Tieu Luan Chat Deo Pe Pp Ps Pvc Ptfe

GV hướng dẫn: Ths Lê Đức GiangThực hiện : Hồ Thị Thu HiềnHồ Thị Thu Hiền

CHẤT CHẤT DẺODẺO

A. PHẦN MỞ ĐẦU

• Chất dẻo – plastic với ý nghĩa hẹp dùng cho những hợp chất hữu cơ tự nhiên và tổng hợp, có khả năng tạo hình hoặc là dùng cho những polime không có tính đàn hồi cao như hay không có tính chất kết tinh cao như tơ sợi.

• Tất cả những đặc điểm này làm cho chất dẻo trở thành vật liệu không thể thiếu được khi giải quyết nhiệm vụ kỹ thuật phức tạp: nhẹ và bền, cách ẩm, không dẩn nhiệt, bền nhiệt, bền với các dung môi hữu cơ và các môi trường xâm thực, chúng có thể thoả mãn bất cứ các yêu cầu về thiết kế.

Biểu đồ về nhu cầu chất dẻo năm 2007- 2008 của thế giới

HDPEHDPE: High density polyethylene (polyetylen tỷ trọng cao )

LLDPE: Linear low-density polyethylene

(polyetylen mạch thẳng tỷ trọng thấp)

LDPE: Low-density polyethylene

(polyetylen tỷ trọng thấp)

ABS: Acrylonitrin butadien styren

PET: Polyethylene terephthalate

Trong bài báo cáo này, tôi chỉ tập trung nghiên cứu về PP, PE, PS, PVC và Teflon. Nội dung nghiên cứu của từng loại chất dẻo chỉ dừng lại ở giới thiệu tổng quan, các tính chất đặc trưng, phương pháp tổng hợp và một vài ứng dụng của nó trong thực tế….

B. CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

I. Polyetylen: PE

II. Polypropylen: PP

III. Poly styren PS

IV.IV. Polyvinylclorua : PVCPolyvinylclorua : PVC

V. Polytetrafluroethylene :Teflon (PTFE)

I. Polyetylen: PE• 1. Tổng quan về đối tượng• Một trong các chất dẻo phổ biến trên thế giới (hàng năm tiêu thụ

toàn cầu đạt 78 triệu tấn ) là Polyetylen.

• Polyetylen là hợp chất hữu cơ gồm nhiều nhóm etylen CH2-CH2 liên kết với nhau bằng các liên kết hidro no

• Được điều chế bằng phản ứng trùng hợp monoetilen (C2H4)

http://en.wikipedia.org/wiki/Image:Polyethylene-3D-vdW.png

http://en.wikipedia.org/wiki/Image:Polyethylene-repeat-2D-flat.png

http://vi.wikipedia.org/wiki/T%E1%BA%ADp_tin:Ethene-2D-flat.png

2. Các tính chất đặc trưng của PE• a. Độ bền hoá học

• Ở nhiệt độ thường PE bền vững với H2 SO4 và HNO3 (ở nồng độ loãng) với HCI ,H3 PO4, HCOOH và CH3COOH đặc. với NH3 và các muối amoni, các dung dịch kiềm, bền vững với môi trường HNO3, H2 SO4 đặc, không bền với axitcromic.

• b. : Độ bền thời tiết.

• PE dÔ bÞ OXH bëi «xi kh«ng khÝ, tia cùc tÝm, ¸nh n¾ng mÆt trêi… Hiện tượng này người ta gọi là “hiện tượng bị lão hóa”.

• Để chống hiện tượng lão hóa ta cho thêm muội công nghiệp có kích thước 30 m khoảng 1-2%.

• c. Tính chất nhiệt học • Độ chịu lạnh của PE khá cao: –70oC PE mới bắt đầu giòn. Tuy

nhiên nhiệt độ nóng chảy thấp.

Apr 12, 2023 PE - PS - PP - PVC-TEFLON 7

• d. Tính chất cách điện:

• PE có mức độ hao tổn điên môi thấp nhất.

PE là lọai vật liệu có tính cách điện chất lượng cao, dùng trong kĩ thuật điện tần số cao.Tuy nhiên tính cách điện của PE cũng thay đổi theo nhiệt độ.

Chỉ số PE cao áp PE trung ap PE hạ áp

Điện trở suất (.cm) 1017 1017 1017

Tg(tg góc hao tổn điện môi),tần số

106hz (2-3).10-4 (24).10-4 (25).10-4

Điện thế đánh thủng (kV/mm) 45 - 60 14 - 60 45 - 60


• HDPE• Tỷ trọng d= 0,95 ÷ 0,96• Không hút ẩm, mức hấp thụ

nước trong 24h < 0,01%• Độ kết tinh 85 ÷ 95%• Sản phẩm đục mờ• Độ hoá mềm thấp (120oC), dễ

gia công• Chịu hoá chất tốt• Cách điện tốt• Lực kéo đứt 220 ÷ 300 kg/cm2,

có loại• tốt cường độ kéo đứt đạt

600kg/cm2

• Độ dãn dài 200 ÷400%• Nhiệt độ giòn, gãy: -80oC

• LDPE• d = 0,92 ÷ 0,93 (g/cm3)• Không hút ẩm• Mức hấp thụ nước < 0,02%• Độ kết tinh 60 ÷ 70%• Sản phẩm trong hơn PEHD. Ở

110oC• LDPE hoàn toàn ở trạng thái

vô định hình, trong suốt.• Điểm hoá mềm thấp (90oC),

rất dễ gia công.• Chịu hoá chất tốt• Cách điện tốt• Lực kéo đứt 114 ÷ 150kg/cm2

• Độ giãn dài 400 ÷ 600%• Nhiệt độ giòn, gãy: - 80oC

Nhựa Polyetylen có nhiều loại: HDPE, LDPE, LLDPE, VLDPE, nhưng trong thị trường phổ biến là 2 loại HDPE và LDPE.

Phân loại PE theo tỷ trọng

Nhánh chứa 10 C

Loại 1: 400 - 600% PELD (lowdensity) tỉ trọng thấp = 0.920.93 g/cm3

Có 2-6 C Trên 1000C có 4-10 nhánh

Loại 2: 200 - 400% HDPE ( hight density) = 0.95 0.96g/cm3

1000C thì có 10-35 nhánh ngắn mỗi nhánh có 2-3 C (nhánh ngắn có độ giãn dài lớn nhất)

Loại 3: PELLD (linear LD) có = 0.920.94g/cm3

Loại 4: 650 - 750% PEVLD ( very low density) có = 0.90.91g/cm3 (tương đương PP tinh khiết).Loại 5: PE-C (thay thế một số H trong PE bằng clo): clorua hoá nhằm tăng độ bám dính cho PE.

TỔNG HỢP PE• Phản ứng trùng hợp etylen thành PE có thể thực hiện theo cơ chế gốc hoặc

ion.• PE được tổng hợp bằng hai phương pháp: phương pháp trùng hợp áp suất

cao và phương pháp trùng hợp ionic ở áp suất cao, hoặc ở áp suất thấp.


nCH2 CH2CH2

CH2 nP = 1000at; to~100-300oCO2 ( 0.05 ~ 0.1%)

Polietylen áp suất cao được gọi tắt Polietylen cao áp:

ỨNG DỤNG CỦA PEỨNG DỤNG CỦA PE

II. Polypropylen: PP

1. Tổng quan • Polypropylen là một loại polyme, là sản phẩm của phản ứng

trùng hợp Propylen. Công thức phân tử: (C3H6)x

• Tỷ trong: PP vô định hình là 0,85 g/cm3;PP tinh thể là 0,96 g/cm3.

Độ giãn dài là 250 – 700%; Độ bền kéo dài là 30 – 40 N/mm2.

• PP có ý nghĩa trong kĩ thuật khi có phân tử lượng từ 80000 -200000 đvC

• Điểm nóng chảy: -165oC

• Công thức cấu tạo:

http://www.pras.info/index.php?l=vi&q=H%C3%ACnh:Polypropylen.svg


2.Tính chất2.1: Tính chất về nhiệt

• t0nc = 160 - 1700C. Nếu không có tác dụng tải trọng từ bên ngoài

thì các sản phẩm của PP có thể giữ nguyên dạng tới 1500C

• PP chịu lạnh kém( ở -5 – -150C bị giòn )

• Khoảng nhiệt độ làm việc thích hợp của PP (-5 – 400C)

2.2: Tính chất hóa học

Với nhiệt độ bình thường PP không tan trong các dung môi, nó chỉ trương nở trong cacbua thơm hoặc cacbua được clorua hóa.

Nhưng ở nhiệt độ trên 80oC thì PP bắt đầu tan trong hai loại dung

môi trên . PP hầu như không tan trong dầu thực vật.

Độ bền hoá chất: Polymer có kết tinh lớn > polymer có độ kết tinh bé. PP thực tế xem như không hút nước, mức hút ẩm < 0,01%


• 2.3: Tính chất cơ học

• PP cứng hơn rất nhiều so với PE. Độ bền cơ học của PP phụ thuộc rất mạnh vào tốc độ chất tải.

• PP chịu lạnh kém hơn PE, dễ bị oxi hóa.

40

30

20

200 600 800400

N/mm2

z

n t0 = 200C k = 5660N/mm2

t0 = 1200C k = 89N/mm2

E = 670 - 1190N/mm2

Độ dai va đập 3,3 Ncm/cm2

Độ cứng Brinen 63N/mm2


3. Phương pháp tổng hợp

• Được điều chế dưới tác dụng của hệ xúc tác cationic (TiCl4 + Al(C2H5)) trong dung môi hexan ở -80oC, áp suất phản ứng là 30 bar, áp suất này được điều chỉnh nhờ điều chỉnh tốc độ đưa nguyên liệu propylene và sử dụng thiết bị tăng áp.

n CH2 CH

CH3

TiCl3 +Al(C2H5)3H2C

HC

CH3

n


Ống PP. được dùng trong đường dẫn nước sinh hoạt


Một số chất liệu làm từ PP


III. Polystyren (PS)III. Polystyren (PS)

• Polystiren được biết đến năm 1845 khi đốt nóng styren trong ông thuỷ tinh ở nhiệt độ 200°C, tổng hợp được nhờ nhiệt phân các hydro cacbon thì loại nhựa này mới được tập trung nghiên cứu.

• PS Là loại vô định hình cho ánh sáng lọt qua 90% PS kính.

• Mono styren(vinyl benzol hoặc phenyl etylen ):

• Công thức cấu tạo PS:

* CH2 CH2 *

C6H5

CH = CH2


Một số tính chấtMột số tính chất

• a. Độ hòa tan.• Rất dễ tan trong dung môi, tan trong các dung dịch cacbon

thơm, cacbua được clorua hóa, xeton, este…• PS có phân tử lượng cao khó tan hơn PS có phân tử lượng thấp• b.Độ bền hóa. • PS là loại vật liệu có độ bền hóa học tốt nhờ có sự bão hòa của

cacbon trong mạch cacbon cộng với sự có mặt của gốc phelnyl làm cho PS có độ bền hoàn hảo với nhiều dung dịch hoạt hóa.

• c. Tính chất về nhiệt.• Độ bền nhiệt độ của PS theo Mactanh là 800C còn theo Vic là

105 - 110oC .• Nhiệt độ làm việc tối đa trong một khoảng thời gian liên tục của

PS là 70 - 75oC • d.Tính chất cách điện.• Cấu trúc mạch của PS hoàn toàn là cacbua hydro nên tạo cho

PS tính cách điện cực kì hoàn hảo.


• e. Tính chất cơ học.• Tính chất cơ học của PS phụ thuộc vào mức độ trùng hợp hay

phân tử lượng • Giới hạn bền kéo phụ thuộc vào tốc độ chất tải trọng với tốc

độ chất tải nhỏ cho ta nhũng giá trị bền nhỏ.• PS là loại chất dẻo cứng, giòn nên độ giãn dài nhỏ• Độ giãn dài tăng rất mạnh khi t0 80oC và PS bắt đầu mềm và

dần dần dính như cao su. Khi nhiệt độ tăng thì modun giảm. khi toC > 80oC thì modun = 0.

t°C663810-18-46

18

28

48

56

= 1,05 - 1,06 (g/cm3) k = 35 - 59 (N/mm2) u = 56 - 133(N/mm2) n = 80 - 112 (N /mm2) E = (28 - 35).10-4(N/mm2) = 120 - 200 (KN.cm/cm2) HB = 140 - 160 (KN/mm2)


Phương pháp tổng hợp

• PS được tạo thành từ phản ứng trùng hợp stiren bằng phương pháp trùng hợp gốc với chất khởi đầu là peoxit. Phản ứng đuợc tiến hành bằng phương pháp nhũ tương hay trùng hợp khối:


Sản xuất các sản phẩmtrong ngành điện

Ứng dụng

Sản xuất các sản phẩmtrong ngành may mặc

Trong các ngành khác


IV. Polyvinyl clorua (PVC)• Polivinyclorua là một loại nhựa tổng hợp bằng cách trùng hợp

vinylclorua monome (MVC)

Hiện nay PVC là loại nhựa nhiệt dẻo được sản xuất và tiêu thụ nhiều thứ 3 trên thế giới( sau polyetylen-PE và polypropylen-PP).

• PVC ở dạng bột màu trắng. PVC tồn tại ở hai dạng là huyền phù (PVC.S - PVC Suspension) và nhũ tương (PVC.E - PVC Emulsion). PVC.S có kích thước hạt lớn từ 20 - 150 micron. PVC.E nhũ tương có độ mịn cao.

http://vi.wikipedia.org/wiki/H%C3%ACnh:Reaccion_PVC.png


TÝnh chÊt.TÝnh chÊt.• a TÝnh hoµ tan cña PVC• §èi víi PVC cã n ≤ 500 dÔ tan trong axeton este, RH

® îc clorua hãa. NÕu n cao h¬n møc ®é hßa tan bÞ h¹n chÕ.

• b. Ph©n tö l îng vµ ®é ph©n t¸n.• PVC cã ®é khuyÕch t¸n cao ( n = 100 2500 m¾t

xÝch).• n >1000 chiÕm ≥ 70% cã tÝnh c¬ lý hãa hoµn h¶o.

ChÊt l îng sp tèt• n ≤ 1000 chiÕm 30% th× s¶n phÈm cã tÝnh c¬ lý

kÐm. ChÊt l îng sp kÐm • c TÝnh æn ®Þnh nhiÖt• PVC lµ vËt liÖu nh¹y nhiÖt v× tº ≥ 140º th× b¾t ®Çu

ph©n hñy, ®Õn tº = 170º th× qu¸ tr×nh ph©n hñy nhanh cho ta HCl vµ ®é sÉm mµu t¨ng dÇn tõ tr¾ng vµng => da cam => ®á n©u => ®en

• d. TÝnh phèi hîp víi lo¹i nhùa vµ chÊt ho¸ dÎo.• PVC cã thÓ phèi hîp ® îc víi mét lo¹t c¸c polyeste

m¹ch sîi hoÆc m¹ch ancid

Phương pháp tổng hợp

• Từ acetylen: Ngày nay không còn sử dụng do đi từ đá vôi than đá quá tốn kém.

• Từ ethylen: QT sẽ xảy ra theo 2 bước. B1: Clo hoá ethylen để tạo ra 1,2-ethylen-diclorua(EDC); B2: Nhiệt phân EDC thành MVC và axit clohyđric HCl.

• Luợng HCl dư sử dụng để oxy clo hoá ethylen với sự có mặt của chất xúc tác:

Sơ đồ quá trình sản suất MVC kết hợp oxyclo hoá ethylen

Ứng Ứng dụngdụng

Lĩnh vực xây dựngkỹ thuật điện tử

sản xuất ôtô, xe máy sức khoẻ con người


Các lĩnh vực ứng dụng của PVC ở trên thế giới


Các lĩnh vực ứng dụng của PVC ở Việt Nam

V. teflon (PTFE - polytetrafluroethylene (-CF2-

CF2-)n)• 1. Tæng quan vÒ ®èi t îng:• Teflon được phát hiện lần đầu tiên bởi Roy J. Plunkett (1910-1994)

vào năm 1938 và nó được biết đến như một sản phẩm thương mại được hãng DuPont tung ra thị trường từ năm 1946. Đây là một hóa chất hữu cơ chứa fluor, có tính chất chịu nhiệt và không kết dính.

• Nó tạo ra một polyme có rất nhiều đặc tính tốt mà các loại chất dẻo khác không có được như: Độ bền nhiệt cao, tính cách điện cao, không bắt cháy, hệ số ma sát nhỏ, độ chống mài mòn cao…

• Hiện nay xuất hiện các loại Teflon sau: PTFE (Đức), Hoctaflen – TF (Đức), Teflon (Dupon – Mỹ), Ftaroplat (Nga).

• PTFE có thể sản xuất ở dạng bột – sợi tơi xốp, (Teflon*) có thể ở dạng hạt mịn phân tán với kích thước hạt 0,1 – 0,3m hoặc ở dạng dung dịch huyền phù màu vàng – trắng (màu sữa) 50 – 60% polyme.

2. Cấu trúc hoá học của Teflon

• Về Cấu trúc, có nhiều loại Teflon: • Nhựa Teflon PTFE là một polymer của các monome

tetrafloetylen với công thức: (CF2-CF2)n • Các Hexafloetylen tetrafloetylen thuộc loại co-polyme FEP:

[CF (CF3)-CF2 (CF2-CF2)n]m • Perfloankyloxy-polymer, PFA có lợi thế như Teflon PTFE với

cấu trúc: [CF (OR)-CF2 (CF2-CF2)n]m OR đại diện cho một nhóm perfloankyloxy.

• 3. Tính chất vượt trội của nhựa Teflon3. Tính chất vượt trội của nhựa Teflon• 3.1. Độ hòa tan và độ bền hóa:3.1. Độ hòa tan và độ bền hóa:

• Nhựa Teflon không tan trong bất kỳ một loại dung môi nào và rất Nhựa Teflon không tan trong bất kỳ một loại dung môi nào và rất bền với các hóa chấtbền với các hóa chất

• 3.2.Độ kết tinh:3.2.Độ kết tinh: • Độ kết tinh tỷ lệ thuận với tỷ trọng. Tỷ trọng của Teflon ở phần kết tinh là

2,3g/cm3 còn ở phần vô định hình là 2,05 grafit/cm3. Teflon là polyme dạng tinh thể, độ kết tinh của nó vào khoảng 80 – 85%.

• 3.3. Độ bền nhiệt và độ bền cơ học• Nhựa Teflon rất bền nhiệt và có tính chống cháy tốt. Vật liệu nhựa Teflon chịu

được nhiệt độ đến 300oC.

• Nhựa Teflon có hệ số ma sát thấp và đại lượng này không phụ thuộc vào nhiệt độ. Do đó nhựa Teflon có khả năng chống bám dính tốt.

• 3.4.Tính chất điện môi: • Hằng số điện môi của nhựa Teflon rất thấp nên Teflon là một trong

những chất điện môi tốt nhất trong kỹ thuật điện.

Một số tính chất khácTỷ trọng, g/cmTỷ trọng, g/cm33:: 2,14 – 2, 252,14 – 2, 25

Độ dai va dập, KG.cm/cmĐộ dai va dập, KG.cm/cm22:: >20>20

Độ bền, N/mmĐộ bền, N/mm22:: Khi kéo (không nhiệt luyện):Khi kéo (không nhiệt luyện): Khi uốnKhi uốn Khi nén:Khi nén:

14 - 2514 - 2516 – 3116 – 3111 - 1411 - 14

Biến dạng dài tương đối, %Biến dạng dài tương đối, % 250 – 500250 – 500

Độ cứng Brinel, KG/mmĐộ cứng Brinel, KG/mm22:: 3 – 43 – 4

Hệ số ma sátHệ số ma sát Với thép không rỉ 1X18H9T:Với thép không rỉ 1X18H9T:

0, 04 – 0,080, 04 – 0,08

Hệ số dẫn nhiệt, kcal/m.giờ,Hệ số dẫn nhiệt, kcal/m.giờ, o oCC >400>400

Hệ số dãn nỡ dài:Hệ số dãn nỡ dài: Từ - 60 đến – 10 Từ - 60 đến – 10 ooCC Từ - 10 đến 20 Từ - 10 đến 20 ooCC Từ 20 đến 120 Từ 20 đến 120 ooCC Từ 120 đến 280 Từ 120 đến 280 ooCC

8.108.10-5-5

8.108.10-5-5

11.1011.10-5-5

15.1015.10-5-5

Điện trở riêng thể tích, ôm.cm, không nhỏ hơnĐiện trở riêng thể tích, ôm.cm, không nhỏ hơn 10101717

Điện trở riêng bề mặt, ôm, không nhỏ hơnĐiện trở riêng bề mặt, ôm, không nhỏ hơn 10101717

Điện thể đánh thủng ở tần số đến 10Điện thể đánh thủng ở tần số đến 101919hzhz 1,9 – 2,21,9 – 2,2

Tang góc hao tổn điện môi ở tần số đến 10Tang góc hao tổn điện môi ở tần số đến 101010hzhz 0,0002 – 0,00030,0002 – 0,0003

4. Ứng dụng trong đời sống

• Chất tráng bề mặt cho dụng cụ nhà bếp

C. KẾT LUẬNC. KẾT LUẬN

Dự kiến sản lượng PP và PE trong tương lai

Sản phẩm PE và PP sẽ tăng sản lượng trong những năm tới

Dự báo sản xuất PE và PP trong năm 2030 theo mức sử phạt phát thải

Trong giai đoạn 2010-2020, giá của PP sẽ có mức tăng thấp hơn giá PE.

• Chủ tịch của PlasticsEurope là Wilfried Haensel cho rằng: “Chất dẻo sẽ đóng vai trò quan trọng hơn nữa trong cuộc cách mạng công nghệ tương lai. Hiện nay, chất dẻo đã có mặt trong hầu hết các sản phẩm xung quanh chúng ta; từ máy tính, điện thoai di động, ôtô, nhà cửa, máy bay cho đến các tấm pin mặt trời đâu đâu chúng ta cũng nhìn thấy chất dẻo..."


Xin chân thành cảm ơn đã theo dõi!

Tieu Luan Chat Deo Pe Pp Ps Pvc Ptfe

Documents

Transcript of Tieu Luan Chat Deo Pe Pp Ps Pvc Ptfe