THÀNH PHẦN hỗn hợp CHẤT dẻo và QUY TRÌNH CHẾ tạo CHAI PET

THÀNH PHẦN HỖN HỢP CHẤT DẺO VÀ QUY TRÌNH CHẾ TẠO CHAI PET

A.THÀNH PHẦN HỖN HỢP CHẤT DẺO
I.CHẤT ĐỘN

Khi đóng rắn, các polime cứng nóng bị co ngót rất nhiều, làm các sản phẩm chịu ứng
suất dư. Thêm các chất độn, sẽ làm gảm hiện tượng co ngót, đồng thời cũng làm thay đổi một
số tính chất của các sản phẩm. Mỗi loại chất độn làm thay đổi một số tính chất nhất định của
chất dẻo.
Các chất được dùng để độn chất dẻo có thể ở dạng bột, sợi hoặc tấm.
Tuỳ theo từng yêu cầu cụ thể mà trong quá trình sản xuất các sản phẩm bằng chất dẻo người ta
dùng những chất độn khác nhau.
Các chất độn dạng bột dùng phổ biến trong công nghiệp chất dẻo là : bột gỗ, bột
amiăng, bột thạch anh.
Bột gỗ không làm giảm độ bền của polime nhưng làm giảm rõ rệt khả năng chịu nhiệt và
độ cách điện của nó. Dùng bột amiăng vẫn bảo đảm được độ bền nhiệt. Còn dùng bột thạch
anh không những vẫn bảo đảm được độ bền nhiệt mà còn làm tăng độ điện môi của polime; tuy
nhiên dùng bột thạch anh sẽ làm tăng độ giòn và tăng độ mỏi tĩnh.

Các chất độn dạng sợi được dùng nhiều là xơ bông, sợi amiăng, sợi thuỷ tinh, sợi thạch
anh và graphit. Nói chung, khi thay đổi chất độn dạng bột bằng sợi thì độ bền cơ học tăng lên.
Còn các tính chất khác cũng thay đổi tương tự như ở chất độn dạng bột tương ứng. Do đặc
điểm cấu tạo của chúng, các chất độn dạng sợi gây trở ngại cho việc tạo hình các sản phẩm, chủ
yếu là các sản phẩm bé và có hình dạng phức tạp. Nhược điểm này thể hiện rất rõ khi dùng sợi
amiăng và sợi bông làm chất độn.ở dạng vật liệu tấm, người ta dùng các chất độn như: giấy, vải
amiăng, vải thuỷ tinh, vải bông và gỗ dán. Người ta dùng chất độn tấm khi cần bảo đảm cho các
sản phẩm có độ bền cơ học cao. Tuy nhiên, dùng chất độn tấm đòi hỏi phải có những phương
pháp gia công phức tạp hơn nhiều so với dùng chất độn bột và sợi.
II. CHẤT HÓA DẺO VÀ CHẤT ĐÀN HỒI

Để tạo hình các sản phẩm, phương pháp thích hợp nhất là đúc áp lực. Nhưng điều kiện

áp dụng phương pháp này là chất dẻo phải có độ chảy loãng cao ở nhiệt độ cao và không bị oxi
hoá và nhiệt bị phá huỷ khi tồn tại lâu ở nhiệt độ cao. Chỉ có một số polime dẻo nóng có các tính


chất trên. Do đó, phải dùng chất hoá dẻo để tăng độ chảy loãng và giảm nhiệt độ chảy nhớt của
polime. Như vậy, sẽ làm giảm nhiệt độ tạo hình và hạn chế được hiện tượng nhiệt phá huỷ.
Chỉ những polime dẻo nóng mới cần chất hoá dẻo. Còn những chất dẻo cứng nóng không cần
dùng chất hoá dẻo vì tự bản thân chúng đã có độ chảy loãng đủ cao, đồng thời lại dễ điều chỉnh.
Còn chất hoá dẻo là những chất lỏng nhớt, có nhiệt độ sôi cao, dễ tan trong polime như
este của axit phtalic hoặc các chất dẻo tổng hợp dễ chảy, giống như sáp, dễ trộn lẫn với polime.
Ngoài tác dụng hoá dẻo, các chất hoá dẻo còn làm tăng độ đàn hồi, tăng hệ số nở nhiệt, tăng độ
chảy nguội khi chịu tải trọng, làm giảm độ bền và độ điện môi.
So với chất hoá dẻo ở thể rắn, loại lỏng có nhược điểm là bay hơi dần dần làm cho sản phẩm bị
vênh và các tinha chất cơ lý bị thay đổi.
Các sản phẩm làm bằng polime cứng nóng có độ giòn cao, nhất là khi có cấu tạo phức
tạp. Vì vậy, đối với loại polime cứng nóng, phải dùng chất làm đàn hồi nhằm mục đích tăng độ
bền va đập của các sản phẩm làm bằng loại chất dẻo này.
Các chất làm đàn hồi thường dùng là các các polime dẻo nóng hoặc cao su.
Tỷ lệ chất hoá dẻo dùng trong sản phẩm có thể thay đổi trong phạm vi rộng tuỳ theo yêu cầu
chế taọ sản phẩm. Còn lượng chất làm đàn hồi trong polime cứng nóng chỉ trong khoảng 5-10%;
đó là vì chất hoá dẻo làm cho độ chịu nhiệt của sản phẩm bị giảm.
III. CHẤT KÌM HÃM VÀ CHẤT XÚC TIẾN

Chất kìm hãm có tác dụng làm chậm quá trình hoá rắn của chất dẻo. Nhiều chất dẻo bị
đóng rắn quá nhanh gây khó khăn cho quá trình tạo hình, vì vậy phải thêm chất kìm hãm để kéo
dài thời gian ở trạng thái lỏng trước khi tạo hình.
Chất xúc tiến có tác dụng ngược lại, được sử dụng trong trường hợp cần rút ngắn thời
gian đóng rắn.
IV. CHẤT BÔI TRƠN

Đó là những chất dễ nóng chảy và có độ chảy loãng cao. Người ta trộn chất bôi trơn vào
chất hoá dẻo với tỷ lệ khoảng 1-2%. Khi tạo hình chất bôi trơn tạo thành một lớp nhẵn giữa
khuôn kim loại và sản phẩm; do đó dễ lấy sản phẩm ra khỏi khuôn.Chất bôi trơn thường dùng là
parafin và stearin.
V. CHẤT ỔN ĐỊNH

Chất ổn định dùng để tăng độ bền của chất dẻo đối với tác dụng của nhiệt, ánh sáng,
không khí và các chất khác.
VI. CHẤT TẠO KHÍ

Khi cần làm chất dẻo xốp người ta còn thêm chất tạo khí Porofo. Porofo là một chất bột
bị phân huỷ ở nhiệt độ cao tạo ra nhiều khí (N2 hoặc CO2).


CHẤT TẠO BỌT KHÍ REMI-AIR 100 (LP)

VII. CHẤT MÀU

Ngoài ra còn dùng các chất màu vô cơ hoặc hữu cơ để tạo cho các sản phẩm các màu
thích hợp.

VIII. POLIME

1. Polietilen (PE)
Polietilen là chất rắn,màu trắng,hơi trong,không dẫn điện và nhiệt,không cho nước và
khí thấm qua.


Polietilen có tính chất hóa học như hiđrocacbon no : Không tác dụng với các dung dịch
axit,kiềm thuốc tím và nước bromDo các tính chất trên,polietilen được dùng bọc dây điện,bọc

hàng , làm màng mỏng che mưa,chai lọ,chế tạo thiết bị trong nghành sản xuất hóa học.
Polietilen được điều chế bằng cách trùng hợp etilen:
(polietilen,n=3000-40 000)
2. Polistrilen
Polistriren là chất rắn,màu trắng,không dẫn điện và nhiệt .Polistriren được dùng làm vật
liệu cách điện,sản xuất đồ dùng (chai lọ,đồ chơi trẻ em...)Điều chế polistriren bằng cách trùng
hợp striren

3. Polivinyl clorua (PVC )
Polivinyl colrua là chất bột vô định hình,màu tráng,bền với dung dịch axit và
kiềm.Polivinyl colrua dùng để sản xuất dao động nhân tạo,vải che mưa,ép đúc dép nhựa và
hoa nhựa,vật liệu cách điện.


Điều chế PVC bằng cách trùng hợp vinyl colrua
4. Polimetyl metacrylat
Polimetyl metacrylat là chất rắn,không màu,trong suốt nên được gọi là "thủy tinh hữu
cơ".Nó bền với tác dụng của axit và kiềm.Polimetyl metacrylat được dùng để chế tạo "kính khó
vỡ",thấu kính,răng giả,đồ nữ trang...

Điều chế polimetyl metacrylat bằng phản ứng trùng hợp metyl metacrylat
5. Nhựa phenolfomanđehit
Nhựa phenolfomanđehit là chất rắn,thành phần chính của nhựa bakelit.Nhựa bakelit có
tính bền cơ học cao,cách điện ... nên được dùng để chế tạo các bộ phận máy móc (bánh răng
cưa chạy êm,vỏ máy ...) trong ôtô, máy bay,máy điện thoại...


Nhựa phenolfomanđehit được điều chế bằng cách đun nóng phenol với fomanđehit lấy
dư,xúc tác bằng bazơ.Đầu tiên tạo ra polime có cấu tạo mạch thẳng,sau đó các phân tử mạch
thẳng nối với nhau bởi các nhóm tạo ra mạng không gian.

B. QUY TRÌNH CHẾ TẠO CHAI PET
I. CHAI PET

PET tên khoa học là Poly Ethylene Terephthalate ( được gọi là PET, PETE hoặc PETP hoặc
PET-P). Thuộc tính cứng và dai. Phần lớn được dùng để thổi chai nhựa đựng nước giải khát(chai
nước suối, chai coca cola, c2, pepsi…), sản xuất sợi thủ công …. PET chịu nhiệt khá kém, chảy
mềm ở 80"C . Có thể sản xuất ở trạng thái sạch và có chứng nhận cấp thực phẩm FDA (Food and
Drug Administration) có thể tái chế và không độc hại.

PET cũng là một loại nhựa mà VN chưa làm được. Hầu hết các công ty sản xuất tại Việt
Nam đều phải nhập khẩu hạt nhựa từ nước ngoài nên giá thành biến động thường xuyên và
chịu ảnh hưởng của rất nhiều yếu tố như giá xăng dầu, tiền tệ, phí vận chuyển


II. SƠ ĐỒ QUY TRÌNH SẢN XUẤT CHAI PET

III. TẠO PHÔI

Nguyên liệu được hút tự động vào thiết bị sấy ở 180độ trong 5-6h. Sau đó được đưa vào
máy tạo phôi hoạt động bán liên tục. Trong máy, qua các vòng bia nhiệt, nhựa hóa lỏng. Dưới áp
lực của xilanh, nhựa được phun vào, điền đầy khuôn qua các cuống phun. Cuối cùng nhờ hệ
thống làm lạnh để hạ nhiệt độ của phôi. Mỗi mẻ cho ra hai phôi. Phôi tạo thành sẽ được lấy ra,
kiểm tra bọt khí và cắt bỏ bavia.
IV. GIA CÔNG PHÔI PET

Gia công phôi gồm 2 giai đoạn chính: nhựa hóa trong xi lanh nguyên liệu và tạo hình
bằng khuôn
Nguyên liệu (hạt nhựa Pet) phải là nhựa chính phẩm không pha nhựa phế để không gây
nhiễm kim loại nặng trong nhựa phế qua nước uống khi dùng để sản xuất nước uống đóng chai.

Vì vậy chai Pet được sử dụng để sản xuất nước uống đóng chai cao cấp thường có giá khá cao vì
sử dụng 100% nhựa chính phẩm. Hiện nay để giảm giá thành, người ta thường hay pha thêm
nhựa tái chế (hay còn gọi là nhựa phế) để sản xuất.
Hạt nhựa Pet được đưa vào thiết bị sấy nóng lên đến 180oC trong vòng 3-4h. Sau đó
được đưa vào máy tạo phôi hoạt động bán liên tục. Trong máy, qua các vòng gia nhiệt, nhựa
được chuyển từ thể rắn sang thể lỏng. Dưới áp lực của xilanh, nhựa được bơm vào khuôn qua
các rãnh, cửa có tiết diện nhỏ. Vùng tạo hình phôi được xác lập trước – khuôn khép kín trước
khi nhựa được bơm vào. Cuối cùng phôi được làm nguội trởi lại bằng hệ thống làm lạnh.


Chu kỳ ép phôi ngắn chỉ vài chục giây đến vài phút. Mỗi chu kỳ cho ra số phôi tùy theo
mỗi loại khuôn, từ 2 đến 16 phôi.Phôi tạo thành sẽ tự động cho ra thùng chứa, ở đó phôi được
kiểm tra bọt khí và cắt bỏ bavia. Những sản phẩm đạt yêu cầu sẽ để nguội ngoài không khí một
thời gian rồi đóng bao sau đó được chuyển qua khâu thổi chai.

Phôi chai Pet thành phẩm
V. THỔI CHAI PET

Công nghệ thổi chai pet trên thực tế nó còn một cái tên khác nữa là công nghệ ép phun
Nôm na nó là thế này, để thổi được chai pet người ta cần tạo một vùng, hình dạng được
xác lập trước, (khuôn đúc bằng thép được khép kín lại trước khi nhựa được bơm thẳng vào bộ
khuôn đó nhờ các rãnh, cửa có tiết diện nhỏ.)


Quá trình gia công tạo chai gồm 2 quá trình như sau: Nhựa hoá trong xi lanh nguyên
liệu và tạo hình trong khuôn mẫu Đặc điểm cơ bản của hệ ép phun là chu kỳ đúc ngắn từ vài
giây đến chục phút có độ chính xác kích thước cao. Nó thích hợp cho gia công nhựa nhiệt dẻo, ít
tốn công hoàn tất, năng suất cao việc sử dụng PET đang phát triển trên toàn thế giới, đặc biệt
trong sản xuất chai nhựa đựng thực phẩm, đồ uống, nước chấm Tuy nhiên để làm được hai
quy trình trên người ta phải tạo ra một dạng nguyên liệu mang tính đăch thù của dòng chai đó

dạng nguyên liệu này có cái tên chung là phôi chai người ta chế tạo những phôi chai đó theo các
định lượng có tính toán để tạo ra sản phẩm như ý, chẳng hạn phôi 16, phôi 18, hay phôi 21 ...
hiện nay các loại khuôn tạo ra phôi chai pet thường là được nhập khẩu từ Trung Quốc với giá
thành lên đến cả gần 100 triệu đồng cho mỗi loại khuôn, mối loại khuôn này mỗi lần thổi có thể
cho ra 12 đến 18 sản phẩm mỗi lần đúc

Quy trình nữa để tạo ra chai đó là tạo một vùng định hình được xác lập trước, như đã
nói ở phần trên công nghệ khuôn đúc, để tạo khuôn mẫu các nhà sản xuất chai pet thường
nhường lại công nghệ chế tạo này cho khách hàng, bởi đầu tư khuôn mẫu thường là cần bảo hộ
do đó khách hàng muốn bảo vệ bộ khuôn của thương hiệu riêng của mình họ sẽ phải bo chi phí


ra để làm bộ khuôn đó. Tại Việt Nam bộ khuôn thổi chai pet thường có giá giao động từ 6 đến
`12 triệu đồng tùy vào dung tích, độ khó của từng chai
Tuy nhiên điều mọi người quan tâm kể cả người tiêu dùng, hay các nhà sử dụng chai pét
đó là công nghệ chế tạo sản xuất ra hạt nhựa pet là gì, chúng có an toàn cho con người hay
không..
Nhựa pét còn có cái tên là Polyethylene terephthalate) và sợi Polyester thành phẩm theo
quy định của hiệp hội tiêu dùng quốc tế thì nhựa pet được xem là một loại nhựa cho phép dùng
trong đựng thực phẩm tuy nhiên để sản xuất được dòng nhựa pet này đòi hỏi cả một dây
chuyền công nghệ cũng như trang thiết bị có chi phí khá tốn kém đó là một quy trình kết tinh
cho phép chuyển đổi PET từ trạng thái vô định hình sang trạng thái kết tinh. Bắt đầu từ thực tế
là nhựa PET đòi hỏi quá trình tạo kết tinh trước khi được tái sử dụng, trong những năm qua, yêu
cầu cho hệ thống tạo kết tinh tăng lên đáng kể.
Bằng cách này, PET trở lại đặc tính cơ bản của nó trước khi chuyển sang một quy trình
gia công mới.Trước đây, yêu cầu hệ thống tạo kết tinh chủ yếu đến từ các nhà chế tạo thiết bị
đùn hoặc hệ thống rửa, nhưng ngày nay chủ yếu từ các nhà máy sản xuất thành phẩm. Một nhà
máy sản xuất chai PET hoàn hảo chi phí là khá tốn kém. Các nước có nền công nghiệp phát triển
cao họ có cả nhà máy chế tạo, công suất lên đến vài tấn mỗi giờ. Loại hình nhà máy này không
chỉ có chi phí đầu tư ban đầu rất lớn mà còn cả chi phí vận hành cũng rất cao.

Với các nước công nghệ lạc hậu như ở các nước Châu Á, một lượng lớn nguyên liệu có nguồn
gốc từ chai nhựa phế phẩm đã được tái sử dụng cho nhiều ứng dụng công nghiệp như sản xuất
sợi cho ngành dệt.
Nhưng trên thực tế hiện nay những nhà máy cắt xé cùng với các hệ thống rửa nhỏ không
có đã làm chậm tiến trình tái chế phế liệu nhựa ở các nhà máy sản xuất thành phẩm, do điều
này mà họ phải đi mua nguyên liệu nhựa nguyên sinh hoặc để kinh tế hơn có thể mua nguyên
liệu tái sinh ở dạng hạt.
Một số nhà sản xuất hệ thống rửa trong khu vực đặc biệt là tại Việt Nam đã bắt đầu sản
xuất các hệ thống rửa có công suất nhỏ và vừa từ 200 - 1000 kg/ giờ.
Bằng cách này, với khoản chi phí đầu tư hợp lý, các nhà máy sản xuất thành phẩm có thể
thực hiện bằm, rửa phế liệu với chi phí thấp. Sau khi xử lý tạo kết tinh, phế liệu qua gia công ép
đùn có thể sản xuất tấm định hình, ống, profile, sợi cho chổi và bàn chải; hoặc ép phun để sản
xuất đồ gia dụng, linh kiện kỹ thuật, đồ trang trí và bất kỳ sản phẩm nào khác từ nhựa PET.
Vảy hay mảnh PET sau khi rửa sẽ được sấy và qua một loạt các bước kéo dài trong
khoảng nửa giờ, nó được gia nhiệt từ nhiệt độ môi trường đến nhiệt độ không dưới 140oC.
Càng gần với nhiệt độ hóa dẻo, quy trình kết tinh càng hiệu quả.
Nguyên liệu sau đó có thể đưa thẳng đến máy đùn để tạo hạt hoặc chuyển sang sấy tách
ẩm nếu muốn sản xuất ra thành phẩm (tấm, sợi hoặc bất kỳ sản phẩm đùn nào khác).Kết tinh
phế PET từ tấm dập định hình hay chai là một quy trình phức tạp.
Mảnh PET thường không đồng nhất và vảy PET thì có độ dày rất mỏng. Điều này không
dễ gì tạo ra dòng khí nóng hiệu quả, và khi đó rủi ro nguyên liệu khi gia nhiệt tối đa dẫn đến kết
tụ, hay thậm chí bắt đầu nóng chảy có thể xảy ra.Để ngăn rủi ro này, cần thiết phải tạo ra một sự
chuyển dịch của nguyên liệu mà không nhào trộn nó.
Sản phẩm sẽ được kiểm tra, đóng bao và lưu kho. Chuyển qua khâu chiết rót nước uống
đóng chai.