Bảng 3.4 Một số đặc trƣng của iodiesel B100 đƣợc xác định tại PTNTĐ NLSH
1.3. Chất ổn nhiệt
1.3.2. Cơ chế quá trình phân hủy PVC [35]
Khi PVC đƣợc xử lý ở nhiệt độ cao, nó bị phân hủy bởi các phản ứng dehydroclo hóa; phản ứng phân hu mạch polyme và phản ứng khâu mạch của các đại phân tử. Cùng với sự phát thải HCl là sự đổi màu của nhựa và những biến đổi quan trọng về tính chất lý hố và cơ nhiệt của PVC. Sự tách loại của HCl khỏi mạch cacbon của polyme; sự thay đổi màu sắc do hình thành mạch polyen liên hợp từ 5 đến 30 liên kết đôi phản ứng sơ cấp , nhƣ trình ày trên hình 1.10.
Tiếp theo, tùy theo nhiệt độ và sự có mặt của oxy trong hỗn hợp, mạch polyen liên hợp có khả năng phản ứng cao hoặc bị cắt mạch cacbon, tạo thành benzen và hydrocacbon ngƣng tụ và/hoặc các dẫn xuất alkyl benzen (phản ứng thứ cấp , nhƣ trình bày trên hình 1.11.
Hình 1.10. Cơ chế dehydroclo hóa sơ cấp PVC
Hình 1.11. Sự tạo benzen khi phân hủy nhiệt thứ cấp PVC
Q trình dehydroclo hóa PVC là một q trình hóa học đặc thù, vì sự tồn tại của một loạt các mắt xích CHCl và CH2 luân phiên trong polyme, cho phép 1 loạt các phản ứng dehydroclo hóa song song cùng xảy ra theo 2 cơ chế. Một là, phản ứng phân hủy dây chuyền, xảy ra theo cơ chế gốc, nhƣ trình ày trên hình 1.12. Hai là phản ứng phân hủy xảy ra theo cơ chế ion, nhƣ mô tả trên hình 1.13.
Hình 1.13. Sự tách loại HCl theo cơ chế ion
Có thể thấy, dù quá trình sản xuất PVC có đƣợc kiểm sốt tốt, phân tử PVC khơng chứa các mắt xích “lỗi”, thì q trình phân hủy do nhiệt độ và ánh sáng vẫn xảy ra. Có thể nói phân hủy là thuộc tính của PVC. Để bảo vệ chúng, phải dùng chất ổn nhiệt. Mấu chốt quá trình ổn định PVC là triệt tiêu HCl sinh ra trong quá trình phân hủy sơ cấp nhƣ đề cập ở trên). Quá trình ổn nhiệt xảy ra khác nhau, phụ thuộc vào hệ chất ổn nhiệt đƣợc sử dụng.
Sự ổn định PVC bằng hợp chất cơ thiếc chứa liên kết mercaptit
Trên hình 1.15 là sự vơ hiệu hóa HCl bằng phản ứng trung hịa. Cơ chế phản ứng xảy ra nhƣ sau: Đầu tiên cation H+ của HCl proton hóa nguyên tử sulphid mercaptit trong phân tử cơ thiếc. Sau đó anion Cl- tấn công nucleophil lƣỡng phân tử vào Sn, tạo hợp chất thiếc clorid và este của axít thioglycolic. Vì sau phản ứng, phân tử cơ thiếc cịn
Hình 1.14. Cơ chế xúc tác của HCl
liên kết mercaptit, nên sự trung hịa phân tử HCl thứ hai có thể xảy ra tƣơng tự.
Sự ổn định PVC bằng hệ 2 cấu tử muối cacboxylat Zn-Ca
Hệ chất ổn nhiệt 2 cấu tử Zn-Ca cacboxylat ổn định PVC bằng một trong hai cơ chế, tùy thuộc vào các ion kim loại. Sự cộng hƣởng hoạt tính giữa các cacboxylat Zn và cacboxylat Ba hoặc Ca là do các phản ứng trao đổi nhanh giữa kẽm clorit với bari hoặc canxi cacboxylat. Tuy nhiên, ngƣời ta thấy rằng, hiệu quả cộng hƣởng tính chất tăng lên rõ rệt khi kẽm và canxi cacboxylat đƣợc đun nóng sơ ộ trƣớc khi ổn nhiệt [35], [36], [37], [38] [39]. Bằng cách này, cacboxylat kẽm tạo phức với cấu tử đồng hành và thể hiện hoạt tính mạnh hơn khi thế clo allylic (hình 1.16).
Việc xây dựng kịch bản sản xuất đồng thời chất ổn nhiệt, chất hóa dẻo và iodiesel là hƣớng đi mới, đa dạng hóa sản phẩm, tạo ra giá trị gia tăng cao cho dầu hạt cao su, nhằm cải hiện môi trƣờng, nâng cao thu nhập cho doanh nghiệp và ngƣời lao động, góp phần phát triển kinh tế - xã hội trong lĩnh vực trồng và chế biến cao su.
Mục tiêu của luận văn này là xây dựng cơng nghệ tích hợp, đa dạng hóa sản phẩm, sản xuất đồng thời biodiesel và chất ổn nhiệt cho nhựa PVC, nhằm tạo giá trị gia tăng cao cho dầu hạt cao su.