Tải bản đầy đủ

Các phụ gia và ảnh hưởng của chúng trong quá trình sản xuất Polyvinyl Chlorua(PVC)

TÓM TẮT
Tên đề tài: Các phụ gia và ảnh hưởng của chúng trong quá trình sản xuất Polyvinyl Chlorua(PVC)

Trong bài đồ án công nghệ 2 này gồm 2 chương. Trong đó chương 1 bao gồm những đặc điểm cấu tạo
cũng như các tính chất hóa học, vật lí đặc trưng của PVC và ứng dụng của nó trong đời sống. Chương
2 sẽ đưa ra những tính chất cơ bản của các phụ gia trong quá trình tổng hợp và ảnh hưởng của chúng
với các hàm lượng và loại khác nhau.


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2

GVHD: PHAN THẾ ANH

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

CỘNG HÒA XÃ HÔI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA HÓA


NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2

Họ tên sinh viên: Lê Kim Ngọc
Lớp: 15H4

Số thẻ sinh viên: 107150035

Khoa: Hóa

Ngành: Kỹ thuật hóa học

1. Tên đề tài đồ án:

Đồ án về các phụ gia và ảnh hưởng của chúng trong quá trình sản xuất Polyvinyl Chlorua(PVC)
2. Đề tài thuộc diện: Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ đối với kết quả thực hiện
3. Các số liệu và dữ liệu ban đầu:
4. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:
5. Các bản vẽ, đồ thị (ghi rõ các loại và kích thước bản vẽ ):
6. Họ tên người hướng dẫn: T.S Phan Thế Anh.
7. Ngày giao nhiệm vụ đồ án:

26/03/2019

8. Ngày hoàn thành đồ án:

6/5/2019
Đà Nẵng,ngày 06 tháng 05 năm 2019

Trưởng Bộ môn ……………………..

SVTH: LÊ KIM NGỌC

Người hướng dẫn

ii



ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2

GVHD: PHAN THẾ ANH

LỜI MỞ ĐẦU

Trong công nghiệp về các hợp chất cao phân tử, đặc biệt là chất dẻo đã có từ lâu và phát triển mạnh mẽ.
Đó là nhờ chất dẻo có nhiều tính chất rất đặc biệt, chất dẻo đã đáp ứng được nhiều yêu cầu ngày càng cao
của khoa học kỹ thuật và đời sống hàng ngày. Không những thế nguồn nguyên liệu để sán xuất ra chất
dẻo tương đối đa dạng đó là than đá dầu mỏ, khí thiên nhiên và cả những phế phẩm trong nông, lâm
nghiệp. Chất dẻo lại có ưu điểm là dễ gia công hơn so với kim loại, gia công nhanh chóng và tiết kiệm
hơn. Ở các nước công nghiệp hoá học phát triển, chất dẻo có khắp trong các ngành kinh tế quốc dân và cả
trong sinh hoạt hàng ngày. Trong nước ta chất dẻo cũng đã dược ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp,
nông nghiệp, xây dựng, giao thông… như nhựa PVC, PE, PS, PF...một trong những loại nhựa phổ biến là
PVC.
Polyvinyl clorua (PVC) có lịch sử phát triễn hơn 100 năm qua. Năm 1835 lần đầu tiên Henri Regnault đã
tổng hợp được vinyclorua, nguyên liệu chính để tạo nên PVC. Polyvinylclorua được quan sát thấy đầu
tiên 1872 bởi Baumann khi phơi ống nghiệm chứa vinylclorua dưới ánh sang mặt trời, sản phẩm tạo ra có
dạng bột màu trắng và bản chất hoá học của nó chưa được xác định. Các nghiên cứu về sự tạo thành PVC
đầy đủ hơn đã được công bố vào năm 1912 do Lwan Ostromislensky (Nga) và Fritz Klattle (Đức) nghiên
cứu độc lập. Tuy nhiên polymer mới này vẫn không được ứng dụng và không được quan tâm chú ý nhiều
bởi tính kém ổn định, cứng và khó gia công. Cuối thế kỷ 19, các sản phẩm như axetylen và clo đang trong
tình trạng khủng hoảng thừa, việc có thể sản xuất được PVC từ các nguyên này là một giải pháp hữu hiệu.
Năm 1926, khi tiến sĩ Waldo Semon vô tình phát hiện ra chất hoá dẻo của PVC, đây mới là một bước đột
phá đầu tiên để khắc phục nhược điểm khi gia công cho PVC, sau đó là các nghiên cứu về chất ổn định
cho PVC. Đến năm 1933, nhiều dạng PVC đã được tổng hợp ở Mỹ và Đức nhưng phải đến năm 1937
PVC mới được sản xuất trên quy mô công nghiệp hoàn chỉnh tại Đức và sau đó là ở Mỹ [1]. Vào những
năm tiếp theo, PVC được nghiên cứu chủ yếu không phải cấu trúc phân tử mà là cấu trúc ngoại vi phân
tử, được tạo ra trong quá trình trùng hợp như: kích thước hạt, độ xốp, v.v… do các yếu tố này ảnh hưởng
đến các đặc tính gia công, chế tạo của polyme. Quá trình nghiên cứu các ảnh hưởng này đã mở rộng lĩnh
vực sử dụng của PVC.
Ở Việt Nam: Năm 2002, toàn nghành nhựa Việt Nam đã sử dụng 1.260.000 tấn nguyên liệu nhựa, trong
đó PP, PE, PVC là được sử dụng nhiều nhất, chiếm khoảng 71.3% tổng nhu cầu nguyên liệu. Sản lượng
tiêu thụ PVC là 200.000 tấn chiếm khoảng 13.5%. Trước năm 2000, nghành nhựa của nước ta chủ yếu
nhập khẩu. 10 năm trở lại đây, sản lượng nhựa của VN đã tăng trưởng nhanh và đều đặn với tộc độ trung
bình là 15% năm. Bất chấp sự suy thoái kinh tế toàn cầu và biến động giá vật liệu nhựa trong năm 2008,
sản lượng nhựa VN vẫn đạt 2.3 triệu tấn tăng 22% so với năm 2008. Dự kiến sản lượng tiếp tục tăng, giai
đoạn 2000-2010 (đơn vị nghìn tấn)

SVTH: LÊ KIM NGỌC

i


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2

GVHD: PHAN THẾ ANH

Hiện nay nước ta đã có 2 Liên doanh sản xuất bột PVC. Công ty Liên doanh giữa Tổng công ty Nhựa
Việt Nam với Tổng công ty Hoá chất Việt Nam và Công ty Thái Plastic – Chemical Public Ltd với công
suất 80.000tấn/năm. Năm 2001 nhà máy hoạt động với công suất 100% năm 2002 công suất Nhà máy
tăng lên 100.000 tấn/năm. Công ty TNHH nhựa và hoá chất Phú Mỹ tại khu công nghiệp Cái Mép là liên
doanh giữa công ty xuất nhập khẩu tỉnh Bà Rịa- Vũng Tàu với tổng công ty dầu khí Petronas của
Malaysia có công suất là 100.000 tấn bột PVC/năm. Ngoài việc sản xuất bột PVC hai Công ty Liên doanh
trên còn sản xuất PVC Compound với công suất 6000 tấn/năm, hai Công ty này đã sử dụng hết công suất
thiết kế, nhưng vẫn chưa đáp ứng hết nhu cầu các chủng loại PVC Compound trong nước mà chỉ sản xuất
chủ yếu các loại PVC làm phụ kiện còn các loại PVC dùng cho các chi tiết đặc chủng vẫn phải nhập khẩu.
Trong tương lai nghành nhựa PVC nói riêng và nghành nhựa nói chung sẽ tiếp tục phát triển mạnh.

SVTH: LÊ KIM NGỌC

ii


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2

GVHD: PHAN THẾ ANH

LỜI CẢM ƠN

Trong thời gian làm đồ án công nghệ 2, em đã nhận được nhiều sự giúp đỡ, đóng góp ý kiến và chỉ bảo
nhiệt tình của thầy cô và bạn bè.
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến T.s Phan Thế Anh, giảng viên hướng dẫn bộ môn Đồ án công nghệ
2 - trường ĐHBK Đà Nẵng người đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo em trong suốt quá trình làm đồ án.
Em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong trường ĐHBK Đà Nẵng nói chung, các thầy cô
trong ngành Kỹ thuật hóa học nói riêng đã dạy dỗ cho em kiến thức về các môn đại cương cũng như các
môn chuyên ngành, giúp em có được cơ sở lý thuyết vững vàng và tạo điều kiện giúp đỡ em trong suốt
quá trình học tập.

SVTH: LÊ KIM NGỌC

iii


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2

GVHD: PHAN THẾ ANH

LỜI CAM ĐOAN

Em xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học độc lập của riêng em. Các số liệu sử dụng phân
tích trong luận án có nguồn gốc rõ ràng, đã công bố theo đúng quy định. Các kết quả nghiên cứu trong
luận án do em tự tìm hiểu, phân tích một cách trung thực, khách quan.

SVTH: LÊ KIM NGỌC

iv


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2

GVHD: PHAN THẾ ANH

MỤC LỤC

TÓM TẮT ..................................................................................................................................................... i
LỜI MỞ ĐẦU............................................................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN............................................................................................................................................. iii
LỜI CAM ĐOAN ....................................................................................................................................... iv
MỤC LỤC.................................................................................................................................................... v
DANH MỤC CÁC BẢNG, HỘP THÔNG TIN ..................................................................................... vii
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ ................................................................................................. viii
MỞ ĐẦU ...................................................................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1: LÝ THUYẾT TỔNG QUAN: ............................................................................................. 2
1.1 Đặc điểm cấu tạo: ............................................................................................................................... 2
1.2 Tính chất của PVC: ............................................................................................................................. 2
1.2.1 Tính chất vật lí: ............................................................................................................................ 2
1.2.1.1 Hình thái học: ........................................................................................................................ 2
1.2.1.2 Độ hòa tan: ............................................................................................................................ 3
1.2.1.3 Tính chất nhiệt: ..................................................................................................................... 3
1.2.1.4 Độ bền hóa học: .................................................................................................................... 4
1.2.1.5 Sự phân hủy của PVC: .......................................................................................................... 4
1.2.1.6 Tính chất cơ học:................................................................................................................... 4
1.2.1.7 Tính dẫn điện: ....................................................................................................................... 5
1.2.2 Tính chất hóa lí: ........................................................................................................................... 5
1.2.3 Ứng dụng: .................................................................................................................................... 6
CHƯƠNG 2: CÁC PHỤ GIA SỬ DỤNG TRONG CÔNG NGHIỆP SẢN XUẤT PVC ..................... 7
2.1 Chất hóa dẻo:...................................................................................................................................... 7
2.1.1 Định nghĩa:................................................................................................................................... 7
2.1.2 Tác dụng của chất hóa dẻo: .......................................................................................................... 7
2.1.2.1 Độ bền kéo đứt: ..................................................................................................................... 7
2.1.2.2 Sự dãn dài: .......................................................................................................................... 11
2.1.2.3 Độ cứng:.............................................................................................................................. 12
2.1.2.4 Độ bền, độ cứng, tính dễ uốn, modun: ................................................................................ 12
2.1.2.5 Một số tính chất cơ lí khác: ................................................................................................. 13
2.1.3 Cơ chế hóa dẻo:.......................................................................................................................... 13
SVTH: LÊ KIM NGỌC

v


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2

GVHD: PHAN THẾ ANH

2.1.3.1 Thuyết độ nhớt và thuyết gel hóa:....................................................................................... 13
2.1.4 Sự lựa chọn các chất hóa dẻo: .................................................................................................... 14
2.1.4.1 Tính kháng di chuyển ra bề mặt của chất dẻo: .................................................................... 14
2.1.4.2 Sự bay hơi chất hóa dẻo: ..................................................................................................... 14
2.1.4.3 Sự ổn định trong quá trình sử dụng:.................................................................................... 14
2.1.5 Các loại chất hóa dẻo: ................................................................................................................ 15
2.2 Chất chống va đập: ........................................................................................................................... 17
2.3 Chất trợ gia công: ............................................................................................................................. 18
2.4 Chất bôi trơn:.................................................................................................................................... 19
2.5 Chất độn: .......................................................................................................................................... 20
2.5.1 Calcium Carbonate:.................................................................................................................... 20
2.5.2 Các loại chất độn khác: .............................................................................................................. 21
2.6 Chất ổn định nhiệt: ........................................................................................................................... 21
2.7 Chất làm chậm bắt cháy (FR) và chất cản khói (SS): ....................................................................... 22
2.8 Bột màu: ............................................................................................................................................ 23
2.8.1 Titanium Dioxide (TiO2): .......................................................................................................... 23
2.8.2 Những bột màu vô cơ khác: ....................................................................................................... 24
2.8.3 Những bột màu hữu cơ: ............................................................................................................. 24
2.9 Chất chống vi sinh vật: ..................................................................................................................... 24
KẾT LUẬN ................................................................................................................................................ 26
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................................................ 27

SVTH: LÊ KIM NGỌC

vi


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2

GVHD: PHAN THẾ ANH

DANH MỤC CÁC BẢNG, HỘP THÔNG TIN

Bảng 1.1

Nhiệt lượng tối đa tỏa ra của một số vật liệu

5

Bảng 1.2

Các thông số cơ học của PVC

6

Bảng 2.1

Những loại chất hóa dẻo có sẵn và những tính chất liên quan với 10
những tính chất cuối cùng của sản phẩm

SVTH: LÊ KIM NGỌC

vii


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2

GVHD: PHAN THẾ ANH

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Hình 1.1
Hình 2.1
Hình 2.2
Hình 2.3
Hình 2.4
Hình 2.5
Hình 2.6
Hình 2.7
Hình 2.8
Hình 2.9
Hình 2.10

Mức độ điều hòa lập thể của (từ trên xuống dưới) isotatic,
syndiotatic, atatic
Độ bền kéo đứt của PVC sau khi được hóa dẻo với các chất hóa
dẻo khác nhau
Độ bền kéo đứt của PVC sau khi được hóa dẻo với các dieste
của axit sebacic của các gốc alcohol khác nhau (methyl, ethyl,
bytul, và octyl).
Độ bền kéo đứt như một biến số trong hàm số tính toán sự thay
đổi của nhiệt độ hóa thủy tinh.
Ảnh hướng phương pháp hóa dẻo nội phân tử dietyl cellulose
lên độ bền kéo đứt. 1- bước 1 trộn lẫn trong 20 phút., 2- bước 1
trộn lẫn trong 60 phút., 3- quá trình trộn lần 2 bước
Độ bền kéo đứt của PVC được hóa dẻo với 60 phr Adilene 150
với dãy nhiêt độ của quá trình
Độ bền kéo đứt của PVC được hóa dẻo với những hàm lượng và
tỉ lệ hỗn hợp chất hóa dẻo khác nhau
Sự dãn dài của PVC được hóa dẻo bởi hàm lượng Adilene khác
nhau
Sự dãn dài của PVC được hóa dẻo với những hàm lượng và tỉ lệ
hỗn hợp chất hóa dẻo khác nhau (Uniplex FRP-45 và 546-A)
Độ dãn dài của PVC được hóa dẻo với 60 phr Adilene 150
tương ứng ở nhiệt độ 1500C
Độ dãn dài của PVC được hóa dẻo với những hàm lượng và tỉ lệ
hỗn hợp chất hóa dẻo khác nhau

SVTH: LÊ KIM NGỌC

3
8
8

9
9

10
10
12
12
13
13

viii


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2

GVHD: PHAN THẾ ANH

MỞ ĐẦU

1. Mục đích của đề tài:
Mục đích bao trùm của đồ án là tìm ra các luận cứ lý thuyết và thực tiễn để xác định cách thức sản xuất
PVC, từ đó đề xuất dây chuyền sản xuất tối ưu đáp ứng được yêu cầu ngày càng cao của khách hàng. Để
triển khai mục đích trên, đồ án hướng vào các mục đích cụ thể (i) Lý thuyết tổng quan về PVC (ii) Những
tính chất cơ bản của phụ gia và ảnh hưởng của nó trong quá trình sản xuất
Với các mục đích nghiên cứu như vậy, các câu hỏi cơ bản nhất đặt ra cho đồ án này: (1) Thứ tự, hàm
lượng và các phụ gia được sử dụng cho quá trình tổng hợp với mục đích gì ? (2) Các cách mà nhà sản
xuất ở Việt Nam có thể áp dụng để tăng cao hiệu suất của quá trình tổng hợp, tận dụng nguồn nguyên liệu
để gia tăng lợi nhuận đồng thời giải quyết được vấn đề môi trường?
2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
Đối tượng nghiên cứu chính là các vấn đề liên quan đến các phụ gia sử dụng cho quá trình tổng hợp PVC
trong sản xuất, cả về thực tiễn và lí thuyết.
Trong đồ án này, ngành nhựa được lựa chọn nhằm cụ thể hóa nội dung nghiên cứu. Tuy nhiên do nhựa
VC được ứng dụng làm nguyên liệu cho nhiều ngành sản xuất khác như gia dụng, hóa chất.
3. Phương pháp nghiên cứu:
● Phương pháp kế thừa. Đồ án sử dụng kết quả nghiên cứu và số liệu thứ cấp từ các công trình khoa học
có liên quan đến PVC.
● Phương pháp thống kê so sánh và phân tích đánh giá tổng hợp. Đồ án phân tích hệ thống số liệu của các
thành phần phụ gia, nguyên liệu về giá trị hàm lượng cũng như thời gian trong các giai đoạn, có so sánh
với các phương pháp tổng hợp khác nhau.
4. Kết cấu của đồ án:
Bên cạnh phần mở đầu, kết luận, phụ lục, hình vẽ và bảng biểu minh hoạ, nội dung đồ án bao gồm 3
chương, trình bày tóm tắt như sau:
Chương 1: Lý thuyết tổng quan.
Chương 2:.Các phụ gia sử dụng trong công nghiệp sản xuất PVC.

SVTH: LÊ KIM NGỌC

1


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2

GVHD: PHAN THẾ ANH

CHƯƠNG 1: LÝ THUYẾT TỔNG QUAN:
1.1 Đặc điểm cấu tạo:
PVC có cấu tạo mạch thẳng, rất ít nhánh. KLPT của PVC kĩ thuật từ 18.000 - 30.000 đơn vị. Cấu trúc của
PVC có 2 dạng chủ yếu: kết hợp đầu nối đuôi và đuôi nối đầu. Trùng hợp VC theo cơ thế gốc tự do là sự
kết hợp theo “đầu nối đuôi” thành mạch phát triển. Trong mạch phân tử, các nguyên tử Clo ở vị trí 1,3.

PVC là một polime phân cực mạnh. Ở trạng thái không kéo căng PVC hoàn toàn vô định hình, chỉ khi
nào kéo căng thật mạnh mới định hình một phần1. Do trong PVC có Cl nên cấu trúc thu được là hỗn hợp
cả 3 loại: isotatic, syndiotatic, atatic.

Hình 1.1: Mức độ điều hòa lập thể của (từ trên xuống dưới) isotatic, syndiotatic, atatic
1.2 Tính chất của PVC:
1.2.1 Tính chất vật lí:
1.2.1.1 Hình thái học:
PVC là một polime vô định hình ở dạng bột trắng đôi khi vàng nhạt. Là loại vật liệu cách điện tốt, tính
mền dẻo, dai (có mặt chất hóa dẻo), có độ bền va đập kém và dễ gia công. Trong gia công, PVC có bản
chất ở dạng hạt và có hai loại kích thước chính tùy thuộc vào phương pháp gia công sử dụng. Phương
SVTH: LÊ KIM NGỌC

2


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2

GVHD: PHAN THẾ ANH

pháp trùng hợp dạng huyền phù và khối cho ra hạt có đường kính 100-180 µm, trong khi đó phương pháp
trùng hợp nhũ tương có thể có ra được hạt latex có kích thước 0.1- 3.0 µm. Latex sau đó được sấy khô để
thu được những hạt có kích thước 5-50 µm. Bởi vì sự độc đáo trong cấu trúc của hạt nên thuật ngữ được
các nhà khoa học về PVC sử dụng là hình thái học. Không có bất kì một loại polime nào khác mang giá
trị hình thái học quan trọng như trong PVC.
1.2.1.2 Độ hòa tan:
Trong quá trình polymer hóa, một chuỗi mạch PVC phát triển có chiều dài chuỗi trên 10 đơn vị trở nên
không tan trong VCM vì vậy PVC cơ bản không tan trong chính monomer của nó. Tuy nhiên, PVC bị
trương nhiều và bị solvat một phần bởi monomer đến 27% khối lượng và điều đó ảnh hưởng mạnh đến
chính quá trình polymer hóa cũng như các tính chất cuối cùng và mục đích sử dụng cuối cùng của
polymer.
1.2.1.3 Tính chất nhiệt:
PVC không bền nhiệt, nhiệt phân hủy nhỏ hơn nhiệt độ chảy Tg=800C và Tf =1600 C, nghĩa là dưới 800 C
PVC ở trạng thái thủy tinh, từ 80 đến 1600C ở trạng thái mềm cao và trên 160C0 ở trạng thái chảy nhớt.
Nhưng có một điểm là từ trên 1400C PVC đã bắt đầu phần hủy sinh ra HCl trước khi chảy dẻo (đốt nóng
lên trên 100C0 cũng bị phân hủy)2. HCl thoát ra có tác dụng xúc tác làm tăng quá trình phân hủy. Khi gia
nhiệt PVC ban đầu không cháy mà bị chảy, nếu tiếp xúc nhiệt lâu quá trình tách HCl làm hình thành
nhiều liên kết đôi trong mạch dẫn đến hiện tương khâu mạch tạo ra polime có KLPT rất lớn, cứng, mất
tính tan trong dung môi và mất khả năng nóng chảy.

Dưới tác dụng của nhiệt thì liên kết giữa C-C bị gãy vì phân cực mạnh, đồng thời tách H bên cạnh tạo
HCl đóng vai trò phân hủy nhiệt nhanh hơn. Chính các liên kết đôi này làm cho sản phẩm có màu vàng.

Vì khả năng chống cháy hiệu quả của PVC, nó thường được sử dụng trong các ứng dụng chống cháy. Tuy
nhiên, nhà sản xuất sẽ bổ sung thêm các biện pháp chống cháy cho PVC trong các ứng dụng như vậy.
Biện pháp chống cháy PVC:


Tác động vào yếu tố Oxi: thông thường vào nhựavào giữa những hợp chất hữu cơ có thành phần

khí trơ hoặc chất oxi hóa mạnh như nhóm halogen. Khi có tác dụng nhiệt, hợp chất phân hủy lấy oxi của
môt trường làm nồng độ của oxi giảm và dập tắt sự cháy. Ưu điểm rõ nét của phương pháp này làm hàm
lượng chất chống cháy đưa vào nhựa rất thấp nên không ảnh hưởng đến tính chất cơ lí của nhựa.
SVTH: LÊ KIM NGỌC

3


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2

GVHD: PHAN THẾ ANH


Sử dụng phụ gia INTUMAC AC-2BG (AC-2) thành phần có chứa carbon và chất trợ nở, không
có gốc halogen và khi cháy không sinh ra khí độc cũng như khí có tính chất ăn mòn, ... Khi cháy thì phụ
gia này lại tham gia phản ứng nhiệt và lửa bằng cách thổi phồng lên và hình thành lớp vỏ cách ly bằng
than, dập lửa và ngăn chặn lửa bùng phát.


Bổ sung một số hợp chất vô cơ khó chảy: Sb2O3, CaCO3 , Al(OH)3 ,…

Khả năng cháy của PVC chậm: PVC có tính chất làm chậm lửa cao do hàm lượng clo của nó, ngay cả
trong trường hợp không có chất chống cháy.Nhiệt đánh lửa của PVC cao cụ thể là 4550C và là một vật
liệu ít có nguy cơ cháy vì nó không đánh lửa dễ dàng..
Bảng 1.1: Nhiệt lượng tối đa tỏa ra của một số vật liệu.
Vật liệu
Nhiệt lượng tối đa tỏa ra (kW/m2 )
PVC
91
ABS kháng lửa
250
PSC kháng lửa
315
ABS
746
PS
859
Polyeste
1216
PE
1325
PP
1335
Đối với PVC lượng nhiệt tỏa ra khi cháy thấp hơn rất nhiều so với các loại nhựa khác. Do vậy PVC được
sử dụng rộng rãi
1.2.1.4 Độ bền hóa học:
PVC là một polime bền hóa học cao làm các thùng chứa, ống dẫn hóa chất (axit, kiềm, muối, …), khí
thải, .. Đặc biệt, PVC bền dưới tác dụng của HCl, axit H2SO4, axit HNO3 loãng, và dung dịch kiềm nồng
độ xấp xỉ 20%.
1.2.1.5 Sự phân hủy của PVC:
Trong quá trình gia công, cũng như trong quá trong quá trình sử dụng sản phẩm dưới tác dụng của lực cơ
học làm sinh ra ứng suất ngoại có thể dẫn đến sự phá hủy mạch polime, thực chất nó làm đứt mạch
polime sinh ra gốc tự do (dưới tác dụng cơ học) có khả năng khơi mào cho các phản ứng hóa học làm
giảm KLPT dẫn đến giảm tính cơ lí. Ở cùng nhiệt độ nếu PVC chịu đồng thời tác động thì sự phân hủy
HCl tăng lên 1,5 -2 lần so với khi không chịu lực tác dụng cơ học.
1.2.1.6 Tính chất cơ học:
Bảng 1.2: Các thông số cơ học của PVC
Tính chất

Giá trị, đơn vị đo

Khối lượng riêng

1.45-1.50 g/cm3

Giới hạn bền kéo đứt

500- 700kg/cm2

Giới hạn bền uốn

800-1200kg/cm2

SVTH: LÊ KIM NGỌC

4


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2

GVHD: PHAN THẾ ANH

Giới hạn bền nén

800-1600 kg/cm2

Modun đàn hồi

4000-10.000 kg/cm2

Hệ số giãn nở dài

0.00006- 0.00007

Độ dẫn nhiệt

3.8-4.10-4 cal/cm.s.0C

Hằng số điện môi (60 Hz,300C) 3.54
Độ giãn dài khi đứt

10-25%

Quá trình lão hóa nhanh chóng của PVC sẽ làm giảm tính co dãn và làm cho tính chất cơ học kém đi. Lão
hóa thường là do tác dụng của tia tử ngoại làm biến đổi cấu tạo của polymer, làm cho polymer có cấu tại
dạng lưới kém co dãn, khó hòa tan. Mức độ lão hóa tùy thuộc vào từng vùng, tùy thuộc chủ yếu vào ánh
sáng mặt trời. PVC không độc, có nhiều tính cơ lí tốt. Phụ thuộc vào phụ gia, monomer VC còn dư và sự
tách thoát HCl, KLPT của polymer cũng như mức độ đồng đều của KLPT của phương pháp gia công.
PVC chịu va đập kém để tăng tính va đập cho PVC thường dùng chủ yếu các chất (MBS, ABS, EVA với
tỉ lệ 5-15%). Hơn nữa, khả năng gia công không cao không thích hợp cho sản phẩm có kích thước lớn.
1.2.1.7 Tính dẫn điện:
Thông thường các polime trong đó có PVC không có phân tử tích điện. Do đó điện trở của polime rất lớn
(1015-1018 Ωm) vì thế PVC thường dùng làm vỏ bọc cách điện.
1.2.2 Tính chất hóa lí:
PVC cứng bền với axit và bazo cũng như ancol, hydrocacbon béo. Nhưng nhạy với hydrocacbon thơm và
hydrocacbon chứa clo, este và có thể trương trong xeton. PVC mềm rất nhạy với tác nhân khí quyển và
ánh sáng. PVC có độ hoạt động hóa học khá lớn, trong các quá trình biến đổi hóa học các nguyên tử clo
tham gia phản ứng và thường kéo theo các nguyên tử như hydrocacbon bên cạnh. Một số phản ứng đặc
trưng của PVC:

Cơ chế của việc hóa dẻo được giải thích như sau:
Trong phân tử PVC có hai nhóm, nhóm có cực H-C-Cl và nhóm không có cực H-C-H. Độ cứng của PVC
(khi chưa hóa dẻo) cao là do lực liên kết nội phân tử tồn tại giữa các cấu trúc đơn phân tử PVC. Khi sử
dụng chất hóa dẻo, các phân tử hóa dẻo sẽ chiếm vị trí giữa các mạch polime làm tăng khoảng cách giữa
các mạch và giảm lực liên kết giữa các đơn phân tử.

Khi đun nóng làm chuyển động giữa các phân tử tăng lên, các phân tử trượt lên nhau, làm suy yếu dần
liên kết giữa các phân tử và làm mềm polime.
SVTH: LÊ KIM NGỌC

5


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2

GVHD: PHAN THẾ ANH

1.2.3 Ứng dụng:
Poly (vinyl chloride) là một tên chung. Mỗi nhà sản xuất có một tiêu chuẩn đa dạng trong hình thái học
cũng như khối lượng phân tử của các polymer PVC, phụ thuộc vào yêu cầu của mục đích sử dụng cuối
cùng. Trong công nghiệp, giá trị K và chỉ số độ nhớt thường dùng để biểu thị KLPT, và các nhà sản xuất
cũng thường biểu thị các giá trị này trong các loại mã thường dùng để xác định các sản phẩm khác nhau
(ví dụ như, S68/173 có nghĩa là đây là vật liệu tổng hợp từ phương pháp huyền phù với giá trị K là 68 và
VY110/57 nhựa có chỉ số độ nhớt là 110). PVC với giá trị K=66-68 thường được gia công thành các cấu
trúc cứng để tạo ra các ống, cáp dẫn, tấm các profile của cửa sổ; với K=65-71 tạo thành cấu trúc mềm dẻo
để tạo ra các tấm mềm, linh hoạt, sàn nhà, các tấm dán tường, vỏ dây cáp, ống nước và các thiết bị y tế, và
PVC với giá trị K bé (55-60) được sử dụng để gia công các đoạn nối ống nước và ổ cắm diện bằng
phương pháp đúc tiêm và sử dụng trong phương pháp đùn thổi chế tạo các chai lọ và các thiết bị chứa
khác.

SVTH: LÊ KIM NGỌC

6


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2

GVHD: PHAN THẾ ANH

CHƯƠNG 2: CÁC PHỤ GIA SỬ DỤNG TRONG CÔNG NGHIỆP SẢN
XUẤT PVC

2.1 Chất hóa dẻo:
2.1.1 Định nghĩa:
Chất hóa dẻo là những chất khi cho vào làm tăng độ mềm dẻo của vật liệu. Chất hóa dẻo được sử dụng
nhiều khi gia công các vật liệu polymer. Hàm lượng chất hóa dẻo thường từ 20-30 %. Chất hóa dẻo
thường là este của các hợp chất hữu có như DBP (dibutyl phtalat), DOP (dioctyl phtalat), DIOP
(diizooctyl phtalat).
2.1.2 Tác dụng của chất hóa dẻo:
Chất hóa dẻo có tác dụng làm tăng độ mềm dẻo của mạch polime, giúp polime dễ nóng chảy hơn, cấu tạo
mạch linh động hơn, thích hợp cho quá trình gia công sản phẩm. Hơn nữa, chất hóa dẻo có thể làm giảm
độ nhớt, nhiệt độ chuyển thủy tinh và modul đàn hồi của sản phẩm và cũng làm thay đổi một số tính chất
hóa học cơ bản của vật liệu được hóa dẻo. Ngoài ra, chất hóa dẻo còn hỗ trợ quá trình phân tán các chất
khác như chất độn, hạt màu, dầu bôi trơn, chất tháo khuôn.
2.1.2.1 Độ bền kéo đứt:
Độ bền kéo đứt là một trong những tính chất thể hiện sự thay đổi gây ra bởi chất hóa dẻo được sử dụng để
tính toán phổ biến nhất. Thông thường, độ bền kéo đứt của vật liệu được hóa dẻo giảm khi tăng hàm
lượng chất hóa dẻo. Hình 2.1 thể hiện những ảnh hưởng thông thường khi gia năng nồng độ của một vài
loại chất hóa dẻo. Trong nghiên cứu này, sự ảnh hưởng của chất hóa dẻo được chuẩn hóa bằng việc sử
dụng tỉ số PHR được tính bằng cách công thức:
Ti so PHR =
PHRexp=
PHRmin=

SVTH: LÊ KIM NGỌC

𝑃𝐻𝑅𝑒𝑥𝑝
𝑃𝐻𝑅𝑚𝑖𝑛

khoi luong chat hoa deo
×
𝑘ℎo𝑖 𝑙𝑢𝑜𝑛𝑔 𝑃𝑉𝐶

100

khoi luong phan tu cua chat hoa deo
875

× 100

7


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2

GVHD: PHAN THẾ ANH

Hình 2.1 : Độ bền kéo đứt của PVC sau khi được Hình 2.2: Độ bền kéo đứt của PVC sau khi được
hóa dẻo với các chất hóa dẻo khác nhau.
hóa dẻo với các dieste của axit sebacic của các gốc
alcohol khác nhau (methyl, ethyl, bytul, và octyl).
Phương pháp trình bày dữ liệu theo các hệ số PHR chuẩn hóa kết quả của các chất hóa dẻo và giảm
những yếu tố nhiễu từ giá trị khối lượng phân tử. Hình 2.2 Biểu diễn của độ bền kéo đứt với hai hệ số
PHR. Nếu hệ số này bằng một nghĩa là có một mol chất hóa dẻo có sẵn để chia đôi mạch trong mỗi đơn vị
phân tử ( phân chia tất cả các nhóm có cực trong PVC bởi mỗi lớp chất dẻo). Nếu tỉ số này bằng ba nghĩa
là ngoài lượng chất hóa dẻo nằm xen kẽ các đơn vị phân tử PVC còn có một lượng dư chất hóa dẻo trong
hệ thống. Hình 2.2 cũng thể hiện hai hệ số độ bền kéo đứt giảm khi số lượng nguyên tử cacbon tăng. Kết
quả này có thể được giải thích bới nhóm alcohol có kích thước không gian lớn nhất (octyl) và khi hình
thành chất hóa dẻo sẽ có cùng chiều dài với các đơn vị phân tử PVC xoắn (lưu ý là sự giải thích này phù
hợp với axit phthalic) vì vậy tất cả chất hóa dẻo còn lại (methyl, ethyl, bytul) ngắn hơn các đơn vị phân tử
PVC xoắn. Điều này có thể làm cho những chất hóa dẻo này không thể phân chia các chuỗi để xen kẽ vào
hoàn toàn và sự tương tác cực trong PVC vẫn diễn ra khi tăng sự phức tạp và cồng kềnh trong cấu trúc
không gian của chất hóa dẻo.
Chất hóa dẻo được thêm vào nhằm giảm nhiệt độ hóa thủy tinh của vật liệu hóa dẻo. Hình 2.3 thể hiện sự
tương quan giữa nhiệt độ hóa thủy tinh và độ bền kéo đứt. Nhiệt độ hóa thủy tinh càng thấp khi hàm
lượng chất hóa dẻo càng nhiểu và lúc đó độ bền kéo đứt của vật liệu càng thấp.

SVTH: LÊ KIM NGỌC

8


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2

GVHD: PHAN THẾ ANH

Hình 2.3 Độ bền kéo đứt như một biến số trong hàm số tính toán sự thay đổi của nhiệt độ hóa thủy tinh.
Hình 2.4 bắt nguồn từ một nghiên cứu, thể hiện sự
tối ưu quá trình trộn lẫn nhằm tăng độ bền kéo đứt
của vật liệu. Nó có thể giúp ta hiểu rõ hơn về
những kết quả thu được khác nhau vì quá trình trộn
lần khác nhau

Hình 2.4 Ảnh hướng phương pháp hóa dẻo nội
phân tử dietyl cellulose lên độ bền kéo đứt. 1- bước
1 trộn lẫn trong 20 phút., 2- bước 1 trộn lẫn trong
60 phút., 3- quá trình trộn lần 2 bước

SVTH: LÊ KIM NGỌC

9


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2

GVHD: PHAN THẾ ANH

Hình 2.5 Độ bền kéo đứt của PVC được hóa dẻo với Hình 2.6 Độ bền kéo đứt của PVC được hóa dẻo với
60 phr Adilene 150 với dãy nhiêt độ của quá trình
những hàm lượng và tỉ lệ hỗn hợp chất hóa dẻo khác
nhau
Hình 2.5 là một ví dụ về những điều kiện của quá trình phản ứng ảnh hưởng đến tính chất cơ học. Độ bền
kéo đứt của vật liệu tăng nhanh theo nhiệt độ tới khi đạt tới điểm cân bằng. Những kết quả giống nhau
được thể hiện trong suốt quá hình gel hóa. Trong thực nghiệm so sánh những tỉ lệ khác nhau, hiện tượng
này khó giải thích. Sự thay đổi trong hàm lượng chất hóa dẻo ảnh hưởng đến nhiệt độ gel hóa vì vậy sự so
sánh các mẫu khác nhau được thực hiện dưới điều kiện như nhau có thể tạo ra những lỗi do sự gel hóa
chưa hoàn toàn hay do sự phát hủy nhiệt diễn ra sớm.
Hình 2.6 vẫn biểu diễn những lí do khác nhau dẫn đến sự tăng độ bền kéo đứt. Ở đây một hỗn hợp hai
chất hóa dẻo được sử dụng. Uniplex FRP-45 là chất hóa dẻo chống cháy và tỉ lệ của nó trong hỗn hợp
tăng dần (0, 30, 54, 74, 100 phần trăm trong hỗn hợp chất hóa dẻo).

Công thức hóa học của hợp chất Uniplex FRP-45.
Nhờ chứa một hàm lượng lớn brom nên nó có thể tương tác tốt với PVC và đóng vai trò như một chấy
chống cháy. Cùng với hàm lượng tổng chất hóa dẻo trong đồ thị, hàm lượng của Uniplex FRP-45 tăng và
bởi vì Uniplex FRP-45 giúp vật liệu chắc hơn (vì brom thay thế hydro trong liên kết làm tăng độ bền của
liên kết mới) nên độ bền kéo đứt của PVC tăng. Điều này chứng tỏ sự kết hợp nhiều chất hóa dẻo có thể
hiệu quả trong việc thay đổi tính chất cơ học của vật liệu

SVTH: LÊ KIM NGỌC

10


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2

GVHD: PHAN THẾ ANH

Những đặc tính cơ học của vật liệu có thể bị ảnh hưởng bởi tác dụng của chất hóa dẻo trong quá trình
thủy tinh hóa polime. Điều này được nghiên cứu trong quá trình hóa dẻo của polyactide bới các axit este
béo. Quá trình này yêu cầu không những sự chính xác về tỉ lệ trộn lẫn của các vật liệu và còn điều kiện
nhiệt cụ thể cho từng loại. Giá trị nhiệt độ này sẽ được ưu tiên sao cho phù hợp nhất với chất hóa dẻo sau
đó mới chọn các phụ gia cho tính chất tốt ở nhiệt độ gia công này (hầu hết thì thông số nhiệt độ sẽ không
ảnh hưởng hoặc ảnh hướng rất ít tới các phụ gia khác chất hóa dẻo).
2.1.2.2 Sự dãn dài:
Dựa vào định nghĩa của quá trình hóa dẻo, sự dãn dài tăng khi hàm lượng chất hóa dẻo tăng (hình 2.7).
Mặt khác, chất hóa dẻo thường có thể làm mềm các cấu trúc kết tinh của polime hoặc phân tán các thành
phần trong liên kết chéo, vì vậy sự dư thừa chất hóa dẻo có thể ảnh hưởng đến mạng lưới cấu trúc và làm
giảm khả năng dãn dài.

Hình 2.7: Sự dãn dài của PVC được hóa dẻo bởi Hình 2.8: Sự dãn dài của PVC được hóa dẻo với
hàm lượng Adilene khác nhau
những hàm lượng và tỉ lệ hỗn hợp chất hóa dẻo
khác nhau (Uniplex FRP-45 và 546-A)
Hình 2.8 là một ví dụ về hỗn hợp hai chất hóa dẻo được sử dụng. Uniplex FRP-45 là chất hóa dẻo chống
cháy và tỉ lệ của nó trong hỗn hợp tăng dần (0, 30, 54, 74, 100 phần trăm của hỗn hợp chất hóa dẻo).
Cùng với hàm lượng tổng chất hóa dẻo trong đồ thị, hàm lượng của Uniplex FRP-45 tăng, bởi vì Uniplex
FRP-45làm giảm độ dãn dài của chất được hóa dẻo, độ dãn dài tổng quát của vật liệu giảm.Điều này
chứng minh sự kết hợp của nhưng chất hóa dẻo khác nhau có thể hiệu quả trong việc thay đổi tính chất cơ
học của vật liệu.

SVTH: LÊ KIM NGỌC

11


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2

GVHD: PHAN THẾ ANH

Hình 2.9: Độ dãn dài của PVC được hóa dẻo với Hình 2.10: Độ dãn dài của PVC được hóa dẻo với
60 phr Adilene 150 tương ứng ở nhiệt độ 1500C.
những hàm lượng và tỉ lệ hỗn hợp chất hóa dẻo
khác nhau
Cả thời gian và nhiệt độ của quá trình chảy ảnh hưởng đến độ dãn dài của PVC đã được hóa dẻo như
hình 2.9 và 2.10 thể hiện. Hình dạng của đường cong ở hai biểu đồ đều giống nhau. Chúng thể hiện được
sự gia tăng từ từ được miêu tả bằng một đoạn bằng, tương ứng với những điều kiện của quá trình, được
chọn để tối ưu lợi ích của các vật liệu cụ thể.
Độ dãn dài của vật liệu được hóa dẻo thì dễ dự đoán và giống với cơ chế hóa dẻo hơn so với đồ bền kéo
đứt
2.1.2.3 Độ cứng:
Độ cứng giảm khi hàm lượng chất hóa dẻo tăng. Mối quan hệ tuyến tính của hai đại lượng này tồn tại.
Phương trình hồi quy thể hiện sự thay đổi nhỏ giữa chất hóa dẻo (hằng số a và b của phương trình rất
giống nhau) nhưng cấu trúc hóa học của chúng cũng rất giống nhau. Xu hướng tổng quát là độ cứng giảm
khi khối lượng phân tử của chất hóa dẻo tăng. Nó nội tuyến với hiệu suất của chất hóa dẻo (phụ thuộc vào
nồng độ phân tử).
Độ cứng dễ xác định nhưng không tìm được kết quả chính xác. Những kết quả của xu hướng chung sẽ tỉ
lệ với các kết quả của các phân tích về độ bền kéo đứt và độ dãn dài được phân tích ở trên- độ cứng tăng
theo thời gian cả nhiệt độ của quá trình gia công nhiệt. Nguyên nhân do quá trình phân hủy hoặc sự mất
mát chất hóa dẻo. So sánh giữa DOA và acetyl tributyl citrate trong PVC thể hiện rằng mặc dù citrate có
cấu trúc nhiều nhánh hơn và nó sẽ là chất hóa dẻo ít bay hơi, nhưng nó dễ thất thoát hơn bởi vì sự thất
thoát cũng bị ảnh hưởng bởi sự thủy phân.
Sự tính toán độ cứng thường được sử dụng để xác định độ ổn định của các vật liệu khác nhau dưới sự
phơi nhiễm của các tác nhân môi trường.
2.1.2.4 Độ bền, độ cứng, tính dễ uốn, modun:
Độ bền, độ cứng, tính dễ uốn, modun đều liên quan đến độ bền kéo đứt và độ dãn dài, chúng tuân theo
quy luật đã được đề cập ở trên.
Với độ bền kéo đứt giảm và độ dãn dài tăng khi khối lượng phân tử của chất hóa dẻo tăng, không quá
ngạc nhiên khi độ bền bề mặt vẫn không đổi với hai gốc alcohol và axit khác nhau trong chất hóa dẻo

SVTH: LÊ KIM NGỌC

12


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2

GVHD: PHAN THẾ ANH

diester. Độ cứng giảm và tính dễ uốn tăng khi khối lượng phân tử của chất hóa dẻo tăng (bởi sự gia tăng
khối lượng phân tử của alcohol hay acid)
Cùng với nồng đồ chất hóa dẻo tăng, độ cứng và độ bền giảm và tính dễ uốn của vật liệu tăng. Độ bền của
ionomer đã hóa dẻo tăng khi nồng độ chất hóa dẻo phân cực tăng đến 20% và sẽ giảm nếu tiếp tục tăng
nồng độ chất hóa dẻo. Với chất hóa dẻo không phân cực (DOP) độ bền giảm khi nồng độ chất hóa dẻo
tăng.
2.1.2.5 Một số tính chất cơ lí khác:
Độ bền va đập của PVC đã hóa dẻo tăng khi tăng lượng chất hóa dẻo. Sự cải thiện tính chất bền va đập
không phải dần dần mà cần một lượng tiêu chuẩn nồng độ chất hóa dẻo. Nồng độ chất hóa dẻo tiêu chuẩn
phụ thuộc vào đặc tính của các cặp polime/ chất hóa dẻo sử dụng.
Điểm tới hạn của độ bền kéo đứt giảm khi tăng nồng độ chất hóa dẻo.
2.1.3 Cơ chế hóa dẻo:
Hai giai đoạn diễn ra trong suốt quá trình hóa dẻo PVC. Giai đoạn đầu là sự gel hóa, bởi các hạt PVC đã
hấp phụ chất hóa dẻo khi gia tăng nhiệt độ. Kết quả hình thành lớp gel loãng. Giai đoạn hai là sự chảy khi
gia tăng nhiệt độ (trên 150oC), bởi hạt PVC và chất hóa dẻo bị chảy cùng nhau tạo ra một hỗn hợp đồng
nhất. Sáu bước được xác định sẽ xảy ra trong suốt những giai đoạn này sau khi trộn lẫn. Đầu tiên, các
phân tử chất hóa dẻo thâm nhập một chiều vào trong các cấu trúc PVC xốp. Sự hấp phụ chất hóa dẻo diễn
ra khi chất hóa dẻo solvat bề mặt nhựa. Sự hấp thụ chất hóa dẻo diễn ra tiếp theo khi các hạt PVC trương
lên và thể tích tổng của vật liệu giảm. Nhiệt độ phụ thuộc vào khả năng solvat hóa của chất hóa dẻo. Sau
khi gia nhiệt, những sự thay đổi diễn ra khi chất hóa dẻo tập hợp lại dọc theo các đoạn nhánh polime,
thâm nhập vào trong cấu trúc phân tử. Hỗn hợp này dần trở thành một vật liệu đồng nhất sau khi chảy.
Khi tiếp tục gia nhiệt, vật liệu bị chảy lỏng. Khi làm lạnh, polime cứng lại nhờ sự thủy tinh hóa và sự tạo
thành của các liên kết Van der Vaals yếu và liên kết hydeo giữa các phân tử chất hóa dẻo với các đoạn
mạch polime. Những sự thay đổi này diễn ra hàng giờ đến vài ngày (để phát triển tính chất cơ học đến tối
ưu).
2.1.3.1 Thuyết độ nhớt và thuyết gel hóa:
Thuyết độ nhớt dựa trên sự tổng kết của độ cứng của nhựa tăng từ các ma sát nội phân tử (các ma sát nội
phân tử này giúp liên kết các chuỗi với nhau trong mạch cứng). Khi gia nhiệt, những lực ma sát này sẽ
yếu dần, cho phép những phân tử chất hóa dẻo xâm nhập vào giữa các chuỗi mạch. Một vài dung môi
cũng có thể được sử dụng. Bởi vì được sáp nhập chặt chẽ trong khối polime, những phân tử chất hóa dẻo
chắn các chuỗi mạch ma sát với nhau vì vậy ngăn chặn được sự hình thành các cấu trúc cứng. Tuy nhiên,
thuyết này không thể giải thích được nguyên nhân một vài vật liệu là chất hóa dẻo tốt, một số khác lại
không phải.
Thuyết gel hóa mở rộng thuyết độ nhớt bằng việc đề cập đến hoạt động của các chất hóa dẻo, là phá hủy
các liên kết hay tương tác giữa nhựa với nhựa và che chắn những trung tâm liên kết với các chuỗi nhựa
khác, vì vậy ngăn ngừa được sự tái hình thành các cấu trúc cứng. Cấu trúc polime được duy trì bởi một
cấu trúc gel hay cấu trúc tổ ong nội phân tử theo ba hướng.
Dựa vào thực nghiệm phân tích được những điều kiện tiên quyết để một polime được hóa dẻo. Đối với
PVC, những chuỗi polime đủ dày để vẫn tồn tài một giá trị độ bền mặc dù bị các phân tử chia tách. Thêm
vào đó những chuỗi PVC thẳng và kết tinh rất ít, cùng với nguyên tử chlorine tách các mạch để giảm lực
Van der Waals và hình thành cấu trúc lưỡng cực như những điểm hút những chuỗi gần đó. Nếu một chất
SVTH: LÊ KIM NGỌC

13


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2

GVHD: PHAN THẾ ANH

lỏng được đưa vào polime PVC với chỉ số năng lượng kết dính như polime, thì nó sẽ ổn định. Khi những
phân tử chất hóa dẻo được đưa vào trong khối polime, những chuối polime sẽ bị tách rời bởi các phân tử
chất lỏng nhỏ hơn và những phân tử này sau đó có thể nối những cấu trúc lưỡng cực với nó với những cấu
trúc lưỡng cực của polime.
2.1.4 Sự lựa chọn các chất hóa dẻo:
Yếu tố chính quyết định đến việc lựa chọn chất hóa dẻo phụ thuộc vào những yêu cầu cụ thể đối với sản
phẩm cuối cùng và phụ thuộc vào:

Chi phí sản xuất bao gồm chi phí mua hay sản xuất chất hóa dẻo và chi phí vận hành sản
xuất (tùy thuộc vào độ đơn giản của quá trình sản xuất chất hóa dẻo và đưa chúng vào sản phẩm
cuối cùng). Độ nhớt của các hạt sol nhựa, nếu phù hợp, nó cũng được đưa vào các phân loại này.

Tính tương hợp- để đảm bảo sự linh động của vật liệu ổn định và sự phân tách các thành
phần dư khác trong quá trình sử dụng.

Hiệu suất của quá trình hóa dẻo- sự tương hợp giữa chất hóa dẻo và mức độ chất hóa dẻo
cần thiết thêm vào để đạt được tính chất cuối cùng của PVC như yêu cầu/

Độ bền bao gồm tính kháng di chuyển ra bề mặt, bay hơi dưới điều kiện sử dụng.
2.1.4.1 Tính kháng di chuyển ra bề mặt của chất dẻo:
Bởi vì những chất lỏng thường được sử dụng như chất hóa dẻo PVC thường có thể trộn lẫn hoàn toàn với
các chất lỏng hữu cơ khác, sự tiếp xúc giữa PVC-P và dầu hay các dung môi khác là nguyên nhân do sự
di chuyển của chất hóa dẻo. Sự di chuyển đi ra của chất hóa dẻo diễn ra nhanh nhất bởi các dung môi
phân cực có khối lượng phân tử thấp như ester, ketones và ethers. Với những chất dẫn như vậy. sự hấp
thụ bới PVC là một yếu tố quan trọng, bởi vì nó mở cấu trúc polime nên tạo điều kiện thuận lợi cho sự di
chuyển của chất hóa dẻo.
Với những ứng dụng liên quan đến việc tiếp xúc nhiều với dầu, chất béo, dầu mỡ, hoặc dung môi, tỉ lệ
tách rời thấp có thể chấp nhận được có thể đạt được nhờ sự sử dụng chất hóa dẻo polime. Với các yêu cầu
kháng sự tách rời hoàn toàn, sự sử dụng của một polime có tính chất hóa dẻo là cần thiết.
Một khía cạnh khác cũng cần chú ý đó là nếu PVC-P tương tác với polime khác mà chất hóa dẻo có ái
lực. Sự di chuyển chất hóa dẻo sẽ diễn ra thông qua các polime liên kết bề mặt với nó gây ra những lớp
phủ bề mặt mềm và phồng rộp, sự rạn của lớp keo bề mặt, sự rạn nứt do các ứng xuất ngoại của nhựa
nhiệt dẻo cứng.
2.1.4.2 Sự bay hơi chất hóa dẻo:
Bởi vì có những chất hóa dẻo không liên kết hóa học với polime và được giữ bởi các lực nội phân tử
tương đối yếu, hầu hết chúng đều di chuyển ra bề mặt. Từ đó, quá trình bay hơi có thể xảy ra vào không
khí xung quanh, phụ thuộc vào nhiệt độ. Quá trình trình bay hơi này là nguyên nhân cho nhiều vấn đề về
môi trường và sức khỏe hiện này. Thêm vào đó, sự di chuyển vào không khí ở nhiệt độ thường của các
cặn của chất hóa dẻo, trong một phạm vi gần, có thể gia tăng nguy hại về chất lượng không khí trong nhà,
nơi làm việc, trường học ảnh hưởng tới sức khỏe của con người.
2.1.4.3 Sự ổn định trong quá trình sử dụng:
Ở nhiệt độ sử dụng vượt quá 700C, sự oxi hóa của chất dẻo trong không khí có thể dẫn đến sự thay đổi
tính chất cơ lí vượt quá ảnh hưởng của sự di chuyển ra của chất hóa dẻo bởi sự thất thoát do bay hơi. Sự
phân ly của các nhóm peroxit tổn tại ở nồng độ thấp trong các chất hóa dẻo bị oxi hóa dẫn đến sự khơi
mào của phản ứng tạo hydrochlorie trong đại phân tử PVC. Ảnh hưởng này đáng chú ý nhất cho cấu trúc
SVTH: LÊ KIM NGỌC

14


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×

×