Thiết kế dây chuyền công nghệ sản xuất nhựa epoxy ED6.

ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2

GVHD: ThS. PHAN THỊ THÚY HẰNG

MỞ ĐẦU
Trong thời đại ngày nay, cùng với nền khoa học hiện đại, công nghệ hóa học
không ngừng phát triển và chiếm một vị trí vô cùng quan trọng trong nhiều lĩnh
vực. Công nghệ về hợp chất cao phân tử là một trong những công nghệ điển hình,
rất tiêu biểu về tốc độ phát triển và phạm vi sử dụng. Các ngành lớn của công
nghiệp như cao su, chất dẻo, sợi hóa học, màng, sơn và keo, vật liệu cách điện và
giấy, v.v… hoàn toàn dựa trên sự chế biến các vật liệu cao phân tử. Có thể nói các
vật liệu cao phân tử hầu như được sử dụng trong mọi ngành kinh tế quốc dân.
Sản phẩm polymer có những tính chất đặc biệt so với các vật liệu khác như
tỷ trọng thấp, tính cách điện, cách nhiệt, cách âm cao, khả năng chống ăn mòn, dễ
gia công, dễ tạo hình và nhuộm màu tốt, v.v… Tuy nhiên vẫn còn nhiều nhược
điểm như độ bền nhiệt thấp, hệ số giãn nở nhiệt cao, dễ chảy và phân hủy theo thời
gian, v.v….
Polymer xâm nhập vào hầu hết các lĩnh vực của cuộc sống cũng như các
ngành khoa học kĩ thuật khác nhau nhờ tính năng ưu việt và hiệu quả kinh tế cao
bởi yếu tố giá thành. Một trong những sản phẩm của ngành công nghiệp chất dẻo
rất được các nhà sản xuất quan tâm đó là Epoxy, bởi nó là đại diện cho một số
nhựa có tính năng tốt nhất hiện nay.
Nhựa epoxy ngoài việc sử dụng một mình có thể được biến tính với nhiều
nhựa khác như ure fomaldehyde, phenol fomaldehyde, polyamin, polyeste và đồng
trùng hợp với vinylaxetat….Do vậy phần nào nâng cao pham vi sử dụng của loại
nhựa này.
Nhựa Epoxy được sử dụng trong nhiều lĩnh vực như: keo dán, đúc, đổ
khuôn, bao bọc (ngành điện và điện tử), kỹ thuật dân dụng, composites, sơn xe hơi,
sơn thùng phuy, dây cuộn, sơn tàu biển và sơn bảo vệ, làm ra những sản phẩm cho
ngành Điện tử, điện công nghiệp, v.v... Việc sản xuất nhựa epoxy với thiết bị
không phức tạp nhưng nguyên liệu để sản xuất tương đối đắt và hiếm nên giá thành

sản phẩm cao. Chính vì vậy mà chưa được sử dụng rông rãi.
Ở Việt Nam chúng ta một trong những khó khăn của việc sản xuất nhựa
nói chung và nhựa epoxy nói riêng là nguồn nguyên liệu phải nhập từ nước ngoài,
ngày nay cùng với việc ra đời của các nhà máy lọc dầu sẽ giải quyết phần lớn vấn
đề này, từ đó sẽ mở ra một hướng đi mới cho việc sản suất nhựa epoxy, vì vậy việc
xây dựng một phân xưởng sản xuất nhựa epoxy là thực sự cần thiết.
Được sự phân công và hướng dẫn của giảng viên Phan Thị Thúy Hằng, với
nhiệm vụ thiết kế dây chuyền công nghệ sản xuất Nhựa Epoxy ED6. Dựa trên
những kiến thức đã học cùng với sự hướng dẫn của cô em đã hoàn thành đồ án của
mình. Mặc dù đã cố gắng song em vẫn không thể tránh khỏi những thiếu sót, đặc
biệt là kinh nghiệm. Bên cạnh đó trình độ tự nghiên cứu, kiến thức chuyên môn và
khả năng tư duy, quan sát thực tiễn còn hạn hẹp, nên đồ án của em vẫn còn nhiều
vấp váp. Qua lần làm đồ án này em kính mong quý thầy cô chỉ bảo, đóng góp ý
SVTH: VĂN THỊ PHƯƠNG DUNG – 14H4

1


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2

GVHD: ThS. PHAN THỊ THÚY HẰNG

kiến để em có thể hoàn thiện tốt hơn đồ án cũng như các bài tập lớn được giao vào
những lần sau.
Em xin gửi lời cám ơn chân thành tới Th.S Phan Thị Thúy Hằng giảng viên
Bộ môn Hóa Học Vật Liệu Polymer_Trường đại học bách khoa Đà Nẵng, cùng các
bạn trong nhóm, các bạn trong lớp đã nhiệt tình giúp đỡ trong quá trình em thực
hiện Đồ Án Công nghệ 2 ngày.
Sinh viên thực hiện
Văn Thị Phương Dung

SVTH: VĂN THỊ PHƯƠNG DUNG – 14H4

2


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2

GVHD: ThS. PHAN THỊ THÚY HẰNG

PHẦN 1: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU
Nhựa Epoxy (epoxy resins) là một loại polymer nhiệt rắn. Giống như Phenol
Formaldehyde, Ure Formaldehyde, UPE,… khi được khâu mạng thì chúng là một
loại nhựa “nhiệt rắn”, có khả năng chuyển sang trạng thái không nóng chảy, không
hoà tan trong những điều kiện nhất định có chất đóng rắn. Trong nhựa này có chứa
các nhóm “epoxy” ở cuối mạch nên được gọi là nhựa Epoxy.
I.

LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN
Nhựa epoxy được xuất hiện rất sớm vào cuối năm 1890.

Vào năm 1934 Schlack Farbenindustrie AG ở Đức đã tìm ra lĩnh vực ứng dụng
cho sản phẩm của phản ứng giữa amin - epoxy, những epoxy đó được tổng hợp từ
bisphenol A và epiclohydrin. Tuy nhiên nhựa epoxy dùng trong thương mại chỉ
được công nhận vài năm sau đó, bởi công ty DeTrey Freres ở Thụy Sĩ, công ty
DeVoe và Raynols ở Mỹ [1].
Năm 1936, Công ty Pierre Castan của tập đoàn DeTray Fréres sản xuất ra nhựa
epoxy có nhiệt độ nóng chảy thấp từ bisphenol A và epiclohydrin được đóng rắn
bởi anhydric phtalic, nhưng sự kinh doanh nhựa này trên thị trường không thành

công và năm 1946 lần đầu tiên keo dán epoxy và một số mẫu nhựa cung cấp cho
ngành công nghiệp điện tử được trưng bày ở Thụy Sĩ [1].
Ngay sau khi chiến tranh thế giới thứ hai, công ty Sylvan Grcenle Of DeVoe
and Raynolds tìm ra một loạt nhựa epoxy tổng hợp có khối lượng phân tử lớn được
ứng dụng làm chất phủ bề mặt, những nhựa này tạo thành từ bisphenol A và
epichlorohydrin. Chất phủ bề mặt là những ứng dụng thương mại đầu tiên của
nhựa epoxy và nó mở ra hướng tiêu thụ mới của nhựa epoxy ngày nay. Đồng thời,
sự oxy hóa polyolefin được đưa ra bởi Daniel Swern như là con đường mới để tạo
nhựa epoxy [1].
Năm 1955, một số nhà sản xuất nhựa epoxy ở Mỹ bắt đầu đi đến những thỏa
thuận liên kết với nhau, cùng nhau góp vốn lại và bắt đầu xây dựng nhà máy sản
xuất nhựa epoxy [1].
Vào năm 1960 tại Mỹ, một số nhựa epoxy ra đời và phát triển như nhựa epoxy
phenol novolac, nhựa triglycidyl p-aminophenol. Nhựa epoxy chống cháy đi từ
tetrabromobisphenol A được phát triển và thương mại hóa bởi Dow Chemical, ứng
dụng cho các thiết bị điện và vật liệu composite [1].
Năm 1963, trên thị trường xuất hiện nhựa epoxy cycloaliphatic. Vài năm sau
đó, nó được cải thiện để tăng khả năng chống thời tiết, nhưng việc cung caaos trên
thị trường không thành công do giá thành cao [1].
SVTH: VĂN THỊ PHƯƠNG DUNG – 14H4

3


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2

GVHD: ThS. PHAN THỊ THÚY HẰNG

Năm 1970, sự ra đời nhựa epoxy vinyl ester có khả năng chống ăn mòn trong
môi trường axit, bazơ, dung môi hữu cơ, và nhựa này được ứng dụng để chế tạo

các vật liệu composite dùng làm các thùng chứa, đường ống và các thiết bị phụ
khác trong nhà máy lọc dầu, nắp van ô tô...
Năm 1980, sự phát triển nhựa epoxy ở Nhật Bản với tính năng và độ tinh khiết
cao cho ngành công nghiệp điện tử như điện thoại di động… đòi hỏi nhựa phải có
hằng số điện môi thấp, nhiệt độ hóa thủy tinh cao, nhiệt phân hủy lớn [1].
Năm 1990, Dow Chemical đã sản xuất nhựa epoxy mới trên cơ sở nhựa nhiệt
dẻo, ứng dụng dùng làm keo, chất phủ bề mặt [1].
Nhựa Epoxy được đưa vào thương mại hoá những năm 1940 và ngày càng đóng
vai trò quan trọng trong công nghiệp polymer. Theo số liệu thống kê tại Mỹ, lượng
nhựa epoxy bán trong những năm 1970 và 1980 luôn có tốc độ tăng hàng năm >
10% [1].
PHÂN LOẠI
Cho đến ngày nay nhựa epoxy vẫn không ngừng phát triển để cải thiện những
tính chất tuyệt vời của mình và được ứng dụng rộng rãi trong đời sống với ba loại
chính:
II.

Nhựa Diepoxy: loại này có hai nhóm epoxy ở hai đầu mạch phân tử. Được điều
chế bằng phản ứng đa tụ giữa epyclohydrin và bis - phenol A (tên gọi thương mại
là dian) với NaOH làm chất xúc tác. Nhựa Diepoxy trên cơ sở epyclohydrin và bis
- phenol A có thể là chất lỏng nhớt hay là sản phẩm dạng rắn (ở dạng cục hoặc
hạt).
Nhựa polyepoxy: là loại nhựa chứa nhiều nhóm epoxy (≥3) trong mạch phân tử,
ví dụ như điều chế nhưa từ phenol formandehit đa tụ với epyclohydrin. Loại nhựa
này có độ nhớt không cao lắm và có khả năng đóng rắn cao nhưng do có nhóm –
OH trong mạch đại phân tử nên ngày trong trạng thái đóng rắn cũng không chịu
được nhiệt và nước tốt. Do vậy nên người ta thường dùng làm keo dán rất tốt do
trong mạch có chứa nhiều nhóm –OH nên có khả năng bám dính rất cao.
Loại thứ ba: là nhựa thu được bằng phương pháp epoxy hóa các hợp chất
không no có chứa nhóm epoxy ở trong mạch chính.

Nói chung nhựa epoxy có tính năng cơ lý, kháng môi trường hơn hẳn các loại
nhựa khác, là loại nhựa sử dụng nhiều nhất trong các chi tiết máy bay. Với tính kết
dính và khả năng kháng nước tuyệt vời của mình, epoxy rất lý tưởng để sử dụng
trong ngành đóng tàu, là lớp lót chính cho tàu chất lượng cao hoặc là lớp phủ bên
ngoài vỏ tàu hay thay cho polyester dễ bị phân hủy bởi nước và gelcoat. Nhựa
epoxy được tạo thành từ những mạch phân tử dài, có cấu trúc tương tự như
vinylester, với nhóm epoxy phản ứng ở vị trí cuối mạch. Nhựa epoxy không chứa
nhóm ester, do đó khả năng kháng nước của epoxy rất tốt. Ngoài ra, do có hai vòng
SVTH: VĂN THỊ PHƯƠNG DUNG – 14H4

4


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2

GVHD: ThS. PHAN THỊ THÚY HẰNG

thơm ở vị trí trung tâm nên nhựa epoxy chịu ứng suất cơ và nhiệt tốt hơn mạch
thẳng. Do vậy, epoxy rất cứng, dai và kháng nhiệt tốt.
Khi đưa nhựa epoxy vào sử dụng, ta dùng chất đóng rắn để tạo mạng không
gian ba chiều. Chất đóng rắn thường sử dụng là amine, được cho vào epoxy, lúc
này giữa chúng sẽ xảy ra phản ứng hóa học. Thường nhóm epoxy sẽ phản ứng với
nhóm amine, tạo ra cấu trúc không gian ba chiều phức tạp. Amine kết hợp với
epoxy theo tỷ lệ nhất định, đây là yếu tố quan trọng vì việc trộn đúng tỷ lệ đảm bảo
cho phản ứng xảy ra hoàn toàn. Nếu tỷ lệ trộn không đúng thì nhựa chưa phản ứng
hoặc đóng rắn còn dư trong hỗn hợp sẽ ảnh hưởng đến tính chất sản phẩm sau
đóng rắn. Để đảm bảo tỷ lệ phối trộn chính xác, nhà sản xuất thường công thức hóa
các thành phần và đưa ra một tỷ lệ trộn đơn giản bằng cách đo khối lượng hay thể
tích của chúng. Cả nhựa epoxy lỏng và tác nhân đóng rắn đều có độ nhớt thấp
thuận lợi quá trình gia công. Epoxy đóng rắn dễ dàng và nhanh chóng ở nhiệt độ

phòng từ 5 - 1500C, tùy cách lựa chọn chất đóng rắn. Một trong những ưu điểm
nổi bậc của nhựa epoxy là độ co ngót thấp trong khi đóng rắn. Lực kết dính, tính
chất cơ lý của epoxy được tăng cường bởi tính cách điện và khả năng kháng hóa
chất.
Trong các loại nhựa epoxy vừa nêu thì nhựa Diepoxy là loại được điều chế, sản
xuất và ứng dụng nhiều hơn cả, trong đó thông dụng nhất là hai loại ED-5 và ED6. Nhựa epoxy ED-5 có khối lượng phân tử từ 370 - 450 còn nhựa epoxy ED-6 thì
có khối lượng phân tử cao hơn, khoảng 450 - 600. Hai loại này có quy trình sản
xuất giống nhau, nó chỉ khác nhau ở yêu cầu sản phẩm như hàm lượng chất bốc,
hàm lượng nhóm epoxy, độ nhớt, tỷ trọng và trọng lượng phân tử khác nhau. Nói
chung yêu cầu các thông số này đối với nhựa ED-6 cao hơn. Quy trình tạo nhựa
dưới các điều kiện phản ứng khác nhau như tỉ lệ các chất phản ứng, tốc độ phản
ứng, dung môi, nồng độ chất xúc tác, thời gian phản ứng, áp suất khác nhau thì cho
các sản phẩm khác nhau như ED-5, ED-6.
Do những tính năng tuyệt vời như trên nên nhựa epoxy rất được ưa chuộng.
Việc sản xuất nhựa epoxy với thiết bị không phức tạp nhưng nguyên liệu để sản
xuất còn đắt và hiếm nên giá thành sản phẩm còn cao, chính vì vậy mà nhựa epoxy
chưa được sử dụng rộng rãi ở Việt Nam. Tuy nhiên, một số lĩnh vực ở nước ta đòi
hỏi những tính năng sử dụng của nhựa epoxy, đặc biệt là nhựa epoxy ED-6 đã
được dùng phổ biến trong một số lĩnh vực như xây dựng (dùng để sửa chữa, dặm
vá nhanh và làm vĩnh viễn cấu trúc bêtông, liên kết với các thành phần bê tông đã
đúc sẵn, gối đỡ bệ cầu bê tông và tất cả các công việc sữa chữa trên bề mặt bê tông
hay xi măng nơi đòi hỏi có cường độ cao, không thấm nước và kháng hóa chất,
hoặc dùng để sửa chữa gấp các cấu trúc bê tông, kè chắn biển và các nhà xưởng
công nghiệp nơi tiếp xúc với hóa chất và các khu vực sản xuất), keo dán (nhất là
trong ngành hàng hải), sơn epoxy (sàn nhà xưởng dược phẩm, thực phẩm, điện tử,
điện lạnh, may mặc, chống thấm sàn mái, tầng hầm, bể bơi, hồ nước, sơn sân
tennis, sơn sân thể thao)…Nhựa epoxy ED-6 đã góp phần đáng kể vào việc tăng
chất lượng cho các ứng dụng trên. Chính vì thế, ta cần phải tìm hiểu và thiết kế dây
chuyền công nghệ sản xuất nhựa epoxy ED-6 sao cho quá trình sản xuất đạt năng
SVTH: VĂN THỊ PHƯƠNG DUNG – 14H4

5


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2

GVHD: ThS. PHAN THỊ THÚY HẰNG

suất cao nhất, tổn hao nguyên liệu ít nhất, tiết kiệm lượng nhiệt cung cấp…nhằm
hạ giá thành sản phẩm nhưng vẫn đảm bảo chất lượng để mở rộng phạm vi sử dụng
trong nước.

SVTH: VĂN THỊ PHƯƠNG DUNG – 14H4

6


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2

GVHD: ThS. PHAN THỊ THÚY HẰNG

CHƯƠNG 2: TỔNG QUANG LÝ THUYẾT
Nhựa epoxy điều chế từ 2 nguyên liệu chính là epiclohydrin và diphenylol
propan có mặt dung dịch NaOH làm xúc tác.
I.
EPICLOHYDRIN
1.1 Công thức cấu tạo

1.2 Một số tính chất của Epiclohydrin
Epiclohydrin là chất lỏng trong suốt, không màu, không tan trong nước nhưng

tan trong benzen, axeton, rượu và các dung môi khác, có mùi mạnh, đặc biệt là rất
độc, sôi ở nhiệt độ 1180C, khối lượng riêng ở 200C là 1,175 - 1,18 g/cm3, ít tan
trong nước ở nhiệt độ 200C chỉ hòa tan 6,58% trọng lượng, tạo hỗn hợp đẳng phí
với nước ở nhiệt độ sôi 84,10C và chiếm 81% trọng lượng hỗn hợp.
1.3 An toàn khi sử dụng
Do tính chất độc hại của epiclohydrin nên yêu cầu thùng chứa, ống dẫn phải kín
để đảm bảo an toàn cho công nhân.
Khi vận chuyển nên đựng epiclohydrin vào chai thủy tinh lớn hay sử dụng
thùng bằng thép được đậy kín cẩn thận để cho công nhân thao tác khỏi bị ngộ độc.
1.4 Tổng hợp
Có 2 phương pháp tổng hợp epiclohydrin là đi từ glixerin và từ propylen.
 Đi từ Glyxerin
Đầu tiên cho khí HCl khan tác dụng với glyxerin trong môi trường axit và ở
nhiệt độ từ 110 - 1150C để tạo thành diclohydrin glyxerin. Đây là phản ứng este
hoá glyxerin bằng axit vô cơ :

Để tăng hiệu suất phản ứng thì glyxerin phải thật khan hoặc chứa rất ít nước. Ta
thấy trong quá trình phản ứng có tạo ra nước, do đó có thể dùng anhydric axetic
hoặc axit axetic hoặc CaCl2 (khan) với hàm lượng khoảng 20% để hút nước nhằm
tăng vận tốc và hiệu suất cho phản ứng.
Giai đoạn hóa vòng, dùng kiềm khử HCL để tạo ra epiclohydrin
SVTH: VĂN THỊ PHƯƠNG DUNG – 14H4

7


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2

GVHD: ThS. PHAN THỊ THÚY HẰNG

Phản ứng hóa vòng tiến hành ở nhiệt độ thường, nồng độ và tốc độ tác dụng của
NaOH với diclohydrin glyxeryl có ảnh hưởng rất nhiều đến hiệu suất phản ứng vì
ngoài phản ứng tạo thành epiclohydrin còn có phản ứng xà phòng hóa epiclohydrin
thành glyxerin:
CH2
Cl

CH

CH

2

+

NaOH

+ H2 O

O

CH

CH

CH2

OH

OH

OH

2

+

NaCl

Có thể dùng các loại kiềm yếu hơn như Ca(OH)2 , Na2CO3 để khử HCl
Ở nước ta sản lượng dầu thảo mộc (Glyxerin tách ra khi xà phòng hóa dầu thảo
mộc) khá lớn nên nó cũng thuận lợi khi đi từ phương pháp này.
 Đi từ propylen
Clo hóa propylen dưới áp suất 18 Kg/cm2 và nhiệt độ 8000C để tạo thành
clorua - alkyl, tiếp đến cho HClO tác dụng lên nối đôi và cuối cùng dùng kiềm để
khử HCl của diclohydrin tạo thành epiclohydrin.

Sản phẩm phụ là triclopropan, diclohydrin chưa phản ứng.
Trong hai phương pháp trên thì phương pháp phù hợp đối với nước ta là
phương pháp đi từ Glyxerin, phương pháp đi từ propylen chỉ phù hợp với những
nước có ngành công nghiệp chế biến dầu mỏ phát triển mạnh.
II. DIPHENYLOL PROPAN
2.1 Công thức cấu tạo
Diphenylol propan là cấu tử thứ hai dùng để sản xuất nhựa epoxy ED-6, còn gọi
là 4,4-dihydroxyl diphenyl propan, gọi tắt là Bis-phenol A (BPA) hay dian (D).

SVTH: VĂN THỊ PHƯƠNG DUNG – 14H4

8

ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2

GVHD: ThS. PHAN THỊ THÚY HẰNG

2.2 Một số tính chất của BPA
Chất bột hoặc tinh thể màu trắng, nhiệt độ nóng chảy 157 - 1580C, nhiệt độ sôi
2200C, khối lượng riêng 1,20 g/cm3 , áp suất bốc hơi 0,2mmHg (ở 1700C). BPA
không bền vững khi tiếp xúc với các chất như axeton, amoniac, benzen, cloroform,
methanol, toluen, xylen, axit sunfuric đậm đặc... và được coi là bền vững đối với
axit axetic, NH4Cl, CO2, O2, Ure, C2H5OH, formaldehyt và một số chất khác.
Ở điều kiện thường nó là một chất rắn, do trong công thức phân tử có nhóm OH giống như phenol nên có tính ăn mòn nhưng hoạt tính yếu hơn phenol.
2.3 An toàn khi sử dụng
Do có nhóm -OH trong công thức phân tử nên trong quá trình bảo quản vẫn có
khả năng hút ẩm, do đó người ta thường bảo quản bằng bao làm bằng giấy không
thấm nước hay thùng thép có nắp đậy kín. Trong thực tế thì bis-phenol A vẫn ở
dạng rắn nên trước khi sử dụng phải qua các quá trình làm nhỏ bằng cơ học như
đập, nghiền, sàng…
2.4 Tổng hợp
 Phenol tác dụng với axeton
Phương pháp hay dùng phổ biến nhất là cho phenol tác dụng với axeton trong
môi trường axit mạnh ở nhiệt độ 10 - 150C.

Để tạo môi trường axit mạnh có thể dùng dung dịch H2SO4 hoặc hơi HCl,
thông thường người ta sử dụng H2SO4. Thực nghiệm chứng tỏ rằng lượng H2SO4
chỉ ảnh hưởng đến phản ứng ở một giới hạn nhất định, nhưng nồng độ axit là yếu
tố quan trọng quyết định đến hiệu suất phản ứng
Hiện nay người ta dùng xúc tác là dẫn xuất Mercaptan của axit no mạch thẳng
như Tiodiaxetic (HOOC–CH2–S–CH2–COOH) điều chế từ Monocloaxetic và
Sunfohydro.

 Thủy phân polycacbonat phế thải
Ngoài ra BPA còn thu được sau phản ứng thủy phân polycacbonat phế thải
trong môi trường kiềm, nhưng để đưa vào sản xuất nhựa epoxy thì bisphenol A thu
được phải qua giai đoạn tái chế. Trong đề tài tái chế polycacbonat phế thải, sử
dụng bisphenol A thu được sau phản ứng thuỷ phân polycacbonat phế thải để sản
xuất nhựa epoxy người ta sử dụng hóa chất Epiclohidrin loại PA của Merck, độ
SVTH: VĂN THỊ PHƯƠNG DUNG – 14H4

9


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2

GVHD: ThS. PHAN THỊ THÚY HẰNG

sạch > 90%, NaOH, axit axetic loại P sản xuất tại Trung Quốc, toluen loại P. Tiến
hành bằng cách cho bisphenol A vào epiclohydrin, giữ nhiệt độ ở 74 - 760C và
khuấy trong 2,5h, sau đó trung hòa hỗn hợp phản ứng bằng dung dịch CH3COOH
25% đến trung tính hay oxit yếu. Tiếp đó cho Toluen vào bình phản ứng, khuấy ở
nhiệt độ 74 - 760C trong 30 phút sau đó ngừng khuấy, giữ nhiệt độ 60 - 650C đến
lúc tách thành lớp. Kết quả cho thấy, điều chế được nhựa epoxy bằng phản ứng
ngưng tụ bisphenol A tổng hợp từ polycacbonat phế thải và epiclohydrin có chỉ số
là 34,3. Phổ hồng ngoại của nhựa epoxy thu được so với phổ chuẩn đạt 98,09 %.

SVTH: VĂN THỊ PHƯƠNG DUNG – 14H4

10


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2

GVHD: ThS. PHAN THỊ THÚY HẰNG

CHƯƠNG 3: TỔNG HỢP NHỰA EPOXY
I. PHẢN ỨNG ĐA TỤ NHỰA EPOXY
Epiclohydrin (E) là hợp chất có hai nhóm chức hoạt động rất mạnh là nhóm
epoxy và nhóm - Cl. Bất kỳ một hợp chất nào chứa H linh động cũng đều có khả
năng phản ứng với nhóm epoxy như rượu, axit,...Hoạt tính của nhóm - Cl cũng rất
mạnh và rất dễ phản ứng thuỷ phân, do đó trong quá trình thực hiện phản ứng cần
chú ý tốc độ cho NaOH vào hỗn hợp phản ứng. Nhựa diepoxy là sản phẩm ngưng
tụ từ hợp chất có chứa nhóm epoxy với một rượu đa chức hay một phenol đa chức
trong môi trường kiềm ở nhiệt độ khoảng 700C, thường sử dụng epiclohydrin và
dian (D). Khi tổng hợp nhựa diepoxy, thường hoà tan dian vào một lượng thừa
epyclohydrin rồi thêm dần dần dung dịch kiềm và khống chế nhiệt độ ở khoảng từ
60 - 700C. Phản ứng thu được ete diglixit dioxi difenyl propan:

 Cơ chế phản ứng

Các sản phẩm ban đầu tiếp tục ngưng tụ với dian cho nhựa epoxy:

SVTH: VĂN THỊ PHƯƠNG DUNG – 14H4

11


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2

GVHD: ThS. PHAN THỊ THÚY HẰNG

Công thức tổng quát:

Ta thấy nhựa epoxy ở trạng thái không đóng rắn là những mạch polyete dài,
trong đó nhóm hydroxyl tự do nằm cách nhau một khoảng cách tương đối xa. Hai
đầu mạch là nhóm epoxy. Nhóm epoxy và hydroxyl có khả năng phản ứng với
nhiều chất và phụ thuộc vào độ định chức của các nhóm đó mà có thể thu được
hoặc nhựa nhiệt dẻo biến tính hoặc nhựa đóng rắn không nóng chảy và không hòa
tan.
Quá trình xảy ra chịu ảnh hưởng của tỉ lệ cấu tử:

Tỉ lệ E/D càng thấp thì KLPT càng cao, đương lượng epoxy cũng tăng, nhiệt
độ mềm tăng. Cho xút từ từ, 2 - 3 lần bởi vì – Cl có thể bị thủy phân trong môi
trường kiềm tạo thành -OH làm biến đổi nguyên liệu ban đầu.
Khối lượng của từng thành phần trong phân tử nhựa diepoxy là:

SVTH: VĂN THỊ PHƯƠNG DUNG – 14H4

12


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2

GVHD: ThS. PHAN THỊ THÚY HẰNG

M=284n
Do đó khối lượng phân tử trung bình của nhựa là M  284n  340
 Các phản ứng phụ có thể xảy ra
+ Thủy phân epiclohydrin thành glyxerol

+ Thủy phân nhóm epoxy ở cuối mạch tạo thành -OH:

+ Trùng hợp nhóm epoxy với nhóm hydroxyl gây gel hóa:

+ Trùng hợp các nhóm epoxy tạo cấu trúc không gian làm nhựa keo kết:

SVTH: VĂN THỊ PHƯƠNG DUNG – 14H4

13


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2

GVHD: ThS. PHAN THỊ THÚY HẰNG

Có thể tổng hợp nhựa trong môi trường khí trơ, đun ngắt quãng, khuấy trong
16 giờ, điều chỉnh lượng kiềm thổ thêm vào để môi trường luôn luôn trung tính,
làm như vậy để tránh trùng hợp nhóm epoxy.
II. PHẢN ỨNG TẠO NHỰA POLYEPOXY
2.1 Nhựa polyglyxidil xianuarat
Đi từ axit xianic với epyclohydrin (sản phẩm ban đầu của phản ứng là triglyxidil
xianuarat).

So với nhựa diepoxy thì nhựa polyepoxy đi từ epyclohydrin và axit xianic có
tính điện môi tốt hơn, bền nhiệt hơn và có thể chịu được nhiệt độ cao hơn 2000C
khi chúng được đóng rắn bằng chất đóng rắn. Tuy nhiên nhựa này ít được sản xuất
do khó khăn về nguyên liệu.
2.2 Nhựa epoxy bisphenol F

Bisphenol F được sử dụng trong môi trường chịu áp lực cao, trong những hệ
thống như: thùng chứa, đường ống, sàn công nghiệp, lớp bề mặt đường và cầu,
chất kết dính, trát kẻ hở của tường, lớp phủ, vecni...

2.3 Nhựa epoxy bisphenol A novolac
Bisphenol A novalac được tổng hợp từ bisphenol A và formaldehyt với xúc
tác axit. Sau đó epoxy hóa bisphenol A novalac ta được nhựa epoxy bisphenol A
novalac như sau:
SVTH: VĂN THỊ PHƯƠNG DUNG – 14H4

14


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2

GVHD: ThS. PHAN THỊ THÚY HẰNG

Nhựa polyepoxy từ novolac được dùng phổ biến hơn cả. Nhóm Epoxy ở
trong nhựa này được gói chặt hơn do đó sản phẩm đóng rắn rất cứng và kém đàn
hồi.
Ngoài ra nhựa polyepoxy còn đươc tổng hợp từ: p-aminophenol và
epiclohidrin, tetra-hydroxylphenol etan và epiclohydrin…Thường nhựa polyepoxy
có độ bám dính vào các vật liệu thấp hơn so với nhựa epoxy thường. Nhưng do khi
đóng rắn tần số nối ngang lớn nên làm cho sản phẩm có độ chịu nhiệt cao. Nhựa
này cơ bản dùng để phủ kim loại, làm keo dán và chất dẻo thủy tinh.
III. ĐÓNG RẮN NHỰA EPOXY
Để biến nhựa epoxy thành loại nhựa có nhiều tính chất cơ lý tốt, ta cho các
chất chứa hai hoặc nhiều nhóm định chức có chứa nguyên tử hyđro linh động (như
-NH2, -COOH, -NH-, ...) tác dụng lên các nhóm chức của nhựa để thực hiện phản
ứng đóng rắn.
Các chất đóng rắn thường sử dụng là các loại amin, các axit và một số hợp
chất đóng rắn khác. Trong đó việc đóng rắn nhựa bằng hợp chất amin được ứng
dụng phổ biến nhất.
3.1 Đóng rắn bằng amin

Khi amin tác dụng với nhựa epoxy thì xảy ra hiện tượng mở vòng epoxy tạo
thành mối nối ngang giữa các phân tử nhựa epoxy với cầu nối trung gian là các
nhóm amin. Sự tác động qua lại của nhóm epoxy với amin là phản ứng kết hợp
gồm hai giai đoạn.
+ Giai đoạn đầu diễn ra với sự tỏa nhiệt với tốc độ lớn, khi mật độ liên kết
ngang đủ lớn thì quá trình xảy ra ngay ở nhiệt độ phòng.
+ Giai đoạn cuối tạo ra mạng lưới không gian, đồng thời không tạo ra sản
phẩm phụ nào cả do đó độ co của nhựa rất nhỏ.
Lượng amin cần dùng phải được tính toán sao cho mỗi nguyên tử H linh
động trong amin tương ứng với một nhóm epoxy ở trong nhựa để một nguyên tử H
có thể phản ứng với một nhóm epoxy. Do đó phải căn cứ vào số nhóm epoxy có
trong nhựa để lấy hàm lượng amin cho thích hợp. Nếu thừa nhóm amin thì mật độ
mạng lưới không gian tạo thành không lớn và trọng lượng phân tử không cao. Nếu
SVTH: VĂN THỊ PHƯƠNG DUNG – 14H4

15


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2

GVHD: ThS. PHAN THỊ THÚY HẰNG

thiếu nhóm amin thì phản ứng đóng rắn xảy ra không hoàn toàn, mật độ mạng lưới
không gian không cao, trọng lượng phân tử cũng thấp. Tuy nhiên người ta thường
lấy lượng amin nhiều hơn so với lý thuyết để bảo đảm nhựa phát triển tối đa theo
cấu trúc không gian ba chiều, các nhóm amin còn lại làm tăng độ bền của nhựa đối
với các dung môi không phân cực nhưng lại làm giảm độ chịu nước.
Thông thường người ta dùng di hoặc tri hoặc polyamin, không dùng
monoamin vì sẽ không tạo mạng lưới không gian.
Các chất đóng rắn thường dùng nhất là: etylen diamin (đóng rắn nguội hoặc

dưới 600C), dietylen diamin, dietylen triamin (đóng rắn ở nhiệt độ cao), trietylen
triamin có tác dụng gần giống với polyamin.
Phản ứng đóng rắn:

- NH2 tự do còn lại tiếp tục tấn công vào đầu epoxy của mạch diepoxy khác
làm kéo dài mạch.
 Các phản ứng phụ xảy ra
+ Ở nhiệt độ cao nhóm –OH phản ứng với đầu –NH2 của chất đóng rắn
amin.

+ Hoặc ở nhiệt độ cao nhóm –OH phản ứng với đầu epoxy của mạch:

+ Ưu điểm: chất đóng rắn này có thể đóng rắn các chi tiết lớn hoặc dán gạch
ốp tường.
+ Nhược điểm: amin độc và khó điều chỉnh thời gian chuẩn bị.
3.2 Đóng rắn bằng axit hai chức: (chất đóng rắn nóng ), đóng rắn bằng
anhidric.
 Phản ứng đóng rắn với axit hai chức:
SVTH: VĂN THỊ PHƯƠNG DUNG – 14H4

16


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2

GVHD: ThS. PHAN THỊ THÚY HẰNG

Và xảy ra phản ứng đóng rắn khác. Tạo ra sản phẩm phụ là nước khác với
loại chất đóng rắn amin, nước tạo ra bay hơi để lại lổ xốp nên chất đóng rắn axit ít
dùng.

Phản ứng đóng rắn với anhidric. Ví dụ: anhidric phtalic
Phản ứng tiến hành ở nhiệt độ cao từ 180-220oC và qua các giai đoạn sau:
Trước tiên:

3.3 Đóng rắn bằng những chất đóng rắn khác
Ngoài hai chất đóng rắn trên ta còn dùng các hợp chất có hai hay nhiều
nhóm định chức để đóng rắn nhựa epoxy như: nhựa phenol-formaldehyde,
polyamit (-NH-CO-), ure(melamin)-formaldehyt.
Đóng rắn bằng hai chất trên thì nhựa sau đóng rắn có nhiều vòng thơm trong
mạch, có độ cứng làm tăng độ bền cơ học, bền nhiệt, trong nhựa có liên kết ete làm
cho mạch mềm, trong nhựa có nhóm –OH tự do tạo nên bám dính tốt, trong nhựa
có số liên kết ngang không nhiều (không quá thưa như UF) làm mạch không quá
cứng.
Do đó nhựa epoxy vừa bền nhiệt, bền cơ học, bám dính tốt với hầu hết các
vật liệu khác.
SVTH: VĂN THỊ PHƯƠNG DUNG – 14H4

17


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2

GVHD: ThS. PHAN THỊ THÚY HẰNG

Thường dùng nhất để đóng rắn nhựa epoxy là nhựa phenol formandehyl, xảy
ra do nhóm epoxy phản ứng với nhóm hydroxyl của phenol focmaldehit, thường
tiến hành ở 170 – 205 0C trong thời gian khoảng 20 – 30 phút.

Nói tóm lại, nhựa epoxy có nhiều tính chất kỹ thuật tốt sau khi đóng rắn, do
đó quá trình đóng rắn phải được đặc biệt chú ý. Dùng chất đóng rắn thích hợp có

thể thay đổi hoàn toàn tính chất của sản phẩm. Quan trọng nhất là chọn chế độ
đóng rắn căn cứ vào đặc điểm của chất đóng rắn và nhựa epoxy ban đầu.

SVTH: VĂN THỊ PHƯƠNG DUNG – 14H4

18


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2

GVHD: ThS. PHAN THỊ THÚY HẰNG

CHƯƠNG 4: TÍNH CHẤT NHỰA EPOXY ED6 VÀ ỨNG DỤNG CỦA NHỰA
EPOXY ED6
I. TÍNH CHẤT
Đánh giá tính chất của nhựa epoxy dựa vào:
- Bản chất của phân tử nhựa
- Bản chất của phân tử đóng rắn
- Mật độ liên kết ngang (mức độ đóng rắn)
Tùy thuộc vào loại nhựa, tác nhân đóng rắn, chất pha loãng mà epoxy có thể
có dạng cứng hoặc dạng mềm dẻo như cao su tùy thuộc vào trọng lượng phân tử.
Thường thì:
- M < 1000: trọng lượng phân tử thấp, tồn tại ở trạng thái lỏng nhớt
- M > 1000: trọng lượng phân tử cao, tồn tại trạng thái rắn
Ở điều kiện bình thường epoxy trong suốt không màu, không mùi, gây dị
ứng da.
1.1 Tính chất nhựa epoxy chưa đóng rắn
Nhựa Epoxy không đóng rắn đi từ diphenylol propan là loại nhựa nhiệt dẻo,
có màu từ vàng đến nâu, ở dạng từ chất lỏng nhớt đến chất rắn dòn, hòa tan tốt
trong các dung môi như Keton, este, dioxan và clobenzen, trong metyl etyl keton,

metyl xiclohexanol thì tốt hơn. Nhựa phân tử thấp tan trong rượu và cacbuahydro
thơm, còn phân tử cao thì không tan trong các chất đó. Có thể bảo quản dung dịch
và hỗn hợp nóng chảy trong thời gian lâu mà không bị thay đổi.
Nhựa Epoxy trộn được với nhựa ure/melamin/phenol-formaldehit, polyamit,
polyeste nhưng không trộn được với este và este xenlulo. Khối lượng phân tử
quyết định tính chất sản phẩm đóng rắn. Thực tế thấy rằng nhựa phân tử thấp dùng
làm keo dán, để chế tạo các vật liệu đúc và loại tấm ép, còn nhựa phân tử cao để
làm sơn sau khi đã biến tính.
Những polymer nhận được khi Epoxy hóa các hợp chất không no có các
nhóm Epoxy ở cuối và ở giữa mạch phân tử. Ngoài nhóm Epoxy va hydroxyl
trong phân tử còn có nhóm axetyl, nối đôi. Do đó nhựa Epoxy hóa có hoạt tính hóa
học cao và có thể đóng rắn nhờ nhóm Epoxy, hydroxyl và cả nối đôi trong mạch
đại phân tử. Mật độ điện tử của các nhóm Epoxy ở cuối mạch phân tử cao hơn và
chúng dễ tham gia phản ứng với các chất ái điện tử như các anhydric, do đó có thể
đóng rắn loại nhựa này bằng các anhydric ở nhiệt độ thường, trong khi đó chúng
chỉ đóng rắn với các amin béo khi đun nóng. Nhờ có các nối đôi còn lại trong phân
tử nên có thể đồng trùng hợp với các monomer không no như styren,
metylmetacrilat, ... với sự có mặt của xúc tác peroxit.
SVTH: VĂN THỊ PHƯƠNG DUNG – 14H4

19


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2

GVHD: ThS. PHAN THỊ THÚY HẰNG

Nhựa epoxy ED-6 ở dạng lỏng, hàm lượng nhóm epoxy từ 14 – 18%, khối
lượng phân tử trung bình là 450 - 600, là chất lỏng sánh nhớt có màu vàng sáng
hoặc nâu sáng, hàm lượng chất bốc không quá 1%. Thời gian đóng rắn với

hexametylendiamin ở 1200C không quá 10 phút. Ở trạng thái không đóng rắn là
những mạch polyete dài, trong đó nhóm hydroxyl tự do nằm cách nhau một
khoảng cách tương đối xa. Hai đầu mạch là nhóm epoxy. Nhóm epoxy và hydroxyl
có khả năng phản ứng với nhiều chất và phụ thuộc vào độ định chức của các nhóm
đó mà có thể thu được hoặc nhựa nhiệt dẻo biến tính hoặc nhựa đóng rắn không
nóng chảy và không hòa tan.
Một vài tính chất được tóm tắt trong bảng sau:
Bảng 3 : Một số thông số tính chất chung của Epoxy không độn [2]

Tan (tg) góc tổn hao điện môi
[3]

Ở 200C: 0.001 – 0.002
Ở 800C: 0.03 – 0.05
Sau 48 giờ trong nước ở 200C: 0.001 – 0.003

Tính chất nổi bật của Epoxy là tính kháng hóa chất, kháng mài mòn,
tính
chất cơ lí tốt …nhờ có vòng benzen và các liên kết ether phenolic. Epoxy có tính
bám dính tốt cho một loạt các nguyên vật liệu, bao gồm kim loại, gỗ, bê tông, thủy
tinh, gốm và nhiều chất dẻo. Điều này do sự hiện diện của các nhóm
hydroxyl phân cực và nhóm ether trong nhựa.
Độ co rút thấp trong quá trình đóng rắn cho kết quả tốt trong tính chính xác
kích thước kết cấu sản phẩm và cho phép sản xuất keo dán tính năng cao.
Mặc dù có sự hạn chế về nhiệt độ sử dụng, epoxy resins thường tốt hơn so v
ới hầu hết các nhựa nhiệt dẻo ở nhiệt độ cao.
SVTH: VĂN THỊ PHƯƠNG DUNG – 14H4

20

ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2

GVHD: ThS. PHAN THỊ THÚY HẰNG

1.2 Tính chất nhựa epoxy đóng rắn
Nhựa Epoxy sau khi đóng rắn có mật độ liên kết ngang không cao và các
liên kết này lại nằm cách xa nhau nên mạch đại phân tử vẫn còn có tính linh động
cần thiết, nhựa sau khi đóng rắn vẫn còn có tính mềm dẻo nhất định. Sản phẩm sau
khi đóng rắn ít tạo bọt khí và rỗ. Ngoài ra trong sản phẩm vẫn còn tồn tại nhóm OH trong mạch đại phân tử làm cho nhựa có tính bám dính tốt với nhiều loại vật
liệu. Liên kết ete làm cho nhựa có độ bền hoá học cao và có cực, đồng thời làm
tăng độ bám dính của sản phẩm.
Nhựa đóng rắn chịu được kiềm đặc, chất tẩy rửa, dung dịch muối, axit (HCl
20%, H2SO4 70%, HNO3 10%, CH3COOH 1%), chịu khí hậu, độ ẩm. Tuỳ thuộc
vào cấu tạo của từng loại nhựa và phương pháp điều chế mà chúng có các tính chất
khác nhau. Đối với nhựa polyepoxy, khối lượng phân tử càng tăng thì hàm lượng
Epoxy cũng tăng, khi đóng rắn sẽ tạo ra mật độ mạng lưới không gian dày đặc làm
cho nhựa cứng hơn.
Sản phẩm thu được sau khi đóng rắn chịu nhiệt tốt và bền cơ học.
Tuy nhựa Epoxy có độ co ngót bé nhưng khi đóng rắn thì vẫn có hiện tượng
co: ở 1000C độ co là 5%, ở 2000C độ co là 2.3%.
Trong nhựa epoxy ED-6 sau khi đã đóng rắn có các đặc điểm sau:
+ Mật độ liên kết ngang tương đối thưa.
+ Trong mạch vẫn còn tồn tại nhóm -OH.
+ Trong nhựa đóng rắn có liên kết ete.
+ Trong phân tử nhựa có vòng thơm.
Do đó tạo nên một số tính chất:
+ Vẫn còn tính mềm dẻo.
+ Bám dính tốt với nhiều loại vật liệu.
+ Bền nhiệt, bền cơ học, độ cứng tương đối cao.

Chính những tính chất trên làm cho nhựa Epoxy có nhiều ứng dụng rộng rãi
trong công nghiệp và đời sống như làm keo dán, làm sơn, làm vật liệu composite,
...

SVTH: VĂN THỊ PHƯƠNG DUNG – 14H4

21


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2

GVHD: ThS. PHAN THỊ THÚY HẰNG

Bảng 4: Tính chất của nhựa epoxy với các chất đóng rắn khác nhau [4].
Tính chất

ED-6
30%

65%

7%

anhydric

Polyetylen

Hexametylen

maleic

polyamin

Diamin

δuốn (KG/cm2)

1000

1000

750

δvađập (KG/cm2)

8.65

7.1

7.0

≥ 100oC

≥ 100oC

≥ 100oC

Chất đóng rắn

Độ bền nhiệt

(Martens) (chịu nhiệt
độ trong thời gian quy
định)
Độ hút ẩm (7 ngày
đêm, nhiệt độ phòng)

0.04 – 0.05%

1.3 Những lưu ý quan trọng về nhựa epoxy
Có một số lưu ý thông dụng liên quan đến việc đúc để tránh sự đông cứng,
co rút, rạn nứt, tạo bong bóng, bọt của sản phẩm. Chi tiết như sau:
- Sự phát nhiệt
Phát nhiệt là việc gia tăng nhiệt độ của hợp chất lên trên nhiệt độ xử lý từ đó
năng lượng thoát ra khi nhóm epoxy phản ứng. Để cho nhựa bền chắc hoàn toàn từ
bên trong lõi đúc, giải phóng bong bóng hơi và sự phát nhiệt cao sẽ làm cho hợp
chất nhựa biến thành than và gây nổ mạnh.
Nhiệt ổn định: Nhiệt độ trong khi xúc tác và đổ khuôn phải luôn luôn ổn
định, chỉ số biến đổi nhiệt chỉ dao động cho phép là 1. Nhiệt biến đổi nhiều dễ gây
ra sự lão hóa, giảm tuổi thọ vật liệu. Đồng thời bề mặt dễ bị biến thành than khi
nhiệt tăng cao dẫn đến rạn nứt và dễ phân hủy.
- Sự co rút

SVTH: VĂN THỊ PHƯƠNG DUNG – 14H4

22


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2

GVHD: ThS. PHAN THỊ THÚY HẰNG

Làm giảm đi kích thước trong quá trình xử lý đóng rắn. Sự co rút làm phá vỡ
các liên kết của hợp chất, từ đó gây ra các vết nứt từ bên trong sản phẩm.
- Độ nhớt
Độ nhớt của nhựa chi phối số lượng của chất độn cũng như khả năng gia công.
- Thời gian phản ứng tạo gel
Phản ứng đóng rắn của Epoxy tuân theo Định luật của Arenius, theo phương
trình và kết quả khảo sát được người ta nhận thấy: Cứ mỗi lần nhiệt độ được nâng
lên 100C, thì thời gian xảy ra phản ứng nhanh lên gấp đôi. Vì vậy nhiệt độ được sử
dụng như là một phương tiện làm giảm độ nhớt, cũng như tăng tốc độ phản ứng.
II. ỨNG DỤNG
Nhựa epoxy ED-6 được ứng dụng rất rộng rãi trong đời sống hằng ngày
cũng như trong nhiều ngành công nghiệp, nhất là trong lĩnh vực sơn, keo dán và
composite. Đây là 3 lĩnh vực phổ biến nhất (hình 1):

Hình 1: Một số lĩnh vực ứng dụng phổ biến của epoxy
2.1 Ứng dụng trong vật liệu composite
Nhựa epoxy ED-6 là loại nhựa có nhiều ưu điểm tốt như độ bám dính cao
trên bề mặt kim loại, có tính ổn định hoá học, bền hoá chất. Việc sử dụng nhựa
epoxy trên nền cốt sợi làm tăng tính bền cơ lên đáng kể và rất thích hợp để chế tạo
lớp bọc lót bảo vệ thiết bị chống ăn mòn hoá chất, nó có độ bám dính cao với nhiều
loại cốt (sợi vải thủy tinh, sợi cacbon), tiện lợi khi xử lý công nghệ, tạo dáng các
kết cấu và có thể giữ lâu ở trạng thái chưa đóng rắn, tiện lợi cho việc chế tạo kết
cấu và các bán thành phẩm. Quá trình đóng rắn epoxy ED-6 có dải nhiệt độ rộng
và không kèm theo việc thoát ra các chất bay hơi, độ co lại rất thấp, bền với các
loại dung môi và những môi trường độc hại, độ hút ẩm thấp và có thể khai thác sử
dụng chịu được đến 150 - 2000C.
Sau đây là một số ứng dụng của nhựa epoxy để làm vật liệu composite:
 Composite epoxy sợi thủy tinh
Dùng epoxy loại không dung môi trộn với sợi thủy tinh làm cốt, rất thích

hợp cho những nơi chịu trọng tải lớn, hồ chống thấm v.v… (hình 2)
SVTH: VĂN THỊ PHƯƠNG DUNG – 14H4

23


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2

GVHD: ThS. PHAN THỊ THÚY HẰNG

Hình 2 – Sàn composite epoxy sợi thủy tinh [2]
 Công dụng
- Bể bơi, nhà máy hóa chất ngầm, phòng Lab.
- Xưởng giấy, nhà máy nhuộm, bể chứa nước thải.
- Nhà máy chế biến thực phẩm, nhà lạnh, nhà máy phân bón.
- Nhà máy điện cho việc tăng cường các mái nhà, tầng hầm và chống thấm
nước.
 Đặc tính
- Độ giãn căng cao, chịu nén, giảm chấn, và chịu mài mòn.
- Độ kết dính tốt, chịu căng hoàn hảo, độ bền cao, chịu va chạm.
- Chịu hóa chất, kháng acid-alkali mạnh, chịu nước có thể ngâm nước trong
thời gian dài.
 Sàn phủ epoxy chống trượt
Loại sàn này dùng epoxy loại không dung môi cộng thêm 1 lượng thích hợp
vật liệu làm cốt. (hình 3)
Có thể làm lựa chọn các loại vật liệu làm cốt khác nhau để ứng dụng cho các
trường hợp khác nhau và đạt được mức độ chống trượt khác nhau.

SVTH: VĂN THỊ PHƯƠNG DUNG – 14H4

24


ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2

GVHD: ThS. PHAN THỊ THÚY HẰNG

Hình 3 - Sàn phủ epoxy chống trượt [2]
 Công dụng
- Thành bể sơn, mặt bong tàu.
- Xưởng thực phẩm, bếp nấu ăn lớn, kho lạnh.
- Xưởng cơ khí nặng, xưởng sửa chữa ô tô, xưởng dầu mỡ..
- Bãi để xe, đường dốc, đường trên cầu, đường bộ hành và các sàn cầu
chống trượt khác.
 Đăc tính
- Độ cứng cao, lực chống trượt lớn
- Chống thấm, chịu nén, chịu mòn, dễ làm sạch.
- Chịu acid, kiềm, không mối ghép, chống bẩn, chống khuẩn, không độc.
 Sàn phủ Epoxy tự trải bằng
Loại vật liệu phủ sàn này được tạo bởi epoxy loại không dung môi cộng
thêm một lượng thích hợp vật liệu thích hợp làm cốt, độ nhớt thấp, có thể trực tiếp
tưới lên mặt nền để tự trãi phẳng (hình 4)
SVTH: VĂN THỊ PHƯƠNG DUNG – 14H4

25