NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN VÀ CẤU TẠO CỦA PHẤN KHÔNG BỤI

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Viện Kỹ thuật Hóa học

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

------------o0o-----------

-------------------------------

.Q

NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU TỐT NGHIỆP

TP

Họ và tên sinh viên: Đặng Văn Quý

ẠO

Số hiệu sinh viên: 20113562 Khóa: 56

Đ

Lớp:KTHH4

U Y

N

H

Ơ

N

TRƯỜNG ĐHBK HÀ NỘI

Chuyên sâu:

TR ẦN

Cán bộ hướng dẫn: PGS. TS Nguyễn Hữu Trịnh

H Ư

N

G

Chuyên ngành: Kĩ sư hóa dầu

1. Tên đề tài tốt nghiệp:

10 00

2. Các số liệu ban đầu:

B

Nghiên cứu thành phần và cấu tạo của phấn không bụi

3. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán: Chương (Phần) 1: Tổng quan

-

Chương (Phần) 2: Thực nghiệm

-

Chương (Phần) 3: Báo cáo kết quả và thảo luận

Í-

H

Ó

A

-

-L

4. Các bản vẽ, sơ đồ, sản phẩm cần đạt:

ÁN

5. Ngày giao nhiệm vụ:20/1/2016

TRƯỞNG BỘ MÔN

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

6. Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 6/6/2016 Ngày 6 tháng 6năm 2016

Trang 1

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Viện Kỹ thuật Hóa học

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

------------o0o-----------

---------------o0o--------------

Ơ

N

TRƯỜNG ĐHBK HÀ NỘI

TP

Khóa: K56

ẠO

Lớp: KTHH4

N

U Y

SHSV: 20113562

.Q

Họ và tên sinh viên: Đặng Văn Quý

H

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

G

Đ

Đề tài:Nghiên cứu thành phần và cấu tạo của phấn không bụi

N

NỘI DUNG NHẬN XÉT:

TR ẦN

10 00

B

2. Về nội dung của đồ án:

H Ư

1. Tiến trình thực hiện đồ án:

Í-

H

Ó

A

3. Về hình thức trình bày:

ÁN

-L

4. Những nhận xét khác:

Ngày

tháng

năm 20

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ĐÁNH GIÁ VÀ CHO ĐIỂM:

Trang 2

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Viện Kỹ thuật Hóa học

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

------------o0o-----------

---------------o0o--------------

H

Ơ

N

TRƯỜNG ĐHBK HÀ NỘI

Khóa: K56

ẠO

KTHH4

U Y

Lớp:

.Q

SHSV: 20113562

TP

Họ và tên SV: Đặng Văn Quý

N

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ DUYỆT

G

Đ

Đề tài:Nghiên cứu thành phần và cấu tạo của phấn không bụi

H Ư

N

NỘI DUNG NHẬN XÉT: 1. Về nội dung của đồ án:

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

............................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................................... ...............................................................................................................................................................................

Trang 3

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

TR ẦN

2. Về hình thức của đồ án :

H Ư

N

G

Đ

ẠO

TP

.Q

U Y

N

H

............................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................................... .................................................................................................... ............................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................................... ........................................................................... ............................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................................... ........................................................................... ............................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................................... ........................................................................... ............................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................................... ........................................................................... ............................................................................................................................................................................... .........................

N

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Ơ

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

B

............................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................................... ...............................................................................................................................................................................

............................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................................... ...............................................................................................................................................................................

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

Những nhận xét khác:

Trang 4

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

ĐÁNH GIÁ VÀ CHO ĐIỂM:

Ngày

tháng

năm 20

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

N

G

Đ

ẠO

TP

.Q

U Y

N

H

Ơ

N

CÁN BỘ DUYỆT

Trang 5

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Ơ

ẠO

TP

.Q

U Y

N

H

LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................ 7 PHẦN 1. TỔNG QUAN ....................................................................................... 8 PHẦN 2. THỰC NGHIỆM ................................................................................. 10 1. Bột nhẹ CaCO3 ............................................................................................... 10 1.1Tính chất vật lý .......................................................................................... 11 1.2 Tính chất hóa học ...................................................................................... 11 1.3Tiêu chuẩn quy định chất lượng bột nhẹ ..................................................... 11

N

MỤC LỤC

N

G

Đ

1.4Tình hình sản xuất bột nhẹ ......................................................................... 12 1.5 Công nghệ sản xuất bột nhẹ....................................................................... 17 1.6Ứng dụng của bột nhẹ ................................................................................ 18

TR ẦN

H Ư

2. Thạch cao (CaSO4) ......................................................................................... 25 3. Titan dioxit (TiO2).......................................................................................... 31 4. Chất làm mềm ................................................................................................ 28 4.1 Chất hoá dẻo (plasticizers) ........................................................................ 28

10 00

B

4.2 Dầu paraffin hoặc mỡ động vật ................................................................. 30 5. Chất kết dính .................................................................................................. 31 5.1 Khái niệm ................................................................................................. 31

A

5.2 Chất kết dính PVA .................................................................................... 32

-L

Í-

H

Ó

PHẦN 3: BÁO CÁO KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .......................................... 50 1. Xác định thành phần trong phấn ..................................................................... 50 2. Khảo sát thơi gian nung tối ưu để xác định hàm lượng hữu cơ có trong các loại

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

phấn ................................................................................................................... 52 3.Xác định hàm lượng dầu mỡ có trong các mẫu phấn ....................................... 55 4.Ảnh hưởng của hàm lượng chất hữu cơ đến sản phẩm ..................................... 56

5. Xác định độ cứng và độ mài mòn của các mẫu phấn....................................... 58 6. Lượng ẩm và ảnh hưởng của hàm lượng nước đến sản phẩm .......................... 59 7. Vấn đề kinh tế ................................................................................................ 59 8. Thiết kế phân xưởng sản xuất với quy mô công nghiệp .................................. 60

KẾT LUẬN .......................................................................................................... 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 65

Trang 6

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

LỜI CẢM ƠN

N

H

được những vấn đề cần thiết và hoàn thành bản đồ án này đúng thời gian quy định.

Ơ

tận tình hướng dẫn giúp đỡ và tận tình ân cần chỉ bảo của thầy đã giúp em hiểu

N

Em xin chân thànhcảm ơn thầy giáo PGS. TS. Nguyễn Hữu Trịnh người đã

U Y

Tuy nhiên với khối lượng công việc lớn, hoàn thành trong thời gian có hạn

.Q

nên em không thể tránh khỏi những sai sót vì vậy kính mong các thầy giáo, cô giáo

ẠO

TP

chỉ bảo cho em.

Một lần nữa em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo PGS. TS.

G

Đ

Nguyễn Hữu Trịnh và các thầy giáo, cô giáo trong bộ môn công nghệ Hữu Cơ -

H Ư

N

Hoá dầu dã tạo điều kiện giúp đỡ em trong thời gian vừa qua.

Sinh viên:Đặng Văn Quý

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

Em xin chân thành cảm ơn!

Trang 7

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

PHẦN 1. TỔNG QUAN Trong công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa hiện nay của thế giới nói chung và

N

H

phục vụ cho đời sống con người, phục vụ cho sự phát triển không ngừng của nhân

Ơ

quan trọng, đặc biệt ngành công nghiệp tổng hợp Hữu cơ – Hóa dầu đã góp phần

N

Việt Nam nói riêng, ngành công nghiệp tổng hợp hữu cơ chiếm một vị trí hết sức

U Y

loại.Trước đây khi chưa có phấn người ta thường lấy các vật liệu tự nhiên có đặc

.Q

tính dễ mài mòn và để lại dấu vết trên về mặt cần vẽ để làm “phấn”.Những vật liệu

TP

“phấn” nguyên thủy nhất là đất sét, than củi v.v..Những hình vẽ trong một số hang

ẠO

động cổ cho thấy tổ tiên loài người đã biết dung “phấn” từ cách đây rất lâu. Cách

Đ

đây không lâu người ta vẫn khai thác các loại đá phấn(Thạch caođể làm phần dùng

G

trong các trường học ).Loại vât liệu này được xẻ thành những viên hình hộp chữ

H Ư

N

nhật nặng đến vài chục gram. Phấn lần đầu tiên được tạo thành que cho sự tiện lợi của các nghệ sĩ. Phương pháp này là xay phấn tự nhiên thành bột mịn, sau đó thêm

TR ẦN

nước, chất kết dính là đất sét, và chất tạo màu . Bột nghiền sau đó được cho vào khuôn thành hình trụ và sấy khô. Để tạo thành các viên phấn có màu sắc, họ thường

B

được thêm vào các chất màu để vẽ lại những hình ảnh sống động hơn. Ví dụ,

10 00

Carbon đã được sử dụng để tăng cường màu đen, và ôxit sắt (Fe2O3) được sử dụng để tạo ra màu đỏ.[2]

Ó

A

Phấn đã không trở thành tiêu chuẩn trong trường học cho đến đầu thế kỷ XIX, khi

H

quy mô lớp học bắt đầu tăng và giáo viên cần một cách thuận tiện để truyền đạt

Í-

thông tin cho nhiều học viên cùng một lúc. Không chỉ hướng dẫn sử dụng bảng đen

-L

lớn, những học sinh cũng đã làm việc với bảng phấn cá nhân, hoàn chỉnh với các

ÁN

viên phấn và một miếng bọt biển hoặc vải để xóa. Những bảng đen nhỏ được sử

TO

dụng để thực hành, đặc biệt là giữa các học sinh với nhau.

D

IỄ N

Đ

ÀN

Hầu như tất cả phấn sản xuất ngày nay là không bụi. Trước đó, phấn mềm có xu hướng tạo ra một đám mây bụi mà nhiều người lo ngại có thể gây ảnh hưởng đến

vấn để hô hấp. Phấn không bụi vẫn tạo ra bụi, nó chỉ là bụi lắng xuống nhanh hơn.

Các nhà sản xuất thực hiện điều này bằng cách tạo ra phấn có độ bền vững chắc hơn. Có một số nguyên liệu dùng để sản xuất phấn viết bảng và những nguyên liệu có thể được sử dụng riêng rẽ hoặc kết hợp. Các nguyên liệu khác nhau bao

Trang 8

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

gồm:thạch cao (CaSO4.2H2O), Canxi cacbonat (CaCO3), xi măng, xương, cao lanh (Al2O3.SO2H2O). Những nguyên liệu có sẵn với số lượng lớn ở một số đất nước.

Tuy nhiên người ta ít dùng thạch cao dạng nguyên khai làm phấn mà tiến hành xử lí

Ơ

N

H

khai thác từ mỏ dưới dạng các tảng đá tựa như đá vôi. Đá thạch cao được đem nung

N

chế biến để có các loại phấn viên tiện dụng hơn. Đầu tiên thạch cao tự nhiên được

hủy mà chỉ có các phản ứn loại bớt nước kết tinh:

TP

CaSO4. 2H2O CaSO4. 1/2H2O +3/2H2O

.Q

U Y

trong lò giống như nung vôi nhưng ở đây cấu trúc của canxisunfat không bị phân

Sản phẩm ra lò là thạch cao nửa nước sẽ được nghiền nhỏ để dùng vào nhiều

ẠO

việc: phụ gia xi măng, vật liệu bó bột trong y tế, làm các khuôn gốm v.v… và một

Đ

phần dùng để làm phấn viết bảng.Trước đây để làm phấn người ta pha thạch cao bột

N

G

thành dung dịch dạng sữa và đổ khuôn. Phản ứng đóng rắn của thạch cao chính là

H Ư

quá trình hydrat hóa, tạo liên kết tinh thể dyhydrat. Phản ứng có tỏa nhiệt nhiều và

TR ẦN

chính là quá trình ngược với quá trình nung thạch cao ở trên. Phấn đổ khuôn theo các hinh dạng khác nhau và có thể được trộn thêm bột màu để làm phấn màu. Các loại phấn viết thạch cao và các loại phấn thợ may trước đây được chế tạo theo kiểu

10 00

B

như vây. Ưu điểm của các loại phấn này là dễ gia công, giá thành thấp nhưng nhược điểm của chúng là viên phấn cứng, nếu viết lâu sẽ bị mỏi tay và có rất nhiều bụi.

A

Việc phát sinh bụi làm ảnh hưởng đến sức khỏe người dùng. Yêu cầu giảm bụi phấn

Ó

viết đã kích thích ý tưởng chế tạo các loại “phấn không bụi”.. Vậy các sản phẩm

H

được gọi là “phấn không bụi” có thực sự là không phát sinh bụi? Viên phấn có các

-L

Í-

tính năng sử dụng tốt phải đáp ứng được các yêu cầu sau:

ÁN

1. Mềm vừa phải ( dễ bị mài mòn để lại vết trên bảng ) khi sử dụng không cần ấn mạnh gây mỏi tay

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

2. Không hoặc ít tạo bụi 3. Đỡ hao khi sử dụng ( tốc độ mài mòn rất ít ) 4. Không độc hại 5. Giá thành chấp nhận được.

Một số yêu cầu này xem ra khá mâu thuẫn nhau nhất là 1 và 2, 1 và 3.

Để giải quyết các mâu thuẫn như trên, các nhà chế tạo phấn đã phải cải tiến các kỹ thuật công nghệ và thay đổi nguyên liệu.Đó cũng là đề tài em chọn để thực hiên nghiên cứu Trang 9

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

PHẦN 2.THỰC NGHIỆM 1.Nguyên liệu

N

H

CaCO3) phù hợp có độ phủ, độ mịn và độ trắng cao, đảm bảo chỉ cần một lớp rất

Ơ

- Người ta thay nguyên liệu thạch cao truyền thống bằng một loại bột nhẹ (

N

1.1 Bột nhẹ CaCO3

U Y

mỏng đã có thể cho các nét viết rõ rệt. Như vật về mặt nguyên liệu người ta lại

.Q

quay về với họ hàng của đá phấn ngày xưa. Dĩ nhiên ngoài CaCO3 một số thành

TP

phần khác vẫn được trộn thêm như thạch cao, bột đá phấn và không loại trừ một

ẠO

lượng nhỏ TiO2 v.v… để đáp ứng các yêu cầu cụ thể. Canxi cacbonat kết tủa

Đ

(Precipitated Calcium Carbonate - viết tắt là PCC), có tên thương phẩm là bột

G

nhẹ, là hoá chất phổ biến, được sử dụng làm chất độn trong công nghiệp sản xuất

H Ư

N

giấy, cao su, chất dẻo, kem đánh răng, dược phẩm, mỹ phẩm,... Chất lượng sản phẩm PCC được đánh giá qua thành phần hoá học (hàm lượng các tạp chất, độ

TR ẦN

kiềm dư) và các tính chất vật lý (kích thước hạt, độ xốp, độ trắng), trong đó bề mặt riêng, kích thước hạt và độ kiềm dư là những chỉ tiêu kĩ thuật quan trọng

B

nhất. Đặc biệt với các sản phẩm sử dụng trong các lĩnhvực dược phẩm và mỹ

10 00

phẩm đòi hỏi chất lượng sản phẩm cao, độ sạch hoá học cao và độ mịn lớn. Bột nhẹ (CaCO3 kết tủa) là một chất phụ liệu quan trọng của nhiều ngành công

Ó

A

nghiệp khác nhau được sử dụng ở dạng tinh khiết và dạng kém tinh khiết tùy theo

H

nhu cầu và mục đích sử dụng cụ thể. Bột nhẹ là một tên gọi thông thường trên thị

Í-

trường của hợp chất carbonat caxi (CaCO3).

-L

Trên thị trường nó được bán dưới dạng bột ở nhiều kích cỡ khác nhau. Được

ÁN

sử dụng rộng rãi trong các ngành như: sơn, nhựa, bột trét tường, dược phẩm, mỹ

TO

phẩm, thực phẩm, sản xuất thức ăn chăn nuôi và nuôi trồng thủy sản, cao su,

D

IỄ N

Đ

ÀN

giấy....

Ngoài ra trên thị trường còn có sản phẩm cùng loại giống như bột nhẹ cũng là bột cacbonat caxi (CaCO3) nhưng người ta gọi là bột nặng (bột đá nghiền CaCO3), nguyên nhân dẫn đến sự khác nhau là do chúng được sản xuất theo phương án khác nhau, từ đó tính chất của chúng cũng khác xa nhau cũng như lĩnh vực ứng dụng cũng khác nhau.

Trang 10

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

1.1.1 Tính chất vật lý Bảng 1: Tính chất vật lí của CaCO3[1] CaCO3

Tên gọi theo IUPAC

carbonat canxi

Phân tử gam

100 g/mol

Tỷ trọng pha

2.83 g/cm3, rắn

Độ hòa tan trong nước

không tan

Điểm nóng chảy

825oC (phân hủy)

Biểu hiện

bột màu trắng

G

Đ

ẠO

TP

.Q

U Y

N

H

Ơ

N

CTPT

H Ư

N

1.1.2 Tính chất hóa học • Chất rắn màu trắng không tan trong nước

TR ẦN

• Phương trình phân hủy đá vôi ở 825oC

CaCO3 →CaO + CO2 (∆H=- 42.50 kcal/mol)

B

• Tác dụng với axít mạnh, giải phóng điôxít cacbon:

10 00

CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2 + H2O • Khi bị nung nóng, giải phóng điôxít cacbon (trên 825 °C trong trường hợp

Ó

A

của CaCO3), để tạo canxi oxit, thường được gọi là vôi sống:

H

CaCO3 → CaO + CO2

Í-

• Cacbonat canxi sẽ phản ứng với nước có hòa tan điôxít cacbon để tạo

-L

thành bicacbonat canxi tan trong nước.

ÁN

CaCO3 + CO2 + H2O → Ca(HCO3)2

TO

• Phản ứng này quan trọng trong sự ăn mòn núi đá vôi và tạo ra các hang

D

IỄ N

Đ

ÀN

động, gây ra nước cứng.

1.1.3Tiêu chuẩn quy định chất lượng bột nhẹ Tiêu chuẩn này áp dụng cho canxi cacbonat nhẹ được sản xuất từ đá vôi và có dạng bột mịn, xốp, màu trắng, không có mùi.Tuỳ theo chất lượng canxi cacbonat nhẹ được phânthành hai loại: loại 1, loại 2.

Các chỉ tiêu hoá lý của canxi cabonat nhẹ phải đạt yêu cầu quy định trong bảng sau: Trang 11

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bảng 2: Tiêu chuẩn đánh giá chất lượng sản phẩm bột nhẹ[15]

Loại 2

l.Tổng hàm lượng cacbonat tính theo canxi cacbonat, không

99,00

98,00

nhỏ hơn 2.Độ kiềm tính theo CaO, không lớn hơn

0.1

3.Đô ẩm, không lớn hơn

0,10 0,50

4.Hàm lượng chất không tan trong axit clohidric ( HC1) không

0,15

N

U Y

.Q

0,50

99,00

0,25 98,00

H Ư

N

G

theo TCVN 2230-77) không nhỏ hơn

0,15

TP

ẠO

Đ

lớn hơn 5. Độ mịn qua sàng( sàng có kích thước lỗ 0,125 mm 6 5%

H

Loại 1

Ơ

TÊN CHỈ TIÊU

N

Mức

1.1.4. Tình hình sản xuất bột nhẹ

TR ẦN

Đá vôi trầm tích có khoáng vật chủ yếu là canxi cacbonat. Thành phần hóa học chủ yếu của đá vôi là CaC03, ngoài ra còn có một số tạp chất khác như MgC03,

B

S1O2, Fe203, AI2O3...

10 00

Tại nước ta, 125 tụ khoáng đá vôi đã được tìm kiếm và thăm dò, trữ lượng ước đạt 13 tỷ tấn, tài nguyên dự báo khoảng 120 tỷ tấn. Đá vôi Việt nam phân bố tập

Ó

A

trung ở các tỉnh phía Bắc và cực Nam. Đá vôi ở Bắc Sơn và Đồng Giao phân bố

H

rộng và có tiềm năng lớn hơn cả.

-L

Í-

Tại Hải Dương, đá vôi được phân bố chủ yếu trong phạm vi giữa sông Bạch Đằng và sông Kinh Thầy. Những núi có quy mô lớn như núi Han, núi áng Dâu, núi

ÁN

Nham Dương đã được thăm dò tỉ mỉ.

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

Tại Hải Phòng, đá vôi tập trung chủ yếu ở Trại sơn và Tràng kênh thuộc huyện

Thuỷ Nguyên. Ngoài ra còn có những mỏ đá vôi phân bố rải rác ở Dương Xuân -

Pháp Cổ, Phi Liệt, Thiếm Khê, Mai Động và Nam Quan.Đá vôi đôlômit tập trung ở dãy núi Han, núi dãy Hoàng Thạch - Hải Dương với trữ lượng lên tới 150 triệu tấn.

Trữ lượng địa chất đá vôi của khu vực Hải Phòng là 782.240 nghìn tấn cấp 111,cấp 112,cấp 121 (theo Quy định về phân cấp trữ lượng và tài nguyên khoáng sản rắn của Bộ Tài nguyên - Môi trường ban hành ngày 7/6/2006).

Trang 12

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bảng 3: Thành phần đá vôi ở một số khu vực[3] Hàm lượng (%) CaO

SiO2

Fe2O3

MgO

55,44

0,2

0,48

0,4

Phòng) Chùa Trầm (Hà

55,33

0,23

0,1

0,41

Tây) Núi Voi (Bắc

50,57

0,87

0,63

Thái) Núi Nhồi (Thanh

53,4

0,8

0,65

Hóa) Diễn Châu (Nghệ

50,51

1,24

0,24

Đ

N

U Y

ẠO

TP

.Q

0,65 1,21 3,12

Tình hình sản xuất bột nhẹ tại Việt Nam

H Ư

N

G

An)

H

Ơ

Tràng kênh (Hải

N

Mỏ

TR ẦN

Từ hơn 40 năm nay, bột nhẹ được sản xuất tại Việt Nam với công nghệ do chúng ta tự thiết kế, chế tạo và lắp đặt. Tuy nhiên do mức độ cơ khí hóa thấp, các thiết bị

B

như sấy, nghiền còn thô sơ nên chất lượng sản phẩm chưa cao, chưa đáp ứng được

10 00

nhu cầu trong nước.

Hiện nay nhu cầu trong nước vẫn rất cao, sản xuất trong nước chưa đáp ứng đủ

Ó

A

nên hàng năm nước ta vẫn phải nhập khẩu bột nhẹ.

H

Việt nam có trên 10 cơ sở sản xuất bột nhẹ.

-L

Í-

Hà nội có: 2 cơ sở

ÁN

TP. Hồ chí Minh có: 2 cơ sở Hải Phòng có: 2 cơ sở

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

Phủ Lý, Vĩnh Phúc, Bắc Giang có: 1 cơ sở Công nghệ sản xuất bột nhẹ chủ yếu theo công nghệ hấp thụ CO2. Sản phẩm

bột nhẹ của ta thường có độ kiềm cao và không ổn định về chất lượng do qui trình thiết bị lạc hậu, thủ công, không đầu tư sâu vào việc nghiên cứu chế độ công nghệ.

Tuy một số cơ sở có cải tiến thiết bị ở một số khâu nhưng việc thay đổi cục bộ, đơn lẻ cũng ít đem lại hiệu quả. Kể cả một dây chuyền nhập công nghệ cũng như thiết bị toàn bộ của nước ngoài cũng không hoạt động hiệu quả vì giá thành sản phẩm cao hơn nhiều so với giá của sản phẩm được sản xuất trên dây chuyền thủ công và sản Trang 13

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

phẩm cũng không hoàn toàn đạt tiêu chuẩn "bột nhẹ cao cấp".

Tình hình sản xuất bôt nhẹ trên thế giới Trên thế giới có Mỹ, Canada, Châu Âu, Châu Á là những nơi sản xuất và tiêu

N

H

Chất độn khoáng trong sản phẩm giấy gồm canxi cacbonat nghiền mịn, bột

Ơ

N

thụ bột nhẹ lớn nhất.

U Y

nhẹ, cao lanh và titan dioxyt. Canxi cacbonat tự nhiên chất lượng cao không dễ

.Q

kiếm ở Bắc Mỹ. Do đó sản lượng sản xuất bột nhẹ tăng lên rất mạnh trên thị trường

TP

chất độn của ngành giấy ở Bắc Mỹ. Một lý do khác cũng làm tăng nhu cầu bột nhẹ

ẠO

trong công nghiệp sản xuất bột giấy là việc sử dụng giấy tái sinh. Sợi giấy tái sinh ngắn hơn và mềm hơn nên độ trắng kém hơn sợi ban đầu, vì vậy đòi hỏi một lượng

G

Đ

lớn hơn các chất độn có độ trắng cao để nâng độ trắng của giấy lên.

N

Mức độ độn của các khoáng trong bột giấy có thể lên đến 50%. Công thức độn

H Ư

của Bắc Mỹ là 80% cao lanh, 20% CaC03. Hiện nay đang chuyển dần sang công

TR ẦN

thức là 40% cao lanh và 60% bột nhẹ.

Ngoài nhu cầu bột nhẹ trong sản xuất giấy còn có nhu cầu bột nhẹ trong sản xuất cao su, chất dẻo, sơn, dược phẩm v.v...

10 00

B

Tổng sản lượng bột nhẹ ở Bắc Mỹ là 600.000 tấn/năm. Các công ty sản xuất bột nhẹ hàng đầu ở Bắc Mỹ là Plizer Inc và ECC international Inc. Plizer có 25 cơ

A

sở sản xuất bột nhẹ ừên toàn nước Mỹ. Các cơ sở sản xuất bột nhẹ này nằm ừong

H

Ó

khu vực sản xuất giấy. Bột nhẹ dạng huyền phù được vận chuyển theo đường ống

Í-

sang cơ sở nghiền bột giấy. Đến cuối năm 1992 Plizer có tổng số cơ sở sản xuất bột

-L

nhẹ lên đến 32 cơ sở.

ÁN

Anh quốc có 3 công ty sản xuất bột nhẹ là ICI, PLC, Rhon-Poulenc và một

TO

công ty nhỏ hơn là WR.Luscombe Ltd.

D

IỄ N

Đ

ÀN

ICI sản xuất bột nhẹ chủ yếu dùng làm chất độn cho công nghiệp cao su, keo

gắn. Sản phẩm của hãng 60% cưng cấp cho Châu âu. Nhà máy bột nhẹ đầu tiên được Rhon-Poulenc khánh thành vào năm 1991. Nhà máy được thiết kế hoàn toàn tự động và có công suất 30.000 tấn/năm.

Công ty WR.Lurcombe Ltd. có trụ sở ở London, công ty này chỉ sản xuất bột nhẹ với công suất 1.000 tấn/năm do khai thác các sản phẩm phụ trong công nghiệp làm mềm nước.

Trang 14

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Công ty Fax Kalk của Đan mạch hiện được xem là công ty cung cấp bột nhẹ lớn nhất Châu Âu. Nhà máy sản xuất bột nhẹ đầu tiên của Fax Falk là nhà máy Lesebo đặt tại Thuỵ Điển với công suất 6.000 tấn/năm. Nhà máy sản xuất bột nhẹ

Ơ

N

H

ký hiệu PCC95. Sản phẩm của nó cung cấp cho tập đoàn làm giấy Stora, đây là tập

N

thứ hai được đặt tại Nymola (Thuỵ Điển). Sản phấm bột nhẹ của nhà máy này được

U Y

đoàn sản xuất giấy và bột giấy lớn nhất Châu Âu.

.Q

Phần Lan cũng là một nước cung cấp bột nhẹ quan trọng ở Châu Âu. Tổng

TP

công suất của tập đoàn Partek là 60.000 tấn/năm.

ẠO

Ở khu vực châu á thì chỉ hai nước Trung Quốc và Nhật Bản đã vượt xa các khu vực khác về tổng sản lượng bột nhẹ. Năm 1992 sản lượng bột nhẹ của Trung Quốc

G

Đ

đạt tới 550.000 tấn.Trong đó nhu cầu thị trường trong nước là 512.000 tấn.

N

Ở Nhật Bản người ta sản xuất 2 loại bột nhẹ chính. Một loại là light PCC và

H Ư

loại cloidal PCC. Cũng như các khu vực khác nhu cầu bột nhẹ cho ngành giấy là

TR ẦN

cao nhất, sau đó là các ngành sơn, chất dẻo, cao su v.v... *) Tình hình thi trường:

Nhu cầu sử dụng bột nhẹ của các lĩnh vực trong nước như sau

A

Ngành sơn

10 00

B

Bảng 4: Nhu cầu sử dụng bột nhẹ của các lĩnh vực[10]

Í-

Giấy

H

Ó

Sản xuất nhựa

14% 4% 10%

Kem đánh răng và mỹ phẩm

24%

Cao su

31%

Sản xuất vỏ bình acqui

5%

ÁN

-L

Chất tẩy rửa

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

12%

Sản phẩm bột nhẹ của ta chưa cung cấp đủ cho các nhu cầu sử dụng ở trong nước, hơn nữa đối với những nhu cầu đòi hỏi chất lượng sản phẩm cao thì của tachưa đạt yêu cầu, vì vậy hàng năm ta phải nhập khoảng 150.000 tấn bột nhẹ cho các nhu cầu sử dụng ở trong nước như ngành sơn, nhựa, mỹ phẩm, giấy v.v.

Trang 15

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Nhu cầu về bôt nhẹ hiên tại và tương lai Thống kê mỗi năm, nhu cầu sử dụng vôi bột nhẹ tăng trưởng liên tục với bình quân 15 - 20%. Hiện tại, sản phẩm vôi nung đang được sử dụng làm nguyên liệu

Ơ

N

H

viết, bao bì cao cấp và giấy tráng phấn), làm phụ gia một số lĩnh vực khác (sơn,

N

cho các lĩnh vực sản xuất khác nhau như: Trong lĩnh vực sản xuất giấy (dùng để in,

U Y

màu, cao su, phân bón, hóa chất, xử lý môi trường, luyện thép); các sản phẩm gốm

.Q

sứ (gia dụng, mỹ nghệ, kỹ thuật); hàng nhựa (gia dụng, bao bì, kỹ thuật và VLXD,

TP

trang trí, hoàn thiện); nuôi trồng thủy sản (làm chất độn, làm thức ăn nuôi tôm và

ẠO

xử lý môi trường nước).Trên thực tế, các cơ sở sản xuất vôi đều có tác động xấu tới môi trường và sinh thái, đặc biệt là các cơ sở sản xuất vôi thủ công. Bên cạnh đó,

G

Đ

những cơ sở sản xuất vôi theo quy mô công nghiệp ở các địa phương tuy đã đầu tư

N

nhưng chưa được quy hoạch. Việc đầu tư các cơ sở sản xuất vôi đã theo xu hướng

H Ư

thị trường, nhưng chưa có sự kiểm soát việc nhập khẩu công nghệ, thiết bị sản xuất

TR ẦN

vôi công nghiệp từ nước ngoài, quy hoạch vị trí xây dựng nhà máy, mỏ nguyên liệu để đảm bảo an toàn trong khai thác mỏ và bảo vệ môi trường...Vì vậy, để sản xuất vôi phát triển bền vững, thì nhất thiết phải có sự quản lý theo quy hoạch để tránh

10 00

B

việc đầu tư các cơ sở sản xuất vôi theo phong trào mà không được tính toán dựa trên nhu cầu và phát triển ổn định bền vững. Việc nhập khẩu thiết bị công nghệ

A

cũng cần có những tiêu chí để đảm bảo về chất lượng sản phẩm và các tiêu chí về

H

Ó

bảo vệ môi trường chung, đảm bảo sức khoẻ cho người lao động trực tiếp tại cơ sở

Í-

sản xuất. Chính vì thế, sắp tới Bộ Xây dựng sẽ nghiên cứu đưa ra quy hoạch phát

-L

triển sản xuất vôi công nghiệp giai đoạn đến 2020 và có xét đến năm 2030.

ÁN

Từ mục tiêu đó, các tiêu chí về đầu tư, về công nghệ, về quy mô công suất và bố trí

TO

quy hoạch phát triển vật liệu này cũng phải tuân thủ theo một nguyên tắc. Đó là, khi

D

IỄ N

Đ

ÀN

đầu tư, phải ưu tiên cho các cơ sở xi măng lò đứng mà không có điều kiện chuyển đổi sang công nghệ lò quay, để sử dụng lao động và cơ sở vật chất hiện có. Trong khi đó, phải sử dụng công nghệ tiên tiến, tự động hoá ở mức cao, tiết kiệm tối đa tài nguyên, khoáng sản và năng lượng trong sản xuất vôi. Đối với các dự án phát triển

nhà máy, cũng phải có sự nghiên cứu về quy mô công suất phù hợp đối với những vùng không thuận lợi với việc tiêu thụ. Các nhà máy sản xuất vôi phải được lựa chọn xây dựng ở những nơi có điều kiện thuận lợi về nguồn nguyên liệu, hạ tầng và Trang 16

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

trên cơ sở nhu cầu thị trường địa phương và khu vực, có tính đến điều tiết cung cầu ừong phạm vi toàn quốc và nhu cầu xuất khẩu.

2010

2015

2020

2025

1.

Vôi bột, cục, sữa(trong nước)

1020

3068

5280

7410

200

500

1000

N

1500

.Q

1.1. Chất kết dính trong lĩnh vực

Ơ

Sản phẩm/Lĩnh vực sử dụng

H

TT

U Y

N

Bảng 5: Nhu cầu sử dụng bột CaCO3 và CaO cho lĩnh vực công nghiệp(tấn)[3]

TP

xây dựng (sơn, phụ gia bê Sản xuất các sản phẩm nhựa

100

200

600

900

1.3

Sản xuất các sản phẩm giấy

200

500

800

1000

1.4

Các lĩnh vực khác( phân bón,

200

800

1000

250

720

960

260

640

800

1200

300

1000

2000

2500

1320

4068

7280

9910

1.6

Thép (sản xuất trong nước)

2.

Thi trường xuất khẩu

3.

Tổng cộng

160

N

TR ẦN

Gang (sản xuất trong nước)

10 00

B

1.5

500

H Ư

cao su, hóa chất…)

Đ

1.2

G

ẠO

tông..)

Ó

A

Chất lượng của canxi cacbonat nhẹ phải đạt các chỉ tiêu sau:

H

+ Hàm lượng CaCO3 ≥ 98%.

Í-

+ Độ kiềm (tính theo CaO) ≤ 0,15%

-L

+ Độ ẩm≤0,50.

ÁN

+ Hàm lượng chất không tan trong axit clohydric (HCl) ≤ 0.25.

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

+ Độ mịn qua sàng 0,125 φ mm ≥ 98

Trang 17

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

1.1.6.Ứng dụng của bột nhẹ Bột nhẹ được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp như công nghiệp giây, cao su, nhựa, xốp, thuốc đánh răng, mỹ phẩm, sơn, dược phẩm v.v... Bột nhẹ là

Ơ

N

một chất độn có nhiều tính ưu việt, nó làm giảm độ co ngót và tạo độ bóng cho bề

N

H

mặt sản phẩm.

U Y

Trong công nghiệp cao su và giấy, bột nhẹ vượt trội hơn cao lanh về độ bền và độ

.Q

trắng. Trong công nghiệp sản xuất keo gắn bột nhẹ được sử dụng làm chất độn do

TP

có độ bám dính tốt.

ẠO

Trong những năm tới, do các ngành công nghiệp cao su, giấy, chất dẻo, sơn..., phát triển mạnh cho nên việc sản xuất bột nhẹ cũng đòi hỏi phải có những bước nhảy

G

Đ

vọt cả về lượng và chất để đáp ứng được vị trí tương xứng của nó.

N

1.1.6.1Trong kỹ thuật:

TR ẦN

a) Tấm trần/Khung/Cửa Nhựa:

H Ư

Ngành nhựa:

Canxi cacbonat được sử dụng rộng rãi trong nhựa PVC cứng và được ứng dụng nhiều nhất trong sản xuất ống nhựa và tấm trần. Sử dụng sản phẩm canxi cacbonat

10 00

B

nhằm gia tăng độ bền sản phẩm, độ phân tán trong hóa chất nhựa tốt hơn, độ bóng sản phẩm đạt được tối ưu, cải tiến quá trình sản xuất. Vì vậy Canxi cacbonat là một

A

loại nguyên liệu không thể thiếu trong quá trình sản xuất những loại sản phẩm

H

Ó

này.Canxi cacbonat có ảnh hưởng lớn đến những đặc tính của sản phẩm như là độ

Í-

bền trong môi trường tự nhiên, thời gian sử dụng sản phẩm, vì vậy sự lựa chọn

-L

đúng loại canxi cacbonat để sử dụng làm nguyên liệu là rất quan trọng, Ống polyolefin không chịu áp lực vàphụ kiện

TO

-

ÁN

b) Ống nhựa PVC vàphụ kiện nhựa:

D

IỄ N

Đ

ÀN

Sử dụng sản phẩm canxi cacbonat trong nhựa polyolefin sẽ tạo độ cứng cao hơn, cải thiện quá trình sản xuất, rút ngắn thời gian và giảm chi phí. Trong phụ kiện chủ yếu làm tăng lợi nhuận.

-

Ống PVC chịu áp lực

Loại này thường sử dụng canxi cacbonat độn với hàm lượng ít vì để tạo cho sản phẩm ống chịu được áp lực mức cao nhất, bề mặt sản phẩm láng nhất và chịu được tác động bề mặt.

Trang 18

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

ẠO

TP

.Q

U Y

N

H

Ơ

N

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

10 00

B

TR ẦN

H Ư

N

G

Đ

c) Dây cáp điện

Trong cáp nhựa polyolefin, canxi cacbonat đươc sử dụng ngày càng tăng với mục

Ó

A

đích để giảm giá thành, bên cạnh đó canxi cacbonat có thể xem như chất chống

H

cháy (nếu kết hợp đúng với loại nhựa và phụ gia khác).

Í-

Để đạt được chi phí hiệu quả nhất, nhà sản xuất dây cáp điện có thể chọn nhiều loại

-L

canxi cacbonat cho nhiều loại dây cáp, từ loại dây cáp có lớp cách điện mỏng cho

ÁN

đến loại dây cáp có lớp cách điện dày.

TO

d) Màng

D

IỄ N

Đ

ÀN

Canxi cabonat được ứng dụng rộng rãi trong sản suất những màng mỏng cho đến sản xuất những tấm dày, làm tăng các tính chất hóa học và cải thiện năng suất sản xuất. Canxi cacbonat làm giảm chi phí sản xuất, tăng độ cứng, độ bền trong việc

làm chất độn cho các sản phẩm. Công nghệ sản xuất màng được ứng dụng trong sản xuất những sản phẩm nhựa rộng rãi, sản xuất từ những màng nhựa thoát hơi cho đến màng bọc đúc ép cũng như là những tấm chịu nhiệt.

Trang 19

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Màng nhựa thoát hơi Sử dụng canxi cacbonat trong sản xuất sản phẩm màng nhựa thoát hơi với những lổ nhỏ li ti có những ưu điểm vượt trội đặc biệt liên quan đến vấn đề vệ sinh, canxi

Ơ

N

cacbonat là chất hoạt động trong trường hợp này, cung cấp cho lớp màng với những

N

H

tính chất đặc biệt cho phép thoát hơi thông qua hệ thống lỗ nhỏ li ti.

U Y

Màng bọc đúc ép

.Q

Canxi cacbonat giúp giảm chi phí giá thành trong sản xuất và cải tiến chất lượng

TP

bọc, canxi cacbonat được sử dụng trong nhựa LDPE, LLDPE, HDPE và pp, sử

ẠO

dụng sản phẩm canxi cacbonat của Công ty CP Hóa Chất TP.HCM giúp sản xuất những sản phẩm này.

G

Đ

e) Sợi

N

Canxi cacbonat thường được sử dụng trong nhựa PE hoặc túi pp, dệt túi pp chống

H Ư

ảnh hưởng của việc phân đoạn hoặc chống ảnh hưởng của việc kết sợi.

TR ẦN

Canxi cacbonat thích hợp trong sản xuất hạt polyoleíin như: + Giảm phân đoạn định hình nhựa pp, + Tăng độ cứng,

10 00

B

+ Giảm lượng titan oxit và giảm lượng nguyên vật liệu. f) Sản phẩm đúc

A

Khi sử dụng sản phẩm canxi cacbonate ừong sản xuất sản phẩm đúc, độ cứng vàđộ

H

Ó

bền sẽ được cải tiến dẫn đến tiết kiệm chi phí.

Í-

Thổi khuôn\CdiWá cacbonat được ứng dụng ừong thổi khuôn để sản xuất chai lọ

-L

hoặc những sản phẩm dùng làm vật chứa sẽ có những ưu điểm, bằng cách lựa chọn

ÁN

những loại nguyên liệu nhựa phù hợp với canxi cacbonat thì nhà sản xuất sẽ tạo ra

TO

sản phẩm hoặc vật chứa có ừọng lượng cân bằng và giảm chi phí. đã được chứng minh cải tiến tính chất sản phẩm và quá trình sản xuất. Nó thường được sử dụng rộng rãi trong sản xuất phụ tùng, thiết bị, sản phẩm gia đình và ừong ngành công nghiệp tự động.

D

IỄ N

Đ

ÀN

Phun khuôn:Sử dụng sản phẩm canxi cacbonat trong phun khuôn là một giải pháp

Trang 20

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

TR ẦN

H Ư

N

G

Đ

ẠO

TP

.Q

U Y

N

H

Ơ

N

Ngành giấy

10 00

B

Trong ngành giấy, Canxi cacbonat được dùng làm chất độn và chất tráng phủ bề mặt.

A

Ảnh hưởng lên tính chất giấy:

H

Ó

-Ảnh hưởng lên cấu trúc và độ bền:Tăng tỷ lệ sử dụng chất độn làm giảm liên kết

Í-

xơ sợi. Làm giảm độ bền cơ lý của giấy, giảm độ cứng. Làm tăng độ xốp cho giấy,

-L

độ ổn định kích thước tốt, giấy ít bị biến dạng khi gặp ẩm.

ÁN

-Ảnh hưởng đến hiệu quả gia keo chổng thấm:Sự có mặt của chất độn làm tăng

TO

lượng dùng keo chống thấm và làm giảm hiệu quả gia keo vì chất độn hấp thụ keo

D

IỄ N

Đ

ÀN

chống thấm.

-Ảnh hưởng chất độn đến tỉnh chất quang học:Chất độn làm tăng độ trắng, độ nhẵn, độ đục cho giấy. Chất độn làm giảm hiện tượng hồi màu do chất độn ngăn cản tác dụng của ánh sáng mặt trời.

-Ảnh hưởng sự phân bổ trên tờ giấy:Chất độn làm tăng tính hai mặt của tờ giấy.

-Ảnh hưởng lên quả trình sản xuất:Chất độn làm tăng khả năng thoát nước của dòng bột.

Trang 21

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

H Ư

N

G

Đ

ẠO

TP

.Q

U Y

N

H

Ơ

N

Ngành sơn

Trong ngành sơn, canxi cacbonat được xem như chất độn. Độ mịn và sự phân

TR ẦN

bố hạt canxi cacbonat ảnh hưởng đến độ chắn sáng của quá trình sơn phủ. Ngoài ra canxi cacbonat có độ sáng cao, độ hấp thụ dầu thấp, độ phân tán tốt, bền trong môi

10 00

và cải thiện độ nhớt sản phẩm.

B

trường, khả năng mài mòn thấp, độ pH ổn định, nâng cao tính năng chống ăn mòn Bột nhẹ được dùng rất nhiều trong ngành sơn nước, nó giúp tăng khả năng

Ó

A

quang học của sơn và trọng lượng của sơn. Bột nhẹ có thể chiếm đến 60% hàm

H

lượng trong sơn. Ngoài ra trong sơn bột nhẹ còn có tác dụng làm chất kéo duỗi.

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

Sản xuất phấn viết bảng

Trong ngành sản xuất phấn người ta sử dụng nguyên liệu chính là bột nhẹ vì Trang 22

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

nó có độ phủ, độ mịn, độ trắng cao đảm bảo chỉ cần một lớp rất mỏng đã có thể cho các nét viết rõ rệt. Nó là thành phần chính để tạo nên phấn và chiếm khoảng 80 – 90% thành phần của phấn và them một số phụ gia như chất kết dính và dầu mỡ để

Ơ

N

tạo nên một viên phấn hoàn chỉnh.

TR ẦN

H Ư

N

G

Đ

ẠO

TP

.Q

U Y

N

H

Ngành dược:

10 00

B

Canxi cacbonat có nhiều chức năng trong dược phẩm. Nó là một chất làm loãng trong các viên vi nang và viên thuốc; nó có tác dụng như một chất đệm và hỗ trợ

A

hòa tan trong các viên thuốc và được dùng như chất nền để điều chế các thuốc chữa

Ó

răng.

Í-

H

Khoáng chất này là thành phần của hỗn hợp tá dược trong các chất làm loãng.

-L

Canxi cacbonat dược phẩm được dùng ở dạng không xử lý và thường có đường

ÁN

kính hạt trung bình là 2mm và 2,5mm. Hàm lượng sắt thấp là cần thiết để ngăn

TO

ngừa sự biến màu của thành phẩm.

D

IỄ N

Đ

ÀN

Ngoài các ứng dụng trên, canxi cacbonat còn được dùng như một chất kháng axit và nguồn bổ sung canxi.

Canxi cacbonat dùng trong các chất kháng axit cần có độ tinh khiết cao (> 99%).

Cả canxi cacbonat nghiền (GCC) và canxi cacbonat kết tủa (PCC) đều có thể được sử dụng mặc dù người ta phải cân nhắc giữa chi phí thấp khi sử dụng GCC và độ tinh khiết cao của sản phẩm PCC.

Độ mịn cũng là một yếu tố quan trọng đối với canxi cacbonat được dùng trong các Trang 23

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

sản phẩm dược phẩm vì nó làm giảm sự hao mòn của thiết bị chế biến, do đó chi phí sản xuất sẽ thấp hơn và cho phép sản xuất với công suất lớn hơn.

Ngoài ra nó còn có tác dụng chống axit, hút các hơi thối được sử dụng để chữa thừa

Ơ

N

H

bệnh loãng xương, giảm canxi huyết và tăng photpho huyết của những người suy

N

axit ở dịch vị, bồi dưỡng canxi cho trẻ em, phụ nữ có thai và cho con bú, phụ trị các

U Y

thận. Làm tá dược trong sản xuất phấn rôm, thuốc đánh răng.

.Q

Ngoài ra, CaCO3 dược dụng sản xuất từ vỏ hàu, Bổ sung can xi nhằm ngăn ngừa

TP

chống loãng xương. Đặc biệt người già, người đang mang thai, trẻ em ở tuổi đang

ẠO

lớn. Canxi carbonat được dùng chủ yếu trong tình trạng thiếu canxi do hấp thụ can xi kém của đường một, tăng tích tụ trong xương hoặc thiếu hụt can xi trong quá

G

Đ

trình mang thai hoặc nuôi con bú. Canxi cacbonat được dùng phòng và điều trị

N

bệnh loãng xương ở người trưởng thành.Kháng acid, bổ sung chất điện giải, dùng

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

Cao su

H Ư

làm hồ nước, dùng làm tá dược độn.

D

IỄ N

Đ

ÀN

Bột nhẹ được sản xuất từ đá vôi rất tốt cho việc độn cao su. Kết tủa canxi

cacbonat thông thường nhất là các hạt hình cầu, dạng keo hoặc tập hợp của một vài hạt hĩnh cầu. Hình dạng này có thể cung cấp gia cố độ bền của caosu. Bột nhẹ được sử dụng như một chất phụ gia bán tăng cường trong các sản phẩm giày và các hang hóa caosu công nghiệp, đặc biệt là khi các hợp chất đòi hỏi phải có độ ẩm thấp hoặc phải sử dụng sản phẩm trong môi trường kiềm. Ngoài ra bột nhẹ còn được ứng dụng trong nhiều ngành như mực in, dược…

Trang 24

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

2.Thạch cao (CaSO4) Canxi sunphat được biết đến với công thức hoá học CaSO4, tuy nhiên nó tồn tại

N

H

sunphat hemihyđrat có hai pha α - canxi sunphat hemihyđrat (α-CaSO4.0,5H2O gọi

Ơ

CaSO4.0,5H2O và canxi sunphat đihyđrat CaSO4.2H2O (thạch cao). Riêng canxi

N

ở 3 pha cơ bản: Canxi sunphat khan CaSO4, canxi sunphat hemihyđrat

U Y

tắt là α hemihyđrat) và β - canxi sunphat hemihyđrat (β-CaSO4.2H2O gọi tắt là β

.Q

hemihyđrat). Trong các pha hệ canxi sunphat tồn tại sự chuyển hoá qua lại:[10]

TP

CaSO4.2H2O ↔ CaSO4.0,5H2O ↔ CaSO4

ẠO

Tùy trong mỗi điều kiện môi trường như nhiệt độ hay độ ẩm mà canxi sunphat có thể tồn tại ở các pha khác nhau. Sự tồn tại của các pha hệ canxi sunphat được chỉ ra

Đ

trên giản đồ pha CaSO4.H2O.

N

G

Theo giản đồ pha hệ CaSO4-H2O thấy rằng, trong khoảng 0 đến 40oC độ hòa tan của

H Ư

canxi sunphat hêmihyđrat tăng. Trong khoảng nhiệt độ lớn hơn 40oC khi nhiệt độ

TR ẦN

tăng độ hòa tan của tất cả các pha canxi sunphat đều giảm.

Canxi sunphat có nhiều ứng dụng quan trọng, từ xa xưa con người đã biết và sử dụng làm vữa trát hoặc tạo hình trong những công trình kiến trúc cổ ở Ý, Ai Cập…

10 00

B

cho đến nay người ta vẫn sử dụng rất nhiều làm vật liệu xây dựng, vữa trát tường, kỹ thuật nặn tượng… Những ứng dụng đặc biệt hơn như làm khuôn đúc chịu nhiệt,

A

hay khuôn mẫu trong nha khoa, làm chất hút ẩm. Trong y tế còn dùng làm khung

H

Ó

xương, bó bột. Phấn sử dụng viết bảng cũng có thành phần chính là canxi sunphat.

Í-

Tuy nhiên không nhiều người hiểu cụ thể về cơ chế quá trình chuyển pha trong hệ,

-L

chỉ biết rằng mua bột thạch cao trên thị trường về trộn với nước và nó rất nhanh

ÁN

đông cứng. Có thể giải thích quá trình cơ bản như sau:

TO

Bột thạch cao trên thị trường thường là canxi sunphat hemihyđrat hoặc canxi hai nước và đóng rắn lại theo phương trinh:

D

IỄ N

Đ

ÀN

sunphat khan.Khi hỗn hợp với nước nó sẽ chuyển sang dạng pha canxi sunfat ngậm

CaSO4.0,5H2O + 1,5H2O = CaSO4.2H2O hoặc CaSO4 + 2 H2O

= CaSO4.2H2O

Phương trình trên mô tả cơ chế trong các quá trình sử dụng vữa thạch cao. Tuy nhiên vấn đề là làm thế nào để có CaSO4 dạng khan hoặc hemihyđrat?

Trang 25

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Có rất nhiều quá trình dẫn tới sự hình thành cùa canxi sunphat. Đơn giản như phản ứng chế tạo H3PO4 trong công nghiệp: Ca5F(PO4)3 + 5H2SO4 + 10H2O = 5CaSO4.2H2O + 3H3PO4 + HF

Ơ

N

Hay phản ứng xử lý khí thải chứa khí sunfurơ trong công nghiệp bằng đá vôi:

N

H

CaCO3 + SO2 + 0,5H2O = CaSO4.2H2O + CO2

.Q

CaCO3 + H2SO4 + H2O = CaSO4.2H2O + CO2

U Y

Hoặc đơn giản như các phản ứng của các muối canxi với H2SO4:

TP

Trong quá trình sản xuất supe lân đi từ quặng apatit và đá vôi, giai đoạn đầu của

ẠO

phản ứng hình thành canxi sunphat như phản ứng điều chế H3PO4. Tuy nhiên nó nằm ở dạng hemihydrat, sau đó quá trình ủ trong phòng hoá thành hêmihyđrat sẽ

G

Đ

hút ẩm tạo thành thạch cao. Canxi sunphat đihyđrat hình thành trong tự nhiên có thể

N

là thạch cao, còn tìm thấy ở dạng tinh thể dạng phiến phẳng, rắn chắc là statin.

H Ư

Statin óng ánh có cấu trúc tinh thể theo lớp phẳng dẹt, được khai thác làm đá xẻ.

TR ẦN

Ngoài ra có thể gặp dạng canxi sunphát đihyđrát dạng hạt rắn chắc gọi là alabaster.

Muốn sử dụng người ta khai thác về, sau đó nung trong các lò nung hoặc rang trên các chảo lớn. Bán thành phẩm được nghiền mịn, đóng bao cẩn thận rồi bán ra thị

10 00

B

trường. Từ đầu thế kỷ XIX nhiều nhà nghiên cứu đi vào chuyển pha thạch cao thành hemihyđrat trong môi trường dung dịch chứa các chất điện ly như CaCl2, MgCl2,

A

H2SO4, NaCl… và kết quả rất khả quan khi sản phẩm hình thành dạng α hemihyđrat

H

Ó

có nhiều thuộc tính tốt hơn như kích thước tinh thể lớn, độ hút ẩm nhỏ, thời gian

Í-

đóng rắn chậm. Ứng dụng đặc biệt của α hemihyđrat như làm khuôn đúc chịu nhiệt

-L

lên tới 1050oC với độ thay đổi thể tích nhỏ hơn 0,3%, hoặc làm khuôn mẫu trong

ÁN

nha khoa…

TO

Tuy nhiên để chế tạo được các mẫu α hemihyđrat với tính chất tốt đã và đang làm

D

IỄ N

Đ

ÀN

tốn rất nhiều thời gian và công sức của nhiều nhà khoa học. Với các xu hướng như giảm nhiệt độ chuyển pha, thời gian chuyển pha nhanh, kích thước tinh thể lớn hoặc dung dịch môi trường thực hiện chuyển pha (còn gọi là dung dịch chất xúc tiến).

Riêng canxi sunphat khan hyđrat hoá đóng rắn trở lại có cường độ chịu lực kém, do đó trong quá trình chuyển pha, chỉ mong muốn dừng ở dạng hemihyđrat vừa nhanh, đỡ tốn năng lượng và sản phẩm có tính chất quý hơn.

Trang 26

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Có thể nói rằng, β hemihyđrat được sử dụng rất rộng rãi, tuy nhiên ứng dụng được các nhà khoa học quan tâm chế tạo hơn cả lại là dạng α hemihyđrat. Nhiều nhà khoa

N

H

công nghiệp. Đối với thạch cao tự nhiên chủ yếu mang nung rồi sử dụng trong xây

Ơ

H3PO4 tránh gây ô nhiễm môi trường, hay chế tạo α hemihyđrat từ những quá trình

N

học còn nghiên cứu cụ thể quá trình thu hồi thạch cao từ quá trình sản xuất

U Y

dựng hay kỹ thuật nặn tượng.

.Q

Ban đầu con người biết đến và sử dụng thạch cao bằng cách khai thác từ các mỏ

TP

thạch cao, sau đó về rang trên các chảo lớn ở nhiệt độ khoảng hơn 200oC, rồi nghiền

ẠO

mịn để sử dụng. Sau này phát triển hơn, quá trình chuyển pha được thực hiện trong các lò nung như lò đứng hoặc lò quay. Hiện nay thạch cao sử dụng trong công

G

Đ

nghiệp xây dựng vẫn được chế tạo chính theo phương pháp này. Tuy nhiên sản

N

phẩm thu được thường là hemihyđrat dạng β có cường độ chịu lực không cao, thời

H Ư

gian đóng rắn nhanh và khi sử dụng cần một lượng nước khá lớn để có vữa thạch

TR ẦN

cao. Tuy nhiên nó vẫn đáp ứng được yêu cầu trong kỹ thuật nặn tượng hoặc làm vữa trát tường.

Cho đến đầu thế kỷ XX sau những công trình của Van’t Hoff về sự tồn tại các dạng

10 00

B

pha của canxi sunphat, đặc biệt là đã đi vào chế tạo các sản phẩm hemihyđrat bằng cách chuyển pha trong nồi hơi dưới áp lực. Theo hướng này đã có rất nhiều công

A

trình đi vào nghiên cứu sự chuyển pha thạch cao thành hemihyđrat trong nồi hơi

H

Ó

dưới áp lực. Kết quả sản phẩm là dạng α hemihyđrat có khả năng chịu lực tốt hơn.

Í-

Khi thực hiện chuyển pha trong nồi hơi để quá trình nhanh thì nhiệt độ phải lớn hơn

-L

145oC, ở 140oC quá trình chuyển hóa đạt 90% chỉ sau 5 phút. Còn ở nhiệt độ thấp

ÁN

hơn ở 130oC hoặc 150oC thời gian chuyển pha hoàn toàn rất dài. Các nghiên cứu

TO

cũng chỉ ra, trong nồi hơi có thể thực hiện sự chuyển pha trong dải nhiệt độ từ

D

IỄ N

Đ

ÀN

130oC đến 175oC, như vậy áp suất thực hiện chuyển pha sẽ từ 4 đến 10 atm gây nhiều khó khăn cho chế tạo thiết bị, khó khăn trong thao tác và tiêu tốn nhiều năng lượng.

Hiện nay Việt Nam chưa có nhà máy sản xuất thạch cao nào, chỉ có vài cơ sở thủ công nhỏ lẻ thực hiện quá trình nung thạch cao. Một lượng lớn thạch cao của Trung Quốc thâm nhập thị trường được sử dụng phổ biến làm vữa, tấm trần thạch cao.

Trang 27

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Nước ta có mỏ thạch cao trữ lượng khá lớn nằm ở Sơn La, song đến nay sự khai thác và chế biến quy mô vẫn chưa được áp dụng.

4. Chất làm mềm

N

H

Là chất có tác dụng làm tăng độ mềm dẻo của mạch polymer, Chất hoá dẻo

Ơ

N

4.1. Chất hoá dẻo (plasticizers)

U Y

có thể làm giảm độ nhớt, nhiệt độ chuyển thuỷ tinh và modul đàn hồi của sản phẩm

.Q

và cũng làm thay đổi một số tính chất hoá học cơ bản của vật liệu được hoá dẻo.

TP

Các loại chất hóa dẻo:

ẠO

Phathalate:là chất đa năng và được sử dụng nhiều nhất, bằng cách cho anhydricphthalic phản ứng với alcohol, tạo thành chất có độ tương hợp tốt, gia

G

Đ

công dễ, ổn định nhiệt độ thấp, kém bay hơi, ổn định nhiệt và ổn định quang, chi

N

phí thấp.

H Ư

Một số alcohol sử dụng trong phản ứng này là: butyl, hexyl, octyl, nonyl,decyl,

TR ẦN

undecyl, tridecyl, bezyl. Alcohol béo có thể là loại mạch thẳng hay nhánh. Người ta sử dụng hỗn hợp alcohol thay vì chỉ dùng 1 loại.

Khi tăng khối lượng phân tử hay tăng độ béo sẽ làm giảm độ bay hơi, độ tương hợp

10 00

B

kém, tăng độ kháng trích ly nước, trích ly dầu dễ. Tăng độ béo sẽ cải thiện độ chịu nhiệt thấp. Giảm khối lượng phân tử hay tăng số vòng thơm, trong một giới hạn nào

A

đó, sẽ làm tăng độ bay hơi, cải thiện độ tương hợp, tăng độ nhạy nước, tăng tính

H

Ó

kháng dầu.

Í-

Acid béo diester: ester của acid béo dicarboxylic (adipates,) cho phép PVC có độ

-L

mềm dẻo tuyệt vời ở nhiệt độ thấp. Cũng như loại phthalate, đô bay hơi, độ tương

ÁN

hợp giảm khi khối lượng phân tử của acid tăng từ adipic đến azeleic, sebacic. Độ

TO

kháng nước được cải thiện khi khối lượng phân tử hoá dẻo tăng. Với các diester

D

IỄ N

Đ

ÀN

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.

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 alkylaryl 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 Trang 28

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

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.

Epoxide: chất hoá dẻo epoxy được sử dụng rộng rãi vì nó kết hợp tính ổn định nhiệt

Ơ

N

H

định kim loại, đặc biệt là loại có chứa Cd hay Zn. Dầu epoxide (dầu đậu nành hay

N

và quang. Chúng có thêm tính chất ổn định, cho hiệu ứng tổng hợp voi các chất ổn

U Y

dầu lanh) được xem là không độc và có tính bay hơi kém.

.Q

Hoá dẻo polymeric: phản ứng giữa dihyric alcohol (glycol) với acid dicarboxylic

TP

tạo ra polyester có khối lượng phân tử cao. Loại này có độ bay hơi thấp, kháng trích

ẠO

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.

G

Đ

Hoá dẻo thứ cấp: là chất giới hạn tương đối tính tương hợp thường dùng với chất

N

hoá dẻo sơ cấp như DOP. Ngoài việc hạn chế độ tương hợp, chất hoá dẻo thư cấp

H Ư

còn có đặc điểm là kém ổn định nhiệt, quang hay độ bay hơi cao, khi sử dụng phải

TR ẦN

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

10 00

Chất hóa dẻo DOTP:

B

thành.

- Đây là chất hóa dẻo không chứa gốc phthalate ( được tạo thành từ diester của

A

terephthalate acid và 2-ethylhexanol)

H

Ó

-Là chất hóa dẻo thuộc vào nhóm non-orthophalate và không nằm trong danh sách

Í-

của 6 chất hóa dẻo hệ phthalates bị hạn chế sử dụng ở EU và các nước khác.

-L

-Có khả năng thay thế các chất hóa dẻo thuộc nhóm phthalate bởi Cơ Quan bảo vệ

ÁN

môi trường của US (EPA), đạt yêu cầu là sản phẩm an toàn cho người tiêu

TO

dùng (CPSC)…Ngoài ra, còn là một chất hóa dẻo tự phân hủy và thân thiện với

D

IỄ N

Đ

ÀN

môi trường.

- Ngoại trừ về hiệu quả làm chất hóa dẻo, có nhiều tính chất tốt hơn DOP như khả năng chịu lạnh và khả năng chịu nhiệt. Còn nếu so sánh vơi DINP, chỉ có độ bay hơi của DOTP hơi kém, còn ngoài ra các tính chất khác của DOTP, như là hiệu quả hóa dẻo, kháng lạnh và mềm dẻo ở nhiệt độ thấp tốt hơn so với DINP. - Tương hợp tốt với PVC, PVAc, polystyrene, nitrocellulose, methyl cellulose ,polymethyl methacrylate, và nhiều loại polymer khác.

Trang 29

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

- Cải thiện được độ cứng và độ biến dạng của sản phẩm cuối cùng. Nó có khả năng làm giảm độ nhớ và tăng khả năng bảo quản sản phẩm.

-Còn đươc sử dụng như là chất hóa dẻo trong cao su nitril, neoprene, cao su EPDM

Ơ

N

và các loại sản phẩm khác. Ngoài ra, khi được sử dụng làm sản phẩm PVC trong xe

N

H

hơi, có thể hạn chế được mờ sương trong oto.

U Y

4.2. Dầu paraffin hoặc mỡ động vật

.Q

Dầu paraffin hay còn được gọi là dầu trắng - White Oil là chế phẩm từ dầu thô tinh

TP

khiết. Dầu parafin lỏng không màu, trong suốt, không mùi, không vị và là chất lỏng

ẠO

dưới dạng dầu, nó có thể được hòa tan trong ether, chloroform, xăng và benzen nhưng không thể hòa tan trong nước và ethanol. Với độ tinh khiết cao, dầu Paraffin

G

Đ

có tính năng tuyệt vời về chống oxy hóa và ổn định hóa học. Đồng thời có khả năng

N

cho nguồn nhiệt ổn định nên dầu paraffin được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất

H Ư

nến, đèn cầy, dầu thắp sáng, y tế, mỹ phẩm, thực phẩm, sản xuất cao su và một số Ứng dụng của Dầu Paraffin:

TR ẦN

ngành nghề khác.

Do tính chất đặc thù vì thế dầu paraffin được chia trong 3 ngành chính : -

10 00

B

Dầu paraffin dùng trong công nghiệp.

Ứng dụng chủ yếu của dầu paraffin là làm dầu đốt cho đèn thắp sáng ( hay

A

gọi là đèn cầy ).

Dầu Paraffin là thành phần quan trọng cho sản xuất nến, sáp nến, nến thơm.

-

Dầu paraffin được thêm vào trong quá trình sản xuất nhựa, sản xuất cao su.

-

Dầu paraffin được sử dụng trong sản xuất giấy.

-

Dầu paraffin làm chất bôi trơn cho hệ thống máy móc

H

Í-

-L

ÁN

Dầu paraffin còn được ứng dụng sản xuất hóa chất nông nghiệp.

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

-

Ó

-

Trang 30

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

TR ẦN

H Ư

N

G

Đ

ẠO

TP

.Q

U Y

N

H

Ơ

N

Bảng 6: Thông số kỹ thuật của dầu paraffin[13]

Dầu paraffin dùng cho mỹ phẩm, thực phẩm:

10 00

B

- Dầu paraffin được sử dụng trong thực phẩm, được thêm vào gạo để tăng độ bóng cho gạo

Ó

H

bọc thực phẩm…

A

- Dầu paraffin được thêm vào các sản phẩm màng nhựa bọc thực phẩm, giấy bạc

Í-

- Dầu paraffin được làm nguyên liệu cho các sản phẩm mỹ phẩm như: Kem dưỡng

-L

tóc, son môi,sữa rửa mặt, kem tẩy chất bạ trên mặt,

ÁN

- Dầu paraffin làm chất bọc phủ hoa quả, rau, thực phẩm..

TO

Dầu paraffin dùng trong dược phẩm:

D

IỄ N

Đ

ÀN

- Do tính chất đặc thù của dầu paraffin, giống như một chất bôi trơn, không có hại cho cơ thể con người nên được áp dụng trong ngành y tế.

- Dầu paraffin làm thuốc nhuận tràng cho người bệnh.

5. Chất kết dính 5.1.Khái niệm Là hỗn hợp của các chất hữu cơ có phân tử lượng tương đối cao, tồn tại ở thể rắn, dẻo hay lỏng. Nguyên liệu để sản xuất chất kết dính hữu cơ là các sản phẩm có Trang 31

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

nguồn gốc hữu cơ như dầu mỏ, than đá, than bùn...Sau khi gia công hóa lí, ngoài các sản phẩm chính người ta còn nhận được một số loại nhựa cặn. Nhựa cặn được gia công tiếp tục để thành chất kết dính hưu cơ.

Ơ

N

* Chất kết dính hữu cơ có những đặc tính kĩ thuật sau:

N

H

- Dễ liên kết với vật liệu khoáng bằng lớp màng mỏng bền và ổn định nước.

U Y

- Có độ nhớt nhất định, nhờ đó mà trong thời gian thi công nó bao bọc quanh vật

.Q

liệu khoáng còn trong thời kì làm việc nó gắn kết những vật liệu khoáng thành một

TP

khối đồng nhất, tạo ra cường độ cần thiết.

ẠO

- Tương đối ổn định khí quyển, ít thay đổi tính chất trong quá trình sử dụng.

- Hòa tan ít trong nước và trong axit vô cơ, hòa tan nhiều trong dung môi hữu cơ.

G

Đ

* Phân loại:

N

- bitum

H Ư

- nhựa 5.2. Chất kết dính PVA 5.2.1Cấu tạo

TR ẦN

- keo dán hữu cơ

H

Ó

A

10 00

B

Đơn vị cấu trúc của polyvinyl alcohol (PVA) là:

Í-

Khi nhìn vào công thức này, một số người đã nghĩ rằng monomer của nó

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

phải có công thức:

Thực tế không như vậy, PVA được tổng hợp từ quá trình thủy phân

polyvinyl acetate vì hợp chất vinyl alcohol không tồn tại. Ngay sau khi được tạo ra, vinyl alcohol đã chuyển hóa về dạng đồng phân bền hơn là acetandehyde.

Phụ thuộc vào mức độ thủy phân (mức độ thế, DS) và khối lượng phân tử (độ trùng hợp, DP) mà có thể tổng hợp được một loạt các hợp chất PVA có thành phần khác nhau. Dựa vào mức độ thủy phân, PVA được chia thành 2 loại: PVA thủy phân một phần và PVA thủy phân hoàn toàn.

Trang 32

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Ơ

N

Cấu trúc của PVA thủy phân một phần như sau:

N

H

Với R = H hoặc COCH3

U Y

Ở nhiệt độ thường, PVA là chất rắn vô định hình. Khi đun nóng, PVA bị

.Q

mềm hóa, có thể kéo dài như cao su và khi đó nó sẽ kết tinh. Dựa vào sự khác nhau

TP

về cấu trúc không gian mà ta có PVA ở các dạng isotactic, syndiotactic hay atactic.

ẠO

Tổng hợp PVA bằng cách thủy phân polyvinyl formate thì PVA tạo ra ở dạng syndiotactic, thủy phân polyvinyl benzoate tạo PVA dạng izotactic, thủy phân

G

Đ

polyvinyl acetate (PVAc) tạo hỗn hợp 3 loại: isotactic, syndiotactic và atactic, trong

N

đó atactic chiếm chủ yếu.

H Ư

5.2.2 Tính chất vật lý

TR ẦN

Tất cả các PVA được alcol phân một phần và hoàn toàn đều có nhiều tính chất thông dụng, làm cho polymer có giá trị cho nhiều ngành công nghiệp. Các tính chất

B

quan trọng nhất là khả năng tan trong nước, dễ tạo màng, chịu dầu mỡ và dung môi,

10 00

độ bền kéo cao, chất lượng kết dính tuyệt vời và khả năng hoạt động như một tác nhân phân tán - ổn định. Tóm tắt các tính chất của PVA (đặc trưng bởi loại Elvanol) Bảng 7: Tính chất của PVA[8]

H

Ó

A

được trình bày trong bảng 2.1.

Trắng tới kem

-L

Màu sắc

Bột

Í-

Dạng

1.27 – 1.31

Thể tích riêng, in3/lb

22.9 – 21.1

Chỉ số khúc xạ, nD25

1.49 – 1.53

Độ dãn dài, màng đã dẻo hóa, %

Dưới 600

Độ bền kéo, khô, chưa dẻo hóa, psi

Dưới 22000

Độ cứng, đã dẻo hóa, Shore

10 – 100

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

Tỉ trọng riêng

Nhiệt độ hàn gắn nhiệt, khô, chưa dẻo hóa, 0C

165 – 210

Trang 33

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

100 – 150

Độ bền nhiệt, trên 1000C

Làm thẫm màu chậm

trên 1500C

Làm thẫm màu nhanh

trên 2000C

Phân hủy

Ơ

N

Nhiệt độ đúc ép, đã dẻo hóa, 0C

Không gây hỏng

Hệ số dãn nở nhiệt, 0 - 450C

7*10-5 – 12*10-5

Nhiệt dung riêng, cal/g/0C

0.4

Tính bắt cháy

Cháy với tốc độ của giấy

Ảnh hưởng của ánh sáng

Không ảnh hưởng

Ảnh hưởng của axit mạnh

Hòa tan hoặc phân hủy

Ảnh hưởng của kiềm mạnh

Chảy mềm hoặc hòa tan

Ảnh hưởng của axit yếu

Chảy mềm hoặc hòa tan

Ảnh hưởng của kiềm yếu

Chảy mềm hoặc hòa tan

Ảnh hưởng của dung môi hữu cơ

Không ảnh hưởng

TR ẦN

H Ư

N

G

Đ

ẠO

TP

.Q

U Y

N

H

Độ bền bảo quản (một vài năm)

B

Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ chuyển thủy tinh

10 00

Việc xác định trực tiếp nhiệt độ nóng chảy của PVA rất khó vì PVA bị phân hủy ở nhiệt độ nóng chảy. Thông thường nhiệt độ nóng chảy của PVA được xác định gián

Ó

A

tiếp, giá trị này không có tính tuyệt đối vì nhiệt độ nóng chảy của polymer không là

H

một điểm. Bên cạnh đó, nhiệt độ nóng chảy của PVA còn phụ thuộc vào lượng

Í-

nước bị hấp phụ trong phân tử polymer.

-L

Tương tự nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ chuyển thủy tinh của PVA cũng thay

ÁN

đổi theo lượng nước bị giữ trong polymer. Do vậy, ở cùng một khối lượng phân tử,

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

nhiệt chuyển thủy tinh Tg có thể không giống nhau. Nhiều nghiên cứu cho thấy nhiệt chuyển thủy tinh của PVA chia làm 2 nhóm: nhóm có nhiệt chuyển thủy tinh

trên 800C dùng trong sản xuất sơ xợi, nhóm còn lại có nhiệt chuyển thủy tinh khoảng 800C được dùng cho các ứng dụng khác.

Khối lượng riêng Khối lượng riêng của PVA được xác định theo phương pháp tuyển nổi. Nó thay đổi tùy theo độ trùng hợp và nhiệt độ của quá trình xử lý nhiệt. Chẳng hạn, khi nghiên cứu trên các màng PVA (loại thủy phân hoàn toàn) có độ trùng hợp thay đổi từ 309 Trang 34

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

(mức thấp nhất) đến 4570 (mức cao nhất), sau khi xử lý nhiệt ở các nhiệt độ khác nhau ta thu được kết quả sau: Bảng 8. Khối lượng riêng của PVA (thủy phân hoàn toàn)

309

120

180

200

1.2961

1.3044

N

80

U Y

40

Độ trùng hợp

1.3094

.Q

Nhiệt độ xử lý 0C

H

Ơ

N

theo nhiệt độ xử lý và độ trùng hợp[8]

1.2824

1.2893

1.2965

1.3036

1288

1.2854

1.2920

1.2987

1.3039

2317

1.2879

1.2949

1.3006

1.3050

1.3088

4570

1.2896

1.2954

1.3020

1.3045

1.3088

1.3062 1.3065

N

G

Đ

ẠO

TP

708

H Ư

Từ bảng số liệu ta thấy, khối lượng riêng của PVA phụ thuộc chủ yếu vào

TR ẦN

nhiệt độ xử lý nhiệt. Sự thay đổi khối lượng riêng theo nhiệt độ xử lý nhiệt được giải thích dựa trên cơ sở nhiệt động học của quá trình biến đổi pha trong PVA. Như

B

ta đã biết, tất cả các hợp chất cao phân tử ở trạng thái rắn đều tồn tại ở một trong 2

10 00

pha về phương diện tinh thể học là pha kết tinh và pha vô định hình.

Trong pha kết tinh, vật chất có cấu trúc chặt chẽ, ngược lại trong pha vô định

Ó

A

hình, cấu trúc của vật chất không được chặt chẽ bằng. Bởi vậy trong pha vô định

H

hình, có nhiều lỗ xốp. Pha kết tinh có cấu trúc chặt chẽ nên khối lượng riêng lớn.

Í-

Pha vô định hình có nhiều lỗ xốp nên khối lượng riêng nhỏ. Vật liệu PVA nói riêng,

-L

các hợp chất cao phân tử khác ở dạng rắn nói chung đều chứa cả pha tinh thể lẫn

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

pha vô định hinh. Do vậy, khối lượng riêng của nó được tính theo công thức:

Trong đó: x – tỷ lệ pha kết tinh; – khối lượng riêng của pha kết tinh.

– khối lượng riêng của pha vô định hình.

Giữa pha kết tinh và pha vô định hình có cân bằng nhiệt động và cân bằng động lực học. Quá trình xử lý nhiệt ở cùng điều kiện cơ học, nhiệt độ xử lý càng cao, phần tinh thể trong PVA tăng theo làm tăng khối lượng riêng của vật liệu.

Trang 35

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Tính tan Khả năng tan của PVA trong nước phụ thuộc vào độ thủy phân, độ trùng hợp, nhiệt độ và nhiệt độ xử lý nhiệt. Tiến trình hòa tan PVA bắt đầu từ sự trương

Ơ

N

cũng như tất cả các polymer khác.

N

H

Phụ thuộc vào độ thủy phân và nhiệt độ:

U Y

• PVA thủy phân trên 95% không tan trong nước lạnh mà chỉ tan trong

TP

• PVA thủy phân 88% tan trong nước ở nhiệt độ phòng.

.Q

nước nóng (65 – 700C) dung dịch đạt nồng độ tối đa 10 – 12 %.

ẠO

• PVA thủy phân 80% chỉ tan trong nước có nhiệt độ khoảng 10 – 400C,

Đ

trên 400C dung dịch trở nên mờ và sau đó PVA kết tủa.

G

• PVA thủy phân 50% không tan trong nước lạnh và nóng mà chỉ trương

H Ư

N

nhưng tan trong hỗn hợp rượu và nước (thường dùng CH3OH).

Phụ thuộc vào độ trùng hợp (khối lượng phân tử): khả năng hòa tan trong thì PVA càng dễ tan.

TR ẦN

nước cũng là một hàm của khối lượng phân tử, khối lượng phân tử càng thấp

B

Phụ thuộc vào nhiệt độ xử lý nhiệt: khi xử lý nhiệt PVA, nhiệt độ xử lý nhiệt

10 00

tăng sẽ làm tăng độ tinh thể hóa và giảm độ hòa tan trong nước.

Dung dịch nước của PVA chịu được lượng đáng kể các rượu đơn chức như

Ó

A

metanol, etanol và isopropanol, tỉ lệ tăng khi phần trăm thủy phân của PVA giảm.

H

Ví dụ: lượng isopropanol tối đa có thể đưa vào ở nhiệt độ phòng mà không làm kết

Í-

tủa phần PVA, thay đổi từ khoảng 40% đối với Elvanol 72 – 60 tới khoảng 60% đối

-L

với Elvanol 50 – 42.

ÁN

Chỉ một vài loại hợp chất hữu cơ có thể là dung môi đối với các loại PVA

TO

thủy phân hoàn toàn. Ví dụ: các hợp chất này là các hợp chất chứa nhiều nhóm

D

IỄ N

Đ

ÀN

hydroxyl như glyxerin, etylen glycol và một số loại glycol polyetylen thấp hơn; các

amin như etanolamin, muối etanolamin và các amit như formamit, etanol formamit và etanol axetamit. Hoạt động dung môi lên PVA dường như được hỗ trợ bởi các nhóm hydroxyl, amino và amit. Hầu hết các dung môi kể trên đều cần nhiệt để hòa tan thậm chí một lượng nhỏ PVA thủy phân hoàn toàn. Ví dụ: PVA thủy phân hoàn toàn có thể được hòa tan trong glyxerin nếu gia nhiệt tới 120 – 1500C, nhưng hỗn

Trang 36

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

hợp tạo gel khi làm nguội tới nhiệt độ phòng. Dietylentriamin và trietylentetramin thuộc số ít dung môi hữu cơ hòa tan PVA ở nhiệt độ phòng. Độ nhớt của dung dịch PVA tăng theo thời gian lưu trữ. Nồng độ dung dịch

Ơ

N

H

với độ thủy phân cao và khối lượng phân tử lớn cũng làm tăng độ nhớt. Sự tăng độ

N

càng lớn, sự gia tăng độ nhớt theo thời gian càng mạnh. Mặt khác, dung dịch PVA

U Y

nhớt này phụ thuộc vào nhiệt độ, nhiệt độ thấp có thể làm tăng nhanh hơn. PVA

.Q

thủy phân hoàn toàn có độ nhớt bền. Các muối hữu cơ, ure hoặc các alcol béo được

TP

thêm vào dung dịch PVA thủy phân hoàn toàn đóng vai trò như chất ổn định độ

ẠO

nhớt.

Tạo màng

G

Đ

Vì PVA thường được hòa tan trong nước trước khi sử dụng nên khả năng tạo màng

N

của chúng rất quan trọng trong hầu hết các ứng dụng. Màng và lớp phủ PVA không

H Ư

cần chu kỳ đóng rắn, sự tạo màng dễ dàng xãy ra bằng cách cho nước bay hơi khỏi

TR ẦN

dung dịch.

So với các loại nhựa, độ bền kéo của PVA cao và so với các vật liệu tan trong nước khác thì nó khá nổi bật. Độ bền kéo của PVA thay đổi theo một số yếu tố như phần

10 00

B

trăm thủy phân (xem hình 2.1), độ trùng hợp, hàm lượng chất dẻo hóa và độ ẩm.

Khi các yếu tố khác không đổi, độ bền kéo tăng theo độ trùng hợp. Ví dụ: màng cán

A

từ PVA không dẻo hóa có độ nhớt cao, trung bình và thấp và trong điều kiện độ ẩm

H

Ó

tương đối 35% có độ bền kéo trung bình tương ứng là 18000, 17000 và 9000 psi

Í-

Giá trị độ bền kéo giảm khi mức độ alcol phân giảm. Ví dụ: với độ ẩm tương đối

-L

50%, màng cán từ PVA được alcol phân hoàn toàn, độ nhớt cao thì có độ bền kéo

ÁN

cao hơn khoảng 20% so với màng cán từ PVA độ nhớt cao chỉ được alcol phân

TO

88%.Bổ sung chất dẻo hóa như glyxerin vào PVA làm giảm độ bền kéo của màng

D

IỄ N

Đ

ÀN

(xem hình 2.2), mặc dù việc bổ sung chất dẻo hóa làm tăng các đặc tính dãn dài của

màng. Độ dãn dài thay đổi từ dưới 10% tới hơn 600% là kết quả trực tiếp của việc bổ sung chất dẻo hóa (xem hình 2.3).

Khả năng chịu dầu và dung môi PVA không bị ảnh hưởng bởi dầu thực vật và động vật, mỡ và hydrocacbon dầu mỏ. Khả năng chịu dung môi tăng theo mức độ thủy phân. Không có sự khác

Trang 37

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

nhau đáng kể trong khả năng chịu dung môi giữa các loại có độ nhớt thấp, trung bình và cao trong khoảng thủy phân cụ thể.

N

H

có thể hòa tan hoặc làm trương các loại thủy phân một phần nhưng ảnh hưởng của

Ơ

xeton, hydrocacbon béo, thơm và các loại rượu cao hơn. Rượu đơn chức thấp hơn

N

Các loại thủy phân một phần hầu hết không bị ảnh hưởng bởi các este, ete,

U Y

các dung môi này lên các loại thủy phân hoàn toàn thì không đáng kể.

.Q

Tính chất dính keo dán

TP

Một trong các thuộc tính quan trọng hơn của PVA là keo dán của nó hay độ

ẠO

bền kết dính. Điều này có thể là do khả năng dễ tạo màng của nó và thu được độ bền kéo cao hơn. Như vậy, PVA là một trong những loại nhựa giá trị nhất để sản

G

Đ

xuất keo dán và cùng với nhũ tương polyvinyl acetate tạo nên ngành công nghiệp

N

keo dán nhựa tổng hợp.

H Ư

Tương tự với các thuộc tính keo dán của PVA là các tính chất kết dính của

TR ẦN

nó. Trong các ứng dụng keo dán, PVA được sử dụng để liên kết hoặc cán mỏng 2 hạt, sợi hay các vật liệu khác.

10 00

Khả năng chống thấm khí

B

bề mặt, trong các ứng dụng làm chất kết dính, nó được dùng để liên kết một số loại

Một trong những thuộc tính đặc biệt nhất của PVA là khả năng chống thấm

A

khí của nó. Như trình bày trong bảng 2.3 và 2.4, màng PVA hầu như không thấm tất

H

Ó

cả các loại khí, trừ hơi ẩm và NH3. Các nghiên cứu đối với màng PVA thủy phân

Í-

hoàn toàn, loại độ nhớt thấp ở 250C, độ ẩm tương đối 0% không thể hiện sự truyền

-L

khí oxi và nitơ. Dưới các điều kiện tương tự, tốc độ truyền khí cacbonic chỉ là

ÁN

0.02g/m2 trong 1 giờ. Độ chống thấm khí cao có giá trị đối với vật liệu thơm được

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

bao gói như xà phòng và các lớp phủ bảo vệ.

Bảng 9. Tốc độ thấm khí của PVA[5] Khí Oxi Cacbondioxit Nitơ Hydro Heli

Màng A 0 0.02 0 0 0.02

Độ thấm (g/m2/giờ) Màng B 0 0 0 0 0.02

Màng C 0 0 0 0 0

Trang 38

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bảng 10. Khả năng thấm hơi ẩm của màng PVA(loại thủy phân hoàn toàn, độ nhớt

g/100in2/24 giờ/mm chiều dày

3

7.0

0.45

1.4

Mẫu 2

3

147

9.5

29

.Q

U Y

Mẫu 1

Ơ

g/100in2/24 giờ

H

(mm)

g/m2/24 giờ

N

Độ dày

N

trung bình)

TP

5.2.3. Tính chất hóa học

ẠO

PVA là một polymer chứa nhiều nhóm OH, do vậy nó có tính chất của một rượu đa chức. PVA có thể tham gia các phản ứng ester hóa, ether hóa, acetal hóa,

G

Đ

tạo phức với muối của kim loại…

N

Phản ứng acetal hóa

TR ẦN

A

10 00

B

aldehyde và một rượu đa chức.

H Ư

Phản ứng acetal hóa thực chất là phản ứng cộng hợp ái nhân giữa một

H

Ó

Cứ hai nhóm hydroxyl gần nhau sẽ tham gia phản ứng acetal hóa với một

Í-

phân tử aldehyde, kết quả là lượng nhóm hydroxyl tự do trong PVA giảm đáng kể

-L

sau khi thực hiện phản ứng. Ta có thể acetal hóa PVA bằng nhiều aldehyde khác

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

nhau. Với mỗi một aldehyde, mức độ acetal hóa tối đa cũng khác nhau.

Bảng 11. Mức độ acetal hóa tối đa của một số aldehyde[5] Aldehyde

Phần trăm acetal hóa (%)

Acid B-buthylaldehyde sulfonic Acid Ortho-benzadehyde sulfonic Acid 2,4-benzadehyde sulfonic Palmitinaldehyde Chloracetaldehyde Ortho-chlorobenzadehyde Benzadehyde

57.6 44.0 36.0 85.0 85.8 84.6 83.0 Trang 39

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Khi dùng các dialdehyde làm tác nhân acetal hóa ta sẽ thu được PVA có cấu trúc không gian do dễ hình thành cầu nối acetal giữa các phân tử PVA lớn hơn.

Phản ứng của ceton với PVA chậm hơn nhiều so với aldehyde. Tuy nhiên,

Ơ

N

vận tốc phản ứng của ciclohexanon cũng bằng với vận tốc phản ứng của aldehyde.

N

H

Phản ứng acetal hóa đóng vai trò quan trọng trong sản xuất xơ PVA.

U Y

Phản ứng ether hóa

.Q

PVA có thể hình thành ether rất dễ dàng. Nó hình thành ether nội phân tử

TP

bằng cách loại nước. Thường trong phản ứng này xúc tác là acid hoặc kiềm mạnh,

ẠO

dẫn tới sản phẩm không hòa tan.

Ether quan trọng nhất trong thương mại được hình thành từ phản ứng của

G

Đ

alkylen ocid với PVA. Ví dụ như PVA có thể tham gia phản ứng ether hóa với các

TR ẦN

H Ư

N

ethylene oxide tạo nên những sản phẩm còn dễ tan trong nước hơn cả PVA.

B

Hydro trong nhóm hydroxyl của PVA khá linh động nó có thể tham gia phản

10 00

ứng với các acid chlocarboxylic hình thành các hợp chất có nhóm chức acid trong mạch nhánh. Ví dụ như phản ứng của PVA với natri monocloaxetat để tạo thành

Ó

A

ether glyconic:

OH

H

Í-

H C

-L

C H2

H2 C

+ ClCH2COONa

C H2

OH

H C

H2 C

O

H2 C

+ NaCl

C H

COOH

TO

ÁN

OH

H C

PVA dễ dàng tham gia các phản ứng ester hóa với các acid vô cơ lẫn hữu cơ.

OH

D

IỄ N

Đ

ÀN

Phản ứng ester hóa

C H2

H C OH

H2 C

H C OH

+ CH3COOH

C H2

H C

H2 C

O

C

C H

+ H2O

CH3

O

Phản ứng của ester clofocmat với PVA dẫn đến polyvinyl cacbonat: Trang 40

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

ẠO

TP

.Q

U Y

N

H

Ơ

N

Ure và PVA phản ứng để tạo thành cao phân tử cacbamat este:

Phản ứng tạo phức

G

Đ

Cũng như các rượu đa chức khác, PVA dễ dàng tạo phức với các hợp chất vô

10 00

B

TR ẦN

H Ư

N

cơ như acid boric:

PVA hình thành phức với đồng trong môi trường trung tính hoặc base yếu.

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

Phức này không hòa tan ở pH đó nhưng có thể hòa tan trong amoniac.

Mặt khác, iod cũng phản ứng với PVA thủy phân hoàn toàn cho phức có màu xanh đặc trưng giống như màu của phức giữa iod và amylose. Iod cho phức màu đỏ với PVA thủy phân một phần.

Trang 41

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Phản ứng tạo mạch nhánh PVA dễ tham gia phản ứng tạo thành mạch nhánh khi có mặt các chất sinh gốc tự do như peroxide, persulfate. Phản ứng tạo thành mạch nhánh của PVA có thể

Ơ

N

được thực hiện khi PVA ở dạng lỏng hay dạng rắn. Các nhà sản xuất đã lợi dụng

N

H

tính chất này để sản xuất xơ PVA biến tính.

U Y

Phản ứng phân hủy

.Q

PVA là một polymer kém bền nhiệt. Khi bị đun nóng tới 2000C trong chân

TP

không, PVA bị phân hủy sinh ra nước và bột có gỉ màu nâu hình thành. Tiếp tục

ẠO

đun nóng tới 4000C PVA lại bị phân hủy lần thứ hai cho ra các sản phẩm là các hydrocarbon thấp phân tử và một ít sản phẩm nhựa hóa. Các chất oxy hóa mạnh như

G

Đ

KMnO4, K2Cr2O7, O3 có khả năng gây ra phản ứng oxy hóa cắt mạch cũng như oxy

N

hóa ở đầu mạch PVA.

H Ư

5.2.4 Ứng dụng

TR ẦN

Xơ sợi tổng hợp

PVA là loại xơ có ái lực với nước rất lớn trong số các xơ tổng hợp. Đặc tính này đem lại cho nó những ứng dụng đặc biệt, mà không một loại xơ nào có thể thay thế,

10 00

B

cũng như là một trong những điểm bất lợi lớn nhất của xơ. Loại PVA tan được trong nước được dùng để dệt những loại vải dùng làm vải nền cho các sản phẩm

A

thêu, đăng ten… hay vải dù cho các thủy lôi thả từ máy bay. Loại PVA được xử lý

H

Ó

không tan trong nước được dùng làm chỉ thêu, loại có cường lực lớn có thể dùng

Í-

làm lớp lót trong vỏ bánh xe cao su do khả năng liên kết với cao su khá lớn. Nhược

-L

điểm khác của PVA là khả năng khôi phục biến dạng đàn hồi của nó vào hạng nhỏ

ÁN

nhất trong số các xơ tổng hợp.

TO

Keo dán

D

IỄ N

Đ

ÀN

Độ bền kéo cao và đặc tính keo dán của PVA khiến chúng có ứng dụng rộng rãi trong sản xuất keo dán với các thể loại đa dạng từ keo dán ướt cho giấy tới keo dán

hoạt hóa ẩm.

PVA dùng riêng hoặc kết hợp với chất độn, chất màu và chất chống tan được sử dụng rộng rãi làm keo dán ướt cho giấy. Kết hợp PVA với tinh bột hay sét đem lại hiệu quả đặc biệt và tiết kiệm. Một tỉ lệ nhỏ PVA làm tăng độ bền và khả năng

Trang 42

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

chịu nước của keo dán tinh bột và dextrin. Khi cần khả năng chịu nước tối đa thì nên sử dụng PVA loại alcol phân hoàn toàn.

Loại keo dán như mô tả trong U.S Patent 2.413.570 và 2.487.488 của công ty

Ơ

N

H

của PVA và tinh bột độn với sét loại acid có ưu thế về khả năng gia công trên máy

N

Du Pont có khả năng chịu nước vượt trội. Các loại keo dán này, đặc biệt là hỗn hợp

U Y

tốt hơn nhựa ureformaldehyde. Ứng dụng của keo dán chịu nước trên cơ sở PVA là

.Q

trong bìa giấy, giấy dán tường và túi giấy.

TP

Các loại PVA thủy phân một phần thường được lựa chọn dùng cho keo dán

ẠO

hoạt hóa ẩm do chúng nhạy nước lạnh hơn loại thủy phân hoàn toàn. Khi PVA được sử dụng làm keo dán hoạt hóa ẩm, xu hướng quăn lại sẽ giảm bớt và ít bị vón cục ở

G

Đ

nhiệt độ cao.

N

Chất kết dính

H Ư

PVA là chất kết dính hiệu quả cao đối với nhiều loại vật liệu khác nhau. Nó

TR ẦN

cũng được sử dụng để kết dính các hạt xúc tác, nút chai, vữa và sản phẩm phế thải.

Với vai trò là chất kết dính trong gốm, PVA tạo ra các tính chất ép đùn và độ bền màu cao vì vậy giảm nứt vỡ.

10 00

B

PVA được sử dụng làm chất kết dính cho vải và ruy băng không dệt, thể hiện khả năng bám dính tuyệt vời với cả sợi bông và sợi tơ tằm. Trong hầu hết các ứng

A

dụng ở đó PVA hoạt động như chất kết dính, có thể thu được các kết quả tuyệt vời

H

Ó

nhờ sử dụng chỉ 3 – 5% PVA rắn.

Í-

Hồ và phủ giấy

-L

PVA cung cấp cho các nhà sản xuất giấy một loại nhựa tan trong nước làm

ÁN

tăng độ bền, độ trong, chịu dầu mỡ, không thấm khí và nhờ đó nâng cao chất lượng

TO

in của các sản phẩm giấy. Thiết bị phủ và hồ truyền thống có thể được sử dụng để

D

IỄ N

Đ

ÀN

áp dụng dung dịch nước vào giấy.

Giấy chịu dầu mỡ có thể được tạo ra bằng cách hồ bề mặt bằng PVA. Nếu cần khả năng bền dầu mỡ tuyệt đối thì một lớp phủ liên tục có thể được áp dụng.

Diện tích in trên giấy được hồ bằng PVA cho độ bóng cao hơn là do giảm khả năng

thấm của mực in cũng như độ phẳng mịn hơn do mực phân tán đều hơn. Đôi khi nó được ứng dụng trong hộp giấy thông thường.

Trang 43

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Đáng ngạc nhiên là chỉ cần một lượng nhỏ PVA là có thể tăng độ bền và độ mềm dẻo của liên kết, kẻ ngang, chỉ số, bản in phơi và nhiều loại giấy chất lượng cao khác. Giấy Glassine được hồ bằng PVA cải thiện độ bền, độ trong, độ bóng, khả

Ơ

N

năng chịu dầu và độ bền kích thước. Nó ít bị ảnh hưởng bởi độ ẩm và lão hóa vì

N

H

PVA hút ẩm ít hơn một số tác nhân làm trong và không bay hơi.

U Y

Hồ sợi

.Q

Độ bền kéo cao, độ mềm dẻo, độ bền mài mòn tốt và độ bám dính cùng với

TP

độ tan trong nước chứng tỏ tính có ích của PVA như một tác nhân hồ sợi. Quá trình

ẠO

hồ có thể được áp dụng bằng các phương pháp hồ sợi thông thường, cuộn chỉ với sợi dọc và sợi đan.

G

Đ

Các kết quả tốt cũng thu được với tất cả các loại sợi nhỏ và sợi xe bao gồm

N

cả sợi tổng hợp từ cứng đến hồ. Dễ tan trong nước, PVA có thể dễ dàng loại bỏ khỏi

H Ư

các đồ vật màu xám. Trong một số trường hợp nó có thể được loại bỏ trong bể

TR ẦN

nhuộm mà không khử hồ.

Một trong những ưu điểm quan trọng nhất của việc sử dụng PVA như một hồ phủ là nhu cầu oxy sinh hóa thấp (BOD). Các kết quả kiểm tra cho thấy rằng PVA

10 00

B

có BOD5 chỉ là 200ppm so với BOD5 của tinh bột là 5000. với nhựa nhiệt rắn.

H

Ó

Tác nhân tạo nhũ

A

PVA cũng được sử dụng rộng rãi như một chất hoàn thiện vải, đặc biệt khi kết hợp

Í-

Một tính chất quang trọng của PVA là khả năng hoạt động như một tác nhân

-L

tạo nhũ không ion. Như thế, nó có một số ưu điểm so với nhiều chất tạo nhũ khác.

ÁN

Nó hoạt động chủ yếu như một keo bảo vệ và dung hòa dần nồng độ các chất điện

TO

ly, đặc biệt là acid. Hơn nữa, nó tạo thành hỗn hợp chất nhũ hóa hỗ trợ với một số

D

IỄ N

Đ

ÀN

tác nhân hoạt động bề mặt. Hoạt động tạo nhũ tăng cường và sự kết hợp đó cũng thường ít làm đặc hơn.

PVA có thể sử dụng để tạo nhũ hay phân tán một số lượng lớn các vật liệu như dầu thực vật, dầu khoáng, dung môi, chất dẻo hóa, sáp và nhựa. Cho dù nó hoạt

động vừa như tác nhân hoạt động bề mặt vừa như keo bảo vệ và là tác nhân tạo nhũ tốt khi sử dụng riêng thì các kết quả đôi khi cũng được cải thiện nhờ thêm một lượng nhỏ sản phẩm như tác nhân hoạt động bề mặt khô dạng bột Duponol. ME đặc Trang 44

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

biệt hiệu quả trong việc làm giảm sức căng bề mặt. Nhũ tương bền có thể được tạo ra từ PVA trong cả môi trường acid và kiềm. Trong một số ứng dụng nó được dùng như một chất kết dính và chất làm đặc cũng như tác nhân tạo nhũ.

Ơ H

N

so với loại thủy phân hoàn toàn, loại độ nhớt cao hiệu quả hơn loại độ nhớt thấp.

N

Nói chung, loại PVA thủy phân một phần là tác nhân tạo nhũ hiệu quả hơn

U Y

Thường thì 2 – 5% PVA trên tổng khối lượng nhũ tương có thể được sử dụng

.Q

cho nhũ tương kiểu dầu trong nước chứa 30 – 50% pha phân tán. Với những thử

TP

nghiệm ban đầu, chỉ 3% PVA hay 2.5% PVA và 0.5% tác nhân hoạt động bề mặt là

ẠO

đủ.

Màng PVA

G

Đ

Nhiều ứng dụng trong sản xuất bao gói gồm túi và ống giấy chứa dầu, mỡ,

N

sơn và hóa chất nên sử dụng màng PVA. Bao gói một lượng đơn vị các vật liệu xà

H Ư

phòng, chất tẩy trắng khô, hồ lơ, thuốc trừ sâu và chất khử trùng trong các túi chứa

TR ẦN

nhựa tan trong nước tạo thuận lợi cho việc ứng dụng chúng.

Lượng cân trước có thể thêm vào nước mà không làm vỡ bao gói hay loại bỏ giấy gói, nhờ đó tiết kiệm thời gian và giảm vật liệu mất mát. Các túi hàn gắn làm

10 00

B

từ màn này có thể được sử dụng để bao gói chân không hay khí các vật liệu cần tránh oxy để bảo quản các tính chất của nó.

A

Màng PVA đã được sử dụng trong đúc chân không hay đúc túi, như một lớp

H

Ó

phủ cho kim loại đánh bóng cần bảo vệ tránh khí như oxy và hydrosulfur. Khi được

Í-

định hướng bằng cách kéo căng, màng phân cực ánh sáng. Tính chất ưu việt này là

-L

ưu điểm khi sản xuất kính mắt, đèn bàn và một số kỹ thuật chụp ảnh. Do mức độ

ÁN

bám dính thấp với một số vật liệu nhựa khác, màng PVA ngăn chặn sự bám nấm

TO

mốc. Khi cần độ bền màng và khả năng chịu dung môi tối đa, loại thủy phân hoàn

D

IỄ N

Đ

ÀN

toàn có độ nhớt cao hay trung bình được sử dụng. Với màng tan trong nước lạnh

nên sử dụng loại thủy phân một phần.

Gốm Một số ứng dụng trong gốm đã sử dụng PVA. Một trong những ứng dụng đó là sản xuất bộ đồ ăn. Chỉ 0.1% PVA, trên cơ sở khối lượng khô của đất sét, khi thêm vào nước áo đổ khuôn có thể cải thiện các đặc tính làm việc.

Trang 45

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Một ứng dụng khác của gốm là chất kết dính tạm thời. Ví dụ: 2 – 3% PVA trên cơ sở khối lượng khô của gốm cho kết quả tốt trong sản xuất các ống Steatite. Độ tan trong nước đảm bảo sự phân bố đồng nhất của chất kết dính. Sử dụng PVA

Ơ

N

H

hơn. Độ bền siêu cao từ chất kết dính làm giảm sự mất mát do gia công và vận hành

N

làm chất kết dính cần ít áp lực hơn để đùn Steatite và tạo thành ống có thành nhẵn

U Y

máy móc. Các công bố chỉ ra rằng một lượng nhỏ PVA được thêm vào Steatite tạo

.Q

ra các hạt mềm dễ gia công trong các máy tự động để đúc khô và thường cho các

TP

đặc tính đúc tôt. PVA cũng cho các kết quả tốt khi làm chất kêt dính cho thành phần

ẠO

men bóng. Trong ứng dụng này, 1% PVA (trên cơ sở khối lượng khô của thành phần men bóng) là đủ.

G

Đ

Các sản phẩm đúc

N

PVA được dẻo hóa có thể được đúc thành các chi tiết dạng cao su có độ cứng

H Ư

từ 10 – 100. Độ bền cao, độ mềm dẻo và chịu dầu mỡ, dung môi hữu cơ, không

TR ẦN

thấm khí, độ bền lão hóa tốt đặc trưng cho các chi tiết này. Chúng không thích hợp cho những ứng dụng đòi hỏi mức độ chịu nước cao. PVA sẵn có ở dạng ống, que, tấm và các chi tiết đúc khác nhau.

10 00

B

Lớp phủ bảo vệ

PVA được sử dụng như một lớp phủ bảo vệ tạm thời chống xước cho các

A

kim loại có độ bóng cao và các vật liệu nhựa trong quá trình sản xuất và vận

H

Ó

chuyển. Có độ bám dính rất thấp đối với các vật liệu này và tan trong nước, lớp phủ

Í-

có thể bóc hay rửa dễ dàng bằng nước mà không mất nhiều thời gian. PVA cũng có

-L

ích để bảo vệ kim loại khỏi những ảnh hưởng làm mờ của khí. Các lớp phủ trên cơ

ÁN

sở PVA được sử dụng để bảo vệ các dải vách tường màu trắng khỏi bị bẩn và tạo

TO

màng xỉ khi vận chuyển. Lớp phủ được loại bỏ nhờ bóc hay rửa.

D

IỄ N

Đ

ÀN

Mỹ phẩm Các tính chất tạo nhũ, kết dính, tạo màng và làm đặc của PVA đều được ứng dụng trong sản xuất mỹ phẩm. Nhũ tương có độ bền cao của chất béo và dầu tự nhiên có thể được tổng hợp từ PVA loại thủy phân một phần. Kem lạnh, kem làm

sạch, mặt nạ dưỡng da trên cơ sở PVA đã được chế tạo. Cục thuốc và Thực phẩm Mỹ khuyến cáo rằng đối với mỹ phẩm bôi ngoài, không nên sử dụng PVA với nồng độ trên 7.5%.

Trang 46

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Các màn giấy nến PVA được áp dụng từ dung dịch nước chứa muối dicromat như amoni dicromat sẽ không tan trong nước khi tiếp xúc với ánh sáng tử ngoại. Tính chất này

N

H

Màn giấy nến được tổng hợp từ PVA được sử dụng rộng rãi để trang trí các sản

Ơ

N

được sử dụng trong việc tổng hợp các màn giấy nến và bản in quang học.

U Y

phẩm gốm. Như một lớp phủ nhạy sáng cho màn giấy nến, PVA có một số ưu điểm

.Q

như tính đồng nhất, dễ áp dụng, độ bền kích thước tốt và thời gian sử dụng lâu.

TP

Hóa chất trung gian

ẠO

Một trong những ứng dụng tiêu thụ nhiều PVA nhất là hóa chất trung gian.

Polyvinyl butyrate thường là một acetal thu được khi cho PVA phản ứng với

G

Đ

aldehyde.Phản ứng của PVA với acrylonitrile thu được một sản phẩm dạng gốm

N

được ứng dụng làm keo dán nhạy áp. Việc sử dụng PVA như một polyol để sản

H Ư

xuất các ester của acid béo có tính chất khô nhanh, tính chất mài mòn bất thường đã

TR ẦN

được thực hiện từ năm 1952.

Tôi thép

Dung dịch loãng của PVA loại thủy phân một phần có độ nhớt cao cho tốc

10 00

B

độ làm mát trung bình giữa dầu và nước. Khi được trộn tới nồng độ 0.05 – 0.3% khối lượng, dung dịch tôi PVA loại bỏ sự nứt gãy diễn ra do nước và làm cứng hiệu

A

quả (yếu tố còn thiếu khi sử dụng dầu). Cả quá trình tôi phun và tôi trong bể đều

H

Ó

được thỏa mãn.

-L

Í-

2.Nội dung nghiên cứu

ÁN

2.1Xác định thành phần của một số mẫu phấn có trên thị trường

TO

- Xác định hàm lượng hữu cơ

D

IỄ N

Đ

ÀN

Nguyên tắc: Như đã biết trong thành phần của phấn viết bảng có 2 thành phần là thành phần vô cơ và thành phần hữu cơ.Để xác định được hàm lượng hữu cơ có trong mẫu ta có thể sử dụng phương pháp phân hủy nhiệt để xác định hàm lượng hữu cơ.Dưới tác

dụngoxi hóa của nhiệt độ các hợp chất hữu cơ sẽ bị phân hủy dẫn đến khối lượng giảm đi từ đó ta có thể xác định được hàm lượng hữu cơ có trong mẫu. Phân tích nhiệt là phương pháp phân tích mà trong đó các tính chất vật lí cũng như hóa học Trang 47

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

của mẫu được đo một các liên tục như những hàm của nhiệt độ, nhiệt độ ở đây thay đổi có quy luật định sẵn (thông thương tuyến tính theo thời gian). Các quá trình diễn ra trong phương pháp phân tích này thông thường là bay hơi, hủy cấu

CO2 + H2O

Ơ H

U Y

Hợp chất hữu cơ + O2

N

phân tạo thành khí thoát ra đa phần là do phản ứng oxi hóa theo phương trình:

N

trúc, phân hủy cacbonat, oxihoa sunfua, oxihoa florua,..Một phần có thể bị nhiệt

.Q

Đó là các quá trình tạo nên những đứt gãy liên kết vật lí, hóa học xảy ra trong mẫu

TP

chất.Đây là phương pháp phân tích khối lượng nên những thông tin ta nhận được

ẠO

rất tốt cho viêc xác định thành phần khối lượng các chất có mặt trong một mẫu chất nào đó. Phương pháp này dựa trên cơ sở xác định khối lượng của mẫu vật

G

Đ

chất bị mất đi trong qua trình chuyển pha như là một hàm của nhiệt độ. Khi vật

N

chất bị nung nóng khối lượng của chúng sẽ bị mất đi từ các quá trình đơn giản như

H Ư

bay hơi hoặc từ các phản ứng hóa học giải phóng khí. Sự thay đổi của khối lượng

TR ẦN

là kết quả của quá trình đứt gãy các liên kết vật lí và hóa học tại một nhiệt độ gia tăng dẫn đến sư bay hơi của các sản phẩm có trong mẫu.

B

- Xác định hàm lượng dầu mỡ

10 00

2.2 Khảo sát thời gian nung tối ưu để xác định hàm lượng chất hữu cơ

Ó

A

2.3 Đo độ cứng và độ mài mòn của các mẫu phấn

H

Phương pháp đo độ cứng

-L

Í-

Nguyên lý đo độ cứng Brinell - Vết đo được tạo ra từ phương pháp đo này là mũi đo hình viên bi (bi thép) có

ÁN

đường kính D=10mm với lực tác dụng (L) lên đến 3000kg, ấn lõm vào bề mặt của

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

vật liệu kim loại cần đo. Đối với các vật liệu kim loại mềm như Nhôm, Đồng, Chì... lực tác dụng sẽ được giảm xuống 500kg. Và đối với các loại vật liệu kim loại cực cứng hoặc kim loại đã qua quá trình nhiệt luyện, sẽ sử dụng đến bi thử vật liệu Cardbide Tungsten (độ cứng cao) để giảm thiểu biến dạng đầu thử.

- Sau khi tác dụng lực lên bi thép vào bề mặt kim loại, trên bề mặt kim loại sẽ xuất hiện vết lõm, ta sử dụng hệ thống quang học (trong bộ phụ kiện máy đo độ cứng Brinell) để đo đường kính vết lõm (d) Trang 48

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

- Lúc này ta có đường kính vết lõm là d, đường kính viên bi là D và lực tác dụng L, ta sử dụng công thức bên dưới (phần Quy trình đo độ cứng bằng phương pháp

U Y

chuẩn hóa theo tiêu chuẩn quốc tế là 10mm, 5mm, 2.5mm và 1mm.

N

H

càng mỏng thì đường kính viên bi càng nhỏ. Đường kính mũi đo viên bi được tiêu

Ơ

- Đường kính mũi đo viên bi (bi thép) phụ thuộc vào chiều dày mẫu đo. Mẫu đo

N

Brinell) để xác định độ cứng Brinell cho vật liệu.

.Q

- Tải trọng đo trong phương pháp đo độ cứng Brinell cũng phụ thuộc vào vật liệu

TP

đo, nó tỷ lệ thuận với tỷ số L/D2. Tuy nhiên, muốn kết quả đo được chính xác hơn ta

ẠO

nên chọn tải trọng sao cho tỷ lệ giữa đường kính vết lõm d và đường kính viên bi D

G

Đ

nằm trong khoảng (0.2 - 0.6)

N

- Hiện nay máy đo độ cứng Brinell được sử dụng phổ biến ở các nước trên thế giới

H Ư

và Việt Nam. Các dòng máy đo độ cứng này sử dụng công nghệ hiện đại cho kết

TR ẦN

quả đo hiển thị ngay trên màn hình.

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

B

Quy trình đo độ cứng bằng phương pháp Brinell

Quy trình Đo Độ Cứng Brinell

2.4 Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng chất hữu cơ đến độ cứng và độ mài mòn của sản phẩm 2.5 Hiệu quả kinh tế

Trang 49

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

PHẦN 3 BÁO CÁO KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Xác định thành phần trong phấn

N

H

• Nghiền phấn thành dạng bột mịn, cân mẫu với khối lượng nhất định cho vào

Ơ

N

Tiến hành:

U Y

chén nung.

.Q

• Sau đó sấy trong lò sấy khoảng 2h,

TP

• Để nguội trong bình hút ẩm,

ẠO

• Cân mẫu và ghi giá trị khối lượng mẫu (m1)

Đ

• Cho mẫu vào lò nung ở nhiệt độ khoang 600-800oC có không khí

G

• Nung mẫu trong khoảng 8h-10h

H Ư

N

• Mang mẫu ra và cân lại ( m2 )

Từ đó tính được phần trăm hữu cơ có trong các mẫu phấn theo công thức : m1 − m2 100 1

TR ẦN

% =

Mẫu phấn được nghiên cứu nung ở 600 – 800oC với thời gian nung từ 8h đến 10h

10 00

B

cho kết quả ở bảng 12

Bảng 12 : Bảng hàm lượng hữu cơ có trong các loại phấn

Í-

H

Ó

A

Lần 1: Khối lượng(g)

Ban đầu

20.959

8h

20.334

2.98

10h

20.328

3.01

Ban đầu

31.990

8h

29.660

7.28

10h

29.75

7.01

Phần trăm hữu cơ(%)

ÁN

-L

Mẫu

Thời gian (h)

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

Phấn Mic

Phấn Pháp

Trang 50

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Ban đầu

20.12

8h

17.8

10.61

10h

18

9.86

N

H

Ơ

N

Phấn Hàn Quốc

Khối lượng (g) 20.955

8h

20.232

10h

20.288

Ban đầu

17.645

Phần trăm hữu cơ(%)

TP

Thời gian (h) Ban đầu

.Q

U Y

Lần 2:

10 00

B

10h Ban đầu

Đ G N

3.12

H Ư

8h

16.434

6.86

16.409

7.01

20.10 18.032

10.524

18.182

9.80

Ó

A

8h

3.2

TR ẦN

Phấn Pháp

Phấn Hàn Quốc

ẠO

Phấn Mic

Phấn Mic

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

10h

Phấn Pháp

Lần 3: Thời gian (h) Ban đầu

Khối lượng (g) 17.980

Phần trăm hữu cơ(%)

8h

17.381

3.33

10h

17.422

3.01

Ban đầu

18.436

8h

17.134

7.06 Trang 51

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

6.8

Ban đầu

20.153

8h

18.032

10.53

10h

18.174

9.82

N

17.182

H

Ơ

10h

.Q

U Y

N

Phấn Hàn Quốc

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Khối lượng ban đầu

Khối lượng sau khi nung

(g)

(g)

Mic

20

19.346

Pháp

22.7

21.11

7.0

Hàn Quốc

20.12

17.785

11

ẠO Đ

G

N

H Ư

Phần trăm hữu cơ (%) 3.2

TR ẦN

Mẫu

TP

Giá trị trung bình của các mẫu phấn khảo sát

Nhận xét: Hàm lượng chất hữu cơ có trong các loại phấn giảm dần theo thời gian

B

nung, và các chất hữu cơ bị phân hủy gần như hoàn toàn sau khoảng thời gian 8h.

10 00

Phấn Mic có hàm lượng hữu cơ thấp nhất là 3.2%, phấn Pháp có hàm lượng trung binhflaf 7%, và phấn Hàn Quốc có hàm lượng chất hữu cơ cáo nhất là 11%.

Ó

A

Qua hàm lượng hữu cơ ta cũng có thể dự đoán được chất lượng của các loại phấn có

H

trên thị trường, các nhà sản xuất có thể giảm bớt hàm lượng hữu cơ trong các sản

Í-

phẩm của mình tùy thuộc vào mục đích hạ giá thành sản phẩm để có thể cạnh tranh

-L

trên thị trường.Phấn Hàn Quốc là mẫu phấn tốt nhất hiện nay và cũng có giá thành

ÁN

cao nhất trên thị trường.

TO

3.2.Khảo sát thời gian nung tối ưu để xác định hàm lượng hữu cơ có trong các

D

IỄ N

Đ

ÀN

loại phấn

- Cở sở lí thuyết: Trong một khoảng thời gian nung từ ban đầu cho đến khi chất hữu cơ bị đốt hoàn toàn sẽ có một khoảng thời gian các chất hữu cơ bị phân hủy mạnh và sau đó sẽ hầu như sẽ không thay đổi nữa từ đó ta có thể xác định được thời gian nung tối ưu của các loại phấn.

- Phương pháp: Lấy mẫu cần nung cho vào các chén và cứ sau các khoảng thời gian nhất định lấy mẫu ra cân và ghi lại khối lượng của chén từ đó tính được độ giảm Trang 52

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

khối lượng của các mẫu cần so sánh và lập đồ thị để xác định được khoảng thời gian nung tối ưu của các mẫu phấn.

- Kết quả:

Ơ

N

Mẫu phấn: MIC và Hồng Hà được nung trong các khoảng thời gian khác nhau

N

Hồng Hà

Khối

lượng

Thời

Khối

Độ giảm

Khối

lượng

mẫu

gian

lượng

khối

lượng

khối

chén

lấy

sau khi

lượng sau

TP

lượng sau

nung

khi nung

cân(g)

nung

2h

45.483

2

40.197

10.01

4h

3

36.692

10.01

6h

4

45.659

10.01

5

45.659

khi nung ( g)

0.158

45.474

0.149

50.374

0.167

50.381

0.174

46.872

0.17

46.882

0.18

8h

55.863

0.27

55.869

0.28

Sau 8h

55.849

0.3

55.889

0.32

N

10.01

10.01

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

35,315

G

Đ

( g) 1

Độ giảm

.Q

sau khi

ẠO

Chén

Mic

U Y

Khối

H

Bảng 13: Bảng khảo sát thời gian nung tối ưu của phấn Mic và Hồng Hà

Trang 53

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Mẫu phấn: Pháp và Hàn Quốc được nung trong các khoảng thời gian khác nhau Bảng 14 Bảng khảo sát thời gian nung tối ưu của phấn Pháp và Hàn Quốc Thời

Khối

Độ giảm

Khối

Độ giảm

lượng

lượng

gian

lượng

khối

lượng

khối

chén

mẫu lấy

sau khi

lượng

sau khi

lượng sau

cân(g)

nung

sau khi

nung

58.736

10.01

2h

69.039

2

58.791

10.01

4h

69.098

3

56.983

10.01

6h

4

49,278

10.01

8h

5

49.278

10.01

0.293

N

U Y g)

68.876

0.26

0.297

69.005

0.32

67.356

0.363

67.219

0.54

59.726

0.58

59.677

0.96

59.738

0.66

59.698

0.98

10 00

B

TR ẦN

H Ư

N

G

Đ

1

ẠO

g)

khi nung (

TP

nung (

N

Khối

H

Khối

.Q

Chén

Hàn Quốc

Ơ

Pháp

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

Sau 8h

Trang 54

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

TR ẦN

H Ư

N

G

Đ

ẠO

TP

.Q

U Y

N

H

Ơ

N

Đồ thị thời gian nung tối ưu của các loại phấn:

Nhận xét: Qua đồ thị ta có thể thấy khối lượng các chất hữu cơ trong các mẫu phấn giảm chậm ở giai đoạn đầu tuy nhiên lượng chất hữu cơ giảm mạnh trong khoảng

10 00

B

thời gian từ 6h đến 8h và sau khoảng thời gian 8h thì khối lượng hầu như không giảm hoặc giảm rất ít, từ đó có thể đưa ra kết luận thời gian nung tối ưu của các mẫu

A

phấn nằm trong khoảng thời gian từ 6h-8h có thể giải thích như sau: thời gian đầu

H

Ó

tốc độ giảm chậm do một số chất hữu cơ bay hơi, sau đó quá trình oxi hóa mạnh,

Í-

nhiệt độ tăng và tốc độ oxi hóa tăng nên trọng lượng các mẫu giảm mạnh.

-L

3.3.Xác định hàm lượng dầu mỡ có trong các mẫu phấn Nguyên tắc: Sử dụng dung môi để hòa tan phần dầu mỡ có trong sản phẩm sau

ÁN

-

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

đó chiết tách phần dung môi đã hòa tan dầu mỡ, sấy và cân phẫn mẫu bị tách ra

từ đó xác định được hàm lượng dầu mỡ được thêm vào trong sản phẩm.

-

Phương pháp: • Nghiền phấn thành dang bột mịn • Cân một mẫu có khối lượng nhất định • Hòa tan mẫu bằng dung môi: ete, benzene, xăng. Yêu cầu: dung môi chỉ được hòa tan dầu mỡ mà không được hòa tan các thành phần khác có trong mẫu.

Trang 55

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

• Chiết bằng binh chiết thu được phần rafinat: phần dung môi + dầu mỡ đã hòa tanvà phần chiết con lại trong phễu chiết

N

• Mang sấy thật cẩn thận phần chất rắn còn lại trong phễu chiết.

Ơ

• Mang cân lại trên cân điện tử. Sấy đến khối lượng không đổi

Mic

20.02

19.019

Pháp

20.01

19,64

20.01

19.6

N (%)

TP

(g)

0.5

N

H Ư

TR ẦN

Hàn Quốc

G

Đ

(g)

Phần trăm dầu mỡ

.Q

Khối lượng ban đầu Khối lượng sau khi sấy

ẠO

Mẫu

U Y

Bảng 14: Hàm lượng dầu mỡ có trong các mẫu phấn

H

• Từ đó xác định được hàm lượng dầu mỡ có trong các mẫu phấn.

1.8 2.12

B

Nhận xét: Qua kết quả trên ta nhận thấy hàm lượng dầu mỡ có trong các mẫu

10 00

phấn là rất nhỏ so với khối lượng của toàn bộ một viên phấn khi sản xuất phấn Mic có hàm lượng dầu mỡ bé nhất là 0.5%, phấn Pháp là 1,8% và phấn Hàn

Ó

A

Quốc là nhiều nhất là 2% bởi tác dụng của dầu mỡ có trong phấn là nhằm tạo độ

H

mềm cần thiết cho mẫu phấn, nếu hàm lượng của dẫu mỡ trong mẫu quá lớn sẽ

Í-

làm cho phấn bị mềm đi và sẽ dễ bị gãy trong quá trình sử dụng.

ÁN

-L

3.4.Ảnh hưởng của hàm lượng chất hữu cơ đến sản phẩm

TO

Nguyên tắc: Để xác định được thành phần tối ưu nhất của một mẫu phấn cần

của chúng đến sản phẩm cuối cùng.

D

IỄ N

Đ

ÀN

kiểm tra hàm lượng hữu cơ, thay đổi các hàm lượng hữu cơ để xem ảnh hưởng

Trang 56

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bảng 15. Ảnh hưởng của hàm lượng hữu cơ đến sản phẩm PVA lượng

(%)

(g)

Độ cứng

Khối

trăm(%) lượng(g)

20

2.5

0.65

0.5

0.13

P5

95

20

4

1

1

0.25

P5

95

20

3

0.8

2

0.53

P7

93

20

6

1.6

1

0.27

P7

93

20

5

1.33

2

0.53

6.82

92

20

7

1.86

1

0.26

7.8

P8

92

20

6

1.6

2

P10

90

20

7

1.86

P10

90

20

8

2.1

P10

90

20

9

P12

88

20

10

P15

75

20

.Q TP

4.55 6.78

8.02

3

0.8

10.2

2

0.53

10.22

2.4

1

0.26

10.25

2.6

2

0.53

13.08

3.7

2

0.57

16.2

N

0.53

TR ẦN

B

10 00 13

4.52

A

P8

4.3

U Y

97

G

P3

ẠO

trăm

Phần

Đ

Khối

H Ư

trăm(%) lượng(g)

Phần

N

Khối

Ơ

Phần

Dầu nhờn

H

CaCO3

N

Mẫu

Ó

Các mẫu phấn hiện nay trên thị trường có giá thương mại khác nhau cùng chính từ

Í-

H

công thức đưa ra của mỗi nhà sản xuất, với các loại phấn giá rẻ trên thi trường như

-L

Mic hay Hồng Hà thì hàm lượng hữu cơ xác định được là rất nhỏ, do đó độ bụi, độ

ÁN

cứng, độ bám và các tính chất khác cũng đều rất kém so với các loại phấn Pháp hay

TO

Hàn Quốc. Khi thay đổi các thành phần hữu cơ là chất kết dính và chất làm mềm dụng chất kết dính PVA qua đánh giá sơ bộ về độ tạo nét và độ bụi mẫu P12 là tốt nhất và có khả năng tối ưu nhất trong các mẫu phấn thử nghiệm.

D

IỄ N

Đ

ÀN

vào từng mẫu sẽ có sự thay đổi về chất lượng của các mẫu phấn, với các mẫu sử

Trang 57

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

3.5. Xác định độ cứng và độ mài mòn của các mẫu phấn 3.5.1 Độ cứng của các mẫu chế tạo và các loại phấn thương phẩm

7.68 7.68

8.56 8.55

9.58 9.57

9.65 9.67

9.63 9.62

9.65 9.67

Lần 1 Lần 2

119.6 119.58

29.49 29.62

111.4 111.6

29.75 29.88

66.84 67.5

Lần 1 Lần 2 Trung bình

18.26 18.25 18.25

4.5 4.52 4.51

17.52 17.53 17.52

4.54 4.56 4.55

10.2 10.3 10.25

Ơ

Lần 1 Lần 2

P15%

H

P12%

9.67 9.68

N

P10%

U Y

P5

106.6 106.45

TP

.Q

85.7 85.78

13.085 13.09 13.087

16.26 16.24 16.25

N

Độ cứng

Hàn Quốc

ẠO

Lực nén (N)

Mic

Đ

Đường kính (mm)

Pháp

G

Mẫu

N

Bảng16 : Bảng độ cứng các mẫu phấn

H Ư

Nhận xét: Độ cứng của các mẫu phấn trên thị trường được thể hiện qua bảng 16, độ

TR ẦN

cứng lớn nhất là mẫu phấn Pháp và sau đó là mẫu phấn Hàn Quốc hai loại phấn có giá thành khá cao trên thị trường hiện nay. Với các mẫu phấn thử nghiệm mẫu P15 với chất kết dính là PVA có độ cứng là tương đồng với 2 mẫu phấn trên, tuy nhiên

10 00

B

với mẫu P15 theo đánh giá cảm quan và thực tế khả năng tạo nét viết trên mặt bảng là khá cứng, không mềm mại so với mẫu P12 có độ cứng thấp hơn, các mẫu phấn

A

thử nghiệm P5, P7 có thể tương đương với mẫu phấn Mic có trên thị trường hiện

H

Ó

nay.

Í-

3.5.2 Độ mài mòn của các mẫu phấn chế tạo và các loại phấn thương phẩm

-L

Nguyên tắc: Độ mài mòn của một sản phẩm được xác định dựa trên sự giảm thể tích

ÁN

của mẫu mài mòn ban đầu khi bề mặt mẫu ma sát trực tiếp với bề mặt làm việc.

TO

Phương pháp: Đặt một vật nặng có trọng lượng cố định lên trên bề mặt của mẫu,

D

IỄ N

Đ

ÀN

sau đó lắp vào hệ thống vòng quay và bắt đầu quay trong một thời gian cố định, khi quay bề mặt mẫu sẽ ma sát với bề mặt làm việc và từ đó có thể xác định được thể

tích mất đi của mẫu.

Bảng 17 : Độ mài mòn của các mẫu phấn Mẫu Pháp

Khối lượng ban đầu 8.782

Lần 1

Lần 2

Lần 3

8.267

8.253

8.286

Trung bình 8.268

Tốc độ mài mòn (g/ph) 0.363 Trang 58

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

9.884

9.438

9.421

9.443

9.434

0.446

Mic

8.402

7.993

7.998

7.989

7.993

0.409

P12

9.125

8.707

8.62

8.682

8.669

0.456

N

H

Ơ

Hàn

N

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

U Y

Nhận xét: Qua bảng ta thấy độ mài mòn của phấn Pháp là thấp nhất đồng nghĩa với

.Q

sự tiêu tốn khi sử dụng là thấp nhất tuy nhiên trong thực tế khi sử dụng độ tạo nét

TP

của mẫu phấn Pháp khá kém và tốn rất nhiều lực để tạo thành các nét viết trên bề

ẠO

mặt bảng, nếu sử dụng lâu sẽ rất mỏi tay trong khi đó với loại phấn Hàn Quốc hoặc loại phấn thử nghiệm P12 độ mài mòn lớn hơn nhưng nét viết các loại phấn này rất

G

Đ

mềm và không gây cảm giác mỏi tay trong quá trình sử dụng.

N

3.6. Ảnh hưởng của hàm lượng nước đếnquá trình gia công tạo viên phấn Hàm lượng 13

P12

15

P12

20

10 00

P12

B

nước

Khả năng tạo viên

TR ẦN

Mẫu

H Ư

Ảnh hưởng của hàm lượng nước đến khả năng tạo viên và bề mặt sản phẩm Bề mặt sản phẩm

Kém

Xù xì

Tốt

Bề mặt trơn nhẵn

Kém

Có nhiều bong bong

H

Ó

A

khí

Í-

Nhận xét: Trải qua quá trình thực nghiệm với mẫu P12 có hàm lượng nước khác

-L

nhau ta có thể thấy rằng nếu hàm lượng nước thấp thì trong quá trình đùn sản phẩm

ÁN

sẽ tốn nhiều lực để đẩy sản phẩm, nếu trong công nghiệp thì sẽ tiêu tốn nhiều năng

TO

lượng hơn, bề mặt sản phẩm không được nhẵn mặt khác nếu hàm lượng nước quá

D

IỄ N

Đ

ÀN

lớn thì khi đùn sản phẩm sẽ xuất hiện nhiều bong bóng khí lỗ rõ phía trên bề mặt sản phẩm làm cho sản phẩm không được đẹp và khả năng tạo thành viên kém hơn.

3.7. Hiệu quả kinh tế Giá thành cho việc sản xuất 1 hộp Giá nguyên liệu: CaCO3: 1.500.000/ tấn PVA

: 20k/kg

Trang 59

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

Nguyên liệu CaCO3

150g

225đ

Nguyên liệu PVA

30g

600đ 2000đ

Nhân công

2000đ

Bao bì

500đ

Tổng cộng

5325đ

N

Điện nước

Ơ

Chi phí

H

Lượng

N

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

TP

.Q

U Y

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

3000đ

Pháp

120000đ

Hàn Quốc

25000đ

Mẫu thử nghiệm

5325đ

G

Mic

N

Giá

TR ẦN

H Ư

Phấn

Đ

ẠO

So sánh với giá các loại phấn thương phấm

B

Trên thị trường hiện này hầu hết các loại phấn Mic hay Hồng Hà được sử dụng

10 00

nhiều nhất và rộng rãi nhất do giá thành của nó rất rẻ. Giá thành của một hộp phấn Mic trên thị trường chỉ bằng 1/5 giá thị trường của mẫu phấn tốt nhất trên thị trường

Ó

A

hiện nay là phấn Hàn Quốc.Nếu có thể đưa sản phẩm này vào quy mô công nghiệp

H

sản xuất thì có thể cạnh tranh với các loại phấn có trên thị trường hiện nay và các

-L

Í-

loại phấn nhập khẩu từ nước ngoài mà chất lượng vẫn đảm bảo.

3.8. Thiết kế phân xưởng sản xuất với quy mô công nghiệp

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

THIẾT KẾ QUY TRÌNH SẢN XUẤT VỚI QUY MÔ CÔNG NGHIỆP Phấn có thể được làm từ nguyên liệu khác nhau hoặc kết hợp của chúng theo

tỷ lệ khác nhau. Các nguyên liệu khác nhau được sử dụng trong sản xuất phấn là,:canxi cacbonat, cao lanh, thạch cao, chất kết dính, chất làm mềm và nước. Các loại chất tạo màu cũng được sử dụng trong trường hợp làm phấn màu. Để sản xuất một sản phẩm đưa ra thị trường cần tiến hành qua các bước sau: Bước 1: Chuẩn bị các nguyên liệu, kiểm tra các tiêu chuẩn cho phép của nguyên liệu, cân nguyên liệu theo một kế hoạch cụ thể và cho vào các thùng chứa.

Bước 2: Cho nguyên liệu và nước vào thùng khuấy thành hỗn hợp dạng bùn Trang 60

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bước 3: Từ thiết bị khuấy trộn cho hỗn hợp đi vào thiết bị đùn (ở đây có thể sử dụng máy đùn trục vít vì hình dạng sản phẩm sau khi ra khỏi máy đùn rất đơn giản, nên không cần sử dụng các thiết bị đùn phức tạp nhằm tiết kiệm chi phí sản

N

H

Bước 4: Sau khi qua máy đùn, sản phẩm sẽ được đưa qua máy sấy để tách

Ơ

N

xuất và hạ giá thành sản phẩm)

U Y

bớt hàm lượng ẩm có trong đó.

TP

chuẩn ASTM D4236), độ cứng, độ mài mòn, độ bụi của sản phẩm.

.Q

Bước 5: Lấy một số mẫu bất kì để test thử các chi tiêuvề độ độc (theo tiêu

ẠO

Bước 6: Đóng gói sản phẩm

N

G

Đ

Sơ đồ chế tạo:

6

10 00

B

TR ẦN

H Ư

2

3

4

5

1. Nguyên liệu bột nhẹ CaCO3 2. Chất hữu cơ 3. Thiết bị khuấy trộn 4. Máy đùn 5. Thiết bị sấy 6. Đóng gói sản phẩm

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

1

Trang 61

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Thiết bị chính sử dung trong duyên chuyền: Máy đùn Cấu tạo: Thiết bị ép đùn gồm buồng chứa nguyên liệu có đầu thoát liệu nhỏ và một cơ cấu tạo áp lực để đẩy nguyên liệu thoát ra ngoài. Buồng chứa nguyên liệu có

Ơ

N

H

buồng chứa có dạng côn. Lỗ khuôn có dạng hình trụ tròn tạo hình dạng cho sản

N

dạng hình trụ, làm bằng vật liệu có thể chịu được áp lực cao. Đầu thoát liệu của

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

N

G

Đ

ẠO

TP

.Q

U Y

phẩm. Cơ cấu tạo áp lực là do vít tải tạo nên.

Nguyên lý hoạt động: Nguyên liệu khi vào trong thiết bị sẽ lấp đầy khoảng không

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

gian trống giữa vỏ máy và trục vis. Khi trục vis quay sẽ truyền năng lượng cho lớp nguyên liệu tiếp xúc với trục vis và đẩy chúng chuyển động xoắn dọc theo chiều quay của trục. Các phần tử này sẽ lôi kéo các phần tử ở lớp kế cận chuyển động

theo và đẩy cho cả khối nguyên liệu chuyển động hướng đến đầu lỗ khuôn. Lực ma sát giữa các lớp nguyên liệu và giữa nguyên liệu với vỏ máy sinh ra nhiệt lượng làm nhiệt độ khối nguyên liệu tăng cao. Dưới tác dụng của nhiệt độ cao, áp lực và lực xén của vis tải thì nguyên liệu sẽ bị phá vỡ cấu trúc ban đầu và trở thành dòng chảy dẻo. Sau đó, Trang 62

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

nguyên liệu được chuyển đến buồng chứa liệu có không gian nhỏ nên tạo ra áp lực rất lớn ngay tại đầu lỗ khuôn. Khi thoát ra ngoài lỗ khuôn, áp suất giảm đột ngột, các chất khí và chất lỏng quá nhiệt bị nén trong khối nguyên liệu sẽ bốc hơi nhanh

Ơ

N

H

thành sản phẩm có cấu trúc mong muốn chủ yếu bằng lực cơ học và nhiệt độ- áp

N

chóng..Quá trình ép đùn áp lực cao giúp định dạng cấu trúc ban đầu của nguyên liệu

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

N

G

Đ

ẠO

TP

.Q

U Y

suất cao trong một khoảng thời gian ngắn.

Trang 63

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

KẾT LUẬN

Qua quá trình nghiên cứu em đã chế tạo được phấn không bụi đạt chất lượng cao với các kết quả cụ thể sau:

N

H

2.Xác định được thành phần và cấu tạo của một số loại phấn viết bảng hiện nay trên

Ơ

N

1. Đã xem xét được tổng quan về nguyên liệu chính để làm phấn không bụi

U Y

thị trường.

TP

.Q

3. Đã chế tạo được các loại phấn với các thành phần khác nhau.

ẠO

Sau quá trình nghiên cứu trong 4 tháng vừa qua, sau khi đã tìm hiểu về thành phần, cấu tạo và đưa ra một số mẫu thử ngiệm có thể đưa ra một số định hướng trong

G

Đ

tương lai đó là:

N

- sử dụng các loại chất kết dính khác có trên thị trường hoặc có thể tự điều chế đưa PVA -sử dụng các chất làm mềm khác

TR ẦN

H Ư

ra một chất kết dính có nguồn gốc sinh học như CMC.. thay thế cho chất kết dính

10 00

B

- ảnh hương của hợp chất TiO2 vào việc tạo độ trắng và tạo màu cho sản phẩm - nghiên cứu hướng sản phẩm đưa vào quy mô công nghiệp

A

Do đề tài nghiên cứu trong thời gian ngắn và còn mới, tài liệu tham khảo rất ít nên

H

Ó

đề tài sẽ còn những thiếu sót nhất định, em mong nhận được những ý kiến đóng góp

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

từ thầy cô. Em xin chân thành cảm ơn!

Trang 64

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Handbook of Chemistry and Physics, xuất bản lần thứ 44, trang 2292 2. Boynton, Robert. Chemistry and Technology of Lime and Limestone. John

Ơ

N

Wiley & Sons, 1980

N

H

3. Website vinachem.com

U Y

4. Website Công ty CP đầu tư xây dựng hạ tầng Tân Việt Bắc công bố tháng

.Q

6/2016

TP

5. F. L .Marten, Encyclopedia of polymer science and technology, vol 8 –

ẠO

Polyvinyl alcohol, Air Products and Chemicals, Inc

6. Cobb, Vicki. The Secret Life of School Supplies. J. B. Lippincott, 1981.

G

Đ

7. Boynton, Robert. Chemistry and Technology of Lime and Limston. John

N

Wiley and Son, 1980

H Ư

8. Thái Doãn Tĩnh, Hóa học các hợp chất cao phân tử, NXB Khoa học và kỹ

TR ẦN

thuật, Hà Nội, 2000

9. Institution of Civil Engineers Staff, eds. Chalk. American Society of Civil Engineers, 1990

10 00

B

10. Tạp chí công nghiệp hóa chất ra ngày 12/12/2015 11. TCVN 3728-82 có hiệu lực từ 1/7/1983Website Viện Chính sách Chiến lược

A

(Bộ Công Thương) Viện VLXD (Bộ Xây dựng)

H

Ó

12. Institution of Civil Engineers Staff, Eds. Chalk. American Society of civil

Í-

Engineers, 1990.

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

13. Website nasi.com.vn

Trang 65

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial