hóa học sơn và màng phủ

tài liệu cung cấp một số kiến thức cơ bản về thành phần và phương thức tổng hợp sơn và màng phủ. tài liệu có tính chất tham khảo và định hướng giúp người đọc nắm được phương hướng, cách tiếp cận để giải quyết các vấn đề có liên quan tới sơn và màng phủ

TÀI LI U THAM KH O

Nguy n V n L c - K thu t s n - Nhà xu t b n giáo d c - 1999

Swaraj Paul - Surface Coatings - John Wiley & Sons - 1997.

Zeno W wicks, JR Frank, N Jones, S Peter Pappas Organic Coating Wiley

-Interscience 1999

Dieter Stoye, Werner Freitad Paints, Coatings and Solvents Wiley VCH

-1998

Gunter Buxbaum - Industrial Inorganic Pigments - Wiley - VCH - 1998

Henry Fleming Payne Organic Coating Technology John Wiley & Sons, INC

-1960

Ch ng I M U

I/ Vài nét v l ch s phát tri n:

Vào th i k tr c công nguyên, ng i Ai C p ã bi t trang trí t ng, hang h c

mình và các v t d ng trên c s ch t k t dính là lòng tr ng tr ng, sáp ong, nh a cây

tr n v i b t màu thiên nhiên

Vài ngàn n m sau ó ng i Trung Hoa ã phát hi n và dùng m cây s n làm s n ph vàkeo Tr c ây s n c s n xu t t các lo i d u th o m c, nh d u lanh, d u tr u, d u gai, d u

d a, d u h ng d ng, d u ngô, d u cao su Các lo i nh a thiên nhiên nh cánh ki n, nh athông, bi tum thiên nhiên Các lo i b t nh cao lanh, oxit s t.

n th k 20, cùng v i s phát tri n chung c a ngành công nghi p hoá ch t, côngnghi p s n t ng h p ra i và phát tri n m nh, t bi t là nh ng n c có công nghi p hoá ch tphát tri n m nh Toàn th gi i n m 1965 s n xu t kho n 10 tri u t n s n, n m 1975 t ng lên 16tri u t n

Trong công nghi p s n ngày nay ng i ta s d ng kho n 2700 lo i nh a làm ch t t omàng, 700 lo i d u, 2000 lo i b t màu, 1000 lo i dung môi và kho n 600 ch t ph gia

Tr c ây, s n d u chi m u th trong công nghi p ch t o s n Nh ng trong vòng 10

n m tr l i ây s n t ng h p ã ti n lên chi m u th hàng u trong các lo i s n

II/ S n là gì?

Tr c ây m t s nhà nghiên c u ã a ra m t vài khái ni m nh sau:

- S n là huy n phù c a b t màu, ch t n trong dung d ch ch t t o màng v i dung môi

t ng ng (Liên Xô)

- S n là t h p l ng ch a b t màu, khi ph lên n n thành l p m ng s t o thành màng

ph không trong su t (M )

Hai nh ngh a này bao g m các lo i s n màu c, men (Pigment Paint)

D ng v t li u s n không ch a b t màu g i là vec ni - là dung d ch t o màng trong dungmôi thích h p

nh ngh a t ng quát: S n là h phân tán g m nhi u thành ph n (ch t t o màng, ch tmàu trong môi tr ng phân tán) Sau khi ph lên b m t v t li n n n nó t o thành l p màng

+ S n d u nh a: thành ph n ch t t o màu g m d u th o m c và nh a ( thiên nhiên, nhân

t o) Lo i này c dùng ph bi n trong i s ng h ng ngày nh ng ít dùng trong các nghành kthu t

+ S n t ng h p: Ch t t o màng là nh a t ng h p (g i tên c n c vào tên c a lo i nh a:

Ch t t o màng bao g m: d u th o m c, nh a thiên nhiên, nh a t ng h p.

ợi v i d u th o m c thì ch cĩ lo i khơ (CI >130) nh d u tr u, d u lanh m i cĩ kh

n ng t o màng (do trong phân t cĩ nhi u n i ơi) cịn lo i bán khơ (95 < CI <130) và khơngkhơ ( CI < 95) thì ch dùng bi n tính nh a t ng h p dùng làm ch t hố d o

Nh a thiên nhiên, nh a t ng h p c bi n tính thay i tính ch t

Trong s n, dung mơi là h p ph n chính nĩ th ng chi m kh i l ng l n h n so v i ch t

t o màng M t s lo i s n, dung mơi chi m n 80%, ch cĩ 20% là ch t t o màng nh : s nnitro xenlulo, clo cao su

Dung mơi: là ch t l ng d bay h i dùng hồ tan các ch t t o màng, ch t hố

d o chuy n h s n vào tr ng thái thu n l i cho vi c ch bi n và s d ng và s bay h i h t trongquá trình t o thành màng s n

I/ Yêu c u i v i dung mơi.

-Ngồi ra kích th c phân t c ng cĩ kh n ng hồ tan

Ví d : Xenlulo là ho t ch t r t phân c c, l ra hồ tan trong n c nh ng do kh i l ngphân t c a nĩ quá cao nên nĩ ch tr ng trong n c ch khơng tan

- D a vào kh n ng hoà tan ng i ta chia dung môi làm ba lo i:

+ Dung môi th t (dung môi ho t ng)

+ Dung môi n: b n thân nó không hòa tan ch t t o màng nh ng h n h p c a nó v i dungmôi th t làm t ng kh n ng hòa tan so v i ch dùng dung môi th t

L ng ch t pha loãng

K = L ng dung môi th t

Trong th c t K có th t n 0,5 ÷0,8 Ch t pha loãng c ch n ph i:

+ D bay h i h n dung môi th t

Nhi u ph ng pháp có th dùng ánh giá l c dung môi c a các dung môi nh ph ngpháp i m Kauri - butanol, i m aniline, ph ng pháp dimethyl sulfat i v i hydrocacbon,

ph ng pháp t l pha loãng và h ng s nh t i v i dung môi lacquer M t dù các ph ngpháp này r t h u d ng tuy nhiên c n ph i nh r ng các ph ng pháp này ch cung c p các tiêuchu n ng u nhiên (arbitrary criteria) (ngh a là ây không ph i là tiêu chu n th c ánh giá).Chúng không cung c p c giá tr l c dung môi tuy t i c a m t dung môi nào ó khi s

d ng hòa tan h n h p các nguyên li u s n mà lo i nguyên li u có th thay i theo t ng lo i

s n

Ch s dung môi là m t tiêu chu n t t ánh giá l c dung môi, có th áp d ng nó i

v i b t k dung môi ho c h s n nào

Ch s dung môi b ng t s gi a nh t c a s n trong dung môi tiêu chu n và nh t

c a s n trong dung môi ó.

Do nh ng dung môi t t th ng t o ra dung d ch có nh t th p nên n u dung môi ó t t

h n dung môi chu n thì ch s dung môi l n h n 1, ng c l i thì nh h n 1 Ph ng pháp này

có u i m là có th o c l c dung môi c a m t dung môi nào ó c thêm (ho c thay th )vào h s n Ng i ta có th ti n hành o v i nhi u giá tr n ng khác nhau c a ch t hòa tansau ó thi t l p th

Giá tr Kauri - butanol (kí hi u là KB) c xác nh b ng cách chu n 20 gam dung

d ch kauri - butanol 33% b ng dung môi hydrocacbon cho n khi h n h p tr nên c n n ikhông th c c m t trang in khi nhìn xuyên qua dung d ch này M t s gái tr KB cho

b ng 4, 5 trang 258.giá tr KB dùng ánh giá l c dung môi c a hydrocacbon r t t t Tuynhiên kh n ng hòa tan c a dung d ch nh a kauri trong các dung môi này có th khác v i kh

n ng hòa tan c a các lo i ch t t o màng khác trong các dung môi hydrocacbon ó

Ph ng pháp th dimetylsunphat ch ra ph n tr m c a hydrocacbon th m ho c

hydrocacbon béo không no trong dung môi hydrocacbon Do h n h p hai ch t này có l c

dung môi cao h n hydrocacbon béo no nên thí nghi m c th c hi n ánh giá kh n ngnày Tuy nhiên hi n t i ph ng pháp này không dùng nhi u do dimetylsunphat r t c

T l pha loãng dùng ch y u ánh giá l c dung môi c a các ch t pha loãng lo ihydrocacbon c dùng trong nitroxenlulo lacquer thinner (các ch t bay h i nhanh) Thí nghi m

c ng có th ch ra l c dung môi t ng i c a các dung môi th t Ví d m t dung môi có thpha loãng nhi u h n b ng toluen s là dung môi t t h n so v i dung môi cho phép pha loãng

b ng toluen ít h n Nh ã bi t lacquer là h n h p c a dung môi th t, ch t pha loãng và dungmôi n Các hydrocacbon th m có th dùng làm ch t pha loãng v i t l cao h n so v i các

hydrocacbon béo T l pha loãng là t l gi a ch t pha loãng và dung môi th t v a t o ra

s c trong dung d ch nitroxenlulo có n ng cu i cùng là 10% (t c là t i i m t o ra s

c thì n ng c a dung d ch nitroxenlulo là 10%) Các giá tr tiêu chu n hóa là o n ng

này còn th c t có th o các giá tr n ng khác Nh v y s có nhi u giá tr v t s phaloãng ph thu c vào n ng dung d ch nitroxenlulo T ó có th thi t l p th và có thngo i suy t th vì ây là quan h ng th ng Trong m t s tr ng h p c n dung d chnitroxenlulo có n ng 8% T t nhiên ph ng pháp xác nh ch v i nitroxenlulo là ch t tanduy nh t Th c t lacquer th ng m i có ch a ch t hóa d o và m t s lo i nh a khác mà lo i và

l ng có th thay i Do nhi u ch t pha loãng có th là dung môi i v i các ch t này nên t lpha loãng trong th c t có th khác so v i tiêu chu n Tuy nhiên kinh nghi m cho th y r ng có

th s d ng t l pha loãng thi t l p n s b cho các lacquer

Thông th ng i m d ng c a phép chu n r t khó xác nh, nó ph thu c vào s pháttri n c a s c t s k t t a ban u c a các c u t r n Vì v y c n ph i hi u r ng t l phaloãng c xác nh t i m cu i c a phép chu n ch không ph i m u sau m t th i gian

m i c k t qu (vì khi theo th i gian thì s có m t s tr ng h p k t t a tan ra còn m t s

tr ng h p thì k t t a phát tri n m nh h n)

Ph ng pháp nh t không i ánh giá h n h p dung môi th t và ch t pha loãng thôngqua thông s nh t c a dung d ch nitrocellulose v i các n ng khác nhau Có th thi t l p

th quan h gi a nh t thay i theo n ng c a nhi u c p dung môi - ch t pha loãng, t

ây có th ch n c giá thành th p nh t t o ra m t dung d ch có m t nh t cho tr c Tuynhiên các d li u này không phù h p khi dùng ánh giá l c dung môi

Trong t t c các ph ng pháp dùng o l c dung môi trên, các k t qu d a trên giá tr

nh t ho c k t t a c a m t dung môi ã bi t Khi s n c ng d ng s n thì t l gi a các

c u t thay i do t c bay h i c a các dung môi khác nhau Ph ng pháp nh t không i

c xác nh i v i các hàm l ng r n khác nhau g n v i i u ki n t o màng, c bi t là t igiá tr hàm l ng r n cao Tuy nhiên th i gian c n thi t làm thí nghi m nh v y là r t l n nêngiá tr t s pha loãng c d ng r ng rãi h n

h p gi a các phân t s b gi m khi nhi t t ng và i m sôi s k t h p th c t b ng 0 Do

v y 2 ch t l ng có th có i m sôi nh nhau nh ng n u m t ch t l ng có s liên k t m nh gi acác phân t còn m t ch t không thì t c bay h i c a chúng nhi t th ng r t khác nhau

Ví d : Cellosolve (tên th ng ph m c a dung môi ete etandiol C2H5OCH2CH2OH) bay

h i ch m h n r t nhi u so v i Butylacetat (CH3COOC4H9) m c dù kh i l ng phân t c a nó

th p h n do cellosolve là m t ch t l ng phân c c và có s liên k t m nh gi a các phân t

T ng t etyl alcol (C2H5OH) là ch t l ng bay h i ch m h n r t nhi u so v i etyl axetat

ho c benzen m t dù i m sôi c a nó g n b ng v i hai ch t này

Ng c l i i v i ch t l ng h u c không phân c c (benzen, tuloen ) thì tuân theo quy

lu t thông th ng, ngh a là nhi t sôi t ng thì t c bay h i nhi t th ng gi m

3/ T c bay h i.

T c bay h i c tr ng cho kh n ng r i kh i b m t c a m t ch t l ng T c bay h i

c a dung môi nguyên ch t và dung d ch c a dung môi ó khác nhau do v i cùng m t di n tích

b m t thì n ng các phân t dung môi trên b m t dung môi l n h n dung d ch Ngoài ra ch ttan còn c n tr s bay h i c a dung môi tu thu c vào ái l c c a nó v i các phân t dung môi

- T c bay h i không ch b nh h ng b i lo i và n ng các phân t ch t r n mà còn

ph thu c vào dày c a màng và s tu n hoàn (l u thông) c a không khí trên b m t màng

- T c bay h i là m t y u t r t quan tr ng i v i quá trình t o màng t s n dung môi

N u dung môi bay h i quá nhanh thì s có nh ng nh c i m:

+ S n nhanh chóng b c l i do v y khó gia công

+ Các phân t không bay h i ch a k p s p x p l i nh ng v trí thu n l i làm cho tính

v i dung môi, nh t là r a tay, chân

- V i nh ng dung môi có hàm l ng cho phép t i a < 100 ppm r t c h i, 100÷200ppm c h i bình th ng

Ví d 1: benzen, CS2, cyclohecxan, dioxan (r t c)

Ví d 2: metyl acol, metyl clorua ( c bình th ng)

Ngoài ra dung môi còn có c i m d cháy, h n h p dung môi và không khí trong gi i

h n nào ó có th gây n Do v y khi s d ng dung môi c n ph i l u ý (B ng 6/260)

ch p cháy ( o F)

Nhi t

t cháy ( o F)

Gi i h n n (% th tích trong không khí)

Th tích h i (Ft 3 /gallon)

T tr ng

h i (không khí = 1)

Kh i

l ng (pound/ gallon) 60oF

- Khi dùng dung môi ph i l u ý xem dung môi ó có ch a nh ng nhóm ho t ng có kh

n ng ph n ng hoá h c v i các ph n t khác hay không, n u có s nh h ng r t l n n tính

- Mùi m nh ho c khó ch u trong dung môi có nh h ng sinh lí tr m tr ng n công nhân

và ng i s d ng s n Mùi ôi lúc do l ng nh t p ch t không th tách ra c kh i ung môigây nên ho c do b n ch t c a dung môi ó

M i ng i có ph n ng khác nhau v i mùi Ví d butyl alcol không h gì v i m t s

ng i nh ng i v i m t s ng i khác thì nó l i gây nôn m a => T t nh t nên ch n dung môikhông mùi

- Màu c ng nh h ng không t t n các lo i s n tr ng và màu sáng nên c ng ph i l u ý

7/ T tr ng; Giá thành.

- Trên th tr ng, có n i dung môi c bán theo kh i l ng có n i dung môi c bántheo th tích và giá c s khác nhau Nên ti n vi c s d ng và theo dõi giá c thì nên chú ý

n t tr ng c a dung môi M t khác dung môi th ng c mua theo kh i l ng và n ph i

li u trong s n xu t c ng tính theo kh i l ng, nh ng khi bán s n ph m s n thì th ng bán theo

n v th tích Cho nên t tr ng c ng là c s th nh l p n và tính giá thành s n ph m

- Dung môi c dùng ph i m b o giá c ph i ch ng, d ki m

- Vi c s d ng ch t pha loãng làm gi m áng k giá thành s n ph m

Ngoài ra dung môi ph i không ch a n c (hút m) và t p ch t c h c, t p ch t màu,mùi nh trên N u dung môi ch a n c s làm màng s n c m , kém bám dính

II/ M t s dung môi:

1/ Dung môi terpen: c l y t cây thông.

Là dung môi c dùng s m nh t trong công nghi p s n

- Tr c ây ng i ta tách nh a thông và d u thông t cây thông nh ng sau ó do nh n

th y hi u qu kinh t không nên ng i ta ch chi c t g c cây thông còn thân thì ùng vào vi ckhác

- - M t s terpen và các d n xu t c a nó:

Terpen và các d n xu t c a nó là các hidro m ch vòng, không no

2/ Dung môi hidro cacbon:

C 3

3

3

CH CH CH C

CH

C C H OH 3

3

_ Ter pineol

- Dung môi h p h p ch t m nh th ng:

n- hexan ; 2,2 -dimetyl butan ; 2-metyl pentan

- Dung môi h p ch t th m:

C6H6 ; 0- xylen ; p-xylen ; m- xylen ; toluen

- Dung môi naphtenic:

Xiclopentan ; xiclohexan ; etyl xiclohexan

3/Dung môi có ch a oxi.

Th ng là nh ng dung môi phân c c, giá thành cao nên trong s n ng i ta th ng dùng

k t h p v i các dung môi khác thay i tính n ng c a màng và gi m giá thành

- Các lo i s n ch a oxi:

Alcol:

CH3OH c nên ít dùng ; C3H7OH

C2H5OH ph bi n ; C4H9OH

Este: etyl axetat ; butyl axetat

Ceton : axeton ; MEK (metyl, etyl xeton)

Ete:

Ete c a etylen glicol:

CH3OCH2CH2OH metylcellosolve

C2H5OCH2CH2OH cellosolve

4/ Dung môi ch a clo:

Có kh n ng ch ng cháy, giá thành cao, th ng là c nên h n ch s d ng

M t s dung môi ch a clo thông d ng:

Cloroform ; Tricloetylen ; CCl4

5/ Dung môi Nitro Parafin:

Nitrometal ; Ntroetal ; 1- Nitro Propal ; 2- Nitropropal (4 lo i thông d ng nh t)

Nó dùng t t cho các s n có ch t t o màng là polyvinyl, xenlulo và các d n xu t c axenlulo, t bi t là axetat xenlulo

Các lo i dung môi này th ng không c, không có kh n ng gây cháy n tr nitro metal

6/ Dung môi furan và các d n xu t:

Tetra Hidro Fufuryl Alcol

O Furan

B ng sau ây là c i m c a m t s ch t làm khô th ng m i:

1326,54,268,54,358,2

1,051,250,971,030,981,03

8,7510,458,058,588,158,58

Heavy liquidSolid

Heavy liquidSolid

Heavy liquidSolid

162433,51

1,271,41,111,131,08

10,6311,79,239,49,02

SolidSolidSolidSolidSolidNaphthenates

1624346106108546

11,151,440,961,150,971,150,980,950,931,01

8.339,61289,68,19.68,27,97,768,4

0,50,5Paste0,5Paste0,5Paste0,50,50,51,4Octoates ( CH3(CH2)3CHCOOH

1,120,90,90,90,9

9,337,57,57,57,5

0,50,50,51,60,65Tallates (acid béo và acid nh a thông)

16244646

1.041,160,90,980,90,97

8,79,77,58,157,58,1

0,51,250,53,70,52,5

Ch t làm khô c bán trên th tr ng d ng dug d ch trong x ng pha s n (mineralspirite ) hàm l ng kim lo i c th và d ng không có dung môi dùng trong m c in và s nkhông dung môi

- b ng là c i m c a m t vài ch t làm khô th ng ph m tuy nhiên chúng có th thay

i tu thu c vào m i nhà s n xu t khác nhau

- Trên th tr ng ch t làm khô linoleat và resinat c bán v i tên c a nó nh ng nh ng

lo i khác c bán v i tên th ng m i

tên th ng m i c a m t s ch t làm khô:

Lo i ch t làm khô

Advance Solvent and Chem.Corp

Ferro Chemical Corp

Fred A Stresen - Reuter, Inc

Nuodex Products Corp

Harsaw Chemical Corp

SoligenNaphthenateNaphthenateNuodexUversol

HexogenCataloxOctoateOctoateOctosol

AdvasolTallate

NuolatesLinoresinate

Yêu c u r t quan tr ng i v i ch t làm khô là ph i duy trì hoà tan t t và n nh trongdung d ch, k t h p t t v i ch t t o màng

- Ch t làm khô linoleat, resinat và tallat c i u ch t các axit có kh n ng b oxi hoánên có khuynh h ng thay i theo th i gian

- Nh ng ch t làm khô naphtenat và octoat c i u ch t axit h u c no do ó không boxi hoá nên n nh h n

+ Ch t làm khô linoleat c i u ch t axit h n h p c a d u lanh

+ Ch t làm khô resinat c i u ch t axit nh a thiên nhiên

+ Ch t làm khô naphtenat c iêìu ch t nh ng axit naphtenic là s n ph m c a quátrình tinh luy n u m v i công th c t ng quát CnH2n-2O2, CnH2n-4O2,

CnH2n-6O2 và ch a c hai n xu t cyclopentan và xiclohexan

R: hidro ho c g c alkyl

COOH R

R R

R

R

2 2

COOH R R

R R

R

2 2

2 2

Naphtenic là axit no không nh y v i s oxi hoá nên t o các xà phòng n nh h n Tuy nhiên chúng ch a m t l ng nh t p ch t mang màu và ph n nào có mùi khó ch u Lo i

ch t làm khô octoat kh c ph c c nh c i m này Nó c i u ch t axit octoit

2-etyl hexoic axit

Axit này không b oxi hoá nên dùng làm ch t làm khô nh ng t h n axit naphteic

II/ S n xu t ch t làm khô:

Ch t làm khô c t ng h p b ng cách n u mu i ho c oxit kim lo i trong d u khô và

nh a r i pha loãng s n ph m v i x ng pha s n và g i la “ch t làm khô l ng” chúng có khuynh

h ng “t o c n” theo th i gian do s oxi hoá làm gi m hoà tan

- D u th ng dùng là d u lanh ho c d u cá và nh a cây mà ch y u là nh a thông

- Trong m t vài ch t làm khô ng i ta cho vào m t l ng nh vôi nh m t ng phân tán

và n nh

Chì c dùng ch y u là oxit chì PbO Ngoài ra còn dùng cacbonat và axetat chì

Cobalt c dùng d ng acetat cobalt vì oxit cobalt r t khó tan

Mangan c dùng d ng oxit mangan ho c Borate (MBO2 ,M3BO3, M2B4O7)

Do oxit Mangan ph n ng ch m v i d u và òi h i nhi t cao, s n ph m có màu t i

do ó dùng lo i b t m n MnO2 ph n ng x y ra d dàng h n nh ng t h n N u yêu c umàu sáng h n nên dùng Borat mangan

-Ti n hành:

D u và nh a c gia nhi t t 3500÷5000F ph thu c vào mu i kim lo i c cho vào, mu inày c cho vào t t và khu y tr n m nh Gia nhi t t t n khi ph n ng x y ra hoàn toàn

i m d ng ph n ng r t khó xác nh và hàm l ng cu i c a kim lo i không th ng nh t gi acác m Làm ngu i n 4000F, pha loãng trong x ng pha s n và b m vào thùng ch a

ng tháo s n ph m ph i cách áy kho ng 0,3 m c n không vào thùng ch a C n c

c cho vào t t và khu y tr n u Nhi t t ng lên t t do nhi t ph n ng to ra Sau khi

ph n ng x y ra hoàn toàn t ng nhi t n 225÷ 3000F tách n c c a ph n ng, ph i gianhi t ch m tránh s t o b t N u ch t làm khô c bán v i hàm l ng r n 100% thì m lúc

ó c làm ngu i và óng gói sau khi i u ch nh hàm l ng kim lo i N u bán d ng dung

d ch thì lúc ó m s n ph m c b m vào thùng pha loãng ch a dung môi khu y tr n m nh

t o dung d ch ôìng nh t Cho vào m t ít ch t tr l c và l c vào thùng tr n L y m u và xác nhhàm l ng kim lo i Hàm l ng kim lo i th ng cao h n tiêu chu n và c i u ch nh b ngcách cho thêm dung môi vào

i

ch t làm khô t o cacbonat mà các cacbonat này không tan trong d u Dung d ch xà phòng c

l c và th ng cho vào l ng d axit c i thi n n nh c a ch t làm khô

Các mu i kim lo i tan trong n c nh axetat chì, nitrat chì, sunfat colt ho c sunfatmangan c cho t t vào dung d ch xà phòng nóng, khu y u n khi k t t a hoàn toàn Tách

l p n c k t t a r a vài l n b ng n c nóng r i làm khô b ng cách gia nhi t nhi t210÷3000F tu thu c vào ch t làm khô i u ch Nó có th c bán d ng 100% hàm l ng

ch t r n ho c hoà tan trong x ng pha s n bán d ng dung d ch

• Ch t làm khô k t t a th ng có màu sáng h n và hàm l ng kim lo i ôìng u h n ch tlàm khô n u ch y

III/ S d ng ch t làm khô:

L ng châït làm khô c tính toán d a trên hàm l ng kim lo i ã bi t

L ng kim lo i c tính d a vvào hàm l ng u Ví d : v i vecni yêu ch t làm khô

d a trên % kim lo i so v i hàm l ng d u trong vecni

V i các nh a t ng h p: alkyl, silicol thì l ng ch t làm khô c dùng trên c s % kim

• T ng khuynh h ng bi n màu c a màng s n theo th i gian ho c khi s y

• Gi m m m d o c a màng theo th i gian N u dùng d ch t làm khô cobalt và mangan có

th làm nh n màng trong s n s y nóng và ngu i, c bi t n u màng dày h n bình th ng

VI/ C ch tác d ng c a ch t làm khô:

M t dù ch t làm khô c dùng ã lâu nh ng c ch tác d ng c a nó n nay v n

ch a r ràng.

Tuy nhiên, qua kh o sát ng i ta cho th y r ng lúc u xu t hi n giai o n c m ng t c giai

o n na không có gì thay i x y ra nh ng n u thay vì d u thiên nhiên ta dùng este glixerin c aaxit linolenic có tinh khi t cao thì th i gian c m ng không còn Do v y ng i ta cho r ngtrong d u thiên nhiên có ch a ch t ch ng oxi hoá, ch t này c oxi hoá b i ch t làm khô tr ckhi s oxi hoá c a d u x y ra t o thành màng

Khi có m t ch t làm khô thì t c h p th oxi c a màng u t ng do s thay i hoá tr

mà ch t làm khô l y oxi phân t t bên ngoài không khí bi n thành oxi nguyên t ho t ng h n

r i truy n cho d u thúc y ph n ng t o màng

Khi có m t ch t làm khô, l ng oxi t ng c ng c h p th b i màng trong quá trình khô

bé h n do ch t làm khô làm t ng quá trình phân hu các peroxit c ng nh hidroperoxit làm t ng

t c t o n i ngang t o màng khô

2(RCOO)2 Mn O2 2(RCOO)

2 Mn4+O 2Mn(RCOO)2 + 2 O

+

_ _

V/ Các kim lo i dùng trong ch t làm khô:

Khi kh o sát kh n ng làm khô màng c a 20 kim lo i và m t s xà phòng c a chúng,klebsattel k t lu n r ng: Cobalt, Vanadi và Mn ho t ng nh t Tác d ng làm khô c a Ni và Cu

b ng không, không có kim lo i nào c n tr t c khô

Trong ch t làm khô th ng k t h p 2 hay nhi u kim lo i do m i kim lo i có m t tác d ngriêng trong quá trình làm khô

Ví d : Pb c xem là ch t làm khô chi u sâu

Co là chát làm khô b m t

Mn làm khô b m t nhi u h n chi u sâu

Zn ng n ch n khô b m t nh ng thúc y khô chi u sâu b ng cách gi b m tkhông khô Oxy c liên t c xâm nh p và h p th vào

Ch t làm khô Fe th ng có màu r t t i, c bi t không có hi u qu nhi t th ng

nh ng r t có hi u qu nhi t cao và c dùng r ng rãi trong s n en s y nóng

Ca n u dùng m t mình thì tác d ng làm khô không cao nh ng khi có m t Co thì r t hi u

qu

Pb khi có m t h i H2S thì s có màu t i vì v y tránh dùng Pb v i nh ng màng s n ti pxúc v i h i H2S

Ca không có tính c nh Pb nên c dùng trong s n không c, không có Pb nh ng

b n n c c a màng s n ch a ch t làm khô Ca không t t b ng Pb Do v y Ca luôn c dùng

v i l ng t i thi u

Trong th c t vi c dùng k t h p các lo i ch t làm khô th ng làm t ng nhanh tác d nglàm khô

Ví d : Gi s màng s n không có ch t làm khô s khô trong th i gian 120 n 125 gi

N u dùng m t mình ch t làm khô Mn thì th i gian khô (t) là 12 gi N u dùng Pb thì t = 26 gi

Pb + Mn thì t = 7,5 gi Pb + Mn + Co thì t = 6 gi

VI i u ki n i v i kim lo i trong ch t làm khô:

Kim lo i dùng làm ch t làm khô ph i d ng hoà tan trong d u, nh a và các dung môidùng v i nó

Kim lo i dùng làm ch t làm khô hi u qu nh t khi nó có th t n t i h n m t t ng tháiOxy hoá Chúng th ng là nh ng kim lo i n ng Nh ng kim lo i này có l p v i n t bên trong

ch a b o hoà nên ho t ng h n

Ví d : Ni t ng t nh Co v nhi u m t (ch nói v tính ch t v t lý) và xà phòngNaphtenat c a nó c ng tan t t trong d u, nh a nh ng không c dùng làm ch t làm khô do

i n t l p v bên trong c a nó ã bão hoà nên n nh v i Oxy tr ng thái hoá tr th p.Ngày nay ng i ta c bi t quan tâm s n xu t s n không mùi, do v y ngoài vi c ch n l adung môi không mùi còn ph i chú ý n mùi c a ch t làm khô, c bi t i v i s n n i th t

+ Ch t h p th hoàn toàn ánh sáng tr ng chi u vào s có màu en.

+ Ch t h p th m t vài tia ng v i m t vài b c sóng và ph n x ph n ánh sáng còn l ithì s mang màu c a nh ng b c sóng ph n x

Do v y màu c a b m t là do s h p th và ph n x ch n l a ánh sáng tr ng chi u vào

Kích th c h t c ng làm thay i màu c a b t màu

Ví d : khi thay i kích th c h t thì Fe2O3 có th có màu t cam n s m

Nh v y m t ch t (hay b t màu) có th có các màu s c c b n sau: 6 màu, , cam ,

en, tr ng, ghi (xám) là màu t o nên do ph i tr n hai màu tr ng và en

V m t quang h c: en, tr ng, xám không t ng ng v i b c sóng riêng nên g i làkhông màu s c

V m t công ngh thì các m t này v n c coi là có màu B t màu ta dùng có th mang

m t trong 6 màu c b n ho c ph i tr n gi a các màu ó và ph i tr n màu tr ng v i en, xám

Nh ng ch t h p th ho c ph n x hoàn toàn ánh sáng tr ng là nh ng ch t c (khôngtrong su t) Nh ng ch t cho ánh sáng xuyên qua hoàn toàn là nh ng ch t trong su t hoàn toàn(n c c t, r u tinh khi t, thu tinh ) Nh ng ch t trong su t nh ng v n có màu ó là màu c a

nh ng tia sáng xuyên qua

Ví d : Dung d ch Fe(CNS)3 có màu do Fe(CNS)3 h p th m nh tia màu xanh, xanh lácây còn nh ng tia khác thì cho xuên qua

Khi pha mău, mu n bi t mău ê t ch a ng i ta dùng ph ng phâp so mău v t li u s n

v i nh ng thang mău tiíu chu n Hi n ch a có thang mău tiíu chu n chung mang tính qu c t

nh ng nhi u n c tiín ti n hay nhi u hêng s n xu t l n có nh ng thang mău tiíu chu n g n nhnhau vă l u hănh trín th tr ng nh ng thang mău in s n trín gi y nh a hay kim lo i

Vi c ch n vă pha mău trín th c t c ti n hănh b ng th c nghi m, tin c y ph thu cvăo kinh nghi m c a k thu t viín

-C s k thu t pha mău lă câc gi n ph ng, tam giâc, t giâc nh ng ph bi n nh t

ch ng xuyín th u c a tia t ngo i lăm cho măng s n có mău, ch u n c, ch u khí h u, nđng cao

c ng măi mòn, kĩo dăi tu i th măng s n

-B t mău lă nh ng ch t có mău s c, có nhi u câch phđn lo i ch t mău: Theo mău s c,theo thănh ph n, theo tính ch t, theo l nh v c s d ng,

có t m nhìn t ng quât ta có th h th ng d i d ng s :

Công nghi p s n s d ng ph n l n ch t mău không tan (b t mău, Pigment) vă m t l ng

nh ch t mău tan trong d u dùng s n xu t vecni

Nh v y, b t mău trong s n xu t s n lă nh ng ch t mău d ng h t m n (m t văi µm)cómău s c khâc nhau không hoă tan mă có kh n ng phđn tân trong n c, trong dung môi vă ch t

t o măng

• Tâc d ng c a b t mău:

khô ngh oà tan (bột màu (Pigment ) )

hoà tan ph ẩm màu (thuô úcnhuộm)

Đơn chất

Hợp chất

Hữu cơ

Tan trong dung môi Tan trong nước

Ngu yên gốc Tách kết

Muối kết Azo, axit

- Muối k ết phenyl metal

Tan trong dầu Tan tron g cồn - Thu ốc nhuộm:

xơ, sợi, vải, len bông, tơ sơ üi tổng hợp

- Mực v iê út

- Chất màu thực phẩm

Oxit: TiO

2 , ZnO(ZnS)

Fe2O3, Pb3O4,Cr2O3

Muối: Sunfat Fôtfat,titan at Cromat , Molipdat

- T o v m quan cho s n ph m s n ( làm cho b m t v t li u s n có màu s c p, nh n)

- T o b n ánh sáng (ch ng xuyên th u c a tia t ngo i), ch u n c, ch u khí h u, t ng

b n ch c, t ng kh n ng b o v ch ng n mòn, mài mòn cho màng s n Ch ng gh cho kim

20 ÷ 40 µm (tiêu chu n Vi t Nam)

i v i s n lót trong m t s tr ng h p có th duy trì 60 ÷ 70 µm t o cho màng cónhám nh t nh

Là l ng b t màu c n thi t (tính b ng gam) ph lên 1m2 b m t s n

Kh n ng ph l n thì s c n ít b t màu Mu n v y b t màu không nên m n quá

- C ng màu: là l ng màu c n thi t t n tông màu

- b n màu: theo th i ho c d i tác d ng ánh sáng, các y u t môi tr ng

BaSO4TiO2

4,18 - 4,20

6,7 - 6,865,664,35 - 4,493,85 - 3.9

B t màu ph bi n cho các lo i s n

g y dùng trong nhàDùng cho s n b n th i ti t

B t màu ph bi nDùng ph bi n v i nhi u lo i s n

2 B t màu xám

- B t nhôm

- B t k m

AlZn

2,647,06

3 B t màu en

- Mu i than

- B t chì

94% CPb

1,6 - 211,344

Dùng cho nhi u lo i s nLàm s n n n ch ng g

4 B t màu vàng

- Cromat chì

- B t Cromo k m

PbCrO4m.ZnOn.CrO3

pK2Oq.H2O

6 - 6,12

Dùng cho nhi u lo i s nLàm s n n n chóng g trên nhôm và cáckim lo i khác

B t màu tr ng là h p ph n quan tr ng trong các lo i s n tr ng và s n màu sang (kem, ghi

nh t, c m th ch ) c dùng r ng rãi nh t là oxit titan, oxit k m, litopon, sunpopon, cacbonat

Basic carbonate white lead

Basic sulfate white lead

Basic silicate white lead

8 - 15

10 - 1415

12 - 2522

12 - 18

20 - 25

18 - 22

1.94 - 2,091,93 - 2,02

2,082,37

2,552,76

15 - 25

13 - 1612205827115147

* s g d u d th m t 100g b t màu

** n v là feet vuông trên 1 puond b t màu Nó ch có giá tr t ng i vì l c ph b nh h ng b i n ng (kích

th c) c a b t màu

1 gallon = 4,55 lit, 1 pound = 450 gam, 1 feet = 0,3048 met

1/ Titan ioxit (TiO2):

TIO2 có hai d ng thù hình: anataz và rutin ây là lo i b t màu tr ng có c ng màu và

l c ph l n nh t, trong ó d ng rutin có ch s khúc x l n h n, h t m n h n nên l c ph cao

h n nên nó c dùng nhi u h n

Trong vùng có ánh sáng nhìn th y c hai d ng u có kh n ng ph n x cao nên tr ng

cao Tuy v y trong vùng sóng ng n (tím và t ngo i g n) kh n ng ph n x gi m d ng rutin

gi m nhi u (nên không ch ng tia t ngo i t t) do ó d ng rutin vàng h n

TIO2 có ho t tính quang hoá cao D i tác d ng c a ánh sáng, c bi t là vùng sóng ng n

b m t b tách oxi làm màng s n b hoá ph n và có th làm b c màu các ch t h u c khi ti p xúc

v i chúng Do v y TIO2 cao c p th ng có các ph gia h n ch th p nh t kh n ng quang

hoá này

T p ch t kim lo i (Fe, Mn ) làm TIO2 có th thay i màu khi ch u tác ng c a ánh

sáng, nhi t , không khí Hi n t ng “vàng hoá “ này d ng rutin nh y h n d ng anataz Ph

gia ch ng l i hi n t ng này là các ch t hu nh quang hay có kh n ng t y tr ng quang

h c(tím mangan, xanh bi n)

TiO2 b n hoá h c: Không tan trong n c, ch u c ki m loãng, axit c, ch hoà tanhoàn toàn trong h n h p sunfat amon và H2SO4 m d c, ch u nhi t cao (1840 + 100C m inóng ch y) không b i màu d i tác d ng c a khói công nghi p

TiO2 c dùng nhi u trong h u h t các lo i s n màu s n men d ng dung môi và tantrong n c TiO2 lo i có m n cao và tinh khi t c dùng trong m c in

b/ Basic sunfat white lead (sunfat chì tr ng):

có 5 d ng:

- Tetrabasic chì sunfat (PbSO4.4PbO)

- Tribasic chì sunfat ng m n c (PbSO4.3PbOnH2O)

- Monoobasic chì sunfat (PbSO4.PbO)

4PbO.SO3 + SiO2 = 2PbO.SO3 + 2PbO.SiO2

Thành ph n s n ph m thay i tu theo t l nguyên li u u th ng thành ph n c a nó

_

_ _

4PbO + H2SO4 4PbO.SO3 H+ 2O

ZnO là b t màu có tính ki m y u ph n ng c v i axit béo t do trong d u hay s n

ph m phân hu c a ch t t o màng Khi l ng axit t do này th p thì hi n t ng này làm t t tính

th m t c a b t màu, gi m sa l ng b t màu trong s n, t ng chút ít tính ch u m c a màng N u

- c dùng trong s n c có dung môi và s n pha n c làm vi c trong nhà, ngoài tr i,

n i có khí h u không kh c nghi t.(Trong s n loãng litopon d b sa l ng)

- Giá th p h n ZnO

III/ B t màu en:

T ng i ã dùng than x ng và mu i t các ám cháy có khói làm nguyên li u màu

en Hi n nay ng i ta v n dùng than x ng và mu i làm b t màu en trong s n và trong m c

in Ngoài ra m t s h p ch t khác c ng c dùng làm b t màu en

ki n 0,1 ÷ 0,4 g/cm3 (do x p).

- Mu i than h p ph ch t lăm khô trong s n ch a d u TV lăm gi m hi u l c khô

2/ Mu i ỉn:

Mău vă kích th c h t gi ng mu i lò nh ng m m h n vă d phđn tân trong s n h n Nó

c t o thănh khi t nhiín li u t d u m v i kh i l ng không khí không t châyhoăn toăn, khi thay i l ng không khí thì kích th c h t c ng thay i N u l ng khí t ng thì

- Graphic thiín nhiín lo i ch t l ng cao ch a 80 ÷ 85 % cacbon còn l i lă h p ch t silic

vă oxit s t Graphic t ng h p t 98% cacbon

-Oxit sắt (tự nhiên) Fe2O3, SiO2, đất sét

-Oxit sắt (tổng hợp) 99% Fe3O4

-Antimon (tự nhiên) khoản 65% Sb2S3

-Antimon (tổng hợp) hầu hết là Sb S

- Trong thiên nhiên than chì t n t i 3 d ng: vãy m ng, gân lá và vô nh hình.

- C u trúc tinh th l c giác, các tinh th này s p x p thành l p nguyên t Các l p cáchnhau xa nên d tách l p

- R t b n nhi t , b n hoá ch t và nhi u môi tr ng xâm th c, d n nhi t, nhi t t t

i v i nh ng lo i s n và quá trình t o màng do hi n t ng v t lý (bay h i dung môi) thì

ch t t o màng c g i là “không chuy n hoá”, lo i này g m: các polimer nhi t d o, nh a thiênnhiên Còn các polimer nhi t r n, s n ph m ch a d u béo thu c lo i ch t t o màng “ chuy nhoá” nh s tham gia các ph n ng hoá h c t o m ng không gian làm cho màng b n v ng v i

D u và d u cá thu c lo i d u thiên nhiên, nó c dùng trong s n, vecni, nh a bi n tính

và làm ch t hoá d o trong s n nitro xellulo D u c l y t cây, h t, qu ho c m t s loài cá.Nói chung là có th có ngu n g c t ng v t ho c th c v t S d ng nhi u nh t là d u th c v thay còn g i là d u th o m c

1

2

+ Axit béo không no:

a oleic: CH3(CH2)7CH = CH(CH2)7COOH (có nhi u trong d u l c)

Nhìn vào các công th c c u t o ta th y gi a nhóm cacboxyl và các n i ôi c a axit không

no u có 7 nhóm -CH2- T m quan tr ng c a các nhóm không ho t ng này c xem nh làhoá d o n i

- Các axit béo phân b trong d u theo quy lu t phân b ng u:

N u d u có ch a % axit béo A Toàn b triglixeric là s g c axit béo A

+ Sáp: là este c a axit béo v i r u cao phân t

Ví du: r u xerilic C26H53OH

+ Photphatic: là este c a glixerin trong ó ngoài axit béo còn có c g c photphatic, trong

g c này có m t nguyên t H c thay th b ng m t baz có N

Ví d : dùng tách d u lanh t h t cây lanh:

Sau khi h t c làm s ch kh i t p ch t l , v và thân b ng ph ng pháp th i ho c sàng

c a vào nghi n trong máy nghi n ng (3 ÷ 5 tr c) Sau ó chuy n sang n i n u hình tr

có các a n m ngang và các dao g t quay quanh tr c n m trên a Các h t ã nghi n c chovào giá trên n i r i nh dao g t y chúng xu ng các a th p h n N i có trang b v b c unnóng b ng h i n c và m t ph n h i n c c cho vào tr c ti p làm m n hàm m yêu

c u, khi i n l thoát áy n i nhi t c a “b t” lanh t 190 ÷ 2000F

Tr ng thái v t lý và hàm m thích h p là nh ng y u t r t quan tr ng quy t ng hi u qu

c a quá trình chi c d i áp su t Ra kh i n i n u, b t c chuy n sang thi t b chi c lo i thu

l c ho c lo i expeller

V i lo i thu l c, b t ph i c t o thành mi ng, sau ó b c trong t m c b n b nglông l c à tr c khi c gi a các a c a thi t b ép thu l c (m i thi t b trên 20 a) Khi t ng

áp l c, l c nén tác d ng lên báng b t t ng, lúc u t ng ch m sau ó t n c c i (kho ng

4000 PSi) Th i gian ép 1 gi D u ch y qua b ph n l c thô r i vào thùng l ng Bánh b t cnghi n làm th c n gia súc

Thi t b xpeller khác thi t b trên là có vít xo n ho c thi t b i u hoà c ép d i áp l cáng k qua thùng tròn (xi lanh) nh tr c vít d u c ch y ra qua l nh c l c và ch y vàothùng l ng B t ch a kho n 4% d u c tháo ra d ng mi ng v n

Nhi t c a d u c tách ra b ng ph ng pháp trên t 170 ÷ 180oF khi làm l nh trongthùng ch a, m t vài h p ch t c tách ra (sterin, photphatic ) d ng k t t a Cho thêm vào

ch t tr l c r i ti n hành l c tách t p ch t, sau ó cho vào thùng ch a D u này c bán

d ng d u “thô, l c hai l n” có th dùng làm s n ngo i th t, kho, s n xu t linoleum (v i s n) và

nh ng ng d ng khác

Chi c b ng dung môi:

u i m l n nh t c a ph ng pháp này là hi u su t thu h i d u t h t cao (99 ÷ 99,5%)

u i m n a là công nhân lao ng ít (hi n nay t t c các nhà máy u dùng thi t b liên t c,

i u khi n t ng) D u u nành r t d chi c b ng ph ng pháp này:

u c làm s ch, cán n t, tr n v i h i n c, t o m nh và c a vào h th ng chi cdung môi Nh ng mãnh u nành c cán m ng kho n 0,008 ÷ 0,01 inch và v n b n khiqua x lí trong h thông chi c Nh v y s tách c d u nhi u mà không t o nh ng h t m n do

s b , gãy c a các phi n m ng này (s b , g y này làm c n tr t c l c c a d u)

V i các lo i h t không t o phi n m ng b n nh h t lanh, bông thì k t h p v i ph ngpháp chi c b ng áp l c hi u su t chi c cao nh t và lo i b nh ng v n do h t m n gây nên.Quá trình chi c c th c hi n theo ph ng pháp ng c dòng v i dung môi nóng, h n

h p dung môi và d u sau ó c tách b ng cách cho bay h i và ch ng c t Dung môi còn l itrong nh ng mi ng này c tách ra nh nhi t và h i n c tr c ti p

Dung môi là hexan ho c tricloruaetylen

Yêu c u c a dung môi:

+ Giá thành th p

+ Gi i h n sôi h p+ n nhi t hoá h i bé+ Không gây c h i+ Không cháy nTricloruaetylen ít cháy n h n so v i hexan

- H p ch t không béo d ng hoà tan có tính keo nh photphatic, ch t nh n làm màng s n

d hút n c do chúng là nh ng ch t a n c, d tr ng trong i u ki n th ng nên d làm chomàng s n b r n n t

- Các acid béo t do và s n ph m phân hu c a chúng là các acid, andehyd phân t th plàm gi m t c khô c a màng s n, d tác d ng v i b t màu ( t o xà phàng) gây ra hi n t ngkeo hoá, làm gi m tính ch t c a màng s n

- Các ch t màu: làm cho d u có màu th m, do ó không dùng s n xu t các lo i s n cómàu sáng c

Vì v y c n ph i làm s ch d u tr c khi s d ng

a/ Ph ng pháp l ng:

l ng trong th i gian n m ngày ho c h n, các t p ch t c h c s l ng xu ng

Ph ng pháp này n gi n nh ng t n kém th i gian nên ít dùng.Mu n rút ng n th i gian

có th :

+ Nâng nhi t lên 35 ÷ 405 C

+ Thêm vào các ch t r n ho t ng b m t nh t ho t tính

+ L c qua màng l c

b/ X lý nhi t:

un nóng d u lên nhi t 220 ÷ 3000C th t nhanh, các ch t keo hoà tan và các ch t

nh n s keo t l i, sau ó l ng, l c ho c ly tâm tách chúng ra

l ng nhanh có th thêm vào m t ít t ho t tính (< 3%)

Do x lý nhi t cao nên s oxy hoá d x y ra các n i ôi làm nh h ng n tính ch t

c a d u ( ch s iot gi m, ch s acid t ng) Vì v y ph i làm ngu i nhanh

lo i silicat nhôm ng m n c: mAl(OH)3nSiO2pH2O

- M c t y tr ng t l thu n v i th i gian t y nh ng n u th i gian quá lâu thì t c t y

Nh c i m c a ph ng pháp này là nhi t 100÷1200C ph ng pháp này không táchhoàn toàn các ch t không béo

e/ T y s ch b ng ki m:

Dùng dung d ch ki m trung hoà các acid t do có m t trong d u Xà phòng t o thànhkéo theo các t p ch t nh t p ch t c h c, ch t nh n

các t p ch t l ng nhanh ng i ta th ng thêm vào m t ít n c nóng ho c dung d ch

mu i n L ng ki m dùng v a trung hoà các acid béo t do (c n c vào ch s acid: s

mg KOH/1g m u)

D u x lý b ng ki m có ch s acid th p nh t, t i a kho ng 0,25 c xem là d u t t

nh t dùng làm vecni và s n xu t nh

f/ T y b ng acid:

Cho acid m nh H2SO4 vào d u thô trong thùng ch a Khu y tr n u, nên cho acid ch

v a than hoá các t p ch t và làm cho chúng tách ra N c c cho vào d ng ph n

Th c t ng i ta th ng k t h p m t s ph ng pháp trong vi c x lý làm s ch d u Ví d :

ph ng pháp hydrat hoá + t y s ch b ng ki m + t y tr ng b ng h p ph : hydrat hoá b ng cáchdùng dung d ch HCl 0,25% v i l ng 2% so v i d u nhi t 30÷500C, th i gian 30 ÷40 phút.Trung hoà b ng dung d ch NaOH(150 bomme) nhi t 50÷700C trong th i gian 30 ÷40 phút

v i l ng 100÷150% R a s ch, tách và s y chân không xà phòng t o thành T y tr ng d utrong chân không v i 2% t ho t tính( t này ã c s y k nhi t 95÷1000C) trongkho ng m t gi Sau ó l c l y d u s ch

Có th dùng axetat cobalt và manborat thay cho linoleat kim lo i Trong tr ng h p này

mu i kim lo i c cho vào t t 4500F và nhi t c t ng n 5250F M c ginhi t này n khi mu i kim lo i chuy n hoá thành xà phòng

V i mu i axetat, i m d ng c a ph n ng là khi nghe mùi c a CH3COOH trong khói t

n i

D u x lý b ng ph ng pháp un c dùng ph i h p v i s n màu ho c s n tr ng màkhông có thêm ch t làm khô

Nhi t càng cao thì t c trùng h p càng l n Tuy nhiên không c cao quá do:

+ i m b c cháy c a d u vào kho n 6100F nên ph i tránh ph n ng gây ho ho n

+ nhi t cao d u b phân hu t o các axit béo t do và các h p ch t có màu t i làm

gi m ch t l ng c a d u khi dùng làm s n

+ nhi t cao t c oxi hoá d u l n làm gi m s n i ôi trong d u và xu t hi n các

s n ph m phân hu làm d u có màu t i

kh c ph c các nh c i m trên nên ti n hành trùng h p d u trong n i kín có s c khí tr

ho c trong môi tr ng chân không

- Khi ti n hành trùng h p, ch s axit t ng theo nhi t Nhi t càng cao thì ch s axitcàng cao do các axit t do c t o nên b i s phân hu nhi t và phân hu oxi hoá N u ti n

hành trùng h p trong môi tr ng chân không thì ch s axit bé h n do trong h ph n ng có m t

ít không khí h n và m t vài axit bay h i c tách ra nh chân không

- Th i gian trùng h p nhi t i v i a s lo i d u th ng dài nên rút ng n ng i tadùng các xúc tác nh : PbO, ZnO Ng c l i có m t s lo i d u có ch a nhi u n i ôi liên h p(d u tr u) thì ph n ng x y ra quá nhanh nên d b gel hoá Vì v y i v i các lo i d u này thìnhi t trùng h p th p ho c ti n hành trùng h p các nhi t riêng bi t ho c có th ph i h p

v i các lo i d u khác có ch a các n i ôi không liên h p (Ví d : d u tr u/ d u lanh = 1/1÷1/2 )

• C ch ph n ng nhi t trùng h p:

+ D u có n i ôi liên h p thì s x y ra ph n ng c ng h p dien - ander t o các s n ph m

c ng h p dien, dien - trien, trien

R '

CHCHCH

I

II

IIII

R,

CH CH

S n ph m c ng h p trien

+ D u ch a n i ôi không liên k t thì có 2 kh n ng:

• Trong quá trình ph n ng d u ch a n i ôi không liên h p s chuy n sang liên h p và x y ra

CH

CHCH

CH

R

RI

R

CH2CH

CH

CH CH

CH2R

' 2

* Ph n ng phân hu t o axit t do:

D u x lý vôi th ng là d u lanh, d u cá ho c h n h p các d u này

- D u ã trùng h p nhi t c vôi hoá b ng cách cho vôi tôi vào nhi t 300oF r i ti p

t c nâng nhi t lên 400-450oF

Ví d : Vôi hoá d u lanh :

D u lanh trùng h p nhi t : (148Poize) 90gal

Gia nhi t 90gal d u lên 600oF sau ó làm ngu i xu ng 300oF Cho qua h n h p vôi tôi

và 10gal d u còn l i vào t t và kh y tr n m nh T ng nhi t n 450ò F sau ó làm ngu i

xu ng 400oF tr c khi pha loãng v i White spirit

d / Oxi hoá :

Th i lu ng không khí ho c oxi qua d u nhi t 160 - 250oF gây nên s oxi hoá d ukhá nhanh làm t ng nh t Không c gia nhi t dâu lên quá 410oF vì quá trình trùng h poxi hoá to nhi t d làm d u b c cháy

V i ph ng pháp này t o d u có nh t cao v i giá th p h n trùng h p nhi t Nh ngtính ch t hai lo i này s khác nhau :

* S n ph m trùng h p oxi hoá có màu vàng h n , kém b n l o hoá h n

* Do trùng h p oxi hoá nên s t o ra các nhóm -COOH làm cho d u có th ph n ng v i

b t màu có tính ki m làm keo k t s n vì v y lo i d u trùng h p oxi hoá không dùng làm s nmàu

* Trong thành ph n d u trùng h p oxi hoá hàm l ng oxi l n h n nhi u so v i trùng h pnhi t

Tuy nhiên d u lanh và d u u nành oxi hoá có bóng và tính ch t ch y t t c dùngtrong s n men , s n

II

tách m t c u t trong h n h p các c u t có tính ch t g n gi ng nhau có th dùngdung môi hoà tan c u t ó mà không hoà tan các c u t khác Sau ó thay i nhi t thì c u

t ó tr nên không tan thu c m t c u t tinh khi t có th tách nhi u l n

Ví d : Tách d u lanh b ng ph ng pháp hai giai o n :

* Giai o n 1:

- Kh màu t 11 xu ng 1 trong ph n tinh

- Tách acid béo t do

* Giai o n 2:

Tách d u tinh ch thành hai ph n : ph n có ch s iot cao và ph n có ch s iot th p t ng

ng v i tính ch t khô t t h n và kém h n (Ph n có ch s axit bé h n dùng làm nh a alkyd)

(ch s Iôt)Nguyên

11850,0598,5

en1701,81,5

12100,0348,5

11600,0750

f/ Thu phân d u và este hoa l iï:

V i ph ng pháp tách trên có th tách d u thành hai ph n t ng ng v i tính ch t khô

t t h n và kém h n Tuy nhiên triglycerid c a h u h t các lo i d u là glycerid h n h p có ngh a

là trong h u h t các phân t d u ba g c acid béo là khác nhau

Ví d : Trong m t phân t d u lanh g m:

M t n hai g c linolenic

M t n hai g c linoleic

M t g c oleicVài phân t thì có m t g c stearic

Do v y m c dù tách c ph n khô t t h n nh ng d u ó ch a ph i là t t nh t do m t vàiphân t ch a t i thi u là m t g c acid béo có không no th p

V i ph ng pháp này d u c tách ra thành acid béo và glycerin Các acid béo ctách ra riêng l b ng ch ng c t ho c k t tinh r i este hoá l i v i glycerin t o m t lo t d u t khô

2,2,6,6 tetrametylol cyclohexanol

- Ph ng pháp tách d u: D u có th c tách ho c thu phân b ng nhi u cách:

+ Xà phòng hoá d u v i NaOH sau ó x lý b ng acid vô c thu l i acid béo

+ Cho d u và l ng nh n c vào n i ch u áp su t cao thu phân d u thành acid béo

và glycerin

Nh ng ph ng pháp này n u ti n hành gián o n thì không kinh t b ng ph ng phápliên t c Ph ng pháp liên t c giá thành s n ph m th p và s n ph m thu c có tinh khi tcao h n V i ph ng pháp này, n c và d u ch y ng c chi u qua m t c t c gia nhi t và áp

su t, không có xúc tác D u i ra bên trên c t và “ n c ng t” (là n c có ch a glycerin) i ra

áy c t.Vùng gi a c t c thi t k sao cho n c r i xu ng t ng gi t nh qua d u nhi tkho ng 5000F Hi u su t toàn ph n kho ng 98÷99%

Vi c tâch h n h p thănh t ng ph n riíng l không ph i lă n gi n do tính ch t v t lý c acâc acid bĩo t ng i g n nhau

- Este hoâ b ng câc acid bĩo:

Câc acid bĩo thu c có th em este hoâ v i câc alcol nhi t th p h n i m sôi c aalcol m t tí trong n i kín có sinh hăn ng ng t Có th dùng xúc PbO ho c Naphtanatcanci

Ví d : Este hoâ d u lanh v i Pentaerythritol

Acid bĩo d u lanh: 2130gPentaerythritol: 255g

Gia nhi t acid d u lanh lín 3200F trong 30 phút vă cho Pentaerythritol văo T ng nhi t

t i 4660F trong 45 phút vă duy trì nhi t năy d n khi t ch s acid yíu c u (kho ng 8 n10)

Pentaerythritol c l y d 10,5% t m c este hoâ g n nh hoăn toăn

D u sau khi t ng h p c trùng h p nhi t b ng câch t ng nhi t lín 5500F vă ginhi t năy n khi t nh t c n thi t

N i ôi liín h p năy lăm cho c tính khô t t h n vă trùng h p nhanh h n

Tuy nhiín c ng có nh ng tr ng h p ng phđn hoâ d u không t ng khô, b n n c vă

ki m c a măng do ng th i x y ra s ng phđn hoâ theo h ng khâc:

Ví d :

D ng trans kĩm khô h n vă có c u hình n nh h n

h/ Kh n c trong d u ve (d u th u d u):

Thănh ph n acid bĩo ch y u trong d u ve lă acid ricinoleic có m t n i ôi nín nó thu c

lo i d u không khô nh ng sau khi kh H2O s chuy n thănh d u khô Ph n ng x y ra nhi t cao nín có th dùng xúc tâc h nhi t ph n ng Xúc tâc có th lă H2SO4 c ho cloêng, Dietylsulfat

H

S O

OH

= O

R

H H

H H

H

C C

C

12 11 10

- H2SO4Nhiệt phân

u tiên xúc tác acid ph n ng v i nhóm OH c a acid ricinoleic t o este, sau ó nhi t cao

s nhi t phân xãy ra và acid c tách ra

Quá trình ph n ng không ch t o s n ph m kh n c 9,11 mà còn t o s n ph m 9,12

ng th i v i hi n t ng kh n c, hi n t ng ng phân hoá c ng xãy ra t o 50% ng phâncis và 50% ng phân trans

Quá trình kh n c n u ti n hành trong môi tr ng chân không thì êm d u h n d i áp

su t th ng

Do trong trong ng có n c tách ra nên s gay ra hi n t ng thu phân m t ph n d u,

ti p ó là ph n ng este hoá gi a nhóm OH trên C12 c a d u và acid béo t do Hi n t ng estehoá này làm c n tr ph n ng tách n c do nhóm OH c b o v

Ph n ng kh n c là thu n ngh ch nên ch xãy ra n m t m c nào ó (ngay c trongmôi tr ng chân không n c c tách ra)

Nói chhung quá trình ph n ng kh n c xãy ra r t ph c t p do có xãy ra các ph n ng

H

H

O2

R C

C

C C H

R C C

H H H

R C C C

C C

R

,

C C C C

R C

C C

C C

R

H H

H

H ,

là A úc S n ph m này có th este hoá b ng Glycerin ho c Pentaerythritol ho c trung hoà b ng

ki m, NH3, amin t o s n ph m tan trong n c dùng làm s n n c ho c s n nh t ng

- C ch t o A úc nh sau:

+ D u có ch a n i ôi liên h p:

+ D u có ch a n i ôi không liên h p:

D u maleic hoá so v i b n thân nó có nh ng u i m sau : d dàng b nhi t trùng h p

h n, màu s n ph m sau khi nhi t trùng h p sáng h n, màng s n khô, ch u n c và b n khíquy n h n

Do maleic n mòn các lo i thép gh nh ng, s t nên n i ph n ng ph i làm b ng thépkhông gh nh nhôm Quá trình x lý c ti n hành nh sau:

D u và anhydric maleic c gia nhi t trong n i kín có ng thông h i và khu y tr n

m nh Nhi t ph n ng thay i t 200 n 2800C tùy thu c vào lo i d u c x lý S n

R

,

C C C C

H

H

O2

R C

C

C C

R H

H

H

H

H H

k/ ng trùng h p v i Styren:

m t vài khía c nh, d u ng trùng h p gi ng v i d u maleic hoá do chúng c t onên b ng cách c ng h p các c u t khác v i ph n không no c a các phân t d u Tuy nhiêntrong d u ng trùng h p, cáu t c cho vào ph i có kh n ng trùng h p Ví d : Stiren, (-metyl stiren, cyclopentadien là nh ng monomer c dùng nhi u nh t hi n nay:

- Khi ti n hành ng trùng h p d u và styren có th b ng hai ph ng pháp, dung môi

ho c kh i:

* Ph ng pháp dung môi: Ph n ng d i u khi n, xãy ra ch m h n, n u s n ph m òi

h i không ch a dung môi thì ph i tách dung môi

* Ph ng pháp kh i: xãy ra nhanh h n nh ng có khuynh h ng n trùng h p c a styren

Trong quá trình trùng h p gi a styren v i d u khô s xãy ra m t s ph n ng ng th i

Ph n ng nào x y ra v i t c nhanh nh t s là ph n ng chi m u th và quy t nh s n ph m

II/ S t o màng:

Trong quá trình khô không khí, màng ti p nh n 10 ( 12% oxi, t o c u trúc peroxit ng

th i t o nên các s n ph m phân hu oxi hoá Liên k t ngang gi a các phân t d u c hìnhthành t o s n ph m polimer khâu m nh

- C ch t o màng:

(T o ra hidro peroxit chuy n các n i ôi t không liên h p n liên h p, t o thu n l i choquá trình khâu m ch)

V i ph n ng u: Ch s iot gi m

V i ph n ng sau: Ch s iot không i

Trong quá trình t o màng, ch s peroxit, hidro peroxit t ng

+ Ti p t c xãy ra ph n ng phân hu các peroxit, hidro peroxit t o m ng l i không gian và

t o s n ph m ph Chuy n màng d u t d ng l ng sang r n

S n ph m ph có kh n ng bay h i: H2o, H2O2, HCOOH, CH3COOH

S n ph m ph không bay h i: Axit béo m ch ng n, andehyd, xeton

CH

CH CH

R

CH

CH CH

CH

CH2R'

CH CH

CH2

CH2R

R'

'

+ OOH

CH CH

CH

CH CH

CH2

CH2R

R

' '

OOH

CH

CH CH

CH2R

R CH

+ OOH

R

CH

CH CH

CH

CH

CH2

CH2R'

R

O O R

+

Khi s y nóng còn có các ph n ng x y ra nh sau:

( Trùng h p nhi t )

N u d u không có n i ôi liên h p thì d i tác d ng c a nhi t thì s xãy ra hi n

t ng ng phân hoá t o n i ôi liên h p r i xãy ra ph n ng trùng h p nh trên ho c

CH CH

R

CH

H2O2'

' '

R

R R

R CH

CH

CH CH

R''''',CH CH

+

R R

R

, ,

R CH

CH

CH CH

R''''',CH CH

+

R R

R

, ,

CH CH CH CH R

CH

CH -

CH

CH2CH CH R

CH CH CH CH R

CH CH CH CH R

CH CH CH CH R

CH CH CH CH R

III/ S phân hu và lão hoá màng:

D i tác d ng c a ánh sáng, t bi t là tia t ngo i, các tác nhân hoá h c (dungmôi h u c , n c, ) s gây ra hi n t ng phân hu và lão hoá màng

Quá trình phân hu c ng x y ra ng th i trong quá trình khô màng nh ng v i

m c nh h n, Khi quá trình t o màng k t thúc thì s phân hu xãy ra áng k

-Ngoài ra do màng khô v n còn ch a các liên k t ôi và m t vài Hydroperoxid có

kh n ng h p th Oxy, n c, ánh sáng D i tác d ng c a các y u t này, liên k t ôi có

th b Oxy hoá t o 2 nhóm Hydroxy ho c tán công vào nhóm Metylen ho t ng t oHydroperoxid Nhóm Hydroperoxid có th bi n i t o Ceton ho c Hydroxy

Ví d : a/

b/

O H

+ +

OOH

R R

R1 R2

R3 CH R4OH

,

,, ,,

CH CH

O O

CHO HOC

O

HOC + (Aldehyd mach ngan)

R CH2 CH CH CH2 CH CH CH2 CH CH CH2 R

+ O2

R CH2 CH CH CH CH CH CH CH CH CH2 R,

,

+ M t h n h p g m nh ng ch t hoà tan l n nhau thì trong su t (nh a - nh a ho c

nh a - dung môi) còn n u không tan thì s c

V i nh ng i u ki n trên thì có r t nhi u ch t h u c c xem là nh a Tuynhiên ch có m t s nh a c dùng trong công nghi p s n vì ngoài các yêu c u kthu t nó còn ph i áp ng yêu c u v kinh t

H n h p thu c em ch ng c t tách H2O và Turpentin Nh thông thu

c tr ng thái nóng ch y cho qua b ph n l c r i vào thùng ch a Nó có màu vàng

n en ph thu c vào ph ng pháp x lý và lo i thi t b dùng ch ng c t

- Nh a thông g : G và r em nghi n nh r i chi c b ng dung môi Naphtanóng

+ Thành ph n: Trong quá trình chi c có th xãy ra m t vài ph n ng hoá h c nênthành ph n nh a thông sau khi chi c là:

Nh a thông