tiểu luận: chất dẻo pe, pp, ps, pvc, ptfe

tiểu luận: chất dẻo pe, pp, ps, pvc, ptfe

GV hướng dẫn: Ths Lê Đức Giang

Thực hiện : Hồ Thị Thu Hiền

CHẤT

DẺO

A PHẦN MỞ ĐẦU

• Chất dẻo – plastic với ý nghĩa hẹp dùng cho những hợp chất hữu cơ tự nhiên và tổng hợp, có khả năng tạo hình hoặc là dùng cho những polime không có tính đàn hồi cao như hay không có tính chất kết tinh cao như tơ sợi.

• Tất cả những đặc điểm này làm cho chất dẻo trở thành vật liệu không thể thiếu được khi giải quyết nhiệm vụ kỹ thuật phức tạp: nhẹ và bền, cách ẩm, không dẩn nhiệt, bền nhiệt, bền với các dung môi hữu

cơ và các môi trường xâm thực, chúng có thể thoả mãn bất cứ các yêu cầu về thiết kế.

Biểu đồ về nhu cầu chất dẻo năm 2007- 2008 của thế giới

Trong bài báo cáo này, tôi chỉ tập trung nghiên cứu về PP,

PE, PS, PVC và Teflon Nội dung nghiên cứu của từng loại chất dẻo chỉ dừng lại ở giới thiệu tổng quan, các tính chất đặc trưng, phương pháp tổng hợp và một vài ứng dụng của nó trong thực tế…

B CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

I Polyetylen: PE

• 1 Tổng quan về đối tượng

• Một trong các chất dẻo phổ biến trên thế giới (hàng năm tiêu thụ

toàn cầu đạt 78 triệu tấn ) là Polyetylen.

• Polyetylen là hợp chất hữu cơ gồm nhiều nhóm etylen CH2-CH2liên kết với nhau bằng các liên kết hidro no

• Được điều chế bằng phản ứng trùng hợp monoetilen (C2H4)

2 Các tính chất đặc trưng của PE

• a Độ bền hoá học

• Ở nhiệt độ thường PE bền vững với H2 SO4 và HNO3 (ở nồng độ

loãng) với HCI ,H3 PO4, HCOOH và CH3COOH đặc với NH3 và các muối amoni, các dung dịch kiềm, bền vững với môi trường HNO3, H2 SO4 đặc, không bền với axitcromic

• Độ chịu lạnh của PE khá cao: –70oC PE mới bắt đầu giòn Tuy

nhiên nhiệt độ nóng chảy thấp

Nov 11, 2014 PE - PS - PP - PVC-TEF

LON

7

• d Tính chất cách điện:

• PE có mức độ hao tổn điên môi thấp nhất

PE là lọai vật liệu có tính cách điện chất lượng cao, dùng trong kĩ thuật điện tần số cao.Tuy nhiên tính cách điện của PE cũng thay đổi theo nhiệt độ

• LDPE hoàn toàn ở trạng thái

vô định hình, trong suốt.

• Nhiệt độ giòn, gãy: - 80 o C

Nhựa Polyetylen có nhiều loại: HDPE, LDPE, LLDPE, VLDPE,

nhưng trong thị trường phổ biến là 2 loại HDPE và LDPE

Phân loại PE theo tỷ trọng

Loại 5: PE-C (thay thế một số

H trong PE bằng clo): clorua

hoá nhằm tăng độ bám dính cho PE

ỨNG DỤNG CỦA PE

II Polypropylen: PP

1 T ổ ng quan

trùng hợp Propylen Công thức phân tử: (C3H6)x

• Tỷ trong: PP vô định hình là 0,85 g/cm3;PP tinh thể là 0,96 g/cm3

Độ giãn dài là 250 – 700%; Độ bền kéo dài là 30 – 40 N/mm2

• PP có ý nghĩa trong kĩ thuật khi có phân tử lượng từ 80000 -200000 đvC

• Điểm nóng chảy: -165oC

• Công thức cấu tạo:

Độ bền hoá chất: Polymer có kết tinh lớn > polymer có độ kết

tinh bé PP thực tế xem như không hút nước, mức hút ẩm < 0,01%

÷

nguyên liệu propylene và sử dụng thiết bị tăng áp

Nov 11, 2014 PE - PS - PP - PVC-TEF

LON

18

Một số chất liệu làm từ PP

• PS Là loại vô định hình cho ánh sáng lọt qua 90% PS kính.

• Mono styren(vinyl benzol hoặc phenyl etylen ):

• Công thức cấu tạo PS:

* CH 2 CH 2 *

C 6 H 5

CH = CH 2

• Cấu trúc mạch của PS hoàn toàn là cacbua hydro nên tạo cho

PS tính cách điện cực kì hoàn hảo

• Giới hạn bền kéo phụ thuộc vào tốc độ chất tải trọng với tốc

độ chất tải nhỏ cho ta nhũng giá trị bền nhỏ

• PS là loại chất dẻo cứng, giòn nên độ giãn dài nhỏ

• Độ giãn dài tăng rất mạnh khi t0 80oC và PS bắt đầu mềm và dần dần dính như cao su Khi nhiệt độ tăng thì modun giảm

khi toC > 80oC thì modun = 0

t°C 66

38 10

-18 -46

Nov 11, 2014 PE - PS - PP - PVC-TEF

LON

23

Sản xuất các sản phẩm trong ngành điện

Ứng dụng

Sản xuất các sản phẩm

trong ngành may mặc

Trong các ngành khác

• PVC ở dạng bột màu trắng PVC tồn tại ở hai dạng là huyền phù (PVC.S - PVC Suspension) và nhũ tương (PVC.E - PVC Emulsion) PVC.S có kích thước hạt lớn từ 20 - 150 micron PVC.E nhũ tương có độ mịn cao.

Nov 11, 2014 PE - PS - PP - PVC-TEF

LON

25

Tính chất.

• Đối với PVC có n 500 dễ tan trong axeton este, RH được ≤clorua hóa Nếu n cao hơn mức độ hòa tan bị hạn chế

• c Tính ổn định nhiệt

• PVC là vật liệu nhạy nhiệt vì t 140 thì bắt đầu phân hủy, º ≥ º

đến t = 170 thì quá trình phân hủy nhanh cho ta HCl và độ º ºsẫm màu tăng dần từ trắng vàng => da cam => đỏ nâu => đen

• d Tính phối hợp với loại nhựa và chất hoá dẻo.

• PVC có thể phối hợp được với một loạt các polyeste mạch sợi hoặc mạch ancid

Phương pháp tổng hợp

• Từ acetylen: Ngày nay không còn sử dụng do đi từ đá vôi than đá quá tốn kém

• Từ ethylen: QT sẽ xảy ra theo 2 bước B1: Clo hoá ethylen để tạo

ra 1,2-ethylen-diclorua(EDC); B2: Nhiệt phân EDC thành MVC

và axit clohyđric HCl

• Luợng HCl dư sử dụng để oxy clo hoá ethylen với sự có mặt của chất xúc tác:

Sơ đồ quá trình sản suất MVC kết hợp oxyclo hoá ethylen

Ứng dụng

Lĩnh vực xây dựng

kỹ thuật điện tử

sản xuất ôtô, xe máy sức khoẻ con người

Nov 11, 2014 PE - PS - PP - PVC-TEF

LON

33

Nov 11, 2014 PE - PS - PP - PVC-TEF

LON

34

• Nó tạo ra một polyme có rất nhiều đặc tính tốt mà các loại chất dẻo khác không có được như: Độ bền nhiệt cao, tính cách điện cao,

không bắt cháy, hệ số ma sát nhỏ, độ chống mài mòn cao…

• Hiện nay xuất hiện các loại Teflon sau: PTFE (Đức), Hoctaflen –

TF (Đức), Teflon (Dupon – Mỹ), Ftaroplat (Nga)

• PTFE có thể sản xuất ở dạng bột – sợi tơi xốp, (Teflon*) có thể ở dạng hạt mịn phân tán với kích thước hạt 0,1 – 0,3m hoặc ở dạng

dung dịch huyền phù màu vàng – trắng (màu sữa) 50 – 60% polyme

2 Cấu trúc hoá học của Teflon

• Về Cấu trúc, có nhiều loại Teflon:

• Nhựa Teflon PTFE là một polymer của các monome

tetrafloetylen với công thức: (CF2-CF2)n

• Các Hexafloetylen tetrafloetylen thuộc loại co-polyme FEP: [CF (CF3)-CF2 (CF2-CF2)n]m

• Perfloankyloxy-polymer, PFA có lợi thế như Teflon PTFE với cấu trúc: [CF (OR)-CF2 (CF2-CF2)n]m OR đại diện cho một nhóm perfloankyloxy

• 3 Tính chất vượt trội của nhựa Teflon

• 3.1 Độ hòa tan và độ bền hóa:

• Nhựa Teflon không tan trong bất kỳ một loại dung môi nào và rất bền với các hóa chất

• Độ kết tinh tỷ lệ thuận với tỷ trọng Tỷ trọng của Teflon ở phần kết tinh là

2,3g/cm 3 còn ở phần vô định hình là 2,05 grafit/cm 3 Teflon là polyme dạng tinh thể, độ kết tinh của nó vào khoảng 80 – 85%

• 3.3 Độ bền nhiệt và độ bền cơ học

• Nhựa Teflon rất bền nhiệt và có tính chống cháy tốt Vật liệu nhựa Teflon chịu được nhiệt độ đến 300 o C.

• Nhựa Teflon có hệ số ma sát thấp và đại lượng này không phụ thuộc vào nhiệt

độ Do đó nhựa Teflon có khả năng chống bám dính tốt.

• 3.4.Tính chất điện môi:

• Hằng số điện môi của nhựa Teflon rất thấp nên Teflon là một trong những chất điện môi tốt nhất trong kỹ thuật điện

Điện trở riêng thể tích, ôm.cm, không nhỏ hơn 10 17

Điện trở riêng bề mặt, ôm, không nhỏ hơn 10 17

Điện thể đánh thủng ở tần số đến 10 19 hz 1,9 – 2,2 Tang góc hao tổn điện môi ở tần số đến 10 10 hz 0,0002 – 0,0003

4 Ứng dụng trong đời sống

• Chất tráng bề mặt cho dụng cụ nhà

bếp

C KẾT LUẬN

Dự kiến sản lượng PP và PE trong tương lai

Sản phẩm PE và PP sẽ tăng sản lượng trong những năm tới

Dự báo sản xuất PE và PP trong năm 2030 theo mức sử phạt phát thải

Trong giai đoạn 2010-2020, giá của PP sẽ có mức tăng thấp hơn giá PE

• Chủ tịch của PlasticsEurope là Wilfried Haensel cho

rằng: “Chất dẻo sẽ đóng vai trò quan trọng hơn nữa

trong cuộc cách mạng công nghệ tương lai Hiện nay, chất dẻo đã có mặt trong hầu hết các sản phẩm xung quanh chúng ta; từ máy tính, điện thoai di động, ôtô, nhà cửa, máy bay cho đến các tấm pin mặt trời đâu đâu chúng ta cũng nhìn thấy chất dẻo "