MỤC LỤC
+ Tính chất của PVC cứng khác nhau theo chiều dọc và chiều ngang, còn khác nhau theo thời gian vì trong điều kiện nhiệt độ bình thường PVC cứng không ở trạng thái cân bằng mà phục hồi dần dần theo thời gian gây nên quá trình biến dạng chậm (khi đun nóng biến dạng nhanh hơn ). Ta cần phải biết các ảnh hưởng trên, ảnh hưởng của ứng suất nội, của nhiệt độ, tính chất phục hồi của nhựa,. + Chính nhờ có độ bền cơ học và tính ổn định hoá học rất tốt cũng nh có khả năng dùng nhiều phương pháp gia công ( hàn, dán,..) nên có thể xem PVC cứng là một loại vật liệu xây dựng chống ăn mòn rất tốt.
Khi thêm chất hoá dẻo nhiệt độ hoá mềm của nhựa giảm xuống nên gia công dễ dàng hơn nhưng chất hoá dẻo làm giảm tính chất ổn định hoá học và tính chất cách điện của pôlymer, giảm tính chất chịu nhiệt và làm cho nhựa dễ bị lão hoá. Vì thế muốn có sản phẩm chịu nhiệt tốt và ổn định hoá học thì dùng PVC không có chất hoá dẻo, còn được gọi là PVC cứng. Khi sử dụng loại PVC cứng này phải gia công ở nhiệt độ cao ( 160 - 1700C ) nên phải dùng thêm chất ổn định nhiệt để đảm bảo tính chất ổn định nhiệt với nhiệt của PVC.
Khi thêm chất hóa dẻo vào nhiệt độ hoá mềm của nhựa giảm cho nên gia công sẽ dễ dàng nhưng mặt khác nó làm giảm tính chất ổn định hoá học, tính chịu nhiệt và một số tính chất khác. Các tính chất cơ lý và tính chất cách điện có thể thay đổi nhiều tuỳ theo thành phần và lượng chất hoá dẻo, chất độn cũng nh độ nhớt của PVC.
+ Đi từ axetylen và etylen, quá trình kết hợp : Quá trình này có nhiều ưu điểm : là tận dụng được HCl sinh ra do phản ứng crăcking EDC cho tác dụng với axetylen và tận dụng nhiệt của phản ứng toả nhiệt cung cấp cho phản ứng thu nhiệt. Thông thường k2 xấp xỉ bằng k3 nhưng trong một số trường hợp, ví dụ chất khơi mào là hợp chất azo có thời gian bán sống rất ngắn, gốc tự do tạo ra từ chất khơi mào này tương đối ổn định do đó hiệu quả của chất khơi mào giảm và k2<k3. Phản ứng chuyển mạch trong quá trình trùng hợp trong sản xuất PVC là rất quan trọng vì chúng là bước điều khiển kích thước mạch polyme hay khối lượng phân tử polyme.
Trong quá trình trùng hợp tốc độ phản ứng trùng hợp tăng đến khi độ chuyển hoá đạt 75%( ở điều kiện nhiệt độ 60o C ) khi vượt quá độ chuyển hoá này thì tốc độ của phản ứng bắt đầu giảm do độ nhớt tăng và nồng đô monome giảm. Trong quá trình sản xuất ta có thể giảm khối lượng phân tử của polyme bằng cách cho thêm tác nhân chuyển mạch như đã trình bày ở trên và ngược lại ta cũng có thể tăng khối lượng phân tử của PVC bằng cách nối các mach polyme lại với nhau. Vinylclorua trong điều kiện thường là một chất khí do đó muốn phản ứng tiến hành trong pha láng ta phải truyển Vinylclorua từ dạng khí sang dạng lỏng bằng cách nâng áp suất của thiết bị phản ứng.
Chất khởi đầu ở đây tan trong nước vì thế phản ứng trùng hợp xảy ra ở khu vực tiếp xúc giữa clorua vinyl và nước, polyme tạo thành vì ở trạng thái nhũ tương trong nước, cần phải keo tô hay cho nước bốc hơi để tách polyme ra sản phẩm thường ở dạng latex và kích thước hạt polyme tạo thành rất bé, từ 0.01 đến 1 micron. Phương pháp trùng hợp khối Ýt được sử dụng vì nó có một số khuyết điểm như sản phẩm polymer ở dạng khối khó gia công, khó điều chỉnh nhiệt độ vì phản ứng tỏa nhiệt nhiều và môi trường phản ứng dẫn nhiệt kém làm cho sản phẩm dễ bị phân hủy và có màu.
Chất khởi đầu hay dùng cũng là peroxyt bectoin, nếu không có chất khởi đầu nhiệt độ cao. Cho hỗn hợp monomer khí với một Ýt CCl4 và peroxyt benctoin, trùng hợp ở 66-77C sẽ tạo thành polymer lỏng phân tử thấp. Ở nhiệt độ thấp hơn tốc độ chuyển mạch qua dung môi CCl4 giảm xuống nên được polymer rắn.
- Sự khuếch tán tứ các sản phẩm cuối cùng vào thức ăn và nước uống. - Tăng hiệu quả của quá trình tách khí ra khái PVC đồng thời giảm hàm lượng VC thoát ra từ thiết bị phản ứng và các thiết bị sau phản ứng đến mức thấp nhất. - Áp dụng biện pháp sử lý bề mặt tốt nhất để giảm lượng nhựa bám trên bề mặt thiết bị phản ứng giảm thời gian rửa thiết bị phản ứng.
- Biệt lập quá trình vận hành thiết bị phản ứng bằng cách sử dụng máy tính điều khiển quá trình. - Sử dụng thiết bị phản ứng loại lớn để giảm số lượng các mối nối và van. - Sử dụng mặt lạ phòng độc trong quá quá trình vận hành ở khu vực không chắc chắn đảm bảo nồng độ VC ở mức cho phép.
- Sử dụng các biện pháp phụ trợ cũng nh hệ thống khuấy trộn có cống suất lớn để tạo ra hạt nhựa nhỏ.
Thông thường phải tạo độ chân không cho thiết bị phản ứng trước khi cho nguyên liệu vào để tách oxy không mong muốn đến nồng độ có thể chấp nhận được. Oxy ở đây có ảnh hưởng rất lớn đến quá trình trùng hợp do nó tiến hành phản ứng copplymehoá với VCM nhưng tiến hành phản ứng chuỗi chậm. Vinyl clorua peroxit là một chất không bền và bị phân huỷ trước hoặc trong quá trình trùng hợp cho HCl và nhiều sản phẩm khó tách hoặc phân tử polyme chứa nhóm cacbonyl và thêm một Ýt CO và formandehit.
Do đó độ pH của hỗn hợp giảm thiết bị phản ứng bị ăn mòn crăcking. Các sản phẩm phụ của quá trình không tách ra khái PCV hay trong mạch PCV có nhóm cacbonyl dẫn đến làm màu sắc của PCV xấu đi và tính ổn định nhiệt của. Người ta thường sử dụng dụng hút chân không nhiều lần kết hợp với việc thổi nito vào giữa các lần bơm hoặc hút chân không khi trong thiết bị chứa nước Êm míi đảm bảo đuổi hết không khí ra khỏi thiết bị phản ứng.
Vận tốc phản ứng trong giai đoạn một bằng tổng vận tốc trong pha lỏng và pha kết tủa. Trong giai đoạn một vận tốc phản ứng của hai pha là không đổi Rd Rc. M : nồng độ monome khi độ chuyển hoá là C (mol/lit) Rd : tốc độ phản ứng của pha láng.
Theo ta chọn nồng độ chất khơI mào Azodi-isobutylronitrile là 0.05 Kg có khối lượng phân tử là 164. Trong giai đoạn này phản ứng chỉ xảy ra trong pha kết tủa do PVC và mạch đang phát triển kết tủa hấp phụ một phần monome nên phản ứng tiếp tục giễn ra. Giả thiết nồng độ các gốc tự do trong pha kết tủa hầu nh không.
Giả thiết này được cho là hợp lý có thể chấp nhận được do trong pha kết tủa độ nhớt rất lớn các mạch polyme phát triển thường khó di chuyển nên các tâm hoạt động của chúng rất khó gặp nhau nên có thể coi phản ứng đứt mạch không xảy ra trong đó chỉ xảy ra phản ứng phát triển mạch. Nồng độ chất tự do trong pha này bằng nồng độ gốc tự do trong pha láng. Từ giai đoạn trùng hợp sang giai đoạn xử lý kiềm không xảy ra sự mất mát, lượng PVC trên là do VC và chất khởi đầu trùng hợp tạo thành.
Coi 100% chất khơi mào tham gia vào quá trình trùng hợp và mất mát ra khỏi sản phẩm cuối là không đáng kể. Từ các số liệu tính toán trên ta lập được bảng cân bằng vật chất cho 1 tấn sản phẩm trong công đoạn trùng hợp(Kg).
Do nồng độ chất khơI mào và keo bảo vệ quá bé ta có thể bỏ qua, ta chỉ quan tâm đến thể tích nước và VC. Vđ : Thể tích đáy, thể tích đáy bằng thể tích nắp Vth : Thể tích thân hình trụ. Chọn vật liệu làm thân trong thiết bị bằng thép không gỉ:X14G14H3T ( tra theo sổ tay hoá công hai trang 313).