đồ án công nghệ thiết kế dây chuyền công nghệ sản xuất pvc

ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2 GVHD: TS. LÊ MINH ĐỨC
PHẦN I:LỜI NÓI ĐẦU
Công nghiệp chất dẻo là một trong những ngành công nghiệp còn rất trẻ.
Đặc biệt trong những năm gần đây, khi các nguồn nguyên liệu truyền thống như :
sắt, thép, gỗ bắt đầu sắp cạn kiệt, thì các ngành công nghiệp chất dẻo trên thế giới
phát triển mạnh mẽ. Sản phẩm của ngành công nghiệp chất dẻo dần dần thay thế
các sản sản phẩm truyền thống. Ở các nước phát triển, ngành công nghiệp chất dẻo
phát triển rất mạnh, sản phẩm đa dạng. So với các vật liệu khác như gỗ, sắt,…thì
vật liệu nhựa có nhiều ưu điểm như nhẹ hơn nhưng có độ bền cơ học tốt, sản phẩm
đa dạng, màu sắc đẹp, giá cả phù hợp…Do vậy, vật liệu nhựa đã được sử dụng rất
nhiều trong các lĩnh vực khác nhau của đời sống xã hội như sản xuất hàng gia dụng
(bàn, ghế, vỏ chai, ống nước…), sản xuất vỏ bọc dây điện, keo dán, sơn, dùng làm
vật liệu composite, kể cả trong lĩnh vực nghiên cứu vũ trụ, hàng không và đại
dương. Trong đó, PVC là đại diện cho một số nhựa có tính năng tốt nhất hiện nay.
I/ Lịch sử hình thành và quá trình phát triễn của nhựa PVC
1/ Quá trình hình thành PVC
Polyvinyl clorua (PVC) có lịch sử phát triễn hơn 100 năm qua. Năm 1835 lần đầu
tiên Henault đã tổng hợp được vinyclorua, nguyên liệu chính để tạo nên PVC.
Polyvinylclorua được quan sát thấy đầu tiên 1872 bởi Baumann khi phơi ống
nghiệm chứa vinylclorua dưới ánh sang mặt trời, sản phẩm tạo ra có dạng bột màu
trắng và bản chất hoá học của nó chưa được xác định. Các nghiên cứu về sự tạo
thành PVC đầy đủ hơn đã được công bố vào năm 1912 do Lwan
Ostromislensky(Nga) và Fritz Klattle(Đức) nghiên cứu độc lập. Tuy nhiên polymer
mới này vẫn không được ứng dụng và không được quan tâm chú ý nhiều bởi tính
kém ổn định, cứng và khó gia công. Cuối thế kỷ 19, các sản phẩm như axetylen và
clo đang trong tình trạng khủng hoảng thừa, việc có thể sản xuất được PVC từ các
nguyên này là một giải pháp hữu hiệu. Năm 1926, khi tiến sĩ Waldo Semon vô tình
phát hiện ra chất hoá dẻo của PVC, đây mới là một bước đột phá đầu tiên để khắc
phục nhược điểm khi gia công cho PVC, sau đó là các nghiên cứu về chất ổn định
SVTH: Ung Văn Hoàng Trang - 1 -
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2 GVHD: TS. LÊ MINH ĐỨC

cho PVC. Đến năm 1933, nhiều dạng PVC đã được tổng hợp ở Mỹ và Đức nhưng
phải đến năm 1937 PVC mới được sản xuất trên quy mô công nghiệp hoàn chỉnh
tại Đức và sau đó là ở Mỹ. Vào những năm tiếp theo, PVC được nghiên cứu chủ
yếu không phải cấu trúc phân tử mà là cấu trúc ngoại vi phân tử, được tạo ra trong
quá trình trùng hợp như: kích thước hạt, độ xốp, v.v… do các yếu tố này ảnh
hưởng đến các đặc tính gia công, chế tạo của polyme. Quá trình nghiên cứu các
ảnh hưởng này đã mở rộng lĩnh vực sử dụng của PVC.
2. Quá trình phát triễn của nhựa PVC
a.Trên thế giới
Theo dự báo của các chuyên gia Marketing về lĩnh vực công nghiệp hoá
chất, thị trường dựa trên thế giới ngày càng tăng. Nhu cầu nhựa PVC của các khu
vực Châu Á - Thái Bình Dương đặc biệt là Trung Quốc, Ấn Độ sẽ là yếu tố chủ
yếu làm tăng nhu cầu thị trường nhựa PVC. Mức tăng nhu cầu PVC của các nước
tư bản gấp khoảng 2 lần mức tăng tổng sản phẩm quốc dân của nước đó. Ở các
nước Đông Âu, Châu Phi, Trung cận đông, nhu cầu tiêu thụ PVC cũng tăng do
mức độ đầu tư vào các nước này tăng lên. Nhu cầu về nhựa PVC theo bình quân
đầu người ở các nước phát triển lại thấp hơn so với các nước đang phát triển
(chiếm 2/3 dân số thế giới). Từ năm 1991 – 1997 mức tăng bình quân về PVC hàng
năm của các nước Châu Á - Thái Bình Dương là 6,2%, trong khi mức tăng bình
quân trên thế giới là 5,3%.Nhu cầu tăng lớn nhất về PVC ở các nước Châu á - Thái
Bình Dương là Nhật: chiếm 34%, Indonexia: 14,6%, Thái Lan: 14,1%, Malaixia:
13,9%, Trung Quốc: 12,3%.
- Sản lượng PVC của thế giới được thể hiện ở biểu đồ hình tròn sau:
SVTH: Ung Văn Hoàng Trang - 2 -
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2 GVHD: TS. LÊ MINH ĐỨC
Tiếp theo là bảng cho thấy công suất sản xuất PVC của Châu Á – Thái
Bình Dương giai đoạn 2000-2007, trong đó Trung Quốc với sự nhảy vọt đột biến
đãn vươn lên vị trí dẫn đầu thế giới.
Bảng: công suất sản xuất nhựa PVC của châu Á – Thái Bình Dương giai
đoạn 2000-2007

SVTH: Ung Văn Hoàng Trang - 3 -
Biểu đồ: sự tiêu thụ PVC trên
thế giới năm 2008
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2 GVHD: TS. LÊ MINH ĐỨC
b.Việt Nam
Năm 2002, toàn nghành nhựa Việt Nam đã sử dụng 1.260.000 tấn nguyên
liệu nhựa, trong đó PP, PE, PVC là được sử dụng nhiều nhất, chiếm khoảng 71.3%
tổng nhu cầu nguyên liệu. Sản lượng tiêu thụ PVC là 200.000 tấn chiếm khoảng
13.5%. Trước năm 2000, nghành nhựa của nước ta chủ yếu nhập khẩu. 10 năm trở
lại đây, sản lượng nhựa của VN đã tăng trưởng nhanh và đều đặn với tộc độ trung
bình là 15% năm. Bất chấp sự suy thoái kinh tế toàn cầu và biến động giá vật liệu
nhựa trong năm 2008, sản lượng nhựa VN vẫn đạt 2.3 triệu tấn tăng 22% so với
năm 2008. Dự kiến sản lượng tiếp tục tăng, giai đoạn 2000-2010 (đơn vị nghìn tấn)
Hiện nay nước ta đã có 2 Liên doanh sản xuất bột PVC. Công ty Liên doanh
giữa Tổng công ty Nhựa Việt Nam với Tổng công ty Hoá chất Việt Nam và Công
ty Thái Plastic – Chemical Public Ltd với công suất 80.000tấn/năm. Năm 2001 nhà
máy hoạt động với công suất 100% năm 2002 công suất Nhà máy tăng lên 100.000
tấn/năm. Công ty TNHH nhựa và hoá chất Phú Mỹ tại khu công nghiệp Cái Mép là
liên doanh giữa công ty xuất nhập khẩu tỉnh Bà Rịa- Vũng Tàu với tổng công ty
dầu khí Petronas của Malaysia có công suất là 100.000 tấn bột PVC/năm. Ngoài
việc sản xuất bột PVC hai Công ty Liên doanh trên còn sản xuất PVC Compound
với công suất 6000 tấn/năm, hai Công ty này đã sử dụng hết công suất thiết kế,
nhưng vẫn chưa đáp ứng hết nhu cầu các chủng loại PVC Compound trong nước
mà chỉ sản xuất chủ yếu các loại PVC làm phụ kiện còn các loại PVC dùng cho các
SVTH: Ung Văn Hoàng Trang - 4 -
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2 GVHD: TS. LÊ MINH ĐỨC
chi tiết đặc chủng vẫn phải nhập khẩu. Khả năng cung cầu PVC ở Việt Nam được
thể hiện trong sơ đồ sau:
Khả năng cung-cầu PVC ở Việt Nam
- Tiềm năng thị trường

Hiện nay, nguyên liệu chủ yếu sử dụng cho các sản phẩm vật liệu xây dựng là nhựa
PVC. Sản phẩm ống nhựa rất cần cho việc đầu tư xây dựng và cải thiện cơ sở hạ
tầng của đất nước, đặc biệt là các nghành như giao thông, xây dựng dân dụng, điện
tử viễn thông…do đó nhu cầu sản lượng PVC tăng trong những năm tiếp theo. Giá
cả của nhựa PVC cũng tăng nhẹ so với mấy năm trước
SVTH: Ung Văn Hoàng Trang - 5 -
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2 GVHD: TS. LÊ MINH ĐỨC

c. Các dự án phát triển tại Việt Nam
+ Dự án Tổ hợp hóa dầu miền Nam với vốn đầu tư 4.5 tỷ USD với công suất chế
biến của tổ hợp là 2.7 triệu tấn nguyên liệu/năm từ nguồn khí etan trong nước,
propan và naphtha nhập khẩu, hàng năm sản xuất gần 2 triệu tấn sản phẩm chính là
PE, PP và VCM cho sản suất nhựa PVC.
+ Đối với dự án tại phường Hưng Đạo- Dương Kinh- Hải Phòng chuẩn bị hoàn
thành thêm một nhà xưởng sản xuất ống PVC
+ Công ty Oxy- Vina tổng vốn đầu tư 109,4 triệu USD đi từ nguyên liệu VCM
trùng hợp thành PVC.
+ Công ty Mitsui- Vina và bây giờ là TPC- Vina tổng vốn đầu tư 90 triệu USD,
nguyên liệu là VCM nhập khẩu trùng hợp thành PVC, công suất 80000 tân/năm.
+ Công ty liên doanh Việt- Thái Plastchem tại thành phố Hồ Chí Minh có vốn đầu
tư 2,99 triệu USD.
+Dự án TPC- Chem Quest Việt Nam, vốn đầu tư 12 triệu USD sản xuất DOP công
suất 30000 tấn/năm từ các nguyên liệu ngoại nhập.
SVTH: Ung Văn Hoàng Trang - 6 -
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2 GVHD: TS. LÊ MINH ĐỨC
Tuy nhiên, hiện nay giá sản phẩm PVC trong nước cao hơn rất nhiều so với
giá mặt bằng chung trên thế giới. Do đó, các cơ sở sản xuất các sản phẩm PVC
trong nước đang phải hoạt động cầm chừng chi khoản 30- 35% công suất. Nguyên
nhân của tình trạng trên là do sự hụt giá của đồng tiền các nước cung cấp nguyên
liệu cho ngành nhựa Việt Nam. Hơn nữa, các nhà máy mới đi vào hoạt động, giá

thành sản phẩm vẫn mang giá trị khấu hao ban đầu, nên giá thành vẫn cao hơn mức
bình thường. Do vậy các dự án trên trở thành hiện thực thì trong thời gian tới giá
thành sản phẩm và sản lượng PVC trong nước sẽ đáp ứng đủ cho thị trường trong
nước và giá thành sẽ hạ xuống dẫn đến không còn phải nhập khẩu nguyện liệu và
nhựa PVC nữa.
Khi các nhà máy lọc dầu ở Dung Quất (Quảng Ngãi) và Nghi Sơn (Thanh
Hoá) đi vào hoạt động sẽ là cơ hội thuận lợi cho sự phát triển công nghiệp chất dẻo
nói chung và PVC nói riêng.
Bước đi của ngành PVC như vậy đã rất rõ ràng, cụ thể do đó chúng ta có
quyền hy vọng vào một tương lai tốt đẹp.
PHẦN HAI: LÝ THUYẾT CHUNG
CHƯƠNG I. ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO, TÍNH CHẤT VÀ ỨNG DỤNG PVC
I/Đặc điểm cấu tạo
-PVC có cấu tạo phân tử mạch thẳng, rất ít nhánh. Khối lượng phân tử của
Polyvinylclorua kĩ thuật từ 18.000 – 30.000 đơn vị
-Cấu trúc của PVC có 2 dạng chủ yếu: Kết hợp đầu nối đuôi và đầu nối đầu
SVTH: Ung Văn Hoàng Trang - 7 -
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2 GVHD: TS. LÊ MINH ĐỨC
Trùng hợp VC theo cơ chế gốc tự do là sự kết hợp các phân tử theo “ đầu nối đuôi”
thành mạch phát triễn. Trong mạch phân tử, các nguyên tử Clo ở vị trí 1;3

-PVC là một polymer phân cực mạnh. Ở trạng thái không kéo căng PVC hoàn toàn
vô định hình, chỉ khi nào kéo căng thật mạnh mới có khả năng định hướng một
phần.
-Do trong PVC có Cl nên cấu trúc thu được là hỗn hợp cả 3 loại:
II.Tính chất của PVC
1.Tính chất vật lí
PVC là một loại polymer vô định hình ở dạng bột màu trắng đôi khi hơi vàng nhạt.
Là loại vật liệu cách điện tốt, tính mềm dẻo, dai (có mặt chất hóa dẻo), có độbền va
đập kém và dể gia công. PVC tồn tại ở hai dạng là huyền phù và nhũ tương. PVC

SVTH: Ung Văn Hoàng Trang - 8 -
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2 GVHD: TS. LÊ MINH ĐỨC
huyền phù có kích thước hạt lớn hơn PVC nhũ tương. Trọng lượng riêng 1.45 –
1.50 (g/cm
3
) và chỉ số khúc xạ 1.544
• Độ hoà tan
-Polymer phân tử thấp với n=300-500 tương đối dễ tan trong axeton, keton, este,
xiclohexanol…Khi khối lượng phân tử trung bình cao thì PVC rất khó hoà tan (1-
10%) tan trong : dicloetan,clobenzen, tetrahidrofuran.
-Ở điều kiện nguội PVC không tan trong các chất hoá dẻo nhưng ở nhịêt độ cao thì
bị trương nhiều và có trường hợp lại tan. Polymer ở dạng nhũ tương có độ hoà tan
kém hơn polymer huyền phù, polymer dung dịch.
• Tính chất nhiệt
- PVC không bền nhiệt, có nhiệt độ phân hủy nhỏ hơn nhiệt độ chảy. T
g
= 80
0
C và
T
f
= 160
0
C nghĩa là dưới 80
0
C PVC ở trạng thái thuỷ tinh, từ 80
0
C đến 160
0
C ở

trạng thái mềm dẻo và trên 160
0
C ở trạng thái chảy nhớt. Nhưng có một đặc điểm
là trên 140
0
C PVC đã bắt đầu bị phân huỷ sinh ra HCl trước khi chảy dẻo ( đốt
nóng lâu ở nhiệt độ trên 100
0
C cũng vẫn bị phân huỷ ), HCl thoát ra có tác dụng
xúc tác làm tăng nhanh quá trình phân huỷ. Khi gia nhiệt PVC không chảy mà bị
cháy. Khi xảy ra hiện tượng cháy tạo nhiều các liên kết đôi, để lâu ngày các liên
kết này phản ứng khâu mạch tạo ra polymer có khối lượng phân tử rất lớn, cứng và
mất tính tan trong dung môi.

SVTH: Ung Văn Hoàng Trang - 9 -
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2 GVHD: TS. LÊ MINH ĐỨC
Dưới tác dụng của nhiệt thì liên kết giữa Cl-C bị gãy vì phân cực mạnh, đồng thời
tách cùng với H bên cạnh tạo HCl (hoặc tạo ra Clo). Các nối đôi C=C, cùng với
HCl đóng vai trò xúc tác phân hủy nhiệt nhanh hơn. Chính các liên kết đôi này làm
sản phẩm có màu vàng.

-Biện pháp để chống cháy PVC
+Tác động vào yếu tố oxi: Thông thường cho vào nhựa những hợp chất hữu cơ có
thành phần khí trơ hoặc chất oxi hóa mạnh như nhóm halogen. Khi có tác dụng
nhiệt, hợp chất phân hủy lấy oxi của môi trường làm nồng độ oxi giảm (< LOI
PVC
=
60), và dập tắt sự cháy. Ưu điển rõ nét của phương pháp này là hàm lượng chất
chống cháy đưa vào nhựa rất thấp nên không làm ảnh hưởng đến cơ tính của nhựa.
+Sử dụng phụ gia INTUMAX AC-2BG (AC-2). Thành phần có chứa Carbon và

chất trợ nở, không có gốc halogen và khi cháy không sinh ra khí độc cũng như khí
có tính chất ăn mòn…Khi cháy thì phụ gia này phản ứng lại nhiệt và lửa bằng cách
nở phồng lên và hình thành lớp vỏ cách ly dày bằng than, dập lửa và ngăn chặn
bùng phát lửa.
+Bổ sung một số chất độn như hợp chất vô cơ khó cháy: antimoan trioxit (Sb
2
O
3
),
CaCO
3
, Al(OH)
3
, Mg(OH)
2
-Khả năng cháy của PVC chậm: PVC có tính chất làm chậm lửa cao do hàm lượng
clo của nó, ngay cả trong trường hợp không có chất chống cháy. Ví dụ, nhiệt độ
đánh lửa của PVC là cao 455 ° C, và là một vật liệu với ít nguy cơ sự cố cháy vì nó
không được đánh lửa dễ dàng.
SVTH: Ung Văn Hoàng Trang - 10 -
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2 GVHD: TS. LÊ MINH ĐỨC

Đối với PVC lượng nhiệt tỏa ra khi cháy thấp hơn rất nhiều so với các loại nhựa
khác. Do đó PVC được sử dụng rộng rãi.
• Độ bền hoá học
- PVC là một polymer bền hoá học cao làm các thùng chứa, ống dẫn hoá chất( axit,
kiềm muối), khí thải…
-PVC bền với tác dụng của axít HCl, axít H
2
SO

4
, axít HNO
3
loãng và dung dịch
kiềm nồng độ ≈ 20%.
• Sự phân hủy của PVC dưới tác dụng cơ học
Trong quá trình gia công, cũng như trong quá trình sử dụng sản phẩm dưới tác
dụng lực cơ học làm sinh ra ứng suất ngoại có thể dẫn đến sự phá hủy mạch
polymer, thực chất nó làm đứt mạch polymer sinh ra gốc tự do(dưới tác dụng cơ
học) có khả năng khơi mào cho các phản ứng hóa học làm giảm khối lượng phân tử
dẫn tới giảm tính chất cơ lí. Ở cùng nhiệt độ nếu PVC chịu đồng thời của tác động
SVTH: Ung Văn Hoàng Trang - 11 -
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2 GVHD: TS. LÊ MINH ĐỨC
cơ học thì sự phân hủy HCl tăng lên 1,5-2 lần so với khi không chịu tác dụng lực
cơ học.
• Tính chất cơ học:
-Tg= 78 – 80
o
C
-d = 1.38 – 1.4 (g/cm
3
)
-δ
k
= 400 – 600 (KG/cm
2
)
-δ
u
= 900 – 1200 (KG/cm

2
)
-δ
n
= 800 – 1600 (KG/cm
2
)
-ε = 10 – 25% ( Độ dãn dãn dài khi đứt)
-Độ bền va đập = 70 – 160 (KG/cm
2
)
-Độ bền nhiệt ( Mactanh) = 65 – 70
o
C
-Nhiệt độ giòn = -10
o
C
-Nghiên cứu ở Đức đã cho thấy ống PVC chôn dưới đất 13 năm so với PVC mới
thì hầu như không thay đổi về tính chất.
-Quá trình lão hoá nhanh chóng của PVC sẽ làm giảm tính co dãn và làm cho tính
chất cơ học kém đi. Lão hoá thường là do tác dụng của các tia tử ngoại làm biến
đổi cấu tạo của polymer, làm cho polymer có cấu tạo lưới kém co dãn, khó hoà tan.
Mức độ lã hoá tuỳ thuộc vào từng vùng, phụ thuộc chủ yếu vào ánh sáng mặt trời
SVTH: Ung Văn Hoàng Trang - 12 -
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2 GVHD: TS. LÊ MINH ĐỨC
-PVC không độc, có nhiều tính cơ lý tốt. Phụ thuộc vào phụ gia, monomer VC còn
dư và sự tách thoát HCl, khối lượng phân tử của polymer cũng như mức độ đồng
đều của khối lượng phân tử và phương pháp gia công.
-PVC chịu va đập kém, để tăng cường tính va đập cho PVC thường dùng chủ yếu
các chất (MBS, ABS, EVA với tỉ lệ từ 5-15%)

-Khả năng gia công không cao không thích hợp cho sản phẩm có kích thước lớn.
• Tính dẫn điện: Thông thường các polyme trong đó có Polyvinylclorua
không có những phần tử tích điện. Do vậy điện trở của polyme rất lớn (10
15
– 10
18
Ωm) vì thế olyvinylclorua được dùng làm vỏ bọc dây cách
-Một số tính chất của PVC cứng và PVC mềm

SVTH: Ung Văn Hoàng Trang - 13 -
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2 GVHD: TS. LÊ MINH ĐỨC
2.Tính chất hoá lí
-PVC cứng bền với axit và bazo cũng như dầu, acohol, và hydrocacbon béo.
Nhưng nhạy với hydrocacbon thơm và hydrocacbon chứa clo, este, và có thể
trương trong xeton.
-PVC mềm rất nhạy với tác nhân khí quyển và ánh sáng. Khả năng phân hủy sinh
học phù hợp khi tiếp xúc với thực phẩm
-PVC có hoạt động hoá học khá lớn, trong các quá trình biến đổi hoá học các
nguyên tử Clo tham gia phản ứng và thường kéo theo các nguyên tử hydro ở
Cacbon bên cạnh. Một số phản ứng đặc trưng của PVC
• Nhiệt phân huỷ
-Khi gia nhiệt PVC không chảy mà bị phân hủy, tạo liên kết đôi vì dưới tác dụng
của nhiệt thì liên kết giữa Cl-C bị gãy vì phân cực mạnh, đồng thời tách cùng với
H bên cạnh tạo HCl (hoặc tạo ra Clo).
SVTH: Ung Văn Hoàng Trang - 14 -
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2 GVHD: TS. LÊ MINH ĐỨC
-Các nối đôi C=C, cùng với HCl đóng vai trò xúc tác phân hủy nhiệt nhanh hơn.
Chính các liên kết đôi này làm sản phẩm có màu vàng
-Để lâu ngày các liên kết này phản ứng khâu mạch tạo ra polymer có khối lượng
phân tử rất lớn, cứng và mất tính tan trong dung môi.

• Khả năng trộn lẫn với chất hóa dẻo và các nhựa khác
-Các loại chất hóa dẻo như phatalate, acid béo dieste, phosphste, epoxide, hóa dẻo
polymeric, hóa dẻo thứ cấp…Đối với PVC thường được trộn với hầu hết chất hoá
dẻo loại este phân tử thấp như: DOP(dioctyl phtalat), DBP(dibuty phtalat),
DIOP(diizooctyl phtalat) . Có tác dụng làm mềm, dễ cuốn làm giảm độ dòn ở nhiệt
độ thấp, làm giảm nhẹ điều kiện gia công và tăng thời gian sử dụng của sản phẩm.
Nguyên nhân của việc dùng chất dẻo là do PVC là polymer có mạch phân tử cứng
do nhóm thế clo làm cho thềm thế năng quay (u
o
) lớn gây cản trở không gian.
-Cơ chế của việc hoá dẻo được giải thích như sau
Trong phân tử PVC có hai nhóm, nhóm có cực H-C-Cl và nhóm không có cực H-
C-H. Độ cứng của PVC không biến dạng là do lực liên kết nội tại giữa các phân tử.
Các phân tử hóa dẻo sẽ chiếm vị trí giữa các mạch polymer làm tăng khoảng cách
các mạch và giảm lực liên kết giữa các phân tử.
SVTH: Ung Văn Hoàng Trang - 15 -
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2 GVHD: TS. LÊ MINH ĐỨC
CH
2
CH
+
Cl
-
CH
2
CH
+
Cl
-

Khi đun nóng làm chuyển động của các phân tử tăng lên, các phân tử trượt lên
nhau,làm suy yếu dần lực liên kết giữa các phân tử và làm mềm polyme.

• Thay clo bằng nhóm amin:
Khi tác dụng dung dịch PVC với NH
3
trong bình có áp suất và ở nhiệt độ cao sẽ
tạo thành một số nhóm amin và các liên kết imin nối các mạch (mức độ thay thế
không quá 15 - 20% )
- CH
2
- CHCl – CH
2
– CHCl -
 →
+
3nNH
nHCl + - CCH
2
– CHNH
2
– CHCl -
• Thay clo bằng các nhóm thơm
Dung dịch PVC trong tetrahydrofuran hay dicloretan với benzen (hay alkylbenze),
ở 0
0
C hay ở nhiệt độ thường với xúc tác clorua nhôm sẽ tạo thành một số nhóm
aryl.
SVTH: Ung Văn Hoàng Trang - 16 -
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2 GVHD: TS. LÊ MINH ĐỨC

3. Ứng dụng của PVC
• PVC trong ngành xây dựng :
-Sử dụng nhiều và rộng rãi nhất, trong đó các loại ống dẫn và phụ kiện chiếm hơn
1/3tổng sản lượng PVC trên thế giới.
-Hiện nay có xu hướng làm đồ nội thất bằng ván gỗ nhựa, pvc froam picomat. Các
vật liệu đáp ứng được tiêu chí vật liệu xanh, tái sử dụng được, không mối mọt, dể
thi công, chống cháy, chịu nước,đồ bền tốt và có thể sơn phủ được.
-Ngoài ra PVC còn được dùng làm mương, máng thủy lợi, màng phục vụ nông
nghiệp, hàng rào, mái che, profile, tấm và màng Ví dụ toàn bộ phần mái che phía
SVTH: Ung Văn Hoàng Trang - 17 -
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2 GVHD: TS. LÊ MINH ĐỨC
ngoài (khoảng 60.000 m
2
) của sân vận động hiện đại nhất nước Pháp (sân Stade de
France), với sức chứa lên tới 80.000 người, được phủ bằng màng PVC

• PVC trong kỹ thuật điện và điện tử: Chiếm gần 50% thị phần ở lĩnh vực sản
xuất đồ điện. Thường dùng làm dây và cáp điện. Một số lĩnh vực phổ bến
cần dùng PVC:
-Máy điều hòa không khí, máy giặt, máy lạnh
-Dụng cụ gia đình
-Máy tính, đĩa mềm cho máy vi tính, bàn phím
-Cáp quang, decal chịu nhiệt ứng dụng trong đồ họa
-Dụng cụ đồ điện…
• PVC trong sản xuất ô tô, xe máy
-Sử dụng thay thế một số kim loại và vật liệu khác để chế tạo các bộ phận sườn xe,
tấm chắn gió, tấm lót sàn, tấm chén bùn và nhiều chi tiết khác.
SVTH: Ung Văn Hoàng Trang - 18 -
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2 GVHD: TS. LÊ MINH ĐỨC
-Ưu điểm: +Tăng tuổi thọ của xe, sử dụng an toàn hơn khi bị ai nạ giao thông

+Khối lượng xe nhẹ hơn nên tiêu thụ ít nguyên liệu hơn, giảm ô
nhiễm môi trường
• PVC trong việc chăm sóc và bảo vệ sức khỏe con người
-Phổ biến trong nghành y tế: từ găng tay y tế đến túi đựng máu, từ ống chuyền
dịch, truyền máu và chạy thận nhân tạo, bơm kim tiêm , vab tim nhân tạo đến rất
nhiều dụng cụ y tế khác nhau. Chúng được sử dụng rộng rãi, độ tin cậy cao nhờ có
những tính ưu việt
+Không màu trong suốt, mềm dẻo, bền và ổn định, dễ thanh, tiệt trùng
+Chịu được hóa hóa chất, không phản ứng hóa học khi tiếp xúc với nhiềumôi
trường khác nhau, dễ chế tạo, có thể tái sinh, giá rẻ

• Những ứng dụng khác
-Đồ chơi trẻ em, dày dép, áo mưa, túi sách, làm phao tắm, rèm cửa, thùng chứa hóa
chất, lưới đánh cá, tóc giả, bàn phím, uPVC được làm cửa sổ, màng bọc thực phẩm
-Các mặt hàng tiêu dùng khác: ống dẻo lưới, ống tải nước, dùng làm dụng cụ
phòng hộ khi làm việc trong môi trường nhiễm xạ: giầy, ủng, quần áo bảo hộ lao
động, sợi PVC làm vải lát tường cách nhiệt, cách âm, tạo sợi quăn phồng làm lông
thú nhân tạo.
SVTH: Ung Văn Hoàng Trang - 19 -
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2 GVHD: TS. LÊ MINH ĐỨC

III.Quá trình công nghệ sản xuất PVC
1.Nguyên liệu để sản xuất PVC huyền phù
a.Vinylclorua
-Nguyên liệu để sản xuất PVC là vinyclorua C
2
H
3
Cl

Là chất khí không màu, có mùi ete nhẹ, không tan trong nước nhưng tan trong các
dung môi hữu cơ như axeton, rượu etylic, HC thơm, HC mạch thẳng.
Trong phân tử VC có liên kết nối đôi và một nguyên tử Clo linh động, do đó phản
ứng hoá học chủ yếu là phản ứng kết hợp hoặc phản ứng của nguyên tử Clo trong
phân tử VC.
- Phản ứng nối đôi
+ Phản ứng cộng hợp. Tác dụng với halogen cho ta 1,2 diclo etan ở điều kiện môi
trường khô ở 140÷150
0
C hoặc ở 80
0
C và có chiếu sáng xúc tác SbCl
3
.
Khi có xúc tác AlCl
3
, FeCl
3
thì VC phản ứng với HCl.
CH
2
CH
SVTH: Ung Văn Hoàng Trang - 20 -
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2 GVHD: TS. LÊ MINH ĐỨC
Cl
H
2
CH
2
CH

Cl
+
CH
3
CH
2
Cl
Với H
2
1/2O
2
+
CHO
CH
2
Cl
CH
2
CH
Cl
Trong phản ứng oxi hoá VC ở nhiệt độ 50÷150
0
C có mặt HCl dễ dàng tạo ra
monome axetat dehit

CH
2
CH
SVTH: Ung Văn Hoàng Trang - 21 -
Cl

CH
2
CH
2
HCl
+
Cl
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2 GVHD: TS. LÊ MINH ĐỨC
Cl
CH
2
CH
Cl
n
Do phân tử có chứa nối đôi VC có thể tham gia phản ứng trùng hợp tạo PVC.
- Phản ứng của nguyên tử Clo.
+ Thuỷ phân.
CH
2
CH
Cl
+
NaOH
CH
CH
NaCl
+
+
H
2

O
Khi đun nóng với kiềm HCl bị tách ra khỏi VC cho ta axetylen
SVTH: Ung Văn Hoàng Trang - 22 -
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2 GVHD: TS. LÊ MINH ĐỨC
CH
2
CH
Cl
+
RONa
CH
2
CH
NaCl
+
OR
Tác dụng với acolat hay fenolat cho ta este VC:
Cl
CH
2
CH
+
Mg
CH
2
CH
MgCl
- Tạo hợp chất cơ kim
SVTH: Ung Văn Hoàng Trang - 23 -
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2 GVHD: TS. LÊ MINH ĐỨC

+ VC trong điều kiện không có không khí ở 450
0
C có thể bị phân huỷ tạo thành
axetylen và HCl do phản ứng polyme hoá axetylen và có thể phản ứng tiếp tục tạo
ra một lượng nhỏ 2- clo- 1,3- butadien.
Còn trong điều kiện có không khí VC bị oxi hoá hoàn toàn.CH
2
CH
Cl
CH
CH
+
HCl
- Bảo quản: Trước đây VC được bảo quản và vận chuyển với sự có mặt của một
lượng nhỏ phenol để ức chế phản ứng polyme hoá. Ngày nay VC được sản xuất với
độ tinh khiết cao và không cần chất ức chế trong bảo quản đồng thời do được làm
sạch nước nên VC không gây ăn mòn có thể được bảo quản trong các thùng thép
cacbon thường.
-Vinylclorua được sản xuất trong công nghiệp đi từ etylen, axetylen hoặc từ hỗn
hợp etylen và axetylen.
-Các phương pháp sản xuất vinylclorua
+Khử hydro và clo của dicloêtan bằng dung dịch rượu kiềm

SVTH: Ung Văn Hoàng Trang - 24 -
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2 GVHD: TS. LÊ MINH ĐỨC
Phương pháp này không kinh tế tốn nhiều NaOH, rượu, sản phẩm không tinh khiết
và thiết bị phản ứng lớn. Ngày nay crăcking EDC dưới tác dụng của nhiệt độ được
sử dụng phổ biến, đây là phản ứng thu nhiệt và tăng thể tích. Nhiệt độ phản ứng từ
400-550
o

C trong điều kiện áp suất khí quyển.
+Clo hoá etylen ở nhiệt độ cao

Phương pháp này chưa dùng trong công nghiệp vì chưa có phương pháp lấy nhiệt
phản ứng ra
+Nhiệt phân dicloetan
Phương pháp này rất kinh tế, dây chuyền sản xuất đơn giản nhưng xúc tác không
bền, không được tái sinh và ở nhiệt độ cao tạo ra sản phẩm phụ như C
2
H
2
, Dien…
+Giai đoạn đầu của nghành công nghiệp PVC, thì VMC được tổng hợp từ axetylen
và HCl bằng pha khí với xúc tác Hg
2
Cl ở nhiệt độ 150
o
C. Axetylen được sản xuất
từ CaC
2
+Oxiclo hoá etylen: đây là quá trình toả nhiệt và giảm áp. Xúc tác cho quá trình là
CuCl
2
. Quá trình tiến hành ở nhiệt độ từ 300-350
o
C, áp suất 0.1-0.3 Mpa. Ưu điểm
của phương pháp là tận dụng HCl sinh ra do quá trình cracking EDC dùng cho quá
trình oxyclo hoá tạo EDC. Không sử dụng axetylen giảm giá thành sản phẩm.
SVTH: Ung Văn Hoàng Trang - 25 -