đề tài tìm hiểu về công nghệ sản xuất nhựa polypropylen

loãng xảy ra ở nhiệt độ 55- 60°C, áp suất IMPa với sự có mặt của xúc tác Ziegler — Natta thế hệ một gồm các hợp chất cơ kim sử dung Ig xúc tác để sản xuất gần Ikg PP.. hẳn lớn là isotac

TRUONG DAI HOC BACH KHOA HA NOI

VIEN Ki THUAT HOA HOC

TRUNG TAM NGHIEN CUU VAT LIEU POLYME-COMPOZIT

2 Nguyén Thi Minh Trang 20106229 KTHH3

3 Nguyén Thi Yén 20103438 KTHH5

NGHE CHAT DEO

Giảng viên hướng dân: TẠ THỊ PHƯƠNG HÒA

Dé tai:

TIM HIEU VE CONG NGHE

SAN XUAT NHUA

POLYPROPYLEN

NOI DUN 5 s

NOT DUNG LTIM HIEU CHUNG

VE NHUA POLYPROPYLEN

M HIEU CHUNG VE NHUA POLYPROPYLEN

1.Lịch sử ra đời va phat trién cia nhwa polypropylene

Polypropylen dugc phat hién dau tién vao nam

1954 bởi một nhà hóa học người Duc tén 1a Karl

Rehn và nhà hóa học người Ý tên là Giulio

Natta

loãng) xảy ra ở nhiệt độ 55- 60°C, áp suất IMPa với

sự có mặt của xúc tác Ziegler — Natta thế hệ một (

gồm các hợp chất cơ kim) sử dung Ig xúc tác để sản xuất gần Ikg PP

e Ngay sau đó, nó được sản xuất hàng loạt tại châu Au,

Mỹ, Nhật Theo dòng thời gian phát triển công suất

và chất lượng Polypropylen thương mại ngày càng

được cải thiện

~ Nguyên liệu đề sản xuất PP là a

propylen a 6 oh \ ye Ae

dầu mỏ Khống chế điều kiện cracking ( p, t, chat xúc

tác, ) thu được propylen và etylen,dùng phương

pháp làm lạnh đề tách và làm sạch propylen

-_Do ảnh hướng của nhóm —CH3 nên phân tử Propylen

có sự phân cực, momen lưỡng cực 0,35 debal

-_ Có đầy đủ tính chất hóa học của một anken điển hình

13/11/2013

Khối lượng phân tử 42,08 q mol -1

- au truc, cau Pa m= của

polypropylene

3.1 Cau tric Polypropylen:

e Danh phap IUPAC: poly(1-methylethylene)

e CTPT:

CH;

® Jsofacfic polypropylene:

s - Có các nhóm —CH; cùng nằm về I phía mặt phăng

trong cấu trúc hình đồng phân quang học, dạng tinh

thê Có tính chất là không tan được trong heptan sôi

và có nhiệt độ điểm chảy khoảng 165°C

m yndiotactic ae

s - Có các nhóm —CH; sắp xếp luân phiên trật tự cả 2 nửa mặt phăng

PB nolyproniene SN

s Có các nhóm —CH; sắp xếp ngẫu nhiên không theo

một quy luật nào, vô định hình và kết dính tôt

hẳn lớn là isotactic,m6t phan nho 1a syndiotactic

và atactic.Khi nhiệt độ phản ứng t = 50°C va ding

xuc tac TiClz —Al(C2Hs)3 thi ham luong isotactic

85+95%, ham lượng kết tinh lớn

-Vì mỗi mắt xích có I1 nhóm —CHs nên mạch cứng

hơn PE vì thê độ bên cơ,bên nhiệt độ lớn hơn PE

sTa thấy công thức Polypropylen có nguyên tử H ở C

bậc 3 rât linh động do đó polypropylen dê bị oxy

hoá,lão hoa

bơ Đặc tính chung:

s Tính bền cơ học cao ( bền xé và bền kéo đứt),khá

cứng, vững, không mềm dẻo như PE, không bị kéo

giãn dài do đó được chế tạo thành sợi Đặc biệt khả

năng bị xé rách đễ dàng khi có 1 vết cắt hoặc 1 vết

s Chịu được nhiệt độ cao hơn 100°C Nhiệt độ hàn dán

mí (thân) bao bì Polypropylen (140°C) cao so với PE

nên có thể gây chảy, hư hỏng màng ghép cấu trúc bên

ngoài, thường ít dùng PP làm lớp trong cùng

© Co tinh chat chéng thấm Os,hơi nước,dầu mỡ và các

khí khác

3.3.Các tính chất:

s Nhiệt độ nóng chảy cao tnc= 160+170°C

s Ôn định ở150°C khi không có ngoại lực

s Chịu được nước sôi lâu, không bị biến dạng

e O 155°C, PP van con 6 thé ran, nhung dén gan nhiét

độ nóng chảy PP chuyền sang trạng thái mềm cao

(như cao su)

s Khi giảm từ nhiệt độ nóng chảy đến 120°C, PP bắt

đầu kết tỉnh : nhiệt độ kết tinh cao

PP cứng hơn rất nhiều so với PE Độ

bền cơ học của PP phụ thuộc rất

mạnh vào tôc độ chât tải

PP chịu lạnh kém hơn PE, dễ bị oxi

hóa, tính bám dính kém

Trọng lượng phân tử trong khoảng 80.000 -200.000

bên cơ học của

polypropylen

(KG/cm° ) i é cứng

Brinel (N/m

m )

0,9- 300- 600- 900- 250 105- 0,0002- 63 2-60

0,92 350 700 1200 - 110 0,0003

© Onhiét do thuong, PP khong tan trong các dung môi hữu

cơ, ngay cả khi tiếp xúc lâu, mà chỉ trương trong các

cacbuahydro thơm và clo hoá Ở nhiệt độ trên 80C PP bắt

đầu tan trong hai loại dung môi trên

s Polymer có độ kết tinh lớn bền hoá chất hơn polymer có

độ kết tinh bé

s PP thực tế xem nhưkhông hút nước, mức hút ầm <0,01%

1.Xúc tác phản ứng

s Xúc tác là hỗn hợp chất rắn được cầu thành từ một

muôi clorua kim loại nhóm IV -VII có hóa trị chuyên

tiêp và các hợp chat co kim của nhóm I-III

s Trong công nghiệp, xúc tac Ziegler -Natta thường

được sử dụng dưới dạng các hạt nhỏ hình câu

TTT TTT ee eee ee eee eee ee em s

Bang1: Cac thế hệ xúc tác Zicgler —Natta, thành phần, tính năng, hình thái,và yêu cầu của quá trình

Thê | Thành phân Hiệu suât, kg| Chỉ sô |Kiêm |Yêu câu

12 §-TiCl;+AIEtCl 3-5 (10-15) 94-97 | Có thê | Khử tro

13 TiCl,/ester/MgCl,+AIR3/es | 5-10(15-30) 90-95 |Cóthê |Loại bỏ

Bảng 2 Thành phân chính cúa các loại xúc tac Ziegler-Natta\

Kim loại chuyên tiếp

_0y.ð T¡Cla/chất mang»

Aryl esters

-HMPA, DMF

3.Co ché tring hop

s Điều chế PP trọng lượng phân tử tiến hành trong điều

kiện có xúc tác dị thê dựa trên cơ sở TIC]3 không hòa

tan vào môi trường

s Các phân tử monomer bị hấp thụ lên bề mặt chất xúc

tác và định hướng, sau đó dính với mạch của polymer

nhờ mở nôi đôi

e Xúc tác ở dạng huyền phù cho polymer có cấu trúc

không đêu đặn

nghé san xuat pp hién nay

¡.Công nghệ pha khí

a Công nghệ Spheripol

5 Monome chưa phản ứng được nén và tuần

hoàn trở lại thiết bị phản ứng, nhờ đó làm tăng hiệu suất và giảm tiêu hao năng lượng

s_ Hiệu suất thu polyme đạt 40.000 - 60.000

kg/kg xúc tác

4

e Dinh mức tiêu hao nguyên vật liệu và năng

lượng cho một tân PP :

e - Propylen va comonome, tan 1,002 - 1,005

Công nghệ này hiện chiếm khoảng 50% tổng

công suât PP toàn câu

b.Công nghệ Hypol II của Nhật Ban

e Su dung lo phan tng homopolymer dang vong (loop

reactor) tao ra cdc mach Polypropylene co tinh dang

hướng, tỷ lệ két tinh cao (Hypol II cho ra

polypropylene co II = 98%)

s Chỉ số Isostaticity cao này làm cho hạt nhựa PP có độ

cứng, độ bền, độ chịu va đập và độ trong SuỐt cao

s Sử dụng chất xúc tác có hiệu suất phản ứng rất cao

làm giảm tối đa hàm lượng tro, tạp chất sinh ra trong

quá trình phản ứng, làm cho hạt nhựa có độ trong

suốt, độ nguyên chất rất cao

E tiêu tiêu hao nguyên XI Tu : + 1 tan

polyme đông nhât của PP:

s Propylen (và etylen cho đồng trùng hợp),

s Trên thế giới, hiện có 25 dây chuyên phản ứng theo

công nghệ này với tổng công suất trên 2 „5 triệu

tắn/năm

' ' ' ' ' ' '

1 ' ' ' -_+

Z ông nghệ pha nh

Congnghé Unipol

e la mot quá trình đơn giản

s Các sản phâm có thể gia công bằng phun màng mỏng,

đúc khuôn, thối khuôn, đùn ép và dệt

s Trên thế giới, hiện có 30 dây chuyền sản xuất theo

công nghệ này với công suất từ 80.000 tan/nam đến

260.000 tắn/năm

s Tổng sản lượng các sản phâm polyprolylen được sản xuất theo công nghệ này trên toàn thế giới lên đến trên

5 triệu tấn

Se

1 Phuong phap ép phun

e Ep phun la mét quy trinh

kỹ thuật quan trọng từ chất

dẻo, sử dụng những

nguyên liệu chịu nhiệt để

tạo thành sản phẩm

vào lòng khuôn đóng kín, dưới áp lực cao và tốc độ

nhanh sau 1 thời gian ngắn sản phẩm được định hình, sau đó lấy ra và tiếp tục 1 chu kỳ mới

_Cấu tạo cửa Tñáy ép phun ”

_ÌCỤM 1: Nhựa hóa và đúc

Gồm bộ phận :

> Phiéu nạp liệu

> Xylanh nguên liệu

> Trục vít vừa làm nhiệm vụ nhựa

hóa vừa giữ nhiệm vụ tạo áp suât

đây nguyên liệu vào vùng tọa hình

của khuôn

> Đầu trục vít

> Đầu phun

> Bộ phận truyền động

se May ep phun lam việc 7

e A truc vit E họng cấp liệu

e B Than may dun F phéu cap liéu

°C Thiét bi gia nhiệt G giảm áp lực đây

e H giam téc bang banh rang K ving nén

Nguyên lí hoạt động của may dun

ee, ng dung —=

s Loại thông thường để sản xuất các loại vật dụng thông

thường như bao đóng gói, túi nilon,

s Loại trùng hợp khối: sản xuất các vật dụng chất lượng cao,

chỉ tiết công nghiệp, các loại van, vỏ hộp acqul,

s Loại đặc biệt: chuyên dùngcho chỉ tiết sản phẩm công

nghiệp, chi tiết nhựa trong xe máy, ô tô, điện tử, hộp thực

phẩm, máy giặt,

s Loại trong: nhiều pha vô định hình dùng cho bao bì y tế,

bao bì thực phẩm, xylanh tiêm, CD, VCD, sản phẩm loại

đặc biệt trong cho thực phẩm , không mùi, có độ bóng bề

mặt cao.

7,3

a

www.atc-vn.com

Một số hình ảnh các nhà máy sản xuất nhựa pp ở Việt Nam

trong va ngoài nước Phi loa hat abya (theo nv chy) - Nguồn: PT furgpe

O NE LOLX CUI

khẩu nguyên liệu đâu vào

Plastic Production in Vietnam

190 1995

2000

2005 2010 (pre)

© National Output (M7)

Sosase: Vietnam Plutin Anoctation VEU

in chan thanh cam on!