Tìm hiểu về blend của polyetylen

UHMWPEPE có khối lượng phân tử cực cao ULMWPE or PEWAX PE có khối lượng phân tử cực thấp HMWPEPE có khối lượng phân tử cao HDPEPE có tỉ trọng cao HDXLPEPE khâu mạch tỉ trọng cao PEX or XLPEPE khâu mạch MDPEPE tỉ trọng trung bình LLDPEPE tỉ trọng thấp mạch thẳng LDPEPE tỉ trọng thấp VLDPEPE tỉ trọng rất thấp CPEPE clo hóa

Công nghệ hóa học polyme blend

Nhóm 2 : PE

Nhóm sinh viên:

1 Nguyễn Khánh Hà 20141297 10 Nguyễn Hương Linh 20142577

2.Nguyễn Thị Ngọc Huế 20141896 11 Khúc Duy Hiếu 20141504

3 Nguyễn Thị Hương 20142218 12 Nguyễn Đức Mạnh 20142865

4 Nguyễn Thị Hương 20142222 13 Đặng Danh Khánh 20142282

5 Nghiêm Đức Hưng 20142157 14.Vũ Thị Hương 20142227

6 Lê Thị Tươi 20145163 15 Nguyễn THị Thu Hường 20142247

9 Nguyễn Văn Minh 20142949 18 Nguyễn Hoàng Minh 20142936

19 Phạm Thị Luận 20142742

LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN

GIỚI THIỆU VỀ PE

CÁC LOẠI BLEND CỦA PE

1933 – Fawcett và Gibson ở ICI phát hiện ra polyethylene (PE)

1939 – Sản xuất thương mại đầu tiên cho nhựa polyethylene ở

Anh (công ty ICI)

1945 – Công ty Monsanto sản xuất chai Sqezy bằng LDPE đã gây nên sự mở rộng nhanh chóng của ngành công nghiệp này

1950s – Túi PE lần đầu tiên xuất hiện

1955 – Sản xuất PE tỷ trọng cao (HDPE) đầu tiên tại Anh

1959 – Bằng sáng chế đầu tiên về khả năng tương hợp của blend PE

1 Lịch sử phát triển

1960 – Polymer đồng trùng hợp Ethylene – Vinyl acetate được công bố bởi DuPont

1980 – Lần đầu tiên sản xuất LDPE

1981 – PE được trộn với cao su Neoprene với tỷ lệ 1: 1 tạo ra các vật liệu cho thấy sức chịu lực cao, và cải thiện đáng kể các tính chất cơ lý khác

2005 – NASA khai thác lợi thế của polyethylene trên nền vật liệu RFX1 như là 1 loại vật liệu cho tàu không gian có thể gửi con người lên Sao Hỏa

2.Giới thiệu về PE

Giới thiệu

PE

Cấu trúc

Tính chất

Phân loạiTổng

hợp

 Polyetylen là một hợp chất

hữu cơ gồm nhiều nhóm

etylen -CH2-CH2- liên kết với

nhau bằng các liên kết cộng

hóa trị

Cấu trúc

 Polyetylen màu trắng, hơi trong

 Không dẫn điện và không dẫn nhiệt, không thấm nước

 Chống thấm khí O2, CO2, N2 và dầu mỡ kém

 Nhiệt độ hóa thủy tinh Tg ≈ -100 °C

 Nhiệt độ nóng chảy Tm ≈ 120 °C

Tính chất vật lý

Tính chất hóa học

 Không tác dụng với các dung dịch axít, kiềm, thuốc tím và nước

brom

 Ở nhiệt độ cao hơn 70ºC PE hòa tan kém trong các dung môi

như toluene, xylen, amilacetat, tricloetylen, dầu thông, dầu

khoáng…

 Dù ở nhiệt độ cao, PE cũng không thể hòa tan trong nước, trong

các loại rượu béo, aceton, ete etylic, glicerin và các loại dầu thảo mộc

 Có thể cho khí thẩm thấu xuyên qua

Phân loại

• UHMWPE/PE có khối lượng phân tử cực cao

• ULMWPE or PE-WAX /PE có khối lượng phân tử cực thấp

• HMWPE/PE có khối lượng phân tử cao

• HDPE/PE có tỉ trọng cao

• HDXLPE/PE khâu mạch tỉ trọng cao

• PEX or XLPE/PE khâu mạch

• MDPE/PE tỉ trọng trung bình

• LLDPE/PE tỉ trọng thấp mạch thẳng

• LDPE/PE tỉ trọng thấp

• VLDPE/PE tỉ trọng rất thấp

• CPE/PE clo hóa

• Dựa vào khối lượng phân tử, tỷ trọng, độ kết tinh và

mức độ khâu mạch mà PE được chia thành 11 loại:

Một số PE thông dụng

Phương pháp tổng hợp

Tổng hợp áp suất

cao Tổng hợp áp suất

thấp

Tổng hợp áp suất cao

 Ứng dụng:Thường dùng để sản xuất LDPE

 Phản ứng

 Cơ chế: Sử dụng chất khơi mào là ion hoặc gốc tự do

Tổng hợp áp suất thấp

 Sử dụng hệ xúc tác Ziegler-Natta

 Ứng dụng: Trùng hợp HDPE

 Sản phẩm

 Cơ chế:  Chất xúc tác Ziegler-Natta

Sơ đồ công nghệ sản xuất PE

Ứng dụngHDPE

Ứng dụngLDPE

Ứng dụngLLDPE

3 Một số polyme blend từ nhựa nền PE

Ứng dụng

Phương pháp xác định sự tương hợp của blend

• Dựa vào tính chất vật liệu

• Phương pháp dựa vào ảnh hiển vi

PE-SBR 30/70 blend PE-SBR 40/60 blend PE-SBR 50/50 blend

• Phương pháp dựa vào ảnh hiển vi

PE-SBR 60/40 blend PE-SBR 70/30 blend PE-SBR 80/20 blend

Ứng dụng

chlorosulfonat polyethylene (CSR hoặc

CSM)

nhiệt dẻo

Làm các lớp màng , tấm lợp đơn lớp

Tuy nhiên , sự tác động của vi khuẩn là nguyên nhân gây nứt, đứt gãy,

alligatoring ( rạn kiểu da cá sấu)

Giải pháp :

CRS nhiệt dẻo

Ưu điểm

- Có thể gia công thành dạng tấm

-chống nứt tốt

• PE có tỷ trọng thấp mạch thẳng

• Độ bền kéo, tính va đập cao hơn LDPE

LLDPE

Sản phẩm blend có modul cao và trong

10-45% LDPE

polypropylene hoặc copolyme

10LDPE

Nhựa (dùng để thổi

khuôn rỗng )

Tạo màng dày 10-300µm

Màng trong suốt, không màu,

Màng có khả năng bán thấm qua da Là thành phần của

thuốc

Tạo màng cải thiện độ co ngót, tính chống va đập so với copolymer ban đầu

copolyme của etylen và

• Khả năng tương hợp của PP/PE phụ thuộc vào khối lượng

phân tử và cấu trúc của polyme thành phần

• Blend của PE/PP đa phần là: HDPE/PP, LDPE/PP, LLDPE/PP

• PE/PP có thể tương hợp với nhau khi bổ sung các chất trợ

tương hợp: EPR, EPDM, hay copolymer ghép Etylene – g – propylene,khi phản ứng hoặc sau gia công nhiệt bằng cách

sử dụng các chất liên kết ngang, chùm electron hay bức xạ tia γ

Dễ gia công

PE/PP chiếu xạBền khi

Độ cứng tốt

Chịu được nước sôi

Hỗn hợp

Một số giản đồ thể hiện khả năng tương hợp của PP với PE

LDPE HDPE Copolyme khối EP PP Tạo màng PE/PP: Modul, độ bền xé, tính chất

uốn tốt

LLDPE 10 – 45% LDPE, PP 2 – 15% EPR PE/PP: Độ đàn

hồi cao, trong

10 – 50%

LLDPE 50% PP Copolyme Etylene – Butene

Sản phẩm tốt cho kéo sợi, thổi sợi…

3.4 BLEND PE/PS

PS là nhựa nhiệt dẻo được tổng hợp bằng cách trùng hợp Styren:

PE:

• Ưu điểm: trong, mềm dẻo,

chống thấm, chống ẩm tốt, chịu

được nhiệt độ cao

• Nhược điểm: không bền với

hóa chất, dễ bị thấm khí

PE:

• Ưu điểm: trong, mềm dẻo,

chống thấm, chống ẩm tốt, chịu

được nhiệt độ cao

• Nhược điểm: không bền với

hóa chất, dễ bị thấm khí

PS:

• Ưu điểm: trong, cứng, không

màu, không mùi, chống thấm

khí tốt.

• Nhược điểm: giòn, độ bền kéo

thấp

PS:

• Ưu điểm: trong, cứng, không

màu, không mùi, chống thấm

• Chống thấm khí , chống

ẩm tốt

• Thông số hòa tan của PE là 7,9–8,1 trong khi đó PS là 8,6–9,1

 Để tăng sự tương hợp sử dụng SEBS

(styrene-etylen / butylen-styrene) làm giảm kích thước của pha phân tán

Ảnh hưởng của chất trợ tương hợp đến độ bền va đập trong ép phun blend PE:PS 1:1

chứa 10phr chất trợ tương hợp

polyetylen

te-Blend có

độ dãn dài,

độ bền kéo

tốt

70% LLDPE

30% PS

Sản xuất màng gói thực phẩm có thể gấp góc cố định và xé được như giấy\

15-40% khối lượng HDPE

25% chất trợ

tương hợp:

SBS hoặc SIS

45 – 70% khối lượng HIPS

Blend tạo hình nhiệt,chống hóa chất, với hình

thái pha đồng liên tụcChế tạo tủ lạnh và tủ đông

(20-PE hoặc PP)

Polyalkene 50% khối lượng

(20-PE hoặc PP)

Trợ tương hợp: 0,05-50 phr copolymer

3 khối không đối xứng,mạch

thẳng

Trợ tương hợp: 0,05-50 phr copolymer

3 khối không đối xứng,mạch

thẳng

Làm khuôn có khả năng gia công,chịu ứng suất,khả năng chống rạn nứt tốt, không thấm nước và

chống va đập

2-6 % styrene-acrylonitril

Tăng độ bền va đập

1 – 95% butadien hoặc copolymer khối p- methylstyrene- isoprene

1 – 95% butadien hoặc copolymer khối p- methylstyrene- isoprene

styrene-Cải thiện tính kháng ứng suất nứt của Blend

LLDPE SBES

Vật liệu trong suốt, chịu va đập, chống mờ, thích hợp cho

việc đóng gói

1-6% mol axit acrylic, anhydrit maleic hoặc sulfonat

100 ~3000ppm

Zn stearat, và amit axit béo C16-22

100 ~3000ppm

Zn stearat, và amit axit béo C16-22

Các khuôn chịu được va đập, trầy và chống

mài mòn, hữu ích cho sản xuất trang trí nội

thất cho xe cộ và các ứng dụng khác cho vật

liệu nhựa cần chống trầy xước

3.6 Blend của PE với Acrylics

• Độ bền va đập Izod có khía lớn hơn 3 lần so với PE không có nhóm chức

trơn, chất làm dẻo, chất tạo màu,

chất chống oxy hoá ,

• Dễ gia công, chống va đập ,

độ cứng và các tính chất bề mặt tốt

Blend của polyalkene : chứa 100

phần của PE và 0.1-100 phần

của một copolyme ghép vỏ lõi

• Sử dụng làm chất kết tinh nóng

Ghép các polyethylen với alkyl

acrylate hoặc alkyl methacrylate

Ứng dụng

Biện pháp tăng cường tương hợp

Sử dụng chất trợ tương hợp là copolyme : SEBS, EPR hoặc copolyme ethylene-styrene

Sử dụng copolyme ghép : PE-g-BTCEAD

(bis(2,2,2-trichloroethyl)azodicarboxylate), PE-g-DBAD( di-tert-butyl

azodicarboxylate )

Phương pháp dựa vào ảnh hiển vi

Phương pháp dựa vào phổ hồng ngoại

 Blend PE/EVA(copolyme etylen vinyl

• khả năng phối trộn với một lương lớn các chất độn

Do sự khác nhau về cấu tạo ,nhiệt độ nóng

chảy ,độ phân cực nên các polyme này không tương hợp Để tăng cường khả năng tương

hợp ,khả năng bám dính ,nâng cao tính chất thì

có thể đưa thêm:

• Hợp chất thấp phân tử dicumyl peoxit (DCP)

• Copolyme :ghép vào PE monome có cực axit acrylic (AA) PE-g-AA

Biện pháp tăng cường tương hợp

Phương pháp xác định sự tương hợp qua momen xoắn.

Tính chất cơ học của các polyme blend PE/EVA và PE-g-AA/EVA()

Phương pháp dựa vào ảnh hiển vi

Kích thước pha PE giảm đi đáng kể ,các pha polyme phân tán vào nhau đồng đều hơn.

Ứng dụng

3.7 Các blend PE với các sản phẩm polyme khác

Các loại polyethylene, homo hoặc copolyme thường

được sử dụng làm chất biến tính va đập cho các loại

nhựa nhiệt dẻo khác

• Cải thiện tính chống tĩnh điện,tính chất cơ học và hút

ẩm tốt

• Sử dụng để sản xuất màng ,sợi ống,lớp phủ

PE+ 2%PVI

• Độ bám dính tốt với chất nền như PET,

LDPE được trộn

với 1-40% poly

(2-ethyl-2-oxazolin)

(PEOX

3.8 Các Blend PE giảm tính thấm

copolyme

Blend PE + Độ bền nhiệt tăng

+ Cải thiện tính va đập + Giảm sự thấm của chất

khí , chất lỏng + Khả năng gia công

Thùng xăng xe Tấm lợp cao su

Vải địa kĩ thuậtỨng dụng

3.9 Polymer blend PE/PA

Độ bóng cao

Độ trong suốt và tính đàn hồi tốt hơn

Giảm ăn mòn, giảm

thấm

1968

Trộn copolymer hoặc PE với lactam

Tính chất cơ học

nâng cao Giảm hấp thụ

nước

PE hydro hóa trộn

với SE

Nâng cao khả năng va đập

Độ co ngót, cong vênh tốt hơn

Trợ tương

hợp PE-MA

Ứng dụng

Các phương pháp xác định khả năng tương hợp

Phương pháp dựa vào ảnh hiển vi

Biện pháp tăng cường tương hợp

 Ethylene - maleic anhydrite ( PE/PA-g-EMA)

Hình ảnh điện tử quét (SEM) của polyme blend PE/PA

(a) không có PA-g-EMA (b) có PA-g-EMA

3.10 Polymer blend PE/PC

-Độ hút ẩm thấp -Khó cháy,làm việc lâu

ở nhiệt độ gần nhiệt độ mềm không thay đổi kích thước khi nguội

Nhược điểm -Chống khí, hơi kém

- Giá thành cao

PE/PC

-Độ bền va đập, nhiệt

tốt hơn -Mô đun,độ chịu ứng suất nứt, độ cứng và HDT (nhiệt độ cong vênh) được cải thiện -Khả năng gia công tốt

Hình ảnh điện tử quét SEM của cấu trúc blend PC-PE ở các thành phần khác nhau

(a) 20PC–80PE, (b) 40PC–65PE, (c) 60PC–50PE, (d) 80PC–30PE.

- Ứng dụng

 Chi tiết phía ngoài ô tô,xe máy

 Thiết bị lọc máu, phụ tùng thiết bị y tế

 Mũ bảo hiểm

 Chi tiết trong ô tô, dụng cụ thấm tách các chi tiết ô tô phụ tùng thiết bị y tế

 Kết cấu máy ảnh video

PE (Polyetylen) là nhựa nhiệt dẻo, màu trắng, hơi trong.

Tổng hợp bằng cách trùng hợp C2H4

Terephtalat) là nhựa nhiệt dẻo thuộc loại polyester

Tổng hợp bằng quá trình đa trùng ngưng các monome.

PET (Polyetylen Terephtalat)

3.11 Blend PE/PET

Blend PE/PET:

- Tính chất cơ học được tăng cường: tăng độ bền

- Nhược điểm: Khó tái chế do khó rửa sạch.

• Tính chất va đập tốt.

• Khả năng chống cháy tăng.

• Tính chất cơ học, tính

chất va đập tốt.

• Cải thiện độ bền va đập.

• Độ dai cao, co ngót khi đúc giảm.

• Tăng tỷ lệ kết tinh của

PET.

• Rút ngắn chu kỳ đúc.

• Tăng tính chất cơ học.

Trộn PET với 10wt% LLDPE

Trộn PET với 10wt% LLDPE

Trộn PET với 50wt% PE (copolyme)

Trộn PET với 50wt% PE (copolyme)

LDPE,HDPE

Trộn 30-70wt% PET với 70-30wt%

LDPE,HDPE

Ảnh SEM của blend HDPE/PET không có chất trợ tương hợp theo tỷ lệ (wt%):

ỨNG DỤNG

- Ưu điểm: Trong suốt, mềm

dẻo.Chống thắm nước và hơi

nước tốt.

- Nhược điểm: Chống thấm khí

và dầu mỡ đều kém.

POM:

- Ưu điểm: Độ bền cơ học và độ

cứng cao, chịu mài mòn, chịu va

độ chịu mài mòn,…

- Tăng khả năng chịu thời tiết.

• Khả năng gia công tốt.

• Độ cứng cao, độ chịu va đập tăng.

Trộn POM với EVAc

và HDPE:

• Hỗn hợp có khả năng chống mài mòn, chịu va đập tốt.

• Ổn định về kích thước, chịu môi trường tốt.

Trộn POM với 20wt

%TPU, 20wt

%LLDPE:

• Độ bền va đập cao.

• Có khả năng tái

sử dụng, tái chế.

Sự thay đổi cấu trúc của vật liệu PE / POM-Fe với

sự thay đổi thành phần của chúng:

ỨNG DỤNG

Chế tạo dây đai sử dụng cho dây chyền sản xuất thực phẩm

3.13 Blend PE/Nhựa đặc biệt:

PE (Polyetylen):

• Là nhựa nhiệt dẻo, màu trắng, hơi trong

• Tổng hợp bằng cách trùng hợp C2H4

Nhựa đặc biệt:

• Là loại polyme tính năng cao

• Phải được gia công ở nhiệt độ cao

• VD: Polyarylene polyether sulfone (PAES), Polyphenylene sunfua (PPS), Polyoxycyanoarylene (POCA),…

ỨNG DỤNG