Thiết kế phân xưởng sản xuất màng mỏng PVC năng suất 4100 tấnnăm - Chương 3

Chương 3: Nguyên Liệu
Chương 3 NGUYÊN LIỆU
3.1.NGUYÊN LIỆU CHÍNH
3.1.1. PVC
n CH
2
= CH → (- CH
2
– CH - ) n
Cl Cl
 PVC được sử dụng chủ yếu được trùng hợp theo phương pháp:
– Trùng hợp huyền phù: tạo ra PVC – S có đặc tính như:
 Hút dầu tốt
 Độ trong cao
 Giá thành rẻ
 Phù hợp để sản xuất ra các sản phẩm bằng phương pháp cán, đùn, đúc tiêm…
– Trùng hợp nhũ tương: tạo ra PVC – E có đặc tính như :
 Cấu trúc hạt chặt chẽ
 Ít hút dầu
 Phù hợp để sản xuất ra các sản phẩm từ hỗn hợp PVC + DOP như sản phẩm
tráng, đúc quay để làm hồ.
 Phân loại: PVC có 3 loại
– PVC cứng: hàm lượng hóa dẻo từ 0 – 5% .
– PVC bán cứng: hàm lượng hóa dẻo 5 - 15%.
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 6
Chương 3: Nguyên Liệu
– PVC mềm: hàm lượng hóa dẻo > 15%.
 Một số tính chất quan trọng của PVC:
– Nhiệt độ hóa thủy tinh: Tg ~ 80
0
C.

– Nhiệt độ gia công: 150 – 220
0
C
– Tuy nhiên PVC có nhược điểm sau: bò phân hủy ở nhiệt độ trên 140
0
C nên khi
gia công phải sử dụng chất ổn đònh nhiệt và dễ bò ánh sáng làm lão hóa nên
nhiều trường hợp phải sử dụng chất ổn đònh quang.
– Bằng cách thêm hóa dẻo làm thay đổi độ cứng.
– Tính chất cơ học cao như: độ bền kéo đứt, độ giãn đứt, tính chất cách điện, chòu
ăn mòn cao ….
– PVC bền hóa chất: acid, kiềm, chất tẩy rửa ….
– PVC khó cháy vì có Clo trong phân tử.
– PVC có thể sử dụng hầu hết các phương pháp gia công.
– Có thể sản xuất ra các sản phẩm trong hay đục từ PVC.
– Có thể sản xuất các sản phẩm màu sắc đa dạng.
– Giá thành vừa phải.
 Khi sản xuất có các giá trò cần lưu ý đối với PVC là:
– Giá trò K:
K phản ánh độ nhớt của dung dòch, do đó phản ánh trọng lượng phân tử của
PVC. K càng lớn thì độ nhớt càng cao.
Ví dụ:
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 6
Chương 3: Nguyên Liệu
– Sản phẩm thông thường như màng thì PVC có K = 65 – 68.
 Sản phẩm màng bán cứng thì PVC có K = 57 – 62.
– Khối lượng riêng thể tích (g/cm3):
 Phản ánh mức độ nén chặt của PVC dạng bột.
– Độ hấp thụ và tốc độ hấp thụ dầu DOP:
 Độ hấp thụ DOP phản ánh bằng lượng DOP hấp thụ được cho 100g nhựa.

 Tốc độ hấp thụ dầu DOP phản ánh bằng lượng DOP hấp thụ được trong một
đơn vò thời gian.
Ví dụ: Đối với những sản phẩm có hàm lượng DOP cao, PVC phải có khả năng
hấp thụ tốt DOP để tạo ra hỗn hợp bột khô có tính chảy tốt. Nếu tốc độ hấp thụ
DOP và độ hấp thụ thấp thì sau khi trộn bột không được khô, thậm chí DOP
không thấm vào nhựa được, chất lượng trộn không đạt yêu cầu và thời gian trộn
kéo dài do đó năng suất giảm.
– Hàm lượng mắt cá:
 Là những hạt lấm tấm trong sản phẩm.
 Nguyên nhân: bụi lẫn vào, công thức bôi trơn không hợp lý nên nhựa nóng
chảy không đều, PVC có những phân tử có khối lượng lớn quá mức.
– Hàm lượng chất dễ bay hơi:
 Chất dễ bay hơi, ẩm có thể gây bọt cho sản phẩm. Hàm lượng chất dễ bay
hơi < 0.3%.
3.2.NGUYÊN LIỆU PHỤ
3.2.1. Chất hóa dẻo
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 6
Chương 3: Nguyên Liệu
 Nguyên tắc:
– Khi đưa chất hóa dẻo vào trong PVC, các phân tử hóa dẻo len lỏi giữa các
mạch phân tử PVC làm yếu liên kết giữa các mạch và làm cho các mạch bò
cách ly nên mạch mềm hơn và cuối cùng tạo ra PVC mềm.
 Phân loại:
– Chất hóa dẻo chính: có độ tương hợp cao với PVC vì vậy có thể sử dụng một
mình.
Ví dụ: DOP
– Chất hóa dẻo phụ: thường không được sử dụng một mình, có thể vì các lý do
sau:
 Chúng có độ tương hợp giới hạn với PVC.
 Giá thành cao nên chỉ dùng khi cần đạt được một tính chất đặc biệt nào đó.

Ví dụ:
o DOA tăng khả năng chòu lạnh
o BBP tăng khả năng nhựa hóa
o Parafin clo hóa giảm giá thành sản phẩm….
 Các yếu tố cần quan tâm khi sử dung hóa dẻo:
– Hiệu quả hóa dẻo và độ tương hợp với PVC:
Với một độ mềm dẻo nhất đònh, lượng hóa dẻo sử dụng càng ít thì chất hóa dẻo
đó càng hiệu quả mạnh và ngược lại.
– Các tính chất gia công như:
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 6
Chương 3: Nguyên Liệu
 Độ bay hơi phải đạt ở nhiệt độ gia công
 Khả năng ảnh hưởng đến thời gian nhựa hóa của hỗn hợp.
 Sự ảnh hưởng đến tính ổn đònh nhiệt của PVC hay không.
– Các tính chất sử dụng của sản phẩm: như độ chòu lạnh, tính không cháy, khả
năng bò trích ly bởi các dung dòch hóa chất và nước, tính độc hại, di hành.
– Giá thành.
 Một vài hóa dẻo thông dụng: DOP, DOA, DINP, BBP, EBSO
3.2.2.Chất bôi trơn
 Công dụng và cơ chế tác dụng của chất bôi trơn:
– Ngăn chặn PVC không dính vào bề mặt kim loại, tránh việc PVC bò cháy.
 Cơ chế: Loại chất bội trơn được sử dụng này tương hợp kém với PVC, tạo
nên lớp màng chất bôi trơn giữa bề mặt kim loại và nhựa, dó đó ngăn chặn
được PVC bám vào bề mặt kim loại.
 Chất có tác dụng này gọi là chất bôi trơn ngoại.
 Ví dụ: Polyethylene wax, acid stearic…
– Giảm ma sát nội sinh ra trong khi gia công, tạo ra độ nhớt và tính chảy thích
hợp cho hỗn hợp. Vì PVC cứng có độ nhớt rất cao mà ta dùng biện pháp sử
dụng lấy nhiệt để giảm độ nhớt thì PVC dễ bò phân hủy, cháy.
 Cơ chế: Loại chất này có độ tương hợp tốt với PVC nên nằm xen kẻ vào các

phân tử PVC và làm giảm ma sát giữa các phân tử nhựa PVC, nên giảm
được độ nhớt của PVC nóng chảy.
 Chất có tác dụng này là chất bôi trơn nội.
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 6
Chương 3: Nguyên Liệu
 Ví dụ: Butyl stearate, Ca – St…
Ngoài ra trong thực tế có nhiều chất bôi trơn có cả hai tác dụng. Ngoài ra tác
dụng bôi trơn nào chiếm ưu thế còn phụ thuộc vào hàm lượng sử dụng.
 Phân loại: Theo bản chất hóa học có các loại sau:
– Hydro carbon: Paraffin, Polyethylene wax…
– Các xà phòng kim loại: Cd – St, Ca – St, Zn – St…
– Acid béo: acid stearic (A – St)…
– Ester: Butyl stearate, Glycerine Stearate…
– Alcohol: Polyol, Polyglycol…
 Ưu nhược điểm của chất bôi trơn:
– Ưu điểm của chất bôi trơn nội:
 Tăng tốc độ của nhựa nóng chảy, giảm được nhiệt độ gia công.
 Giảm độ trương phồng của công nghệ đùn.
 Hạn chế xuất hiện các vệt đường giáp dòng do nhựa bò tách dòng khi chảy
trong đầu khuôn.
 Ít ảnh hưởng đến độ bám dính của mực in, sơn lên sản phẩm.
 Tạo độ trong sản phẩm tốt.
 Ít khả ảnh hưởng khả năng tạo vết trắng khi bẻ gập sản phẩm.
– Nhược điểm của chất bôi trơn nội:
 Giảm nhiệt độ biến dạng nhiệt.
 Đôi khi làm giảm độ bền va đập của sản phẩm.
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 6
Chương 3: Nguyên Liệu
 Có thể gay plate-out (hiện tượng các phụ gia không tương hợp và trôi ra
khỏi bề mặt của thiết bò gia công.

 Cần dùng hàm lượng cao mới có tác dụng hiệu quả.
– Ưu điểm của chất bôi trơn ngoại:
 Ngăn chặn PVC dính vào bề mặt kim loại.
– Nhược điểm của chất bôi trơn ngoại:
 Sản phẩm dễ xuất hiện đường giáp dòng.
 Dễ gây tách lớp khi sản phẩm gồm có nhiều lớp PVC ghép lại.
 Làm giảm độ bám dính của mực in, sơn lên sản phẩm.
 Tăng hiện tượng tạo trắng khi gấp sản phẩm.
 Làm chậm thời gian nhựa hóa.
3.2.3.Chất ổn đònh
 Đònh nghóa: Là chất
– Ngăn chặn sự phân hủy của PVC bằng phản ứng hóa học.
– Bằng tác dụng bôi trơn, giảm ma sát hay ngăn chặn sự dính vào bề mặt kim
loại.
 Cơ chế ổn đònh:
– Hấp thụ HCl phát sinh:
2HCl + 3PbO.PbSO
4
.H2O  PbCl
2
+ PbO.PbSO
4
.H
2
O + H
2
O
– Hấp thụ gốc tự do:
R + R
2

Sn(RCOO)
2
 R – R + RSn(RCOO)
2
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 6