Tải bản đầy đủ

Thiết kế phân xưởng sản xuất PVC công suất 1000 tấnnăm

Đồán tốt nghiệp
GVHD: TS. Ngô Mạnh Long
PHẦN I: TỔNGQUAN
MỞĐẦU
Trong thập niên 1930 ÷ 1940 bắt đầu phát triển nhiều loại nhựa dẻo
quan trọng trong đó có nhựa polyvinyl clorua (PVC). Sau Chiến tranh thế giới
thứ hai polyme tổng hợp đã làm cuộc cách mạng trong lĩnh vực vật liệu.
Những polyme này có giá thành tương đối rẻ, tính chất có thểđiều chỉnh trong
một giới hạn rộng và trong nhiều mục đích sử dụng ưu việt hơn những loại vật
liệu cổ truyền.
PVC là một polyme tổng hợp từ vinyl clorua monome (VCM) theo
phản ứng trùng hợp. Số mắt xích trong phân tử PVC khoảng 700 ÷ 1500
monome. Các monome này liên kết tạo thành một mạch duy nhất. Những
mạch này rất mềm dẻo. Ngày nay, PVC được sử dụng rất rộng rãi do nó có
rất nhiều công dụng. PVC có thểđược sử dụng làm màng, tấm chất dẻo, chất
dẻo đúc bằng áp lực, keo dán, sơn…Tuy nhiên PVC cũng có một sốđiểm hạn
chế như kém bền nhiệt, chỉ sử dụng tốt trong phạm vi nhiệt độ khoảng
60÷70
0
C, khả năng hoà tan trong các dung môi kém, khi gia công có khí HCl
thoát ra gây ra ăn mòn thiết bị vàô nhiễm môi trường.

Trước như cầu về PVC của thế giới và Việt Nam đang tăng mạnh thì
việc nghiên cứu để có những ứng dụng công nghệ mới trong ngành sản xuất
PVC có một ý nghĩa hết sức quan trọng. Đồán tốt nghiệp: Thiết kế phân
xưởng sản xuất PVC công suất 1000 tấn/năm góp phần cho em hiểu rõ về
ngành sản xuất còn rất mới này.
Đồán này sẽđưa ra những khái niệm cơ bản nhất về polyme nói chung
và PVC nói riêng. Giới thiệu một số quá trình sản xuất khác nhau và lựa chọn
một quá trình sản xuất phù hợp với điều kiện của Việt Nam đồng thời cũng
đưa ra một số thông tin mới cập nhật và một số tiến bộ công nghệ trong lĩnh
vực sản xuất.
Mạc Văn Giang CNVL Polyme K47
1
Đồán tốt nghiệp
GVHD: TS. Ngô Mạnh Long
CHƯƠNG I: GIỚITHIỆUCHUNG
1. QUÁTRÌNHPHÁTTRIỂNNHỰA PVC
Nền công nghiệp chất dẻo được sử dụng rộng rãi trong các ngành kinh
tế quốc dân kể cả lĩnh vực nghiên cứu vũ trụ, đại dương và cả trong đồ dùng
sinh hoạt hàng ngày. Trong các loại chất dẻo PVC thuộc loại phổ biến
vàđược sử dụng nhiều nhất. Tổng sản lượng PVC luôn đứng đầu trong các
loại chất dẻo, nhựa PVC có nhiều tính chất ưu việt có thểđáp ứng dược yêu
cầu ngày càng cao của khoa học kỹ thuật vàđời sống. Nguồn nguyên liệu để
sản xuất ra chất dẻo tương đối dồi dào như dầu mỏ, than đá và khí thiên
nhiên…
Mặt khác chất dẻo còn có thể gia công dễ dàng và nhanh chóng hơn so
với kim loại, dẫn đến máy móc thiết bịđơn giản và tiết kiệm. PVC là một hợp
chất cao phân tửđược sản xuất bằng phương pháp trùng hợp vinylclorua (VC).
Năm 1835 lần đầu tiên Reguanlt điều chếđược PVC bằng phương pháp xử lý
diclo etylen với dung dịch kali hydroxit. Năm 1872 Baun lần đầu tiên trùng
hợp được VC bằng phương pháp ống nghiệm kín dưới tác dụng của ánh sáng.
Thí nghiệm này tiếp tục được Ostremislenky nghiên cứu và công bốđầy đủ
vào năm 1912. Tuy nhiên polyme mới này vẫn chưa được đưa vào sản xuất
công nghiệp, do rất khó gia công thành sản phẩm cho đến khi W.L Semon
phát hiện ra rằng khi đun nóng PVC với trily photphat ở 150
0
C thu được một
khối đồng chất giống cao su ở nhiệt độ thường sau này được gọi là PVC hoá
dẻo. Lúc đó PVC mới trở thành một chất dẻo được quan tâm hàng đầu trong
lĩnh vực công nghiệp.
Vào những năm trước và sau chiến tranh thế giới thứ II, PVC hoá dẻo


đãđược sử dụng khá rộng rãi vào những năm của thập kỷ 60, PVC cứng (PVC
không trộn lẫn chất hoá dẻo) bắt đầu được nghiên cứu và sử dụng ởĐức, Anh,
Mạc Văn Giang CNVL Polyme K47
2
Đồán tốt nghiệp
GVHD: TS. Ngô Mạnh Long
Mỹ vào những năm tiếp theo PVC được nghiên cứu chủ yếu không phải cấu
trúc phân tử mà là cấu trúc ngoại vi phân tửđược tạo ra trong quá trình trùng
hợp như kích thước hạt, hình dạng, độ xốp, sự phân bố kích thước… Do các
yếu tố này ảnh hưởng đến các đặc tính gia công và chế tạo polyme.
Đầu năm 1970 PVC được sản xuất với một lượng lớn ở nhiều nước và
cũng tại thời điểm này PVC cạnh tranh với polyme etylen (PE) để giành vị trí
hàng đầu về vật liệu chất dẻo của thế giới.
Từ năm 1986 mức tiêu thụ PVC trên thế giới tăng hàng năm là 4% đặc
biệt tại khu vực Đông Nam Á mức tăng 7% và nó vẫn tiếp tục phát triển trong
thời gian tới [1]
Bảng 1: Số liệu mức tăng trưởng sản lượng PVC trên toàn thế giới
(Tổng sản lượng trên thế giới , đv: Triệu tấn)
Năm 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 1997
Triệu tấn 3,0 6,0 8,1 12,0 15 20,7 23,5 > 25
Sở dĩ PVC có mức tăng trưởng lớn như vậy là do có nhiều ưu điểm
như: ổn định hoá học, dễ gia công, tạo ra nhiều sản phẩm thông dụng và
nguồn nguyên liệu tương đối dồi dào. Tuy nhiên bên cạnh tính ưu việt, PVC
còn có nhược điểm như: chịu nhiệt kém (< 80
0
C), độ hoà tan dung môi kém
trong khi gia công có khí HCl thoát ra
Mức tiêu thụ và phân phối nhựa PVC theo khu vực địa lý không giống
nhau, để minh hoạđiều này ta có bảng thống kê sau:
Bảng 2: Phân phối PVC theo khu vực địa lý (năm 1997)
Khu vực %
Bắc Mỹ 33
Nhật Bản 18
Châu Âu 32,6
Nam Mỹ 2,2
Các nơi khác 14,2
Mạc Văn Giang CNVL Polyme K47
3
Đồán tốt nghiệp
GVHD: TS. Ngô Mạnh Long
Trên thế giới 2/3 sản lượng PVC dùng dưới dạng sản phẩm cứng
(không có chất hoá dẻo) như: ống dẫn nước, tấm lợp, bàn ghế, khung cửa sổ…
còn lại PVC hoá dẻo được gia công thành những sản phẩm mềm như: màng
mỏng, bao bì, giầy dép, vải giả da, vỏ bọc, dây cáp điện… sự phân phối theo
lĩnh vực sử dụng được trình bày ở bảng sau
Bảng 3: Phân phối PVC theo lĩnh vực sử dụng.
Lĩnh vực %
Xây dựng 50,1
Nội thất 10,.4
Điện 7,3
Bao bì 6,7
Giải trí 5,9
Giao thông 5,3
May mặc 4,7
Các lĩnh vực khác 9,6
Để tổng hợp ra PVC thì nguyên liệu chủ yếu hiện nay đi từ dầu mỏ do
đó sản phẩm PVC cũng chịu sự tác động của những biến đổi trên thị trường
dầu mỏ.
Bảng 4: Giá PVC trên thị trường thế giới
Năm 1995 1997 1999
PVC bột (USD/ tấn) 1200 750 530
II/ SỰPHÁTTRIỂNCÔNGNGHIỆP PVC Ở VIỆT NAM
Nền công nghiệp hoá chất đóng vai trò tiên phong trong công cuộc đổi
mới và phát triển, lĩnh vực công nghiệp hoá chất gắn liền với sự phát triển của
đất nước.
Vào đầu thập kỷ 60, nhà máy hoá chất Việt Trìđã sản xuất được PVC,
với năng suất 150 tấn/năm. Tuy nhiên, do không kinh tế sản lượng quá nhỏ
nên quá trình sản xuất sớm dừng lại, đặc biệt khi bước vào chiến tranh phá
hoại của Mỹ. Trong thời gian gần đây, công nghiệp gia công chất dẻo lại phát
Mạc Văn Giang CNVL Polyme K47
4
Đồán tốt nghiệp
GVHD: TS. Ngô Mạnh Long
triển mạnh mẽ với tốc độ tăng trưởng bình quân 28%/năm. Để minh hoạđiều
đó ta có bảng mức tiêu thụ chất dẻo trong thập kỷ 90
Bảng 5: Chỉ số tiêu thụ chất dẻo ở Việt Nam
Năm 1990 1996
Lượng tiêu thụ kg/ đầu người 0,5 5,7
Nguyên liệu dùng trong qúa trình gia công đều phải nhập khẩu, trong
đó PVC nhập dưới hai dạng: PVC bột (PVC resin) và PVC hạt (PVC
compund) có chứa sẵn chất hoá dẻo, chất ổn định, chất màu…cơ cấu nguyên
liệu được trình bày ở bảng sau.
Bảng 6: Cơ cấu nguyên liệu ở Việt Nam
Dạng sản phẩm Tấn
PVC bột 31000
PVC hạt 68000
Các bán sản phẩm PVC 35000
Chất hoá dẻo DOP 10000
Lượng PVC nhập vào mỗi năm vào khoảng 72000 tấn và theo kế hoạch
dự kiến của Tổng công ty nhựa Việt Nam, nhu cầu PVC và chất hoá dẻo trong
thời gian tới được mô tảở bảng sau
Bảng 7: Nhu cầu nguyên liệu dự kiến ở Việt Nam
Năm 2000 2005 2010
PVC (tấn) 100000 200000 400000
DOP (tấn) 28000 28000 67000
Nhu cầu PVC ngày càng nhiều, do đó phải tính đến xây dựng ngành sản
xuất PVC để tiết kiệm được chi phí vàđểđáp ứng nhu cầu của thị trường. Cho
đến nay đã có 6 dựán sản xuất PVC, chiếm trong số 7 dựán về sản xuất
nguyên liệu và 30 dựán cả ngành nhựa.
- Công ty Mitsui- Vina và bây giờ là TPC- Vina tổng vốn đầu tư 90
triệu USD, nguyên liệu là VCM nhập khẩu trùng hợp thành PVC, công suất
80000 tân/năm.
Mạc Văn Giang CNVL Polyme K47
5
Đồán tốt nghiệp
GVHD: TS. Ngô Mạnh Long
- Công ty Elfatoche Việt Nam tại Đồng Nai, vốn đầu tư 3,55 triệu USD
công suất 30000 tấn/năm.
- Công ty liên doanh Việt- Thái Plastchem tại thành phố Hồ Chí Minh
có vốn đầu tư 2,99 triệu USD. Hai nhà máy này có sản phẩm là PVC hạt
vàđang hoạt động, sản phẩm của hai nhà máy này đủ cung cấp cho thị trường
hiện nay.
- Công ty Oxy- Vina tổng vốn đầu tư 109,4 triệu USD đi từ nguyên
liệu VCM trùng hợp thành PVC.
- Dựán TPC- Chem Quest Việt Nam, vốn đầu tư 12 triệu USD sản xuất
DOP công suất 30000 tấn/năm từ các nguyên liệu ngoại nhập.
- Dựán LG- Vina, vốn đầu tư 12,5 triệu USD, sản xuất DOP công suất
30000 tấn/năm [8].
Tuy nhiên, hiện nay giá sản phẩm PVC trong nước cao hơn rất nhiều so
với giá mặt bằng chung trên thế giới. Do đó, các cơ sở sản xuất các sản phẩm
PVC trong nước đang phải hoạt động cầm chừng chi khoản 30- 35% công
suất. Nguyên nhân của tình trạng trên là do sự hụt giá của đồng tiền các nước
cung cấp nguyên liệu cho ngành nhựa Việt Nam. Hơn nữa, các nhà máy mới
đi vào hoạt động, giá thành sản phẩm vẫn mang giá trị khấu hao ban đầu, nên
giá thành vẫn cao hơn mức bình thường. Do vậy các dựán trên trở thành hiện
thực thì trong thời gian tới giá thành sản phẩm và sản lượng PVC trong nước
sẽđáp ứng đủ cho thị trường trong nước và giá thành sẽ hạ xuống dẫn đến
không còn phải nhập khẩu nguyện liệu và nhựa PVC nữa.
Khi các nhà máy lọc dầu ở Dung Quất (Quảng Ngãi) và Nghi Sơn
(Thanh Hoá) đi vào hoạt động sẽ là cơ hội thuận lợi cho sự phát triển công
nghiệp chất dẻo nói chung và PVC nói riêng.
Bước đi của ngành PVC như vậy đã rất rõ ràng, cụ thể do đó chúng ta
có quyền hy vọng vào một tương lai tốt đẹp.
Mạc Văn Giang CNVL Polyme K47
6
Đồán tốt nghiệp
GVHD: TS. Ngô Mạnh Long
CHƯƠNG II: NGUYÊNLIỆUVINYLCLORUA(VC).
1/ NGUYÊNLIỆU
Vinyl clorua gọi tắt là VC, có công thức phân tử C
2
H
3
Cl, công thức cấu tạo:
1.1/ Tính chất lý học
Ở nhiệt độ vàáp suất thường là chất khí có mùi ete.
+ Nhiệt độđóng rắn -159,7
0
C
+ Nhiệt độ ngưng tụ -13,9
0
C
+ Nhiệt độ tới hạn 142
0
C
+ Nhiệt độ bốc cháy 415kcal/kg
+ Nhiệt độ nóng chảy 18,4kcal/kg
+ Nhiệt độ bốc hơi ở 25
0
C 78,5kcal/kg
+ Trọng lượng riêng 0,969kcal/kg
+ Nhiệt tạo thành -83±8kcal/kg
+ Nhiệt trùng hợp -366±5kcal/kg
+ Nhiệt dung riêng dạng lỏng ở 25
0
C 0,83kcal/kgđộ
+ Nhiệt dung riêng dạng hơi ở 25
0
C 0,207kcal/kgđộ
+ Hệ số khúc xạ của VC lỏng 1,83kcal/kgđộ
+ Tỷ lệ của VC phụ thuộc vào nhiệt độ
Nhiệt độ (
0
C) -15 -25
Tỷ trọng 0,9730 0,9014
+ áp suất hơi của VC phụ thuộc vào nhiệt độ
Nhiệt độ (
0
C) -87,5 -55,8 -13,37 16,2 46,8
Áp suất (mmHg) 10 100 760 22,58 54,34
+ Độ tan trong nước ở 1at là 0,5 % trọng lượng
+ Giới hạn nồng độ của hỗn hợp với không khí từ 3,62÷26,6% thể tích
Mạc Văn Giang CNVL Polyme K47
7
CH
2
CH
Cl
Đồán tốt nghiệp
GVHD: TS. Ngô Mạnh Long
+ Tính chất độc của VC:
VC độc hơn so với etylclorua vàít độc hơn clorofom và tetra clorua
cacbon. Có khả năng gây mê qua hệ thống hô hấp của con người và cơ
thểđộng vật. Con người khi tiếp xúc hơi VC ở mức 25% thì chỉ trong 3 phút
đã bắt đầu bị choáng váng và mất thăng bằng định hướng. Nếu hàm lượng
VC trong không khí là 0,5% thì con người có thể làm việc trong một vài giờ
mà không có tác động sinh lý nào đáng kể cả. [2]
1.2/ Tính chất hoá học
Công thức cấu tạo:
2
CH CH
C l
|
=
Do có chứa liên kết đôi và nguyên tử Clo linh động nên các phản ứng hoá học
của VC là phản ứng của nguyên tử Clo linh động. VC không tan trong nước,
tan trong các dung môi hữu cơ như axeton, rượu etylic, cacbon hydro thơm,
cacbon hydro mạch thẳng.
Trong phân tử VC có liên kết nối đôi và một nguyên tử Clo linh động,
do đó phản ứng hoá học chủ yếu là phản ứng kết hợp hoặc phản ứng của
nguyên tử Clo trong phân tử VC.
- Phản ứng nối đôi
+ Phản ứng cộng hợp: tác dụng với halogen cho ta 1,2 diclo etan ởđiều kiện
môi trường khôở 140÷150
0
C hoặc ở 80
0
C và có chiếu sáng xúc tác SbCl
3
.
Khi có xúc tác AlCl
3
, FeCl
3
thì VC phản ứng với HCl.
Với H
2
Mạc Văn Giang CNVL Polyme K47
8
HCl
CH
2
CH
Cl
+
CH
2
CH
2
Cl
Cl
H
2
CH
2
CH
Cl
+
CH
3
CH
2
Cl
Đồán tốt nghiệp
GVHD: TS. Ngô Mạnh Long
Trong phản ứng oxi hoá VC ở nhiệt độ 50÷150
0
C có mặt HCl dễ dàng tạo ra
monome axetat dehit
Do phân tử có chứa nối đôi VC có thể tham gia phản ứng trùng hợp tạo PVC.
- Phản ứng của nguyên tử Clo.
+ Thuỷ phân.
Khi đun nóng với kiềm HCl bị tách ra khỏi VC cho ta axetylen
Tác dụng với acolat hay fenolat cho ta este VC:
- Tạo hợp chất cơ kim
+ VC trong điều kiện không có không khíở 450
0
C có thể bị phân huỷ
tạo thành axetylen và HCl do phản ứng polyme hoá axetylen và có thể phản
ứng tiếp tục tạo ra một lượng nhỏ 2- clo- 1,3- butadien.
Còn trong điều kiện có không khí VC bị oxi hoá hoàn toàn.
Mạc Văn Giang CNVL Polyme K47
9
CH
2
CH
Cl
+
NaOH
CH CH
NaCl
+
+
H
2
O
CH
2
CH
Cl
+
RONa
CH
2
CH
NaCl
+
OR
CH
2
CH
Cl
CH CH
+
HCl
1/2O
2
+
CHO
CH
2
Cl
CH
2
CH
Cl
CH
2
CH
Cl
CH
2
CH
Cl
n
Cl
CH
2
CH
+
Mg
CH
2
CH
MgCl
Đồán tốt nghiệp
GVHD: TS. Ngô Mạnh Long
- Bảo quản: Trước đây VC được bảo quản và vận chuyển với sự có mặt
của một lượng nhỏ phenol đểức chế phản ứng polyme hoá. Ngày nay VC
được sản xuất với độ tinh khiết cao và không cần chất ức chế trong bảo quản
đồng thời do được làm sạch nước nên VC không gây ăn mòn có thểđược bảo
quản trong các thùng thép cacbon thường.
2. CÁCPHƯƠNGPHÁPSẢNXUẤT VINYLCLORUA
Những năm 1830, VC được sản xuất dựa trên phản ứng đêhyđrô hoá
1,2- điclo etan. Trong những năm gần đây VC được sản xuất theo các phương
pháp sau.
+ Nhiệt phân 1,2 điclo etan
+ Sản xuất từ etylen
+ Phương pháp liên hợp
+ Phương pháp Clo hoá etan
2.1/ Sản xuất VC đi từđiclo etan
Công nghệ của quá trình sản xuất VC có thể sử dụng hai phương pháp:
+ Kiềm hoá dehydro hoá trong pha loảng
+ Nhiệt phân trong pha hơi
Phản ứng chính:
Cl - CH
2
- CH
2
Cl → CH
2
= CH - Cl + HCl
a/ Quá trình trong pha lỏng.
Trong pha lỏng, khi điều chế VC phản ứng được thực hiện trong thiết bị
hình trụ kiểu đồng trục thiết bị gián đoạn. Đầu tiên cho dung dịch NaOH sau
đó cho rượu và cuối cùng rót từ từ diclo etan vào. VC được tạo thành theo
phản ứng.
Mạc Văn Giang CNVL Polyme K47
10
CH
2
CH
2
Cl
+
NaOH
CH
2
CHCl
NaCl
+
+
H
2
O
Cl
Đồán tốt nghiệp
GVHD: TS. Ngô Mạnh Long
Phản ứng tiến hành trong môi trường đồng thể, áp suất nhiệt độ phản
ứng 60- 70
0
C, thời gian 4-5 giờ, áp suất trong thiết bị 0,2÷0,4 at.
Không nên cho dư kiềm vì:
Khi có dư nước diclo etan dễ bị thuỷ phân trong môi trường kiềm tạo
thành etylen glycol:
Sản phẩm tạo thành gồm có VC, diclo etan, rượu, nước ta tiến hành
ngưng tụđể tách riêng. Hiệu suất VC tính theo diclo etan là 75÷85 %.
b/ Quá trình trong pha khí
Thổi diclo etan hoạt tính 50 mm, cao 6m. Khí sản phẩm gồm có
37,5%VC, 40,8% HCl, 20,5% diclo etan không phản ứng hết và 1,2% sản
phẩm phụ. Hỗn hợp sản phầm đem làm lạnh đến O
0
C trong thiết bịống trùm
để diclo etan ngưng tụ. Dùng nước rửa diclo etan để tách HCl và dùng nước
Clo để tách sản phẩm phụ. Sau đó dùng kiềm trung hoà và dùng H
2
SO
4
để sấy.
Làm lạnh khíđến –15
0
C và tiến hành tinh luyện.
Vì phản ứng tiến hành ở nhiệt độ cao nên rất dễ xảy ra phản ứng phụ.
Cl - CH
2
- CH
2
- Cl → CH
2
= CH
2
+ Cl
2
Để tránh phản ứng tiến hành ở nhịêt độ cao người ta thường dùng xúc
tác cho phản ứng là Clo và oxi.
Cl
2
→ 2Cl
*
Cl
*
+ ClCH
2
- CH
2
Cl → ClCH
2
- C
*
+ HCl
ClCH
2
- C
*
+ HCl → CH
2
= CHCl+ Cl
*
Cl
*
+ Cl
*
→ Cl
2
Mạc Văn Giang CNVL Polyme K47
11
CH
2
CH
2
Cl
+
NaOH
CH CH
NaCl
+
+
H
2
O
2
2 2
Cl
CH
2
CH
2
Cl
+
H
2
O
CH
2
CH
2
+2
2HCl
OHOH
Đồán tốt nghiệp
GVHD: TS. Ngô Mạnh Long
Hiệu suất của phương pháp này là 85% nhưng không được dùng rộng
rãi trong công nghiệp vì quá trình tách và làm sạch các chất nằm trong khí
sản phẩm thu đựơc gây ảnh hưởng xấu cho quá trình trùng hợp VC để tạo
thành PVC.
2.2/ Công nghệ tổng hợp Vinyl clorua từ etylen
a/ Cơ chế phản ứng:
phương pháp này là sự kết hợp của ba quá trình:
+ Cộng hợp trực tiếp Clo và Etylen tạo thành 1,2- dicloetan
+ Dehydroclo hoá nhiệt 1,2- dicloetan thành vinylclorua
+ Cho oxi hoá etylen thành 1,2- dicloetan với sự tham gia của HCl tạo
ra khí dehydro hoá:
Đây là phương pháp kinh tế nhất để tổng hợp VC vì không cần sử dụng
axetylen đắt tiền.
Đểđảm bảo năng suất tạo thành VC từ quá trình tổng hợp trực tiếp VC
từ etylen ta phải tiến hành với lượng dư etylen ở mức thấp và nhiệt độ của quá
trình không được quá cao chỉ khoảng 300- 600
0
Cvà hiệu suất VC cao nhất ở
khoảng 350- 450
0
C. Với quá trình này xúc tác thường được sử dụng là xúc tác
muối kim loại chuyển tiếp nếu phản ứng tiến hành ở nhiệt độ cao sẽ khử mất
hoạt tính của xúc tác và bản thân của etylen sẽ bị oxi hoá sâu tạo nên CO và
CO
2
làm giảm năng suất của quá trình.
Đối với phần nguyên liệu dư, etylen sẽđược đưa sang thiết bị oxi hoáở
nhiệt độ cao và biến đổi thành 1,2- dicloetan đưa trở về phản ứng. Quá trình
tiến hành tổng hợp VC từ etylen sẽ rất khó kiểm soát và khống chế do đó
Mạc Văn Giang CNVL Polyme K47
12
2ClCH
2
CH
2
Cl
ClCH
CH
2
CH
2
+
Cl
2
ClCH
2
CH
2
Cl
2CH
2
HCl
+
CH
2
CH
2
2HCl
++
1/2O
2
ClCH
2
ClCH
2
+
H
2
O
2CH
2
CH
2
Cl
2
+ 1/2O
2
+
2CH
2
CHCl
H
2
O
+
Đồán tốt nghiệp
GVHD: TS. Ngô Mạnh Long
trong quá trình tiến hành người ta thường tách trung gian 1,2- diclotan tạo ra
vàđưa trở lại phản ứng.
2.3/ Phương pháp liên hợp sản suất VC.
Người ta oxi Clo hoá thành dicloetan và nhiệt phân dicloetan.
2HCl + 1/2O
2
→ H
2
O +Cl
2
CH
2
= CH
2
2
Cl
+
→
ClCH
2
- CH
2
Cl
HCl−
→
CH
2
= CH
Cl
Ởđây nhiệt phân dicloetan tinh khiết 99,9% tiến hành ở 300- 1000
o
C.
Xúc tác là than hoạt tính hay đá bọt thì lượng VC tạo thành là 90%.
CH
2
= CH
2
+ Cl
2
→ ClCH
2
- CH
2
Cl
ClCH
2
- CH
2
Cl → CH
2
= CH + HCl
Cl
CH ≡ CH + HCl → CH
2
= CHCl
CH
2
= CH
2
+CH ≡ CH +Cl → 2CH
2
= CHCl
Phương pháp này sử dụng nguyên liệu dễ kiếm như etylen và axetylen,
trong quá trình điều chế VC theo phương pháp liên hợp axetylen và etylen có
thể thu bằng phương pháp riêng biệt hoặc có thể cùng chung một quá trình
hay cracking dầu mỏ thu được hỗn hợp khí axetylen và etylen từđó có thể hấp
thụ và tách riêng chúng ra.
Phương pháp này được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp.
2.4/ Phương pháp clo hoá etan:
Etan là nguyên liệu rẻ tiền và sẵn có góp phần làm giảm giá thànhsản
phẩm VC. Chuyển hoá etan thành VC có thể theo các phương pháp sau:
- Clo hoá nhiệt độ cao.
C
2
H
6
+ 2Cl
2
→ C
2
H
3
Cl + 3HCl
- Oxi hiđroclo hoáở nhiệt độ cao.
Mạc Văn Giang CNVL Polyme K47
13
Đồán tốt nghiệp
GVHD: TS. Ngô Mạnh Long
C
2
H
6
+ HCl +O
2
→ C
2
H
3
Cl + 2H
2
O
- Oxi Clo hoá.
2C
2
H
6
+ Cl
2
+3/2O
2
→ 2C
2
H
3
Cl+3H
2
O
Với xúc tác phù hợp độ chuyển hoá có thểđạt 96%nhưng hiệu suất thu
VC thấp 20-50% các sản phẩm thu được chủ yếu gồm etylen, clorua, etan,
phương pháp này chỉ nằm trong lĩnh vực nghiên cứu chưa được ứng dụng
rộng rãi trong công nghiệp để sản xuất VC.
CHƯƠNG III: CẤUTRÚCVÀTÍNHCHẤTCỦA PVC.
1. CẤUTRÚCCỦA PVC
Công thức cấu tạo dạng tổng quát của nhựa PVC:
Nó luôn tồn tại ở hai dạng cấu tạo làđầu nối đuôi vàđầu nối đầu.
* Đầu nối đuôi:
* Đầu nối đầu:
Mạc Văn Giang CNVL Polyme K47
14
C
H
C C
H
H
H
C
H
Cl H Cl
C
H
Cl
C
H
H
C
H
C C
H
Cl
H
C
H
H H Cl
C
H
H
C
H
Cl
C
H
C C
H
Cl
H
H
C
H
Cl
n
H
Đồán tốt nghiệp
GVHD: TS. Ngô Mạnh Long
Qua sự nghiên cứu các tính chất hoá học của PVC và qua khảo sát bằng
quang học thì thấy rằng cấu tạo chủ yếu theo lối kết hợp đầu nối đuôi, vào
năm 1939 Marrel, Sample và Raj làm thí nghiệm tách loại Clo trong PVC
bằng cách đun nóng dung dịch PVC trong dioxan với bột kẽm đã khẳng định
sự xác định cấu tạo trên làđúng.
Nhóm Cycloprôpan tạo thành, chứng tỏ PVC có cấu tạo theo nối kết
hợp đầu nối đuôi.
Do trong PVC có Clo nên cấu trúc rất điều hoà. Polyme thu được là hỗn
hợp của cả ba loại.
- Syndiotactic:
- Izotactic:
- Atactic:
Vào năm 1956, Natto và Carradini kiểm tra vùng kết tinh và thấy rằng
cứ khoảng 5,1 A
0
thì chứa một cấu trúc Syndiotactic phổ NMR đã chỉ ra rằng
PVC theo quy ước có khoảng 5,5% Syndiotactic và phần còn lại là một lượng
lớn Atactic trong cấu trúc ngoài ra còn một số mạch nhánh như:
Mạc Văn Giang CNVL Polyme K47
15
Zn
CH CH
CH
2
Cl
CH CH
CH
2
CH
+
ZnCl
2
CH
2
Cl
CH
CH
2
CH
+
ZnCl
2
CH
Cl
CH
Cl
CH
2
CH
2
CH
Cl
CH
2
CH
Cl
CH
2
CH
2
CH
Cl
CH
2
CH
Cl
Cl
CH
Cl
CH
2
CH
2
CH
CH
2
CH
CH
Cl
CH
2
Cl
C
H
C C
H
Cl
H
H
H
C
Cl
H
C
H
C
H
C C
H
H
C
H
H Cl H
C
C
Cl
H H
H
hoặc
Đồán tốt nghiệp
GVHD: TS. Ngô Mạnh Long
Cấu tạo ở dạng nhánh này rất ít từ 50- 100 mắt xích cơ sở mới có một
nhánh. Năm 1940 Fuller nghiên cứu tia X và thấy rằng PVC thương mại
thường là những chất vôđịnh hình mặc dù vẫn có một lượng nhỏ kết tinh [1].
2. TÍNHCHẤT.
2.1. Tính chất vật lý.
PVC là một polyme vôđịnh hình ở dạng bột trắng hay vàng nhạt, có trọng
lượng riêng là 1,4÷1,45. Chỉ số khúc xạ 1,544. PVC là một loại nhựa dẻo chịu
nhiệt trong khoảng 80÷160
0
C. Trọng lượng phân tử không đồng đều, độ trùng
hợp từ 100÷2000. Để có vật liệu bền và co giãn thì 70% các phần của polyme
phải cóđộ trùng hợp từ 1000 trở lên. PVC lão hoá rất nhanh, dẫn đến giảm
tính co giãn và tính chất cơ học.
Tính chất điện của sản phẩm PVC phụ thuộc vào quá trình hình thành:
- Hằng sốđiện môi tại 60 Hz và 30
0
C là 3,54.
- Hằng sốđiện môi tại 1000 Hz và 30
0
C là 3,41.
- Hệ số công suất tại thời điểm trên là3,51% và 2,51%.
- Cường độđiện môi: 1080 V/ml.
- Điện trở suất là 10
15
Ω.
Từ những số liệu trên cho ta thấy tính chất cách điện của PVC khá tốt,
tuy nhiên phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ vàáp suất. [1]
Mạc Văn Giang CNVL Polyme K47
16
Đồán tốt nghiệp
GVHD: TS. Ngô Mạnh Long
2.2. Tính chất hoá học:
PVC có tính ổn định hoá học tốt ở nhiệt độ thường. Còn khi nhiệt độ tăng
thì PVC có tính chất hoạt động hoá học và trong các quá trình biến đổi hoá
học đều có các nguyên tử Clo tham gia phản ứng và kéo theo cả nguyên tử
Hidro ở bên cạnh Cacbon. Phản ứng được chúý nhất của PVC đó là sự Clo
hoá cuối. Quá trình có thể thực hiện trong môi trường hữu cơ như CCl
4
tại
nhiệt độ vừa phải dưới tác dụng của sự chiếu xạ tử ngoại.
Phản ứng cũng có thể thực hiện trong huyền phù dạng nước với sự cộng
hợp của tác nhân gây trương như clorofom, cacbon têtracloxit xúc tác bởi tia
tử ngoại.
PVC có tính hoạt động hoá học khá lớn: trong các quá trình biến đổi
hoá học đều có các nguyên tử Clo tham gia phản ứng và thường kéo theo cả
nguyên tử Hidro ở Cacbon bên cạnh.
Các loại phản ứng chính gồm:
a. Phản ứng phân huỷ: Khi đốt nóng PVC có toả ra HCl và xuất hiện
hoá trị tự do. Chính nhờ có hoá trị tự do nên trong mạch sẽ xuất hiện nối đôi ở
phản ứng (1), sẽ có liên kết nối các mạch cao phân tửở phản ứng (2) và nếu có
oxy sẽ tạo thành một số nhóm có chứa oxy ở phản ứng (3)
Mạc Văn Giang CNVL Polyme K47
17
CH
2
CH
Cl
CH
2
CH
Cl
- HCl
CH
2
CH
Cl
CH CH
+
HCl
(1)
CH
2
CH
Cl
CH
2
CH
Cl
- HCl
CH
2
CH
CH CH
+
HCl
+ O
2
Cl
O
(3)
Cl
CH
2
CH
Cl
CH
2
CH
Cl
- HCl
CH
2
CH
CH CH
(2)
CH
2
CH
Cl
CH
2
CH
Đồán tốt nghiệp
GVHD: TS. Ngô Mạnh Long
Nhiệt độ càng cao HCl toả ra càng mạnh và càng có nhiều liên kết nối
các mạch làm giảm tính chất hoà tan của polyme. PVC ở trong dung môi và
ngay ở nhiệt độ thường cũng có HCl thoát ra vàởđây chủ yếu xảy ra quá trình
oxy hoá. Ngược lại PVC trong khí N
2
khi đun nóng không bị oxy hoá mà sẽ
có cấu tạo lưới.
b. Khử HCl
Muốn đuổi hết nguyên tử Clo ra khỏi PVC người ta cho tác dụng dung
dịch polyme trong tetrahydro- furan một thời gian lâu với dung dịch kiềm
trong rượu và sẽ tạo thành polyen có cấu tạo như sau:
Dung dịch polyme như trên đun nóng với Lytiafumi hydrat ở 100
0
C sẽ
biến hoàn toàn thành polyetylen (chảy mềm ở nhiệt độ 120÷130
0
C).
c. Thế các nguyên tử Clo.
Mức độ thay thế không cao lắm và thường trọng lượng phân tử bị giảm,
thay Clo bằng nhóm axêtát. Khi đun nóng lâu ở 65
0
C dung dịch PVC với hỗn
hợp axit axetic và axetat bạc
- Thay Clo bằng nhóm amin
Khi tác dụng dung dịch PVC với amôniac trong bình cóáp suất vàở
nhiệt độ cao sẽ tạo thành một số nhóm amin và các liên kết amin nối các
mạch, mức độ thay thế không quá 15÷20%
Mạc Văn Giang CNVL Polyme K47
18
CH
CH
CH CH CH CH
CH CH
n CH
3
COOAg
CH
2
CH
Cl
CH
2
CH
Cl
CH
2
CH
OCOCH
3
CH
2
CH
OCOCH
3
+
n AgCl
CH
2
CH
CH
2
CH
CH
2
CH
2
CH
CH
2
CH
CH
2
CH
Cl
Cl
Cl
Cl
CH
CH
2
CH
CH
2
CH
Cl
Cl
NH
n NH
3
+ n HCl
Đồán tốt nghiệp
GVHD: TS. Ngô Mạnh Long
- Thế Clo bởi nhân thơm
Khi cho tác dụng dung dịch PVC trong têtra hydro furan hay dicloetan
với benzen (hay Alkyl benzen) ở 0
0
C hay ở nhiệt độ thường với xúc tác
Clorua nhôm (AlCl
3
) sẽ tạo thành một số nhóm Aryl
Bên cạnh phản ứng chính trên còn có 2 loại phản ứng phụ sau:
+ Tạo thành vòng ở một số mắt xích
+ Tạo thành một số liên kết ngang nối các mạch
Mạc Văn Giang CNVL Polyme K47
19
AlCl
3
CH
2
CH
CH
2
CH
CH
2
CH
Cl
CH
2
CH
CH
2
CH
CH
2
CH
+ n HCl
+ n
AlCl
3
CH
2
CH
CH
2
CH
CH
2
CH
Cl
CH
2
CH
CH
2
CH
CH
2
CH
Cl
Cl
Cl
+ nHCl
CH
2
CH
CH
2
CH
Cl
Cl
CH
2
CH
CH
2
CH
Cl
Cl
+ n
AlCl
3
CH
2
CH
CH
2
CH
CH
2
CH
CH
2
CH
Cl
+ nHCl
Đồán tốt nghiệp
GVHD: TS. Ngô Mạnh Long
- Thế bởi nhóm sunfua amin bởi phản ứng nhựa trong huyền phù dạng
nước với amoni.
Cl + (NH
4
)
2
SO
4
→ - SO
2
NH
2
+ NH
4
Cl + H
2
O
3 ĐỘỔNĐỊNHNHIỆTVÀCHẤTỔNĐỊNH
Nhiệt độ chảy mềm của PVC cao hơn một ít so với nhiệt độ phân huỷ.
Sự phân huỷ PVC khi đun nóng cũng theo phản ứng chuỗi, trung tâm bắt đầu
phân huỷở những phần mạch màởđó có liên kết C- H và C- CL yếu. Những
phần đó có thể là những nhóm cuối phân tử và như ta biết trùng hợp theo cơ
chế gốc thì sựđứt mạch có thể xảy ra do chuyển mạch cho monome hoặc
polyme hoặc cho cả hai.
Còn nếu chuyển mạch cho polyme thì xuất hiện phân tử nhánh và phân
tử có cacbon bậc 3. Oxy trong không khí nhiệt phân huỷ PVC xảy ra nhanh
hơn trong N
2
. Một số kim loại như Zn và Fe ngay cả khi chỉ có vết (>= 10
trọng lượng kim loại trên 10
6
phần trọng lượng Polyme) cũng làm xúc tiến
quá trình phân huỷ PVC và làm cho khí HCl trở thành chất xúc tác của quá
trình phân huỷ. Polyme kỹ thuật luôn chứa vết, do đó thực tế có tác dụng xúc
tác khí HCl. Chất ổn định có trong polyme cũng ảnh hưởng không tốt đến
độổn định. Ôxy ở nhiệt độ cao xảy ra phân huỷ PVC. Trong kỹ thuật có hai
chỉ số rất quan trọng đó là nhiệt độ phân huỷ vàđộổn định nhiệt độ của PVC.
Nó phụ thuộc vào thành phần và mục đích của nhựa dẻo mà gia công PVC ở
140÷175
0
C
Trong điều kiện này có xảy ra phân huỷ HCl và phân huỷ một phần
polyme cũng có khi tạo thành cầu nối giữa các đại lượng. Nếu nhiệt độ phân
huỷ của polyme trên 170
0
C vàđộổn định nhiệt trên 70 phút thì có thể dùng chế
Mạc Văn Giang CNVL Polyme K47
20
Đồán tốt nghiệp
GVHD: TS. Ngô Mạnh Long
tạo màng và tấm, nếu độổn định trên 90 phút thì dùng chế tạo ống và các vật
phẩm khác.
Để tăng độổn định nhiệt của PVC ta thêm chất ổn định vào để nó có
khả năng làm chậm hoặc ngăn ngừa phân huỷ polyme.
Chất ổn định chia làm 4 nhóm (dựa theo tác dụng của từng nhóm).
- Nhóm hấp thụ HCl
- Nhóm chất trung hoà HCl
- Chất ngăn chặn tác dụng của ôxy
- Chất hấp thụ tia tử ngoại
Tuỳ vào loại cấu tạo ta chia ra chất ổn định ở dạng hữu cơ, vô cơ và cơ
kim. Chất vô cơ và cơ kim quan trọng nhất vì ngoài tác dụng ổn định nhiệt
chúng còn ngăn ngừa PVC khỏi bị phân huỷ, trong điều kiện gia công có nhiệt
độ cao và chúng có khả năng bảo vệ các tính chất của vật liệu trong thời gian
dài khi sử dụng vật liệu.
+ Chất ổn định nhiệt vô cơ như: Pb(HPO
3
)
2
, Pb
3
O
4
, Na
2
CO
3
, Na
2
SiO
3
,
Na
3
PO
4
+ Chất ổn định nhiệt cơ kim (hấp thụ khí HCl). Xà phòng kim loại
(muối của axit béo) để tạo ra muối dùng kim loại Mg, Ca, Ba, Zn, Pb và cả
các axit béo: stearic, redinonic, laurinic … xà phòng kim loại không độc.
+ Chất ổn định nhiệt hữu cơ: menamin, dẫn xuất ure và tioure, lượng
chất epoxy, estes.
Nhưng có một nhược điểm khi dùng chất ổn định là tạo ra muối clorua
kim loại làm ảnh hưởng đến độ trong suốt của polyme, tính điện môi giảm,
dẫu sao nó cũng tan trong nước và có thểđây là nguyên nhân gây độc.
4. CÁCLOẠICHẤTDẺOTỪNHỰA PVC
4.1 Sản phẩm từ PVC hoá dẻo
Hoá dẻo PVC với mục đích có các vật liệu mẫu, co giãn ở nhiệt độ
thường vàđặc biệt là nhiệt độ thấp vàđể dễ dàng cho quá trình gia công ra sản
Mạc Văn Giang CNVL Polyme K47
21
Đồán tốt nghiệp
GVHD: TS. Ngô Mạnh Long
phẩm. Như vậy tác dụng cuả chất hoá dẻo thêm vào là giảm nhiệt độ hoá thuỷ
tĩnh của polyme nhưng đồng thời nó cũng làm giảm sức bền và tăng độ giãn
dài cuả sản phẩm.
Những chất hoá dẻo thường dùng là những chất phôtphat chiếm 75%
lượng chất hoá dẻo đó là các hợp chất trung gian như DIOP, DEHP, DOP và
estephtalat của C
7
÷C
9
, oxo – alcohol…
Những chất này có tác dụng tương tự nhau đối với PVC nếu không phụ
thuộc vào lý do kinh tế. Nếu dùng thêm chủng loại chất hoá dẻo là hợp chất
cao phân tử có nhiệt độ hoá thuỷ tĩnh thấp và có thể tạo ra các sản phẩm đồng
nhất như caosu nitril (chất đồng trùng hợp của acrylic nitril với butadien).
Ưu điểm chính của loại chất hoá dẻo này là làm cho sản phẩm ổn định
vì chúng không bay hơi. Trong trường hợp này muốn hóa dẻo dùng các trục
nóng để trộn hỗn hợp và các máy có vết xoắn.
Thông thường dùng hỗn hợp 60- 70% PVC và 30- 40% chất hoá dẻo, vì
thế lượng chất hoá dẻo dùng rất nhiều. Do đó vấn đềđặt ra là phải nghiên cứu,
chế tạo chất hoá dẻo từ nguyên liệu trong nước để thay thế hoàn toàn hay một
phần các chất hoá dẻo mua của nước ngoài [2].
4.2 Sản phẩm từ PVC không hoá dẻo
Khi thêm chất hoá dẻo nhiệt độ 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 cách điện của polyme giảm tính chất chịu nhiệt và làm cho nhựa dễ bị lão
hóa. Để khắc phục tính chịu nhiệt vàổn định hoá học thì dùng PVC không có
chất hoá dẻo thường gọi là PVC cứng. Khi sử dụng PVC cứng này phải dùng
thêm chất ổn định đểđảm bảo tính ổn định đối với nhiệt của PVC.
Chất ổn định là những chất có tính bazơ, có khả năng kết hợp với HCl
thoát ra khi gia công để ngăn chặn quá trình phân huỷ.
Chất ổn định gồm hai dạng vô cơ và hữu cơ.
Mạc Văn Giang CNVL Polyme K47
22
Đồán tốt nghiệp
GVHD: TS. Ngô Mạnh Long
+ Chất ổn định dạng vô cơ thường dùng là oxit chì, cacbonat chì, silicat
chì…
+ Chất ổn định dạng hữu cơ: stearat canxi, bari, chì, các amin, ure,
metamin.
PVC cứng không hoá dẻo rất bền về cơ học vàổn định hoá học. Xét về
phương diện cơ học PVC cứng là một vật liệu cứng đàn hồi cao (≈10000
kg/cm
2
) cường độ va chạm riêng cao (≈100-200 kg/cm
2
) vàđộ bền tĩnh học khi
kéo cũng tương đối lớn (500- 800 kg/cm
2
) nhưng tính chất này lại phụ thuộc
nhiều vào nhiệt độ và bề mặt sản phẩm cũng như trong quá trình gia công
màđun nóng, làm lạnh không đều, ép dính các lớp không đều sẽ dẫn đến làm
giảm tính cơ học của PVC cứng.
Tính ổn định hoá học rất cao
+ Độ hút nước (sau 24 h) 0,1.10
-4
÷0,3.10
-4
gam/cm
2
.
+ Bền với axit và kiềm.
+ Bền với tác dụng của ximăng, dầu hoả, dầu thảo mộc, rượu, glixêrin.
Chính nhờ có tính ổn định hoá học cao và tính chất bền cơ học cho nên
có rất nhiều phương pháp gia công (hàn, ép, dán, cán…) nên có thể xem PVC
cứng là một loại vật liệu xây dựng chống ăn mòn rất tốt. [2]
5 ỨNGDỤNG.
Do nhựa PVC có nhiều tính chất quý như: ổn định hoá học, bền thời
tiết, bền ôxy hoá, cách điện, dễ gia công, giá thành thấp,…vì vậy nóđược sử
dụng rất rộng rãi trong nhiều lĩnh vực. Sản phẩm được tạo ra từ PVC rất đa
dạng trên 2/3 lượng PVC được dùng làm các sản phẩm lâu bền nhưống dẫn
nước, khung cửa sổ, bàn ghế…còn lại PVC được gia công thành những sản
phẩm khác như màng mỏng, bao bì, giày dép giả da, dây bọc cách điện,…
Trong thời gian gần đây, người ta đặc biệt chúýđến loại PVC cứng và
xốp, có thể làm vật liệu thay thế gỗ, sự thay thế này cóảnh hưởng đến giá
thành và sựổn định, dẫn đến sự thuận lợi cho quá trình tổng hợp vật liệu. Tuy
Mạc Văn Giang CNVL Polyme K47
23
Đồán tốt nghiệp
GVHD: TS. Ngô Mạnh Long
nhiên các sản phẩm làm bằng vật liệu PVC rất khó phân huỷ và trong quá
trình sản xuất có tách ra các chất ảnh hưởng xấu tới môi trường vàđã có
những lời chỉ trích từ cơ quan bảo vệ môi trường, nhưng các nhà kinh tế cho
rằng mức độ tăng trưởng PVC trên quy mô toàn cầu vẫn được duy trì trong
thời gian tới và bước vào thế kỷ XXI địa vị của PVC vẫn vững vàng trên thị
trường.
Nền công nghiệp chất dẻo nói chung và nhựa PVC nói riêng vô cùng
quan trọng trong nền kinh tế quốc dân là lĩnh vực không thể thiếu được và
luôn gắn liền với sự phát triển cuả khoa học kỹ thuật [1]
Mạc Văn Giang CNVL Polyme K47
24
Đồán tốt nghiệp
GVHD: TS. Ngô Mạnh Long
CHƯƠNG IV: QUÁTRÌNHSẢNXUẤTNHỰA PVC
1. PHẢNỨNGTRÙNGHỢP:
Phản ứng tạo nhựa PVC là phản ứng trùng hợp VC theo cơ cấu trùng hợp
gốc.
Vinylclorua (VC) có công thức: CH
2
= CH
là hợp chất phân cực, với mômen lưỡng cực: 1,44 (mômen lưỡng cực cóảnh
hưởng đến vận tốc trùng hợp).
Theo cơ cấu trùng hợp gốc phải có chất khởi đầu và trùng hợp theo 3
giai đoạn. Gọi là chất khởi đầu vì gốc của nó làđoạn đầu của mạch cao phân
tử cũng có thể gọi là chất kích thích vì chính nó có tác dụng kích động phản
ứng trùng hợp. Có 2 chất khởi đầu thường dùng là:
+ Peoxit benzoil (POB) có công thức là (C
6
H
5
COO)
2
do tác dụng nhiệt
nó bị phân huỷ ra các gốc hoạt động.
(C
6
H
5
COO)
2
2 C
6
H
5
COO
C
6
H
5
COO C
6
H
5
+ CO
2
+ Azodi Izobutyl nitril (AIBN) cũng bị phân huỷ thành các gốc hoạt
động.
Các gốc vừa sinh ra gọi là gốc hoạt động vàđược ký hiệu là R. Tuy
nhiên các gốc này không phải đều tham gia khơi mào quá trình trùng hợp mà
một số kết hợp với nhau tạo thành phân tử trung hoà (khoảng 20 – 40%)
C
6
H
5
+ C
6
H
5
C
6
H
5
C
6
H
5
C
6
H
5
+ C
6
H
5
COO C
6
H
5
COOC
6
H
5
Quá trình trùng hợp VC để tạo thành PVC qua 4 giai đoạn chính:
Mạc Văn Giang CNVL Polyme K47
25
Cl
t
0
t
0
C
CH
3
CH
3
CN
N N
C
CH
3
CH
3
2 C
CH
3
CH
3
CN
+ N
2
CN

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×