Đề tài: Tìm hiểu về polystyrene

Đồng sản xuất propylene oxyt và styrene Từ phân đoạn C5 của xăng nhiệt phân nhưng chưa được ứng dụng trong công...  GPPS được ứng dụng trên một phạm vi rộng, đặc biệt nó được dùng trong

PVU

Polystyrene Nhóm 1

Giới thiệu về PolyStyrene

General purpose Polystyrene - GPPS

Expanded PolyStyren – EPS

High Impact Polystyrene - HIPS

2

 Polystyrene (PS) là một loại nhựa nhiệt dẻo, được tạo thành từ phản ứng trùng hợp styrene.

 Công thức cấu tạo:  (CH[C6H5]-CH2)n

1 Định nghĩa

Polystyrene Nhóm 1

 Trong suốt, không mùi

 Dễ tạo màu, hình thức đẹp, dễ gia công bằng phương

pháp ép và ép phun (nhiệt độ gia công 180 - 200oC)

 Thuộc nhóm nhựa nhiệt dẻo bao gồm PE, PP, PVC

4

2 Tính chất

2 Tính chất Có thể tái chế

Quy trình tái chế EPS

Polystyre bị phong hóa do tác động của môi trường như ánh sáng đặc biệt là tia UV và nhiệt độ làm mất đi tính cơ học và sức căng (độ bền kéo) của chúng

2 Tính chất

Polyme tổng hợp có khả năng chống phân

hủy sinh học do trọng lượng phân tử lớn, cấu

trúc phức tạp và bề mặt kỵ nước Các tính

chất này làm cho polymer không thể tiếp cận

với các enzym của vi sinh vật

2 Tính chất

Chất gỗ Tinh bột

Cellulose

3 Ảnh hưởng tới sức khỏe con người

4 Phân loại

Polystyrene Nhóm 1

 Phát hiện polystyrene:

 1839 Edward Simon-một người làm nghề bào chế thuốc phát hiện ra polystyrene: một loại dầu tách ra từ nhựa cây sweetgum Thổ Nhĩ Kì, ông để vài ngày cho nhựa khô giả sử nó oxi hóa

12

 Năm 1845, nhà hóa học người Anh John Blyth và nhà hóa học người Đức

August Willhelm von Hoffmann chứng minh phản ứng đã xảy ra trong điều

kiện thiếu oxi, cho thấy nó không phải là quá trình oxi hóa

Ổn định monomer

1866 Marcelin Berthelot chứng minh các vật liệu cứng là một

polymer,và các monomer để tạo polymer không ổn định, ngăn cản

các tác dụng hữu ích polymer

Polystyrene Nhóm 1

 1922, một bước tiến được thực hiện khi Dufraisse

và Moureu phát hiện ra các monomer có thể được

ổn định bằng cách thêm một lượng nhỏ các amin

thơm và phenol

14

 Sản xuất thương mại lượng polystyrene:

 Sản xuất đầu tiên bởi các công ty I.G Farben ở Đức vào năm 1931, sản xuất các polymer dạng viên để dễ dàng sử dụng

Polystyrene Nhóm 1

 Công ty Kopper ở Pittsburgh, Pennsylvania sản

xuất polystyrene mở rộng vào năm 1959,

polystyrene với cấu dạng syndiotactic được tổng

hợp lần đầu tiên đầu năm 1980

16

Các phương pháp sản xuất polystyrene

Dehydro hóa trực tiếp etylbenzen chiếm hơn 90% công suất trên toàn thế

giới.

Đồng sản xuất propylene oxyt và styrene

Từ phân đoạn C5 của xăng nhiệt phân nhưng chưa được ứng dụng trong công

Một số quy trình sản xuất polystyren hiện nay:

Thị phần Polystyrene trong công nghiệp thực phẩm

 Là polymerstyrene dạng thuần nhất với thành phần chỉ là styrene.

1 Tính chất

Polystyrene Nhóm 1

Mang tính nhiệt dẻo: cứng, trong suốt, bền, không mùi, không

 GPPS được ứng dụng trên một phạm vi rộng, đặc biệt nó được dùng trong sản xuất các loại tách có khả năng tự phân hủy, lớp cách bụi cho các thiết bị điện, pipet y tế…

2 Ứng dụng

Polystyrene Nhóm 1

 GPPS hiện nay được tổng hợp chủ yếu trên phương pháp bulk với ưu điểm là tạo ra sản phẩm

có độ tinh khiết cao hơn do lượng dung môi được sử dụng ít

 Chu trình liên tục và gián đoạn là 2 chu trình được sử dụng để tổng hợp GPPS Trong đó chu

trình liên tục chiếm đa số do khả năng kiểm soát nhiệt độ tốt hơn và độ chuyển hoá cao hơn so

với chu trình gián đoạn

3 Phương pháp tổng hợp

4 Sơ đồ công nghệ

Polystyrene Nhóm 1

5 Các yếu tố ảnh hưởng

Chất lượng GPPS

a Nguyên liệu:

Styrene Chất khơi mào Ethyl benzen

Thường được sử dụng là

peoxit hữu cơ

Làm dung môi (10%) giúp kiểm soát phản ứng dễ dàng hơn, hạn chế hiện tượng truyền mạch ,tạo GPPS chất lượng tốt và cũng là chất tải nhiệt

b Thiết bị phản ứng

 Sản phẩm đi ra khỏi thiết bị phản ứng thường chứa các tạp chất như styrene chưa phản ứng, dung môi, sản phẩm phụ như benzene và các oligome

 Phương pháp phổ biến để loại bỏ các thành phần nhẹ này là tăng nhiệt độ của dòng sản phẩm lên hơn 240C bằng thiết bị trao đổi nhiệt rồi sau đó đưa vào bồn áp suất chân không với áp suất khoảng 5-

230-10mmHg

c Chu trình làm sạch polymer

Polystyrene Nhóm 1

 Hai yếu tố quyết định đến lượng tạp chất được loại bỏ là nhiệt độ và áp suất của thiết bị chứa chân không

Đồ thị biểu diễn lượng styrene trong polymer theo nhiệt độ và áp suất

1 Tính chất của EPS

EPS là một vật liệu rất nhẹ, không khí chiếm gần 98% thể tích, có thể chịu được áp lực cơ học

và hóa học cao

EPS không mùi, không độc hại và trơ về mặt hóa học => Sản xuất bao bì, vật liệu bảo vệ các thiết bị, sản phẩm điện tử, máy tính, hóa chất, hàng dễ vỡ

a Độ bền

Polystyrene Nhóm 1

b Độ chống ẩm, không thấm nước

EPS là vật liệu ô kín và không dễ dàng hấp thụ nước Khi bị bão hòa quá lâu trong nước, EPS vẫn sẽ duy trì hình dáng, kích thước, cấu trúc

34

c Hiệu quả nhiệt

EPS có sự nhạy cảm với sự thay đổi nhiệt độ

Polystyrene Nhóm 1

d.Tính linh hoạt

EPS có thể được sản xuất với bất kỳ hình dạng hoặc kích thước nào, hoặc nó có thể được dễ dàng cắt và tạo hình khi cần thiết

36

e Tái chế

EPS là hoàn toàn có thể tái chế thành các sản phẩm mới như vật liệu cách điện, bê tông nhẹ hoặc hộp

Expandable Polystyren

Tác nhân thổi” thường là pentane hoặc butane

Khối lượng trung

bình khối 160,000

đến 260,000

Hạt rất nhỏ Đường kính 0.2 mm - 3 mm.

2 Nguyên liệu

3 Quá trình sản xuất

Thiết bị Pre - Expansion

Polystyrene Nhóm 1

 Vào cuối thập niên 1970s, nền công nghiệp sản xuất polystyrene chịu va đập (HIPS) phát triển điển hình

Mối quan hệ giữa cấu trúc và tính chất của HIPS

2 Tính chất

 Phụ thuộc vào mối quan hệ giữa:

Khối lượng phân tử giữa pha liên tục pha phân tán

Loại elastomer cần chế tạo

Tỉ lệ thể tích của các pha trong elastomer

Kích thước các phân tử trong elastomer và trong pha phân tán

Cấu trúc phân tử của elastomer

Mật độ các crosslink trong graft polymer

Nồng độ các chất phụ gia thêm vào

3 Yếu tố tác động

4.Quy trình sản xuất

 Công nghệ sản xuất HIPS của ABB Lummus Global/BP Chemicals

Polystyrene Nhóm 1

Ưu điểm:

50

 Công nghệ sản xuất HIPS của Toyo Engineering Corp

Polystyrene Nhóm 1

Ưu điểm:

52