slide thuyết trình vật liệu xây dựng đề tài Bê tông polieste

Nhóm thực hiện:
Phạm Thị Phương Anh
Lê Tuấn Anh
Trần Đức Công
Lê Trọng Đại
Trần Hải Đăng
Dương Đình Định
Cao Văn Hải
Bê tông Polime
POLIESTE
Bê tông polieste
Click icon to add picture
I. Giới thiệu chung.

Bê tông là vật liệu xây dựng thông dụng nhất
trên hành tinh chúng ta. Hiện nay, khoảng 5-8%
lượng CO2 do con người thải ra có nguồn gốc
từ ngành công nghiệp sản xuất xi măng
Portland, một chất kết dính không thể thiếu của
bê tông thông thường. Sản lượng xi măng
Portland trên toàn thế giới hiện tại đã vượt qua
ngưỡng 2,6 tỉ tấn một năm và hàng năm tăng
trung bình 5%.
I. Giới thiệu chung.

Để có thể kìm hãm tốc độ ô nhiễm đã lên tới mức cảnh báo như
hiện nay đòi hỏi chúng ta phải có biện pháp thay thế một phần
bê tông sử dụng CKD xi măng pooc lăng bằng loại bê tông sử
dụng CKD polime. Bê tông polime sử dụng các loại thải phẩm từ
nhà máy than đá, lọc dầu, Sử dụng các loại CKD làm từ nhựa
như polieste, epoxy, phuran,…


Bê tông polyme có rất nhiều ưu điểm so với bê tông thông
thường. Trước hết, về căn bản nó có khả năng "hạn chế" lượng
khí thải CO2 đồng thời có thể tạo ra một cơ sở hạ tầng có khả
năng sử dụng qua hàng trăm năm
I. Giới thiệu chung.
1. Bê tông polime

Để tìm kiếm giải pháp tăng cường độ, tỷ trọng, độ bền hóa học của bê
tông và bê tông cốt thép đã tạo ra một nhóm bê tông có dùng phụ gia
polime hoặc trên cơ sở polime, mà tên gọi chúng hình thành tự do, bất
kì và chưa theo một quy luật nào cả.

Có thể thống nhất rằng đây là một loại bê tông đặc biệt có dùng phụ gia
polime, hoặc trên cơ sở polime, chúng bao gồm 4 nhóm:

Bê tông xi măng polime

Bê tông silicat polime

Polime bê tông

Bê tông polime
ở đây chúng ta tập trung nghiên cứu bê tông polime.
I. Giới thiệu chung.
1. Bê tông polime

Bê tông polime được chế tạo từ nhựa tổng hợp
cùng chất độn, cốt liệu bền hóa không có sự tham
gia của khất kết dính khoáng và nước. Bê tông

polime chứa trong thành phần của mình không dưới
ba thành phần hạt của chất độn và cốt liệu: chất
độn mịn có kích thước hạt dưới 0,15mm, cốt liệu –
cát với thành phần hạt kích thước dưới 5mm và đá
dăm với thành phần hạt kích thước dưới 50mm.
I. Giới thiệu chung.
1. Bê tông polime

Bê tông polime có thể được chế tạo từ chất kết kính là
các nhựa hoạt tính nhiệt (phenol, karbamid, furan,
polieste, poliuretan, epoxy) và chất kết dính là các
polime dẻo nhiệt (cumaron, metilmetakrilat). Bê tông
polime dùng cho tất cả các kết cấu chịu lực bền hóa chủ
yếu được chế tạo từ các nhựa hoạt tính nhiệt. Trong số
các loại nhựa hoạt tính nhiệt epoxy và poliuretan là loại
nguyên liệu quý hiếm, giá thành cao.
Trong bài này ta đề cập đến bê tông polime sử dụng
chất kết dính là nhựa polieste.
I. Giới thiệu chung.

So sánh với xi măng Portland thông thường (OPC), bê
tông polyme (GPC) có nhiều tính năng tốt hơn (khả
năng chống ăn mòn hóa học, chịu nhiệt (tới 2400oF),
chịu nén và có độ bền kéo, sự co ngót ).
I. Giới thiệu chung.
2. Polieste

Nhựa polyester được sử dụng rộng rãi trong công nghệ composite,
Polyester loại này thường là loại không no, đây là nhựa nhiệt rắn, có
khả năng đóng rắn ở dạng lỏng hoặc ở dạng rắn nếu có điều kiện

thích hợp. Thông thường người ta gọi polyester không no là nhựa
polyester hay ngắn gọn hơn là polyester.

Polyester có nhiều loại (các acid, glycol và monomer), mỗi loại có
những tính chất khác nhau phụ thuộc chủ yếu vào các yếu tố:

Thành phần nguyên liệu (loại và tỷ lệ tác chất sử dụng);

Phương pháp tổng hợp;

Trọng lượng phân tử;

Hệ đóng rắn (monomer, chất xúc tác, chất xúc tiến)

Hệ chất độn
I. Giới thiệu chung.
2. Polieste

Đa số nhựa polyester có màu nhạt, thường được pha loãng trong
styrene. Lượng styrene có thể lên đến 50% để làm giảm độ nhớt
của nhựa, dễ dàng cho quá trình gia công. Ngoài ra, styrene còn
làm nhiệm vụ đóng rắn tạo liên kết ngang giữa các phân tử mà
không có sự tạo thành sản phẩm phụ nào. Polyester còn có khả
năng ép khuôn mà không cần áp suất.

Polyester có thời gian tồn trữ ngắn là do hiện tượng tự đóng rắn
của nó sau một thời gian. Thông thường, người ta thêm vào một
lượng nhỏ chất ức chế trong quá trình tổng hợp polyester để ngăn
ngừa hiện tượng này.
I. Giới thiệu chung.

Ưu nhược điểm của nhựa Polieste
Ưu điểm Nhược điểm
 Dễ sử dụng
 Rẻ (1-2 euro/kg)
Tính chất cơ học trung bình
 Styren thoát ra nhiều trong khuôn
mở
 Co ngót khi đóng rắn cao
 Giới hạn thời gian làm việc
II. Bê tông polime sử dụng chất kết dính
polieste.
1. Chất kết dính polieste.

Polyeste là tên chung của nhóm polyme thu được khi trùng
ngưng axit đa chức và rượu đa chức. Nhóm chức este được
hình thành do quá trình tương tác giữa các nhóm chức axit
và rượu nối các phần còn lại của các phân tử phản ứng.

Polieste , thu nhận chúng được khi có sự tác dụng của axit
malein với glicol (polietilenglikolmaleinat), có khả năng trùng
hợp và đồng trùng hợp. Sự đóng rắn của nhựa polieste
không bão hòa xảy ra do kết quả của polieste không bão
hòa và monome lỏng khi đốt nóng hoặc dưới tác dụng của
chất tăng tốc và chất kích động. Đóng vai trò của monome
phổ biến nhất là stirol.
II. Bê tông polime sử dụng chất kết dính
polieste.
1. Chất kết dính polieste.

Nguyên liệu tạo nhựa polyeste

- Axit terephtalic: thuộc họ axit phenyl đicacbosilic,
có đồng phân khác là axit phtalic và isophtalic
II. Bê tông polime sử dụng chất kết dính
polieste.
- Đimetylterephtalat (DMT) là dẫn xuất của axit terephtalic được
sử dụng rộng rãi trong sản xuất polyeste vì có nhiều ưu điểm về
mặt kĩ thuật. Có thể điều chế bằng cách oxy hóa p-xylen 2 giai
đoạn với oxy không khí và xúc tác là naphtenat Coban.
p-xylene Terephtalic axit
II. Bê tông polime sử dụng chất kết dính
polieste.

Tổng hợp polieste
- Quá trình xảy ra ở nhiệt độ cao (250 – 270oC) dưới
chân không, xúc tác thường là amin bậc bốn. Quá trình
phản ứng có kèm theo sự tách sản phẩm phụ là nước, để
phản ứng đạt cân bằng nhanh và polyme thu được có
trọng lượng phân tử lớn người ta tiến hành tách nước
trong quá trình phản ứng bằng chân không.
II. Bê tông polime sử dụng chất kết dính
polieste.
- Etylen glycol: được sản xuất từ etylen là một sản
phẩm phổ biến của quá trình crăckinh dầu mỏ:
II. Bê tông polime sử dụng chất kết dính
polieste.
2. Đóng rắn nhựa polieste

Xúc tác thêm vào → thay đổi màu của nhựa UPE

Quá nhiều xúc tác → thời gian gel hoá quá nhanh


Quá ít xúc tác → quá trình đóng rắn không hoàn toàn

Trong quá trình đóng rắn, co ngót nhiều (4-8%) gây biến dạng, tạo những tiềm
năng gây hư hỏng trong vật liệu
+ styren
II. Bê tông polime sử dụng chất kết dính
polieste.
3. Chất hóa dẻo

Chất hoá dẻo (plasticizers) là chất có tác dụng làm tăng
độ mềm dẻo của mạch polymer, giúp polymer dễ nóng
chảy hơn, cấu tạo mạch linh động hơn, thích hợp cho
quá trình gia công sản phẩm.

Chất hoá dẻo có thể làm giảm độ nhớt, nhiệt độ chuyển
thuỷ tinh và modul đàn hồi của sản phẩm và cũng làm
thay đổi một số tính chất hoá học cơ bản của vật liệu
được hoá dẻo.
II. Bê tông polime sử dụng chất kết dính
polieste.
3. Chất hóa dẻo

Cơ chế hóa dẻo
Polymer có cấu trúc xác định với sự thay đổi cấu
dạng trong không gian. khi ta đưa chất hoá dẻo vào
polymer, các phân tử chất hoá dẻo đi vào bên trong và bắt
đầu làm thay đổi cấu trúc của polymer.
II. Bê tông polime sử dụng chất kết dính
polieste.

3. Chất hóa dẻo

Một số chất hóa dẻo sử dụng:
Phathalate: là chất đa năng và được sử dụng nhiều
nhất, bằng cách cho anhydric phthalic phản ứng với
alcohol, tạo thành chất có độ tương hợp tốt, gia công dễ,
ổn định nhiệt độ thấp, kém bay hơi, ổn định nhiệt và ổn
định quang, chi phí thấp.
II. Bê tông polime sử dụng chất kết dính
polieste.
3. Chất hóa dẻo

Một số chất hóa dẻo sử dụng:
Acid béo diester: ester của acid béo dicarboxylic (adipates,)
cho phép polieste có độ mềm dẻo tuyệt vời ở nhiệt độ thấp.
Cũng như loại phthalate, đô bay hơi, độ tương hợp giảm khi khối
lượng phân tử của acid tăng từ adipic đến azeleic, sebacic. Độ
kháng nước được cải thiện khi khối lượng phân tử hoá dẻo tăng.
Với các diester acid béo, độ kháng dầu và kháng dung môi
thường rất kém. Sebacate mắc nên ít sử dụng và dùng có hới
hạn, thường dùng chất hoá dẻo ổn định nhiệt dioctyl adipate.
II. Bê tông polime sử dụng chất kết dính
polieste.
3. Chất hóa dẻo

Một số chất hóa dẻo sử dụng:
Phosphate: chất hoá dẻo ester của acid phosphoric thường
dùng khi có yêu cầu kháng cháy. Loại thường dùng là triaryl
(dựa trên cấu trúc thơm isoprppyl phenol, tert-butyl phenol),
trialkyl (đi từ alcohol béo octyl, decyl) hay dùng hỗn hợp alkyl-

aryl phosphate. Khi cấu trúc hoá dẻo thay đổi từ triaryl vòng
thơm đến triaryl béo thì độ linh động nhiệt độ thấp được cải
thiện trong khi tính kháng hoá chất và độ chịu cháy giảm.
Phosphate ảnh hưởng bất lợi đến phản ứng ổn định nhiệt của
hệ ổn định Ba-Cd. Phosphate vòng thơm là chất hoá dẻo chống
khuẩn.
II. Bê tông polime sử dụng chất kết dính
polieste.
3. Chất hóa dẻo

Một số chất hóa dẻo sử dụng:
Epoxide: chất hoá dẻo epoxy được sử dụng rộng rãi vì
nó kết hợp tính ổn định nhiệt và quang. Chúng có thêm
tính chất ổn định, cho hiệu ứng tổng hợp voi các chất ổn
định kim loại, đặc biệt là loại có chứa Cd hay Zn. Dầu
epoxide (dầu đậu nành hay dầu lanh) được xem là không
độc và có tính bay hơi kém.
II. Bê tông polime sử dụng chất kết dính
polieste.
3. Chất hóa dẻo

Một số chất hóa dẻo sử dụng:
Hoá dẻo polymeric: phản ứng giữa dihyric alcohol
(glycol) với acid dicarboxylic tạo ra polyester có khối lượng
phân tử cao. Loại này có độ bay hơi thấp, kháng trích ly
nhiều chất. Sử dụng nhìêu trong làm dây cách điện. Hạn
chế của loại này là độ nhớt cao, độ tan kém, tính chất chịu
nhiệt độ thấp kém, và thường rất mắc.
II. Bê tông polime sử dụng chất kết dính
polieste.

3. Chất hóa dẻo

Một số chất hóa dẻo sử dụng:
Hoá dẻo thứ cấp: là chất giới hạn tương đối tính
tương hợp thường dùng với chất hoá dẻo sơ cấp như
DOP. Ngoài việc hạn chế độ tương hợp, chất hoá dẻo thư
cấp còn có đặc điểm là kém ổn định nhiệt, quang hay độ
bay hơi cao, khi sử dụng phải chú ý các hiệu ứng này.
Chất ổn định thứ cấp được sử dụng cho mục đích gia
công riêng biệt hay là theo yêu cầu của sản phẩm cuối,
nhưng thường là dùng giảm giá thành.