyester Trước đưa nhựa vào gia cố hệ chất đóng rắn trộn vào nhựa Điều bị thay đổi theo thời gian bảo dưỡng dao động từ vài phút đến vài tổng hợp xếp để tiến hành nhiệt độ môi trường nhiệt độ cao bên trong trường hợp hệ thống đóng rắn lạnh, cần phải áp dụng nhựa cho gia cố sớm tốt sau hệ thống chất xúc tác thêm vào trước gel hóa đóng rắn xảy Chất gia cố thông thường sợi thủy tinh, phôi vải, vải, chiếu sợi thô vải sisal nhiều loại vải thơng thường khác sử dụng Vì liên kết chéo xảy thông qua chế bổ sung liên kết đơi polyeste chất pha lỗng phản ứng khơng có chất bay tạo trình tổng hợp (c.f nhựa phenolic nhựa amin) tổng hợp mà khơng cần áp suất (xem Hình 25.1) Vì nhiệt độ phịng xử lý nhựa hữu ích sản xuất cấu trúc lớn tàu thuyền ô tô quan Một lượng nhỏ nhựa có trọng lượng phân tử cao dạng bột sản xuất Chúng sử dụng dạng dung dịch nhũ tương làm chất kết dính cho phơi sợi thủy tinh sử dụng để sản xuất vải ngâm tẩm trước GVHD: ThS Trần Trung Lê Trang Đồ án chuyên ngành Polyme Tìm hiểu tổng quan polyester không no [DOCUMENT TITLE] I LỰA CHỌN NGUN LIỆU THƠ 1,2-propylene glycol có lẽ glycol quan trọng sử dụng sản xuất nhựa ép Nó tạo nhựa kết tinh tương thích với styren so với chất thu sử dụng etylen glycol Propylene glycol sản xuất từ propylene thông qua propylene oxide Việc sử dụng glycol cao chuỗi tương đồng tạo sản phẩm linh hoạt có khả chống nước cao Chúng dường không sử dụng quy mô lớn mặt thương mại GVHD: ThS Trần Trung Lê Trang Đồ án chuyên ngành Polyme Tìm hiểu tổng quan polyester khơng no [DOCUMENT TITLE] Hình 25.1 Bản chất nhựa ép polyeste đóng rắn (1) Các cấu trúc có nhựa polyester sẵn sàng gia cơng: (a) phân tử nhựa khơng bão hịa trọng lượng phân tử thấp (b) phân tử chất pha loãng phản ứng (styren) (c) phân tử chất khởi đầu (chất xúc tác) (2) Các cấu trúc có nhựa polyester đóng rắn Liên kết chéo thơng qua phản ứng đồng trùng hợp bổ sung Giá trị trung bình n ⁓ 2-3 loại nhựa đa dụng Các sản phẩm diethylene glycol triethylene glycol, thu bên cạnh Các phản ứng điều chế etylen glicol, sử dụng chúng cho sản phẩm có độ hút nước lớn tính chất điện (Hình 25.2) Hình 25.2 Hầu hết loại nhựa thông thường thông thường sử dụng axit maleic (thường dạng anhydrit) axit fumaric chuyển hóa đồng phân (khơng tạo thành anhydrit) axit khơng no (Hình 25.3) Hình 25.3 Anhydrit maleic thường điều chế cách cho hỗn hợp benzen qua khơng khí chất xúc tác (ví dụ: dẫn xuất vanadi) nhiệt độ cao (ví dụ: 450 0C) Nó chất rắn kết tinh nóng chảy 52,6 0C (axit nóng chảy 130 0C) GVHD: ThS Trần Trung Lê Trang Đồ án chuyên ngành Polyme Tìm hiểu tổng quan polyester khơng no [DOCUMENT TITLE] Axit fumaric điều chế cách đun nóng axit maleic, có khơng cần chất xúc tác Nó thu dạng sản phẩm phụ trình sản xuất phthalic anhydrit từ naphtalen Axit chất rắn nóng chảy 284 ° C Axit fumaric đơi ưa thích anhydrit maleic ăn mịn hơn, có xu hướng cho sản phẩm có màu sáng nhựa có khả chịu nhiệt lớn Axit bão hịa Chức axit bão hịa tạo liên kết đơi, làm giảm mật độ liên kết ngang Anhydrit phthalic sử dụng phổ biến cho mục đích tạo liên kết khơng linh hoạt trì độ cứng nhựa đóng rắn Nó sử dụng với tỷ lệ ngày tăng cao thập kỷ qua giá thành thấp giúp cho sản xuất nhựa rẻ Tác động bất lợi làm giảm khả chịu nhiệt cán mỏng điều thường khơng quan trọng Nó thường sản xuất cách xúc tác q trình oxy hóa o-xylen naphtalen chất rắn kết tinh nóng chảy 131 ° C Hình 25.4 Axit isophthalic (tm = 347 ℃), điều chế cách oxy hóa m-xylene, giới thiệu cho loại nhựa Các loại nhựa có nhiệt độ biến dạng nhiệt cao mo-đun uốn dẻo khả nặng chịu nhiệt tốt Chúng hữu ích chuẩn bị lớp gel đàn hồi Các hệ thống dựa axit isophthalic thường cho thấy khả chống thấm nước kiềm tốt dựa anhydrit phthalic Sự khác biệt khơng phải vốn có cấu trúc phthalic isophthalic cho nhựa isophtalic có độ nhớt cao đáng kể, cho phép pha loãng lượng styren nhiều Việc bổ sung axit isophthalic làm cải thiện tính chất chống thấm nước kiềm stryren GVHD: ThS Trần Trung Lê Trang 10 Đồ án chuyên ngành Polyme Tìm hiểu tổng quan polyester không no [DOCUMENT TITLE] Tấm laminat điều chế từ loại nhựa có hàm lượng clo cao có xu hướng màu tiếp xúc lâu với ánh sáng điều làm chậm phát triển ban đầu loại nhựa Tuy nhiên, chất ổn định phát triển loại nhựa vượt trội so với loại nhựa trước Các đặc điểm tự dập tắt, chống cháy nhựa chứa clo cải thiện cách kết hợp với oxit antimon cách lại không thực yêu cầu mờ Để thay cho trình dựa clo, số loại nhựa chứa brom dã điều chế số khẳng định có hiệu hơn, khơng sử dụng rộng rãi Có lẽ nói rằng: chất phụ gia có tác dụng chống cháy sử dụng phổ biến polyme có chứa nhóm halogen Nhiều axit, glycol monome phản ứng khác mô tả tài liệu chất có tầm quan trọng nhỏ quan trọng mặt học thuật Trong số trường hợp, đơn giản chi phí hóa chất cao làm giảm chi phí sản xuất sử dụng rộng rãi ứng dụng khác, nên sử dụng phổ biến nhựa polyeste Bên cạnh phản ứng nhựa chất pha loãng, nhựa polyeste bổ sung thêm chất phụ gia Chúng khơng bao gồm chất đóng rắn chất độn mà thêm chất ổn định tia cực tím Đây đặc điểm quan trọng ứng dụng trời lấy sáng mái nhà, đặc biệt benzotriazole có hiệu GVHD: ThS Trần Trung Lê Trang 14 Đồ án chuyên ngành Polyme Tìm hiểu tổng quan polyester khơng no [DOCUMENT TITLE] II SẢN XUẤT NHỰA Tấm nhựa polyeste sản xuất cách gia nhiệt axit glycol tham gia 150-200℃ vài giờ, khoảng 12 Để có màu tốt ngăn chặn q trình tạo gel sớm, phản ứng thực mơi trường khí trơ cacbon dioxit nitơ Hỗn hợp phản ứng phải khuấy trộn để tạo điều kiện phản ứng thuận lợi ngăn trình nhiệt cục Thành phần để tổng hợp gồm có: Propylene glycol 146 phần Anhydrite maleic 114 phần Anhydrite phtalic 86 phần Tỉ số mol theo thứ tự 1,1: 0,67: 0,33 Dư lượng nhỏ glycol chủ yếu để bù lại mát bay Xylene thường sử dụng để tạo điều kiện thuận lợi để tách nước ngưng tụ phương pháp chưng hỗn hợp đẳng phí Theo dõi phản ứng cách đo số axit mẫu phản ứng lấy theo định kì (Chỉ số axit số miligam KOH tương đương với lượng axit có gam nhựa) Trong trường hợp số phân tử glycol axit khối lượng phân tử trung bình số tính 56 000/số phân tử axit Vì có sai lệch với số phân tử tương đương thực tế, nên cẩn thận sử dụng công thức quan hệ Phản ứng thường dừng lại số axit nằm khoảng 25 đến 50, tắt thiết bị gia nhiệt sản phẩm có mặt xylene phép đun sơi thiết bị thu Khi nhiệt độ nhựa giảm xuống điểm sôi dung dịch phản ứng (thường styrene), nhựa bơm vào bể trộn có chứa chất có khả pha lỗng ức chế phù hợp Phổ biến thực tế sử dụng hỗn hợp chất ức chế để cân đặc tính màu sắc, khả bảo quản tỷ lệ gel hóa nhựa xúc tác Một hệ thống điển hình dựa tạo thành polyester là: Styren 140 phần Benzyltrimethylammonium chloride 0.38 phần Hydroquinone 0.05 phần Quinone 0.005 phần Hỗn hợp để nguội thêm nhựa chuyển vào thùng chứa để bốc dỡ bảo quản GVHD: ThS Trần Trung Lê Trang 15 Đồ án chuyên ngành Polyme Tìm hiểu tổng quan polyester không no [DOCUMENT TITLE] Kiểm nghiệm loại nhựa thường trọng lượng riêng, độ nhớt, màu sắc, độ thời gian tạo gel điều kiện tiêu chuẩn, bao gồm lượng cố định hệ thống đóng rắn Phản ứng liên kết ngang thực sau nhựa phủ lớp sợi thủy tinh Trong thực tế, việc bảo quản thực nhiệt độ cao khoảng 100℃ nơi sản xuất khuôn ép nhiệt độ phịng trường hợp xếp lớp thủ cơng cấu trúc xếp lớp thủ công quy mô lớn Benzoyl peroxide sử dụng phổ biến nhiệt độ đóng rắn cao Peroxide thường cung cấp dạng bột nhão (~50%) chất lỏng dimethyl phthalate để giảm nguy cháy nổ để dễ trộn Chu kỳ đóng rắn q trình đúc áp lực thường khơng nhỏ phút Với có mặt số amin thơm bậc ba dimethylaniline, benzoyl peroxide, nhựa polyester đa dụng bảo quản nhiệt độ phòng Thường xuyên hơn, metyl etyl xeton peroxide xyclohexanone peroxide sử dụng để đóng rắn nhiệt độ phịng kết hợp với hợp chất coban naphthanat, octoate xà phịng hữu hịa tan dung mơi khác Các peroxide (nói chung chất bắt đầu phản ứng polymer hóa) gọi “Chất khơi mào” hợp chất coban “chất xúc tiến” Các hệ thống đóng rắn khác phát sử dụng Metyl etyl xeton peroxide (MEKP) hỗn hợp hợp chất chất lỏng thường pha trộn với dimethyl phthalate, hỗn hợp chứa khoảng 60% peroxide Phạm vi hoạt động thay đổi tùy theo thành phần hỗn hợp Nó tiện ích chỗ dễ dàng đong vào nhựa buret phải cẩn thận để phân tán tồn nhựa Nếu vật liệu có tính ăn mịn bị đổ lượng nhỏ lên da hay số nơi khác khó phát Cyclohexanone peroxide, loại bột màu trắng, hỗn hợp khác vật liệu peroxidic, có phản ứng tương tự MEKP Thường cung cấp dạng bột nhão 50% dimethyl dibutyl phthalate, phải cân, việc theo dõi phân tán quan sát rót chất lỏng dễ dàng Lượng peroxide sử dụng thường 0.5-3% polyester Coban naphthanat thường cung cấp dạng dung dịch styrene, dung dịch thường có nồng độ coban từ 0.5-1% Dung dịch coban thường sử dụng với 0.5-4% lương polyester Dung dịch chất xúc tiến tương đối khơng ổn định styrene có xu hướng polymer hóa, đó, chất xúc tiến dong GVHD: ThS Trần Trung Lê Trang 16 Đồ án chuyên ngành Polyme Tìm hiểu tổng quan polyester không no [DOCUMENT TITLE] từ buret, sau bị tắc khơng làm thường xuyên Coban naphthenat có màu trắng dimethyl phthalate chứng minh không đạt yêu cầu Trường hợp đầu tiên, phân tán khó khăn tẩm mỏng có màu sản phẩm sau dung dịch không ổn định Có thể dùng dung dịch ổn định coban octoate tring dimethyl phthalate dung dịch ưa chuộng nhựa từ chúng có màu Sự quan tâm phát triển việc sử dụng vanadium naphthalate chất xúc tiến Năm 1956, tác giả nhận thấy MEKP thêm vào nhựa polyester có chứa vanadium naphthenate, nhựa gần suốt lập tức, peroxide khuấy vào Nhưng thực phương pháp với mẫu naphthalate, người thực lúc thu kết giống Do đó, việc cải thiện đặc tính phụ thuộc nhiều vào loại nhựa cụ thể loại vanadium naphthalate sử dụng Tác giả quan sát tốc độ gel hóa khơng phải lúc tăng nhiệt độ nồng độ chất xúc tiến tăng lên, số trường hợp chậm lại Sau đó, cơng nhân phát độ hoạt động naphthalate thay đổi tùy theo yếu tố nhựa chất xúc tiến sử dụng, mong muốn rắng số hệ thống vanadium định có suất cao kỹ thuật xếp lớp thủ công Không nên để peroxide chất xúc tiến tiếp xúc với chúng tạo thành hỗn hợp nổ Khi nhựa sử dụng trước hết chất xúc tác sau peroxide phân tán cẩn thận vào nhựa, loại nhựa chứa chất độn trơ tác nhân thixotropic Theo nồng độ chất xúc tác chất xúc tiến sử dụng, nhựa đông kết khoảng thời gian từ năm phút đến vài Tiếp theo q trình gel hóa làm tăng nhiệt độ, lên tới 200℃ (Hình 9) Khi nhựa phủ lên lớp thảm thủy tinh trước gel hóa, tỷ lệ diện tích bề mặt thể tích cao tạo điều kiện cho việc loại bỏ nhiệt ghi nhận tăng nhiệt độ Sau q trình gel hóa phản ứng tỏa nhiệt đơng cứng, nhựa cứng lại Tuy nhiên, độ bền học tối đa không đạt khoảng tuần Sự cứng lại kèm với co ngót thể tích đáng kể (~8%) lý này, nhựa polyester sử dụng thường xuyên cho q trình đúc Các nhựa polyester khơng no ln dễ bị ức chế khơng khí bề mặt mềm số trường hợp bị dính tiếp xúc tự với khơng khí thời gian đóng rắn Mức độ bề mặt lớp phủ thay đổi mức độ với công thức nhựa hệ thống làm cứng nhựa sử dụng Trường hợp nhựa GVHD: ThS Trần Trung Lê Trang 17 Đồ án chuyên ngành Polyme Tìm hiểu tổng quan polyester không no [DOCUMENT TITLE] sử dụng kỹ thuật xếp lớp thủ công cho lớp phủ bề mặt, ức chế khơng khí gây vấn đề Một cách phổ biến để tránh khó khăn trộn lượng nhỏ sáp parafin (hoặc vật liệu khơng tương thích khác) với nhựa Chất này nở bề mặt tạo thành lớp bảo vệ nhựa q trình lưu hóa Hình 9: Đường cong tỏa nhiệt điển hình cho nhựa polyester khắc phục 1% benzoyl peroxide phạm vi nhiệt độ (Các ống nghiệm có đường kính 19mm lấp đầy đến chiều cao cm hỗn hợp nhựa cộng với peroxide Các ống nhựa ngâm bể chứa glycerin đến ngang mặt nhựa Nhiệt độ đo kim cặp nhiệt độ có nửa ngập nhựa) PHẦN 3: SƠ ĐỒ SẢN XUẤT Trùng ngưng có mặt dung mơi hữu (trùng ngưng đẳng phí) Dung mơi: xylene, toluen Hàm lượng: – % Nhiệt độ: không cao 165 oC Ưu việt phương pháp tách nước triệt để hơn, đặc biệt giai đoạn cuối trình Ngồi ra, dung mơi với nitơ bảo vệ polyester khơng bị oxy hóa oxy khơng khí, làm cho sản phẩm có màu sáng Nhược điểm GVHD: ThS Trần Trung Lê Trang 18 Đồ án chuyên ngành Polyme Tìm hiểu tổng quan polyester khơng no [DOCUMENT TITLE] phương pháp khó tách hết dung mơi khỏi polyester Ngồi ra, nhiệt độ reactor thấp nên khơng thể isome hóa hồn tồn acid maleic thành fumaric Do vậy, polyester khơng no có khối lượng phân tử, với phối liệu nhận theo phương pháp trùng ngưng thể nóng chảy trùng ngưng đẳng phí khác tính chất, ví dụ: độ nhớt tốc độ đóng rắn Sơ đồ sản xuất nhựa polyester khơng no theo phương pháp trùng ngưng nóng chảy trình bày Hình 2.1 Nhựa polyester gốc làm lạnh reactor đến nhiệt độ 110 120 ° C, bổ sung chất hãm hydroquinon với hàm lượng khoảng 0,01 % cho xuống thiết bị khuấy trộn nạp styrene để nhựa polyester khơng no thành phẩm có hàm lượng styrene 32-35 % Hình 2.1 Sơ đồ sản xuất nhựa polyester khơng no theo phương pháp nóng chảy GVHD: ThS Trần Trung Lê Trang 19 Đồ án chuyên ngành Polyme Tìm hiểu tổng quan polyester không no [DOCUMENT TITLE] đó: 1- Reactor 6- Bơm chân khơng vành nước 2- Phẫu nạp anhydride 7- Bình chứa dịch ngưng tụ - Deflegmator 8- Sinh hàn ống chùm 4- Sinh hàn ông chùm 9- Thùng trộn 5- Bình quan sát dịch ngưng tụ GVHD: ThS Trần Trung Lê 10- Thùng chứa sản phẩm Trang 20 Đồ án chuyên ngành Polyme Tìm hiểu tổng quan polyester không no [DOCUMENT TITLE] Hydroquinon sử dụng rộng rãi nhựa thương mại để ổn định hỗn hợp hịa tan nhựa polyester khơng no gốc vào styrene trình sản xuất, Oxy khơng khí xâm nhập vào hỗn hợp nhựa styrene nên cần có chất hãm để với oxy biến đổi tạo thành hợp chất đương lượng quinon quinhydron [15]: OH H HO O O O2 OH O OH O Do đó, làm tác dụng oxy lên phản ứng đồng trùng hợp styrene với nối đơi nhựa polyester khơng no gốc • Đóng rắn nhựa polyester khơng no Đóng rắn nhựa polyester khơng no thực phản ứng đồng trùng hợp nhựa polyester không no gốc với monomer chứa đôi (thường styrene) tác dụng hệ chất xúc tác - xúc tiến, tia tử ngoại hay tia điện tử Các hệ chất xúc tác – xúc tiến thường dùng trình bày Bảng 2.3 Bảng 2.3 Các hệ chất xúc tác - xúc tiến sử dụng để đóng rắn nhựa polyester không no [ 15] Chất xúc tác Chất xúc tiến Nhiệt độ sử dụng, o C Cobalt octoate (C8H17COO)2Co 20 -25 Methylethylketon peroxide (MEKP) O H3C O C C2H5 GVHD: ThS Trần Trung Lê CH3 C O O C2H5 Trang 21 Đồ án chuyên ngành Polyme Tìm hiểu tổng quan polyester không no [DOCUMENT TITLE] Dimethylaniline Benzoyl peroxide O C O O O -25 C Cumen hydroperoxide CH2 C OOH CH2 25 - 50 Mangnesium naphtenate Lauroyl peroxide O H3C(CH2)10 C O O C (CH2)10CH3 O 50 - 80 Nhiệt Tert – Butylperoctoate CH3 H3C C O O C8H17 Nhiệt 80 - 120 Nhiệt 80 - 140 CH3 Benzoyl peroxide Đóng rắn nhựa polyester khơng tác dụng xạ tia tử ngoại có mặt chất khởi đầu quang (photoinitiator) phương pháp tương đối có nhiều ưu điểm Lựa chọn chất khởi đầu quang vấn đề quan trọng hàng đầu Các tác giả lựa chọn chất khởi đầu quang có tên thương mại Irgacure 819 – sản phẩm hang BASF có cơng thức: GVHD: ThS Trần Trung Lê Trang 22 Đồ án chuyên ngành Polyme Tìm hiểu tổng quan polyester khơng no [DOCUMENT TITLE] O P O O định sử dụng cho vật liệu polymer composite Với hàm lượng Iracure 819 1% Trong trường hợp dùng mat thủy tinh 450g/m 2, xạ đèn tủ ngoại có cơng suất 900 W, bước sóng 350 – 450 nm, đóng rắn composite đến chiều sau 20 mm hàm lượng phần gel đạt 80% Hệ xúc tác – xúc tiến hệ oxy hóa – khử, gốc tự tạo thành theo chế phản ứng sau: ROOH + Co2+ Co3+ + ROOH + Co3+ Co2+ + ROȮ + Co3+ Co2+ + Ṙ O2 + RH ROOH RH Ṙ + RȮ + OH- + + H+ + H+ Ṙ Sơ đồ phản ứng đóng rắn nhựa polyester khơng no tạo thành polymer có cấu trúc mạng lưới khơng gian GVHD: ThS Trần Trung Lê Trang 23 Đồ án chuyên ngành Polyme Tìm hiểu tổng quan polyester khơng no [DOCUMENT TITLE] (b) H2C CH H2C CH H2C CH (a) H2C CH H2C H2C (1) GVHD: ThS Trần Trung Lê CH H2C CH CH 1-1 (c) Trang 24 Đồ án chun ngành Polyme Tìm hiểu tổng quan polyester khơng no [DOCUMENT TITLE] H 2C CH2 H2C CH2 CH2 H 2C n H 2C CH2 CH2 n polyester polyester polyester H 2C H2C n n CH2 n H2C H2C n polyester CH2 CH2 n n (2) Hình: Nhựa polyester khơng no trước (1) sau đóng rắn (2) a – Các phân tử nhựa polyester không no phân tử thấp b – Các phân tử dung mơi hoạt tính (styrene) c – Các phân tử xúc tác (chất khởi đầu) Nhựa polyester khơng no thơng dụng có đặc trưng trình bày bảng sau: Bảng: Các đặc trưng nhựa polyester không no thông dụng Tên Giá trị Hàm lượng styrene, % khối lượng 32 Độ nhớt, Pa.s 1.1 Tỉ trọng 1.14 Màu sắc Vàng nhạt Thời gian gel hóa, 5-7 GVHD: ThS Trần Trung Lê Trang 25 Đồ án chuyên ngành Polyme Tìm hiểu tổng quan polyester không no [DOCUMENT TITLE] Thời gian đạt nhiệt độ cực đại, 6-8 Cực đại tỏa nhiệt, ℃ 171-182 Điểm bắt lửa, ℃ 31-35 GVHD: ThS Trần Trung Lê Trang 26 Đồ án chuyên ngành Polyme Tìm hiểu tổng quan polyester không no [DOCUMENT TITLE] KẾT LUẬN Đồ án chuyên ngành Polyme nhóm chúng em xin kết thúc Chúng em chân thành cảm ơn quan tâm, bảo thầy Thông qua đồ án chúng em lại có thêm hội để hiểu chuyên ngành học đặc biệt biết thêm vật liệu chế tạo polyme có nhựa polyestrer không no - loại polyme sử dụng phổ biến xung quanh sống Bài đồ án chuyên ngành Polyme nhiều sai sót, nhóm chúng em hi vọng nhận góp ý thầy để đồ án hoàn chỉnh Chúng em chân thành cảm ơn quan tâm giúp đỡ thầy trình làm đồ án chuyên ngành Polyme GVHD: ThS Trần Trung Lê Trang 27 Đồ án chuyên ngành Polyme Tìm hiểu tổng quan polyester không no [DOCUMENT TITLE] DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] J A Brydson - Plastics Materials-Butterworth-Heinemann (1999) [2] VẬT LIỆU POLYME VÀ COMPOSITE – Khoa học Công nghệ - Trần Vĩnh Diệu, Hồ Xuân Năng Phạm Anh Tuấn, Đoàn Thị Yến Oanh GVHD: ThS Trần Trung Lê Trang 28 ... Lê Trang 26 Đồ án chuyên ngành Polyme Tìm hiểu tổng quan polyester không no [DOCUMENT TITLE] KẾT LUẬN Đồ án chuyên ngành Polyme nhóm chúng em xin kết thúc Chúng em chân thành cảm ơn quan tâm, bảo... Trang 24 Đồ án chuyên ngành Polyme Tìm hiểu tổng quan polyester không no [DOCUMENT TITLE] H 2C CH2 H2C CH2 CH2 H 2C n H 2C CH2 CH2 n polyester polyester polyester H 2C H2C n n CH2 n H2C H2C n polyester. .. Sơ đồ phản ứng đóng rắn nhựa polyester khơng no tạo thành polymer có cấu trúc mạng lưới khơng gian GVHD: ThS Trần Trung Lê Trang 23 Đồ án chun ngành Polyme Tìm hiểu tổng quan polyester khơng no