Tổng hợp nhựa PET (Polietylenterephtalat)

LOGO

Tổng hợp nhựa PET
Polietylenterephtalat

Nhóm 4


Tổng hợp nhựa PET

Nội dung

Nhóm 4

1. Nhựa PET

2. Công nghệ tổng hợp PET

3. Ứng dụng PET

4. Tầm quan trọng

Design :Phạm Sơn Tùng


Chương 1 : Nhưa PET

Tổng hợp nhựa PET
Nhóm 4

1.

Nhựa PET

1.

Khái niệm : PET(polyety lenterephtalat) là một polyeste được tổng hợp bằng trùng
ngưng PTA(acid terephtalic) với EG(etylenglycol).

2.

Nguồn gốc và lịch sử phát triển :được tìm ra vào năm 1941 bởi Calico Printer’
Association của Manchester. Chai PET được sản xuất vào năm 1973.Đến nay ,PET là
một phần không thể thiếu ngành công nghiệp bao bì , thực phẩm …

Design :Phạm Sơn Tùng


Tính chất vật lý

Tổng hợp nhựa PET
Edit your company slogan

3. Tính chất của PET



PET tồn tại ở 2 dạng: vô định hình(trong suốt), dạng kết
tinh (trắng đục)



Do có mạch cứng kém linh động nên có nhiệt nóng chảy
cao.



Không thấm nước , PET có màu tự nhiên với độ trong suốt
cao.




Bền chịu va đập cao.
Độ nhớt PET :

•
•
•
•

Dạng sợi : 0.6 dl/g
Dạng màng mỏng :0.65 dl/g
Dạng chai :0.76-0.84 dl/g
Dạng dây thừng :0.85 dl/g

Design :Phạm Sơn Tùng


Vài hinh ảnh về PET

Tổng hợp nhựa PET

Design :Phạm Sơn Tùng


Tổng hợp nhựa PET

Chương 2 :Công nghệ tổng hợp PET

Edit your company slogan

2.Công nghệ tổng hợp PET

1.

Cơ sở lý thuyết:

a)

Trùng ngưng :là phản ứng xảy ra do phản ứng giữa những nhóm định chức tạo
thành polyme đồng thời tách ra hợp chất thấp phân tử .

b)

Các phản ứng phụ trong phản ứng trùng ngưng:



Phản ứng rượu phân :

Design :Phạm Sơn Tùng


Phản ứng phụ

Tổng hợp nhựa PET
Edit your company slogan



Phản ứng rượu phân do tác động của rượu đến este , làm đứt mạch este tạo một cầu nối
ete và một axit đa chức.



Phản ứng axit phân :

Design :Phạm Sơn Tùng


Tổng hợp nhựa PET
Edit your company slogan



Do các phản ứng thuận nghịch , có phản ứng phụ sẽ làm giảm trọng lượng phân tử trung bình
(P).



Phản ứng điều chế polieste trùng ngưng là phản ứng xảy ra theo từng bậc , mất nhiều thời
gian.



Vận tốc phản ứng và tính chất của polieste phụ thuộc vào cấu tạo của nguyên liệu.



Theo thứ tự giảm dần của axit và rượu thì độ cứng của polime tăng dần ( do đó PET có độ
cứng lớn)

Design :Phạm Sơn Tùng


Tổng hợp nhựa PET

Ảnh hưởng trong quá trình trùng ngưng

Edit your company slogan



Ảnh hưởng của nhiệt độ : làm tăng tốc độ phản ứng , nếu chưa đạt đến cân bằng thì tăng nhiệt
độ khối lượng phân tử tăng và ngược lại .



Ảnh hưởng của nồng độ monome :polime có khối lượng cực đại ở một nồng độ xác định .Ảnh
hưởng này còn phụ thuộc vào bản chất chât tham gia và dung môi



Ảnh hưởng của kiềm :trùng ngưng polieste cần có một lượng kiềm để trung hòa lượng axit tạo
thành .Nồng độ kiềm có ảnh hưởng thực tế tới khối lượng polime.Hiệu suất cao nhất khi có đủ
lượng kiềm trung hòa axit , thường dùng bazo hữu cơ nhu pyridin cho kết quả cao hơn bazo vô
cơ



Ngoài ra còn ảnh hưởng của tốc độ khuấy , tỉ lệ …

Design :Phạm Sơn Tùng


Tổng hợp nhựa PET

Hot Tip

Edit your company slogan



Các hợp chất viết tắt trong bài:

PTA(acid terephtalic) :
DMT(dimetyl terephtalat) :
EG(etylenglycol) :
 MPT(metyl p-toluate):

Design :Phạm Sơn Tùng


Chương 2.Công nghệ tổng hợp PET

Tổng hợp nhựa PET
Edit your company slogan

1
Trùng ngưng : terephtaloyl diclorid và Etylen Glycol

2
Trans este hóa : Dimetyl Terephtalat (DMT) và Etylen Glycol

.

3
Trùng ngưng :Acid Terephtalic và Etylen Glycol

.

Design :Phạm Sơn Tùng


Tổng hợp nhựa PET

2.Công nghệ tổng hợp PET

Edit your company slogan

1.

Trùng ngưng dicloranhydrit với diancol :



Phản ứng này xảy ra nhanh, hiệu xuất cao nhưng vì dicloranhydrit đắt nên không dùng
trong công nghiệp.

Design :Phạm Sơn Tùng


Các phản ứng tổng hợp PET

Tổng hợp nhựa PET
Edit your company slogan

2. Trùng ngưng PTA(acid terephtalic) với EG(etylenglycol)

•

Phản ứng gồm 2 giai đoạn :

•

Giai đoạn 1 : hỗn hợp PTA và EG được gia nhiệt ,
phản ứng trùng ngưng tạo ra BHET ( bis(hydroxyletyl)terephtalat) và các oligome có phân tử
lượng thấp.

Design :Phạm Sơn Tùng

Tổng hợp nhựa PET
Edit your company slogan



Giai đoạn 2 : Phản ứng trùng ngưng tiếp tục xảy ra tạo PET. Sau phản ứng, EG còn dư, PET có dạng lỏng chảy nhớt. Nếu làm
lạnh ngay trong nước sẽ tạo thành PET vô định hình .

(xúc tác thường dùng là antimony trioxid, muối của titanium, germanium, cobalt, mangan, magnesium và kẽm. Xúc tác sử
dụng với nồng độ thích hợp để làm tăng vận tốc phản ứng.)

Design :Phạm Sơn Tùng


Tổng hợp nhựa PET

3.Phản ứng trans este hóa giữa Dimetyl Terephtalat (DMT) và Etylenglycol(EG):

Design :Phạm Sơn Tùng


Quy trình sản xuất

Tổng hợp nhựa PET
Edit your company slogan



Sản xuất PET gồm 2 giai đoạn :



o
Giai đoạn 1 : đun nóng hỗn hợp ở nhiệt độ thấp từ 98-120 C phần lớn là tạo ra monoeste
và giữ thời gian thích hợp.



o
Giai đoạn 2 : nâng nhiệt lên 260-280 C và giữ nhiệt độ này đến khi CA còn 1-25 thì ngừng
o
phản ứng rồi làm lạnh đến nhiệt độ 150-180 C

 CA là số mol KOH để trung hòa axit tự do trong hỗn hợp polieste.
 Ở giai đoạn đầu nhiệt độ thấp thì dùng áp xuất nhỏ .Hỗn hợp bay lên chủ yếu là rượu
ngoài ra còn có nước và anhydrit .Thiết bị phân ly sẽ tách rượu và anhydrit trở lại nạp liệu ,
còn nước tách ra ngoài .

Design :Phạm Sơn Tùng


Vòng xoay của PET

Tổng hợp nhựa PET

Design :Phạm Sơn Tùng

Chương 2.Công nghệ tổng hợp PET

Tổng hợp nhựa PET
Edit your company slogan

2.Tổng hợp PET trong công nghiệp

DMT(Dimetyl terephtalat)

E.G(Etylenglycol)

PET

PTA(acid terephtalic)

Design :Phạm Sơn Tùng


Tổng hợp nhựa PET
Edit your company slogan

1.

Tổng hợp nguyên liệu

1.

Tổng hợp DMT và PTA :

•

PTA được tổng hợp bằng cách oxi hóa p-xylen với
O2

•

DMT được tổng hợp bằng 2 con đường từ PTA cho
phản ứng với CH3OH hoặc oxi hóa p-xylen với O2
xúc tác Co với sự có mặt của CH3OH

2.

Tổng hợp EG

•

EG được tổng hợp bằng cách oxi hóa etylen để tạo
etylenoxit với xúc tác bạc sau đó cho phản ứng với
nước.

Design :Phạm Sơn Tùng


Công nghệ PET2R

Tổng hợp nhựa PET
Edit your company slogan

2. Công nghệ sản xuất PET



Công nghệ sản xuất Polyester 2 bình phản ứng
(PET2R):



EG và PTA được trộn với xúc tác TiO2 đưa dưới tháp
espree.



EG và PTA phản ứng este hóa rồi bơm lên tầng trên
cùng trước khi xuống tầng tiền trùng ngưng bằng trọng
lực



Hỗn hợp được bơm qua tháp discage : hỗn hợp được
trùng ngưng tạo polime dang nóng chảy ra ở van 3 chiều



Trong quá trình tiền trùng ngưng có sự tách EG bay hơi
để tái tạo

Design :Phạm Sơn Tùng


Giải thích quy trình

Tổng hợp nhựa PET
Edit your company slogan



Mô tả quy trình :



Hỗn hợp nguyên liệu PTA ,EG dạng nhão lỏng được nạp vào thiết bị đáy tháp espree ở nhiệt độ 200o
270 C và áp xuất tương đổi cao.Hơi phản ứng (nước và EG) thoát ra được đưa đến tháp tách loại bỏ nước
và EG quay trở lại nạp liệu.



Các oligome hình thành được đưa đến đầu của tháp .Ở đây có trang bị máy khuấy ở áp xuất thấp hơn và
nhiệt độ cao hơn.Quá trình diễn ra khi đến khi đạt đến độ chuyển hóa 97% trong quá trình bổ xung thêm xúc
tác phụ gia các khí thoát ra được đưa qua tháp xử lý.



Oligome được polime hóa sơ bộ ở thiết bị phản ứng khác trước khi đưa đến tháp Discage ở đây quá trình
đa tụ cuối cùng được thực hiện để PET có độ nhớt là V=0,9.




EG thu lại trong các quá trình ở áp xuất âm
Hiệu xuất của quá trình lên tới 99%

Design :Phạm Sơn Tùng


Quy trình công nghệ ép phun

Tổng hợp nhựa PET
Edit your company slogan

Quy trình chung :


Nguyên liệu được trộn với phụ gia và phế liệu được trộn với một tỉ lệ
nhất định được đưa vào phễu nạp liệu.



Nguyên liệu từ vùng nạp liệu được gia nhiệt đến dạng chảy nhớt sau
đó được đưa qua các khuôn đúc bằng các đầu phun nhựa.



Sau khi được tạo hình trong khuôn thì nhựa được đem đi kiểm tra nếu
không đạt băm nhỏ làm phế liệu.Nhựa được đem đi gọt cắt rồi đem đi
xử lý bề mặt.



Sản phẩm sau xử lý bề mặt in logo lại được kiểm tra lần cuối trước khi
thành phẩm .Sản phẩm không đạt được quay trở lại làm phế liệu .



Một số máy trong công nghệ ép phun.

Design :Phạm Sơn Tùng


Vài hình ảnh về công đoạn sản xuất chai nhưa

Tổng hợp nhựa PET

PET

Design :Phạm Sơn Tùng


Tổng hợp nhựa PET
Edit your company slogan

2.Tái chế PET



Tái chế nhựa PET được làm qua 2
giai đoạn:



Giai đoạn 1 : tách PET ra khỏi các

nhựa khác, vật liệu khác( thủ công và
tuyển nổi , tia X ,tĩnh điện …)



Giai đoạn 2 : Tách DMT ra khỏi PET để
tái sản xuất

Design :Phạm Sơn Tùng


Hình ảnh về máy tái chế nhựa

Tổng hợp nhựa PET

Design :Phạm Sơn Tùng