Đồ án môn học GVHD: Th.S Tống Thò Minh Thu


Page 1
SVTH: Nguyễn Xuân Minh
Lương Đình Nam

Table of Contents
PHẦN I : TỔNG QUAN VỀ LÝ THUYẾT 2
Chương I : Tầm quan trọng của chất dẻo và lý do chọn đề tài 2
1. Tầm quan trọng của hợp chất cao phân tử 2
2. Lý do chọn đề tài: 3
Chương II : Tổng quan về PVC 5
1. Sơ lược về lịch sử phát triển của Nhựa PVC: 5
2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ PVC. 6
3. Các phương pháp sản xuất PVC: Để sản xuất PVC có nhiều phương pháp
như phương pháp trùng hợp khối, trùng hợp trong dung dịch, trùng hợp nhũ
tương và trùng hợp huyền phù. 7
4. Cấu tạo và tính chất của PVC: 9
5. Ứng dụng của PVC: 12
6. Ngun liệu: 14
7. Chuẩn bị ngun liệu: 22
8. Thuyết minh dây chuyền cơng nghệ: 24
Phần II: Tính tốn 30
Tính tốn thiết bị chính 30
1. Đường kính thiết bị Error! Bookmark not defined.
2. Chiều cao phần tn thiết bị Error! Bookmark not defined.
3. Chiều dày thiết bị Error! Bookmark not defined.
d. Vỏ bọc nồi phản ứng Error! Bookmark not defined.
e. Chiều dày lớp bảo ơn Error! Bookmark not defined.
g. Mặt bích, bu lơng và chọn đệm . Error! Bookmark not defined.

h. Cơng suất của mơ tơ - cánh khuấy Error! Bookmark not
defined.
i. Chọn cánh khuấy Error! Bookmark not defined.
k. Chọn tai treo Error! Bookmark not defined.
KẾT LUẬN 30

Đồ án môn học GVHD: Th.S Tống Thò Minh Thu


Page 2
SVTH: Nguyễn Xuân Minh
Lương Đình Nam


PHẦN I : TỔNG QUAN VỀ LÝ THUYẾT

Chương I : Tầm quan trọng của chất dẻo và lý do chọn đề tài
1. Tầm quan trọng của hợp chất cao phân tử
Các hợp chất cao phân tử là những thành phần cơ bản của nhiều loại vật liệu chế
tạo mà ứng dụng gắn liền với các tính chất cơ học của chúng. Những vật liệu đó
phải có độ bền, độ đàn hồi, độ rắn cao…và về mặt này chỉ có kim loại là có thể
cạnh tranh được với các hợp chất cao phân tử.
Các hợp chất cao phân tử được sử dụng rộng rãi trong đời sống cũng như
trong kỹ thuật, từ sản phẩm thơng dụng đến các sản phẩm ứng dụng trong cơng
nghệ cao:
- Các hợp chất cao phân tử có nguồn gốc thiên nhiên như: Xenlulo và các
dẫn xuất của nó, dầu thảo mộc, Gelatin, Lignhin…được sử dụng nhiều trong sản
xuất giấy, dệt may, sơn, keo dán…
- Các hợp chất cao phân tử tổng hợp thì được ứng dụng rộng rãi hơn như:
ứng dụng trong kỹ thuật điện tử, trong chế tạo máy, ứng dụng trong sản xuất ơtơ,

trong xây dựng, sử dụng trong hàng khơng vũ trụ, trong cơng nghiệp hố chất…
Ngun nhân mà các hợp chất cao phân tử được sử dụng rộng rãi trong hầu
hết các lĩnh vực là nhờ các tính chất ưu việt của nó mà khó có loại vật liệu nào có
khả năng sánh được:
- Hầu hết các hợp chất cao phân tử đều rất nhẹ, tỷ trọng của chúng hầu hết
đều nằm trong khoảng từ 0,8 1,5. Độ bền riêng lớn (độ bền tính trên 1 đơn vị khối
lượng).
- Một số loại hợp chất cao phân tử có khả năng cách âm, cách nhiệt và
cách điện tốt (các polyme xốp).
- Có loại thì có độ ma sát lớn, ít bị mài mòn nên được dùng làm má phanh
xe.Cũng có một số loại có độ ma sát bé nên được ứng dụng làm bạc đỡ các ổ trục.
- Có loại bền với axit, bền với bazơ và các loại dung mơi nên được dùng
làm các thiết bị chứa hố chất. Đặc biệt có loại bền với nước cường toan như Poly
tetraflo etylen.
- Một số polyme có độ trong suốt rất cao nên được ứng dụng làm kính ơtơ,
máy bay (Poly metyl meta acrylat).
- Có loại có độ đàn hồi cao nên được dùng làm các gối đỡ, các vòng đệm
hay săm lốp xe (các loại cao su).
Đồ án môn học GVHD: Th.S Tống Thò Minh Thu


Page 3
SVTH: Nguyễn Xuân Minh
Lương Đình Nam

Bên cạnh các tính chất đó, các hợp chất cao phân tử còn có một tính chất
khơng kém phần quan trọng đó là: dễ gia cơng bằng nhiều phương pháp cho ra các
sản phẩm đa dạng.
Nhược điểm duy nhất của các hợp chất cao phân tử đó là khả năng chịu nhiệt
kém điều này cũng hạn chế phần nào phạm vi ứng dụng của nó. Tuy nhiên, điều

này cũng dần được khắc phục khi mà người ta đang nghiên cứu các chất phụ gia và
chất độn làm tăng khả năng chịu nhiệt của hợp chất cao phân tử lên rất nhiều.
Các hợp chất cao phân tử tồn tại được trong một thời gian dài và có các tính
chất đa dạng là do đại phân tử của nó phức tạp và có độ linh động bé. Độ bền của
các hợp chất cao phân tử có được khơng phải là do thế nhiệt động của chúng thấp
(nghĩa là dự trữ năng lượng tự do thấp) mà là do độ linh động của các đại phân tử
kém và tốc độ của các q trình khuếch tán nhỏ.
Ở điều kiện nhiệt độ trái đất, chỉ có các vật thể cao phân tử mới đủ bền với
các tác động hố học và hố lý. Tính vĩnh cửu của các vật thể trong tự nhiên nói
chung sẽ khơng còn nữa nếu chúng được cấu tạo từ các hợp chất thấp phân tử.
Chính từ những lý do trên mà các hợp chất cao phân tử được ứng dụng sâu
rộng trong tất cả các lĩnh vực tạo nên một thời kỳ mới: "thời kỳ của chất dẻo".
2. Lý do chọn đề tài:
Như chúng ta đã biết, sản lượng ngành Nhựa Việt Nam năm 1989 bằng với
mức năm 1975 là 50.000 tấn (nghĩa là 15 năm khơng hề phát triển), mức bình qn
chỉ số chất dẻo đầu người lúc này chỉ có 0,7kg/người. Bắt đầu từ năm 1990 sau khi
nhà nước và chính phủ thực hiện chính sách mở cửa thi hành nền kinh tế thị trường
thì ngành nhựa mới phục hồi và phát triển ở tốc độ cao: 35%/năm trong suốt 7 năm
1990 – 1997 và đến năm 1997 đạt đến 380.000 tấn, chỉ số chất dẻo đạt 5kg/người.
Tuy tốc độ tăng trưởng cao, song trong giai đoạn này mức tăng trưởng tuyệt đối
hàng năm chỉ đạt trên 40.000tấn/năm, bởi lẽ xuất phát điểm của ngành q thấp.
Thời kỳ 1997 – 2002 mới thực sự là thời kỳ bùng nổ của ngành nhựa. Tốc độ
tăng trưởng bình qn là 26% năm, mức tăng trưởng tuyệt đối là 150.000 tấn và
năm 2002 sản lượng ngành nhựa Việt Nam là 1.260.000 tấn/năm, chỉ số bình qn
là 15,6kg/người. Nhìn lại mức sản lượng năm 1989 (50.000 tấn/năm với mức bình
qn đầu người 0,7kg/người) chúng ta mới thấy hết ý nghĩa của sự phát triển này.
Mặc dù tốc độ sản xuất hàng nhựa ở Việt Nam trong những năm gần đây xếp
trên một số nước trong khu vực như Philippin, Indonesia…nhưng so với các nước
phát triển trên thế giới thì vẫn còn một khoảng cách khá xa.
Bảng I.1: Sản lượng của ngành nhựa và chỉ số bình qn đầu người trong một số

năm qua ở nước ta [15].

Năm
Sản lượng (tấn)
Chỉ số bình qn đầu người
Đồ án môn học GVHD: Th.S Tống Thò Minh Thu


Page 4
SVTH: Nguyễn Xuân Minh
Lương Đình Nam

(kg/người)
1975
1989
1990
1994
1995
2000
2002
50.000
50.000
66.000
190.000
280.000
950.000
1.260.000
1,05
0,77
1,00

2,62
3,78
12,20
15,6

Hơn nữa ngành Nhựa VN chỉ tự cung cấp được 10% ngun liệu, con số này
q bấp bênh. Điều này tìm ẩn rủi ro lớn vì phải phụ thuộc ngun liệu ngoại nhập.
Trong số các loại chất dẻo sử dụng hiện nay ở VN thì PVC là một trong những
loại được ứng dụng rộng rãi nhất (bảng I.2). Ngun nhân khơng chỉ do PVC dễ
gia cơng hơn mà lý do quan trọng hơn là các sản phẩm từ PVC dễ trang trí hoa văn
trên bề mặt, dễ in, dễ dán, dễ nối khớp hơn PP, PE, ……
Bảng I.2: Nhu cầu của một số loại nhựa và dự báo nhu cầu trong các năm tới.
Loại
ngun liệu
Năm 2000
Năm 2005
Năm 2010
Số lượng
(tấn)
Tỷ lệ
%
Số lượng
(tấn)
Tỷ lệ
%
Số lượng
(tấn)
Tỷ lệ
%
PE

PP
PVC
Nhựa kỹ
thuật
Các loại
khác
300.000
300.000
150.000

96.000

104.000
32
32
16

10

10
600.000
650.000
370.000

240.000

240.000
29
31
18


11

11
1.100.000
1.300.000
750.000

550.000

500.000
26
31
18

13

12
Từ bảng I.2 ta rút ra nhận xét: Nhu cầu PVC ngày càng cao, dự tính đến năm
2005 là 370.000 tấn, năm 2010 là 720.000 tấn nhưng hiện nay chỉ mới có cơng ty
TPC Vina với năng suất là 100.000 tấn/năm và nhà máy Phú Mỹ 100.000 tấn/năm.
Nếu cả 2 nhà máy hoạt động hết cơng suất thì chỉ mới đáp ứng 50% nhu cầu PVC
trong nước. Riêng cơng ty TPC Vina dự kiến sẽ mở rộng để tăng năng suất lên
200.000 tấn/năm vẫn chưa đáp ứng đủ nhu cầu thị trường.
Chính vì vậy mà tơi chọn đề tài thiết kế nhà máy sản xuất PVC bằng phương
pháp trùng hợp huyền phù. Ngun nhân tơi chọn dây chuyền cơng nghệ sản xuất
PVC băng phương pháp trùng hợp huyền phù này là bởi vì đây là mơ hình phổ
biến nhất hiện nay cho một dây chuyền sản xuất PVC trên thế giới và có thể nâng
Đồ án môn học GVHD: Th.S Tống Thò Minh Thu



Page 5
SVTH: Nguyễn Xuân Minh
Lương Đình Nam

đơi năng suất sản xuất thuận lợi nhờ sử dụng chung một số khu vực như xử lý
nước, đóng gói, phòng thí nghiệm


Chương II : Tổng quan về PVC

1. Sơ lược về lịch sử phát triển của Nhựa PVC:
Lịch sử phát triển của PVC bắt đầu từ năm 1835 khi mà monome Vinyl
Clorua (VCM) đã được Justus Von Liebig tìm ra, đó là kết quả của phản ứng giữa
dicloetylen với KOH/rượu.
Từ khám phá của Liebig, năm 1838 Victo Regnauln đã tiến hành lại thí
nghiệm đó và khẳng định sự tin cậy của phát minh này.
Nhưng mãi đến những năm 1937 thì PVC mới chính thức sản xuất trong cơng
nghiệp.
Cơng nghiệp về chất dẻo nói chung và về PVC nói riêng phát triển mạnh ở
nhiều nước như: Nga, Anh, Đức, Pháp, Mỹ, Nhật…(bảng II.1). Còn ở nước ta
nhựa PVC được sản xuất đầu tiên ở nhà máy hóa chất Việt Trì, nhưng đến nay chỉ
có cơng ty TPC Vina là đang sản xuất ổn định và nhà máy Phú Mỹ đã đi vào hoạt
đơng nhưng chất lượng sản phẩm khơng ổn định.
Bảng II.1: Sản lượng PVC của một số nước (nghìn tấn).

Quốc gia
1980
1981
1982

Đài Loan
Canada
Nhật
Mỹ
Pháp
Ý
Đức
450
-
1430
-
730
670
950
450
222
1130
2600
710
580
920
500
195
1220
2400
790
590
860
Cơng nghiệp chất dẻo từ PVC đang và sẽ phát triển rất mạnh là vì PVC có
nhiều ưu điểm tốt như: bền cơ học, ổn định hóa học và đặc biệt là dễ gia cơng ra

nhiều sản phẩm thơng dụng: màng bao gói, áo đi mưa, dép, ống và dây, các chi tiết
dùng trong cơng nghiệp hóa chất…và hơn nữa nguồn ngun liệu cũng dễ tìm.
Đồ án môn học GVHD: Th.S Tống Thò Minh Thu


Page 6
SVTH: Nguyễn Xuân Minh
Lương Đình Nam

2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ PVC.
2.1. Trên thế giới.
Theo dự bo của cc chuyn gia Marketing về lĩnh vực cơng nghiệp hố chất, thị
trường dựa trn thế giới ngy cng tăng. Nhu cầu nhựa PVC của cc khu vực Chu -
Thi Bình Dương đặc biệt l Trung Quốc, Ấn Độ sẽ l yếu tố chủ yếu lm tăng nhu cầu
thị trường nhựa PVC.
Mức tăng nhu cầu PVC của cc nước tư bản gấp khoảng 2 lần mức tăng tổng
sản phẩm quốc dn của nước đó.
Ở cc nước Đơng u, Chu Phi, Trung cận đơng, nhu cầu tiu thụ PVC cũng tăng
do mức độ đầu tư vo cc nước ny tăng ln.
Nhu cầu về nhựa PVC theo bình qun đầu người ở cc nước pht triển lại thấp hơn
so với cc nước đang phát triển (chiếm 2/3 dn số thế giới).
Từ năm 1991 – 1997 mức tăng bình qun về PVC hng năm của cc nước Chu
- Thi Bình Dương l 6,2%, trong khi mức tăng bình qun trn thế giới l 5,3%.
Nhu cầu tăng lớn nhất về PVC ở cc nước Chu - Thi Bình Dương l Nhật:
chiếm 34%, Indonexia: 14,6%, Thi Lan: 14,1%, Malaixia: 13,9%, Trung Quốc:
12,3%.
2.2. Tại Việt Nam.
Do nhu cầu PVC tính theo đầu người hiện nay ở Việt Nam so với nhiều
nước cịn thấp, nn trong cc năm tới tốc độ tăng trưởng trung bình hng năm sẽ l
40%, sau đó giảm xuống khoảng 17%, vo cc năm tiếp theo.

Hiện nay nước ta đ cĩ 2 Lin doanh sản xuất bột PVC một l: Cơng ty Lin doanh giữa
Tổng cơng ty Nhựa Việt Nam với Tổng cơng ty Hố chất Việt Nam v Cơng ty Thi
Plastic – Chemical Public Ltd với cơng suất 80.000tấn/năm. Năm 2001 nh my hoạt
động với cơng suất 100% năm 2002 cơng suất Nh my tăng len 100.000 tấn/năm.
Hai l: Cơng ty TNHH nhựa v hố chất Ph Mỹ tại khu cơng nghiệp Ci Mp l lin
doanh giữa cơng ty xuất nhập khẩu tỉnh B Rỵa- Vũng Tu với tổng cơng ty dầu khí
Petronas của Malaysia cĩ cơng suất l 100.000 tấn bột PVC/năm.
Đồ án môn học GVHD: Th.S Tống Thò Minh Thu


Page 7
SVTH: Nguyễn Xuân Minh
Lương Đình Nam

Trong năm 2000 cả nước ta tiu thụ khoảng 150.000 tấn bột PVC, nhưng chỉ
đáp ứng được khoảng 40% nhu cầu cịn phải nhập khẩu khoảng 60% từ cc nước trn
thế giới. Ngồi việc sản xuất bột PVC hai Cơng ty Lin doanh trn cịn sản xuất PVC
Compound với cơng suất 6000 tấn/năm, hai Cơng ty ny đ sử dụng hết cơng suất
thiết kế, nhưng vẫn chưa đáp ứng hết nhu cầu cc chủng loại PVC Compound trong
nước m chỉ sản xuất chủ yếu cc loại PVC lm phụ kiện cịn cc loại PVC dng cho cc
chi tiết đặc chủng vẫn phải nhập khẩu.


3. Các phương pháp sản xuất PVC: Để sản xuất PVC có nhiều phương pháp như
phương pháp trùng hợp khối, trùng hợp trong dung dịch, trùng hợp nhũ tương và
trùng hợp huyền phù.
3.1. Phương pháp trùng hợp khối:
Là q trình trùng hợp Monome ở pha lỏng khơng dùng dung mơi, Polyme
thu được ở dạng một khối lớn.
Phương pháp này ít được sử dụng để trùng hợp PVC vì sản phẩm thu được có

trọng lượng phân tử khơng đồng đều, khó tháo sản phẩm và khó xử lý, khó thu
nhiệt phản ứng ra ngồi do đó làm phát sinh nhiệt cục bộ gây phân hủy Polyme tạo
ra khí HCl và Polyme có màu. Tuy nhiên, phương pháp này đem lại sản phẩm có
độ sạch và tính điện mơi cao và có thể dùng để sản xuất sản phẩm trong suốt.
Thành phần ngun liệu phản ứng trùng hợp khối PVC:
- VCM:100 phần khối lượng.
- Chất khởi đầu: 0,02  0,1% so với Monome.
3.2. Phương pháp trùng hợp trong dung dịch: được tiến hành theo hai phương
pháp:
+ Phương pháp thứ nhất: gọi là phương pháp"vecni", trong đó mơi trường phản
ứng là dung mơi hồ tan được cả monome và Polyme như dicloetan, axeton. Tách
Polyme ra bằng cách dùng nước để kết tủa hoặc chưng cất để tách hết dung mơi.
+ Phương pháp thứ hai: là tiến hành trùng hợp trong dung mơi hồ tan monome
nhưng khơng hồ tan Polyme. Trong trường hợp này Polyme dần dần tách ra ở
dạng bột mịn.
Phương pháp này dễ điều khiển nhiệt độ phản ứng nhưng do nồng độ của
Monome bé nên Polyme thu được có trọng lượng phân tử thấp.
Đồ án môn học GVHD: Th.S Tống Thò Minh Thu


Page 8
SVTH: Nguyễn Xuân Minh
Lương Đình Nam

Phương pháp này ít được dùng vì q trình trùng hợp lâu và tốn nhiều dung
mơi, sản phẩm thu được có độ sạch khơng cao. Tuy nhiên sản phẩm của q trình
này có thể đem đi sử dụng ngay cho các cơng đoạn khác như đem đi kéo sợi để tạo
các sản phẩm vải lót máy móc.
Q trình trùng hợp: dung mơi được cho vào trước, sau đó cho VCM lỏng rồi
cho chất khởi đầu vào. Phương pháp này tiến hành ở nhiệt độ thấp (35  40

0
C).
3.3. Phương pháp trùng hợp nhũ tương:
Thành phần hỗn hợp phản ứng gồm:
- Monome.
- Nước: làm mơi trường phân tán để tạo nhũ tương chứa khoảng 30 
60% monome.
- Chất nhũ hóa: để tăng cường sự tạo nhũ và làm ổn định nhũ tương của hệ
thống, chất nhũ hóa là các loại xà phòng của axit béo với hàm lượng 0,1  0,2 %.
- Chất ổn định nhũ tương.
- Chất khơi mào.
Ở đây chất khởi đầu tan trong nước vì thế phản ứng trùng hợp xảy ra ở khu
vực tiếp xúc giữa VCM và nước. Polyme tạo thành ở trạng thái nhũ tương trong
nước nên cần phải tách Polyme ra khỏi nhũ tương.
Chất khởi đầu thường dùng là H
2
O
2
, persunfat kim loại kiềm.
Chất nhũ hóa là các loại xà phòng axit béo, trietanol amin dùng với hàm
lượng 0,1  0,5% trọng lượng nước. Lượng chất nhũ hố tăng thì độ phân tán hạt
Polyme tăng làm thay đổi vận tốc phản ứng và trọng lượng phân tử của polyme.
Đối với trùng hợp nhũ tương VCM khơng những dùng hợp chất Peroxit đơn
giản mà còn dùng hệ oxy hố khử bảo đảm vận tốc trùng hợp lớn hơn (như hệ
persunfat amoni với hydrosunfit hoặc với NaHSO
4
và hệ H
2
O
2

- ion Fe).
Ngồi ra cần thêm muối đệm để giữ ngun độ pH (thường từ 4 đến 9). Muối
đệm hay dùng là Axetat kim loại nặng, phốt phát, cacbonat kim loại kiềm. Có khi
còn dùng thêm cả chất điều chỉnh để điều chỉnh tính chất và trọng lượng phân tử
của Polyme.
Ưu điểm của phương pháp này là có khả năng tiến hành trùng hợp liên tục.
Nhờ khuấy đều và polyme tách ra liên tục nên sản phẩm rất đồng nhất, có trọng
lượng phân tử cao, q trình tiến hành ở nhiệt độ tương đối thấp và độ đa phân tán
thấp. Polyme thu được ở dạng latex nên phải tách polyme ra khỏi nhũ tương bằng
phương pháp sấy hoặc keo tụ bằng Sunphat Amoni và dung dịch kiềm.
3.4. Phương pháp trùng hợp huyền phù:
Để trùng hợp huyền phù ta cho VCM lỏng phân tán trong mơi trường nước,
có chất khởi đầu tan trong monome như: Ter-butyl peroxyneodecanoat, Cumyl
peroxyneodecanoat, Di-2-etylhexyl peroxidecarbonat…
Đồ án môn học GVHD: Th.S Tống Thò Minh Thu


Page 9
SVTH: Nguyễn Xuân Minh
Lương Đình Nam

Bằng cách chọn chất kích hoạt hoặc hỗn hợp chất kích hoạt có thể điều chỉnh
được vận tốc trùng hợp, và trong nhiều trường hợp có thể nâng cao được độ chịu
nhiệt và ánh sáng.
Để tăng độ bền của huyền phù thì ta sử dụng các chất ổn định huyền phù là
các polyme tan trong nước như Polyvinyl alcol, keo Gelatin. Kích thước hạt
polyme thu được trong trùng hợp huyền phù phụ thuộc vào khả năng khuấy trộn và
chất ổn định đem dùng.
Bằng phương pháp trùng hợp giọt ta thu được huyền phù polyme, hạt polyme
thu được có kích thước lớn hơn rất nhiều so với trùng hợp nhũ tương, vì chất khơi

mào tan trong giọt monome nên q trình trùng hợp xảy ra trong giọt monome (có
thể xem trùng hợp huyền phù là trùng hợp khối trong giọt).
Ưu điểm của phương pháp này là: nhiệt độ phản ứng thấp, Polyme thu được
có kích thước hạt lớn và đồng đều hơn, độ tinh khiết cao hơn so với Polyme thu
được từ phương pháp nhũ tương. Do hạt to nên dễ tách ra khỏi nước bằng ly tâm
hoặc lọc.
Từ các ưu nhược điểm của 4 phương pháp trùng hợp VCM để tạo thành nhựa
PVC trên, ta nhận thấy phương pháp trùng hợp VCM trong huyền phù là ưu việt
hơn cả, đặc biệt là thời gian tiến hành trùng hợp ngắn, hiệu suất trùng hợp tương
đối cao (86  89%). Chính vì thế mà xu hướng phổ biến hiện nay trên thế giới là
chọn mơ hình sản xuất PVC huyền phù.
4. Cấu tạo và tính chất của PVC:
4.1. Cấu tạo:
PVC được trùng hợp theo cơ chế gốc tự do, là sự kết hợp các phân tử VCM
theo kiểu "đầu nối đi" thành mạch phát triển.Trong mạch đại phân tử, các
ngun tử Clo chiếm vị trí 1, 3.




Người ta cũng dùng nhiều phương pháp như: hóa học, quang học, vật lý…để
chứng minh điều này:
- Cho tia phóng xạ xun vào PVC thì xảy ra q trình khử HCl và tạo
thành các nối đơi cách một trong đại phân tử Polyme.
- Khử Clo trong PVC bằng cách đun nóng dung dịch PVC trong dioxan
với bột Zn thì thấy nhóm cyclopropan tạo ra:



CH

2
CH CH
2
CH CH
2
CH

Cl Cl Cl
Cl Cl Cl Cl

CH
2
CH CH CH
2
CH CH CH
2

CH
2
CH
2


Zn CH
2
CH CH

CH
2
CH CH


CH
2
+ ZnCl
2

CH
2
CH
2

Đồ án môn học GVHD: Th.S Tống Thò Minh Thu


Page 10
SVTH: Nguyễn Xuân Minh
Lương Đình Nam








Tuỳ theo điều kiện khử Clo mà trong Polyme còn lại 13  16% Clo ở dạng
từng ngun tử Clo riêng biệt.






Ở trạng thái khơng kéo căng, PVC hồn tồn vơ định hình.Chỉ khi nào kéo
căng thật mạnh mới có khả năng định hướng một phần.
Phân tử PVC cũng có cấu tạo nhánh nhưng rất ít, từ 50  100 mắt xích mới
có một nhánh.
4.2. Tính chất:
Khối lượng riêng:  = 1,38  1,4 g/cm
3

Nhiệt độ hóa thuỷ tinh: T
g
= 75  80
0
C
Giới hạn bền kéo: 
kéo
= 400  600 kG/cm
2

Giới hạn bền uốn: 
uốn
= 900  1200 kG/cm
2

Giới hạn bền nén: 
nén
= 800  1600 kG/cm
2


Độ bền va đập: 
va đập
= 70  160 kG/cm
2

Độ giãn dài tương đối:  = 10  15%
4.2.1. Độ hồ tan của PVC:
PVC có độ trùng hợp thấp n = 300  500 tương đối dễ tan trong axeton và
kêton, este, hydrocacbon Clo hóa…Nhưng PVC có trọng lượng phân tử cao thì hòa
tan hạn chế.
Ở nhiệt độ thường, PVC hầu như khơng tan trong các chất hóa dẻo, nhưng ở
nhiệt độ cao thì bị trương nhiều và có khả năng tan trong một số chất hóa dẻo.
Độ hòa tan của PVC còn phụ thuộc vào các phương pháp sản xuất. PVC nhũ
tương có độ hòa tan kém hơn PVC được sản xuất theo phương pháp huyền phù.
4.2.2 Tính ổn định nhiệt:
Nhiệt độ chảy mềm của PVC cao hơn một ít so với nhiệt độ phân huỷ của
nó.Ngay ở 140
0
C nó đã bắt đầu phân huỷ và đến 170
0
C thì q trình phân huỷ xảy
CH
2
CH CH CH
2
CH CH
2
CH CH

CH

2
Cl CH
2

Đồ án môn học GVHD: Th.S Tống Thò Minh Thu


Page 11
SVTH: Nguyễn Xuân Minh
Lương Đình Nam

ra nhanh hơn. Khi tăng nhiệt độ, HCl được tạo ra và xuất hiện màu. Màu của nhựa
PVC sẽ chuyển dần từ sáng đến vàng, da cam, đỏ, nâu, và đen. Sự xuất hiện màu
được giải thích là do sự hình thành các nối đơi cách:










Và kèm theo đó là sự giảm dần khả năng hòa tan của PVC. Điều này được giải
thích là do sự tạo liên kết ngang giữa các phân tử PVC:














Khi phân huỷ PVC ở nhiệt độ cao, ngồi HCl còn có các sản phẩm phụ thấp
phân tử nhưng khơng có VCM.
Phụ thuộc vào thành phần và mục đích của nhựa mà có thể tiến hành gia cơng
nhựa PVC ở 140  175
0
C. Trong điều kiện này có thể xảy ra sự phân huỷ một phần
Polyme tạo ra HCl và tạo ra mạch Polyme có nối đơi, đơi khi tạo ra cầu nối giữa
các phân tử. Để tăng độ ổn định nhiệt của PVC, người ta thêm vào chất ổn định có
tác dụng làm chậm hoặc kiềm hãm sự phân huỷ.
Theo cấu tạo thì chất ổn định được chia ra làm 3 loại: chất ổn định hữu cơ, vơ
cơ và cơ kim. Trong đó chất ổn định vơ cơ và cơ kim là quan trọng hơn cả vì ngồi
tác dụng ổn định nhiệt chúng còn ngăn ngừa PVC khỏi bị phân huỷ trong điều kiện
gia cơng ở nhiệt độ cao. Ngồi ra chúng còn có khả năng bảo vệ các tính chất của
vật liệu trong thời gian dài khi sử dụng.
CH
2
CH CH
2
CH CH
2
CH t

o

Cl Cl Cl
CH CH CH
2
CH CH
2
CH + HCl

Cl Cl
H H H H H H

CH
2
C CH
2
C CH
2
C CH
2
C CH
2
C CH
2
C

Cl Cl Cl - HCl Cl Cl
H H H H H

CH

2
C CH
2
C CH
2
C CH
2
C CH
2
C CH
2
C

Cl Cl Cl Cl Cl Cl

Đồ án môn học GVHD: Th.S Tống Thò Minh Thu


Page 12
SVTH: Nguyễn Xuân Minh
Lương Đình Nam

Hệ số giãn nở phụ thuộc vào loại liên kết giữa các nhóm ngun tử hoặc phân
tử. Hệ số này càng lớn khi cường độ liên kết càng yếu.
Bảng II.2: Độ dẫn nhiệt của một số vật liệu:

Vật liệu
Hệ số giãn nở
(10
-6

C
-1
)
Độ dẫn nhiệt
(w/m
0
C)
Nhiệt dung riêng ở
20
0
C (kj/kg
0
C)
PVC
PS
Thuỷ tinh
50  180
60  80
3  4
0,12  0,30
0,10  0,14
1,25
0,84  1,25
1,34
0,71  1,84
4.2.3. Trộn với chất hố dẻo và các nhựa khác:
Để gia cơng và sử dụng PVC hiệu quả thì việc trộn nó với các chất hóa dẻo
có ý nghĩa rất quan trọng.
Chất hóa dẻo là chất trộn với PVC để làm cho PVC tăng độ bền uốn, giảm
tính dòn ở nhiệt độ thấp, làm giảm nhẹ điều kiện gia cơng và tăng thời gian sử

dụng sản phẩm. Ngun nhân của việc dùng chất hóa dẻo là do PVC là Polyme
mạch cứng, ở nhiệt độ lớn hơn nhiệt độ hóa thuỷ tinh mới có đàn hồi.
Cơ chế hóa dẻo có thể được giải thích như sau: PVC là Polyme phân cực,
PVC cứng và ít bị biến dạng là do lực liên kết nội tại giữa các phân tử:





Khi đun nóng làm chuyển động của các phân tử tăng lên nên làm suy yếu dần
lực liên kết giữa các phân tử và làm mềm Polyme. Ở nhiệt độ thường, chất hóa
dẻo hòa tan có hạn nhưng ở nhiệt độ cao thì nó trộn dễ với Polyme vì lúc đó nó dễ
xen vào giữa các mạch đại phân tử và làm suy yếu lực liên kết giữa chúng.
PVC có khả năng trộn hợp tốt với các polyeste mạch thẳng, các nhựa ankyt,
cao su nitryl, nhựa epoxy, nhựa phenol focmandehyt…
5. Ứng dụng của PVC:
5.1. PVC cứng:
PVC cứng khơng hóa dẻo là ngun liệu nhiệt dẻo, cứng được sử dụng để
chế tạo màng, tấm, ống, vật phẩm ép…
PVC cứng là loại vật liệu rắn có tỷ trọng thấp, độ bền tương đối cao. Tính
điện mơi tốt, bền hóa học.
So sánh một số tính chất cơ học thì PVC cứng hơn hẳn các loại chất dẻo khác
như PE, PS, phenol plast…và có thể sử dụng làm vật liệu xây dựng. Một trong
CH
2
C
+
H CH
2
C

+
H

CH
2
C
+
H

Cl

-
Cl

-
Cl

-


Đồ án môn học GVHD: Th.S Tống Thò Minh Thu


Page 13
SVTH: Nguyễn Xuân Minh
Lương Đình Nam

những tính chất q giá của PVC cứng là chịu được tác dụng của khí và chất lỏng
ăn mòn hóa học cao.
5.1.1. Ứng dụng để làm ống:

Từ bột và hạt PVC có thể chế tạo ống và các vật phẩm khác ở trên máy đùn.
Khác với chế tạo màng và tấm, ở đây bột phải có độ chảy lớn và ổn định ở nhiệt độ
cao.
Hiện nay ở Việt Nam việc sản xuất ống rất quan trọng đối với các cơng ty gia
cơng nhựa PVC bởi vì nó sử dụng hơn 75% lượng nhựa PVC tiêu thụ.
5.1.2. Ứng dụng để làm màng:
Q trình sản xuất màng từ PVC cứng bao gồm các cơng đọan: trộn các cấu
tử, cán trộn hỗn hợp, cán tấm.
Để sản xuất màng ta dùng PVC nhũ tương hoặc huyền phù và chất ổn định (3
 4% trọng lượng nhựa). Chất ổn định thường dùng là Stearat và Laurat Ca hay Ba
hoặc sunphat Chì.
Q trình cán thường tiến hành ở 160  170
0
C tức là ở nhiệt độ cao hơn nhiệt
độ chảy của PVC (150  160
0
C). Nhiệt độ cán càng cao thì càng dễ đồng đều và
hố dẻo càng nhanh nhưng nhựa PVC sẽ dễ bị phân huỷ hơn.
Màng PVC cứng dùng để làm vật liệu cách nhiệt và chống gỉ.
5.1.3. Ứng dụng để làm tấm:
Có 2 phương pháp sản xuất:
- Ép nóng Paket (nhiều lớp màng đã được cán chồng lên nhau) trên máy
ép thuỷ lực nhiều tầng.Chiều dày tấm từ 2  20 mm
- Phương pháp đùn nhựa đã được làm mềm qua đầu khe. Chiều dày tấm từ
10  15mm, phương pháp này phức tạp vì nhiệt độ chảy mềm gần với nhiệt độ
phân huỷ.
5.2. PVC dẻo:
Đưa chất hóa dẻo vào PVC sẽ làm thay đổi nhiều tính chất cơ lý của nó.Từ
PVC hóa dẻo ta chế tạo vật liệu mềm có tính đàn hồi ở nhiệt độ thường và nhiệt độ
thấp, thích hợp để chế tạo màng (platikat), pat (bột nhão), chất dẻo bọt, da nhân tạo

và nhiều vật liệu khác. PVC trộn với chất hóa dẻo theo phương pháp nóng hoặc
nguội, tuy nhiên phương pháp nóng vẫn tốt hơn nên nó được sử dụng nhiều.
5.2.1. Platikat:
Chế tạo theo phương pháp cán PVC với chất hóa dẻo và chất ổn định.
Platikat có nhiều tính chất q như: khả năng cách điện cao, chịu khí quyển,
khơng thấm ẩm, chịu dầu và Benzen, khơng cháy, đàn hồi cao.
Có thể cán màng PVC hoặc cán màng PVC với vải, giấy…để làm phao tắm,
đệm, bóng gối…
Đồ án môn học GVHD: Th.S Tống Thò Minh Thu


Page 14
SVTH: Nguyễn Xuân Minh
Lương Đình Nam

PVC hóa dẻo dùng để bọc dây cáp, chống gỉ, dùng làm các dụng cụ bảo vệ
khi làm việc với phóng xạ.
5.2.2. Bột nhão:
Mơi trường phân tán (chất hóa dẻo) cần có tác dụng solvat hố hạt Polyme
nhưng khơng hòa tan nó. Sự phân tán rất nhỏ Polyme trong các chất lỏng khan
nước gọi là pat.Thành phần của pat gồm: Polyme nhũ tương, chất hóa dẻo, chất ổn
định, chất độn, chất pha lỗng và bột màu.
Các chất lỏng khơng hòa tan nhựa ở nhiệt độ thường nhưng làm Polyme bị
trương nhiều khi đun nóng, kết quả là khối nữa lỏng đó phân bố đều khắp bề mặt
và biến thành màng mỏng sít.
Pat PVC chủ yếu dùng để sản xuất da nhân tạo, áo quần, giầy dép, găng
tay…bằng các phương pháp cán, ép, hoặc phủ hay nhúng trên vải.
5.2.3. PVC bọt và PVC xốp:
PVC là ngun liệu chính để sản xuất các chất dẻo xốp và chất dẻo bọt, có
cấu tạo bền, đàn hồi. Theo cấu tạo của lổ có thể chia ra làm 2 nhóm:

- Nhóm có lổ cách nhau (chất dẻo bọt).
- Nhóm có lổ thơng nhau (chất dẻo xốp).
PVC bọt có thể sản xuất bằng phương pháp ép gồm 3 giai đoạn: trộn Polyme
với chất tạo khí và các cấu tử khác, ép hỗn hợp, tạo bọt sản phẩm.
Tạo bọt loại chất dẻo bọt cứng được tiến hành trong mơi trường hơi bảo hồ
ở nhiệt độ 100  102
0
C.Loại bọt mềm (đàn hồi) được tiến hành trong nước nóng ở
85  95
0
C.

6. Ngun liệu:
Ngun liệu chính để sản xuất PVC là VCM, ngồi ra còn tùy theo phương
pháp sản xuất mà còn có các chất khác như: chất nhũ hóa, chất ổn định huyền phù,
chất khơi mào, chất ổn định nhiệt…
6.1. Vinyl Clorua (VCM):
Cơng thức phân tử: C
2
H
3
Cl
Cơng thức cấu tạo:


Khối lượng phân tử: 62,5
6.1.1. Tính chất vật lý:
Ở điều kiện thường VCM là một chất khí khơng màu.
VCM dễ hóa lỏng, tan ít trong nước. Tan trong rượu và tan trong các dung
mơi hữu cơ khác như: Axeton, hydrocacbon thơm hay mạch thẳng.

CH
2

= CH
|
Cl
Đồ án môn học GVHD: Th.S Tống Thò Minh Thu


Page 15
SVTH: Nguyễn Xuân Minh
Lương Đình Nam

VCM khơng ăn mòn ở nhiệt độ thường trong điều kiện khơ. Khi tiếp xúc với
nước sẽ sinh ra một lượng nhỏ HCl có thể gây ra ăn mòn sắt và thép.
VCM có mùi đặc thù giống Clorofom (CHCl
3
).
Nhiệt độ sơi: t
0
s
= -13,9
0
C.
Nhiệt độ nóng chảy: t
0
nc
= -159,7
0
C

Tỷ trọng ở -13,96
0
C là: d= 0,9892.
Độ nhớt ở 35
0
C: 0,18 cp.
Chiết suất:
4046,1n
20
D



398,1n
40
D


Nhiệt dung riêng: 0,4 kcal/kg độ.
Nhiệt hóa hơi: 75,2 kcal/k độ.
Độ dẫn nhiệt: 0,116 kcal/mđộ.
Độ tan trong nước: 25,7 mg/100 ml ở 20
0
C.
VCM tạo hỗn hợp nổ với khơng khí ở giới hạn 3,6 26,4% thể tích.
6.1.2. Tính chất hố học:
VCM là hợp chất phân cực do trong phân tử có nối đơi và gốc -Cl. Khi thực
hiện phản ứng cộng Cl
2
vào VCM ta thu được 1,1,2-tricloetan. Khi tricloetan khử

HCl dưới tác nhân kiềm hay phân huỷ nhiệt ta thu được VinylidenClorua:

CH
2
= CHCl CH
2
Cl - CHCl
2
CH
2
= CCl
2


VCM dễ bị trùng hợp dưới tác nhân nhiệt, ánh sáng hoặc xúc tác gốc tự do.
6.1.3. Tính chất độc hại:
Nồng độ cho phép tối đa là 1ppm thể tích cho 8h trong 1 ngày tại nơi làm
việc. Khi tiếp xúc với mơi trường có nồng độ VCM cao sẽ gây ra tình trạng chống
và mất định hướng, có thể gây ra mê dại nếu tiếp xúc lâu.
Gần đây người ta cho rằng VCM gây ra angiosarcoma, một dạng hiếm của
bệnh ung thư gan ở nhiều cơng nhân tiếp xúc với VCM có hàm lượng cao.
VCM hố lỏng là một chất gây kích thích da. Sự bốc hơi nhanh của VCM
lỏng trên da có thể gây ra sự đóng băng hay sự "phỏng lạnh".
Sự nguy hiểm về cháy nổ là vấn đề quan trọng nhất khi sử dụng VCM.Khả
năng gây cháy nổ của VCM là rất lớn, điểm chớp cháy của nó là -78
0
C.
Khi trùng hợp VCM, lượng nhiệt sinh ra khoảng 23 kcal/mol.Nếu phản ứng
trùng hợp xảy ra nhanh thì áp suất hơi sẽ tăng lên theo.Điều này rất nguy hiểm vì
nó có khả năng gây ra sự nổ.

+Cl
2
- HCl
Đồ án môn học GVHD: Th.S Tống Thò Minh Thu


Page 16
SVTH: Nguyễn Xuân Minh
Lương Đình Nam

6.2. Chất khởi đầu (chất khơi mào):
Các chất khơi mào thường sử dụng là Peroxyt hữu cơ, hydroperoxyt, các hợp
chất Ozonic, các hợp chất vòng azo và diazo tan trong monome…Hàm lượng chất
khơi mào thường dùng chiếm khoảng 0,1  1%.
Một số chất khơi mào thơng dụng thường dùng trong q trình trùng hợp:
- Hydroperoxyt: H
2
O
2
.
- Benzoyl peroxyt: (C
6
H
5
COO)
2
.
- Axetyl peroxyt: (CH
3
COO)

2
.
- Persunfat: M
2
S
2
O
8
.Trong đó M là Na, K, NH
4
.
- Ozonic của metylmetacrylat:









- Tert_butylhydroperoxyt: (CH
3
)
3
C - O - OH.
- Izopropyl hydroperoxyt: (CH
3
)
2

CH - O - OH.
- Dietyl este của axit azo_di_izobutyric:







- Dinitryl của axit azo_di_izobutyric:






- Diazo_aminobenzen: C
6
H
5
- NH - N = N - NH - C
6
H
5

Trong đó peroxyt vẫn là loại được sử dụng nhiều nhất. Hiện nay, trên thế giơí
người ta có xu hướng nghiên cứu và sử dụng các chất khơi mào có thời gian bán rã
bé. Điều này có ý nghĩa rất quan trọng vì nó làm giảm được thời gian của một chu
CH
3


CH
2
O C COOCH
3


O O
CH
3
CH
3


NC C N N C CN

CH
3
CH
3

CH
3
CH
3


C
2
H

5
OOC C N N C COO
2
H
5


CH
3
CH
3

Đồ án môn học GVHD: Th.S Tống Thò Minh Thu


Page 17
SVTH: Nguyễn Xuân Minh
Lương Đình Nam

kỳ phản ứng và do đó làm tăng hiệu suất sử dụng thiết bị cũng như làm giảm chi
phí sản xuất đi rất nhiều.
Thơng thường người ta sử dụng hỗn hợp các chất khơi mào trong đó 1 chất
có thời gian bán rã ngắn ở nhiệt độ phản ứng còn các chất còn lại có thời gian bán
rã lâu hơn. Mục đích là để duy trì sự đồng đều về số lượng của các gốc tự do trong
tồn bộ q trình phản ứng, và do đó làm cho q trình phản ứng diễn ra êm dịu
hơn, tránh được hiện tượng nhiệt cục bộ phát sinh và khả năng lấy nhiệt phản ứng
ra cũng dễ dàng hơn.
Các chất khơi mào được sử dụng trong đề tài này có tên thương mại là: Cat-
19 và Cat-29.
6.2.1. Cat-19:

Cơng thức phân tử: C
18
H
34
O
6
.



Cơng thức cấu tạo:




Tên gọi: Di_2_etyl hexyl dicacbonat.
Khối lượng phân tử: 346.
Khối lượng riêng: 0,928 kg/cm
3
ở 10
0
C.
Mùi: có mùi tương tự như hydrocacbon.
Màu sắc: Cat-19 được sử dụng ở dạng nhũ tương trắng (60% peroxyt và
40% nước và chất nhũ hóa).
Khi phân huỷ nó sẽ tạo ra khí CO
2
, CO.Phản ứng oxy hóa khử xảy ra khi tiếp
xúc với kim loại như : sắt…
Cat-19 gây kích thích da và niêm mạc khi tiếp xúc.

Điều kiện bảo quản: bảo quản trong kho lạnh ở nhiệt độ dưới -15
0
C và chỉ sử
dụng bình chứa làm bằng PE, tránh va đập mạnh.
6.2.2. Cat-29:
Cơng thức phân tử: C
19
H
30
O
3

Cơng thức cấu tạo:





C
2
H
5
O

CH
3
CH
2
CH CH
2

O C O
3 2

CH
3
O CH
3


C O O C C C
6
H
13

CH
3
CH
3


Đồ án môn học GVHD: Th.S Tống Thò Minh Thu


Page 18
SVTH: Nguyễn Xuân Minh
Lương Đình Nam


Tên gọi: Cumyl peroxyneodecanoat
Khối lượng phân tử: 306

Sử dụng ở dạng nhũ tương trắng (peroxyt 50%, nước và chất nhũ hóa 50%).
Khối lượng riêng: d
15
= 0,936 kg/cm
3
.
D
20
= 0,927 kg/cm
3
.
Có mùi tương tự như hydrocacbon.
Khi phân huỷ sẽ tạo ra khí CO
2
, CO.
Phản ứng oxy hóa khử xảy ra khi tiếp xúc với kim loại như: sắt…
Cat-29 gây kích thích da và niêm mạc khi tiếp xúc.
Điều kiện bảo quản: tránh ánh nắng mặt trời và các tạp chất ngoại lai. Bảo
quản trong kho lạnh ở nhiệt độ thấp hơn -15
0
C, chỉ dùng các bình chứa bằng PE và
tránh rung động mạnh.
6.3. Chất ổn định huyền phù:
Thường sử dụng là các Polyme tan trong nước như: Polyvinyl alcol (PVA),
gelatin. Trong đó PVA vẫn được sử dụng nhiều hơn cả.
Hàm lượng sử dụng của các chất ổn định huyền phù cũng có ảnh hưởng đến
kích thước hạt nhựa tạo thành. Nếu sử dụng với hàm lượng lớn thì sẽ tạo được hệ
huyền phù tốt, ổn định nên kích thước hạt nhựa tạo ra bé và đồng đều. Còn nếu sử
dụng với hàm lượng thấp thì hệ huyền phù khơng đảm bảo đồng nhất nên kích
thước hạt lớn và khơng đồng đều.

Cơng thức phân tử của PVA:






PVA là polyme duy nhất khơng được tổng hợp từ monome của nó mà bằng
cách xà phòng hóa este của nó, đặc biệt là Polyvinyl axetat.
PVA chứa nhóm axetat dưới 5% thì khơng tan trong nước lạnh nhưng tan dễ
trong nước ấm 65  70
0
C.Nếu chứa trên 5% thì tan tốt trong nước nhưng chứa trên
20% thì PVA hồn tồn khơng tan trong nước khi đun đến 35  40
0
C. Nếu chứa
50% thì PVA mất khả năng tan trong nước kể cả nước nóng nhưng tan được trong
CH
3
OH/nước. Nếu để n thì dung dịch đậm đặc bị gel hố nhưng khi đun nóng
đến 75
0
C thì tan trở lại.
Ngồi nước ra thì còn có những dung mơi của PVA khi đun nóng là: Glycol
béo, Glyxerin, Mono etanolamin, Phenol…

CH
2
CH CH
2

CH

n

m

OH OCOCH
3
Đồ án môn học GVHD: Th.S Tống Thò Minh Thu


Page 19
SVTH: Nguyễn Xuân Minh
Lương Đình Nam

Ưu điểm đặc biệt của PVA là chịu được rất tốt các loại dầu, chất béo,
hydrocacbon và phần lớn các dung mơi hữu cơ khác. Dung dịch PVA hầu như
khơng chịu tác dụng của vi khuẩn vì thế khi bảo quản lâu nó vẫn khơng thay đổi.
Trong đề tài này tơi chọn loại AG-1 và AG-2 để làm chất ổn định huyền phù.
Cả hai loại đều là PVA nhưng khác nhau về số nhóm -OH trong mạch đại phân tử.
AG-1 có số nhóm -OH trong mạch đại phân tử thấp hơn so với AG-2 (n 
700), mục đích đưa vào nhằm làm giảm độ fish eye (các hạt PVC khơng còn độ
xốp), điều này được rút ra từ những nghiên cứu của nhà cung cấp.AG-1 được sử
dụng ở dạng dung dịch 7%.
AG-2 có số nhóm -OH trong mạch đại phân tử cao hơn so với AG-1 (n 
2000), mục đích của nó là để tạo hệ huyền phù đồng đều và do đó sẽ tạo ra được
nhựa có kích thước đồng nhất. AG-2 được sử dụng dưới dạng dung dịch 5%.
6.4. Chất ngắt mạch phản ứng: (AD - 3)
Mục đích khi đưa AD - 3 vào trong q trình phản ứng là để ngừng phản
ứng.AD - 3 tấn cơng vào các mạch PVC đang phát triển và ngắt mạch phản ứng, cơ

chế sẽ nói rỏ ở phần sau.
Tên gọi: 2,2-diphenyl propan
2,2-di-p - hydroxyphenyl propan
Diphenylol propan.
Cơng thức phân tử: HOC
6
H
4
- C
3
H
6
- C
6
H
4
OH
Trọng lượng phân tử: 228
6.4.1. Tính chất vật lý:
Màu sắc: bột màu trắng.
Mùi: có mùi phenol nhẹ.
Nhiệt độ nóng chảy: 156,6
0
C.
Nhiệt độ sơi: 217
0
C.
Nhiệt dung riêng: 0,35 kcal/kg độ.
Tính tan: khơng tan trong nước, tan trong rượu và dung dịch kiềm pha lỗng.
6.4.2. Tính chất độc hại:

AD -3 thuộc nhóm có độc tính thấp.
AD -3 gây kích thích da khi tiếp xúc lâu, hoặc có thể gây dị ứng đối với một
số người.
Đây là loại ngun liệu có khả năng cháy thấp.
6.5. Chất ổn định nhiệt:(AD - 5)
Tác dụng của AD - 5 là để tăng cường khả năng ổn định nhiệt của mạch
PVC. Tác dụng ổn định nhiệt của AD - 5 chủ yếu là ở trong q trình xử lý sản
phẩm sau này (q trình thu hồi, sấy…ở nhiệt độ 100  110
0
C), còn trong q trình
Đồ án môn học GVHD: Th.S Tống Thò Minh Thu


Page 20
SVTH: Nguyễn Xuân Minh
Lương Đình Nam

phản ứng nhiệt độ chỉ có 57,5  58
0
C thì khơng ảnh hưởng gì đáng kể đến mạch
PVC.


Cơng thức phân tử: C
35
H
50
O
3


Cơng thức cấu tạo:









Tên gọi: Octadecyl 3-(3,5 di-t-buytl-4 - hydroxyphenyl) propionat.
Trọng lượng phân tử: 418.
6. 5.1. Tính chất vật lý:
Màu sắc: sử dụng ở dạng nhũ tương trắng.
Nhiệt độ nóng chảy: 49  54
0
C.
Nhiệt độ sơi: 100
0
C.
Khả năng hòa tan: khơng tan trong nước, tan được trong một số dung mơi
như: trong Axeton (tan 26% khối lượng), Benzen (tan 57% khối lượng), Etyl axetat
(tan 42% khối lượng), Hexan (tan 31% khối lượng)…
6.5.2. Điều kiện bảo quản:
Cần bảo quản ở nơi thống mát và tối vì AD - 5 có thể bị kết tủa.Tác dụng
của AD -5 vẫn tốt sau 3 tháng nếu được bảo quản ở điều kiện trên.
6.6. Chất chống bám dính: (RCS)
Là một dung dịch nhựa có tính kiềm, mục đích khi sử dụng nó là để tráng
phủ bề mặt thiết bị phản ứng nhằm hạn chế sự bám dính của các ngun liệu cũng
như các sản phẩm trong q trình phản ứng. Và do đó nó sẽ làm giảm được các hạt

PVC bị chai cứng.
Tính chất vật lý đặc trưng của RCS là khả năng đóng rắn xảy ra khi gia nhiệt
và tạo thành màng phủ có khả năng chống bám dính.

C ( CH
3
)
3

HO CH
2
CH
2
COOC
18
H
37


C ( CH
3
)
3



Đồ án môn học GVHD: Th.S Tống Thò Minh Thu


Page 21

SVTH: Nguyễn Xuân Minh
Lương Đình Nam

6.7 Chất bảo quản:
Chất này được sử dụng với mục đích ngăn khơng cho phản ứng tự trùng hợp
xảy ra trong q trình thu hồi, làm tinh VCM, trong bồn chứa. Ở đây ta sử dụng
hợp chất có tên thương mại là: Inhibitor-1(INH-1):
Tên gọi: p-tert-butylcatechol.
Cơng thức: (CH
3
)
3
C
6
H
3
(OH)
2

Tính chất vật lý:
 Màu sắc: bột màu trắng hay màu sáng.
 Điểm nóng chảy: 53,2
o
C
 Điểm sơi: 285
o
C
 Điểm bắt cháy: 129
o
C

 Điểm bùng cháy: 160
o
C
 Trọng lượng riêng: d = 1,048
 Khả năng hồ tan: Tan được trong metanol, hydrocacbon clo hố
6.8 Chất dập tắt phản ứng:
Chất này được sử dụng với mục đích ngăn khơng cho phản ứng tiếp tục xảy ra
trong trường hợp có sự cố, áp suất bên trong thiết bị phản ứng tăng lên đột ngột
mà ta khơng kiểm sốt được q trình, khi đó dễ phát sinh nguy cơ cháy nổ. Ở
đây ta sử dụng hợp chất có tên thương mại là: Inhibitor-3(INH-3):
Tên gọi: -metyl styren
Cơng thức: C
6
H
5
- C(CH
3
)=CH
2

Tính chất vật lý:
 Màu sắc: Dung dịch khơng màu
 Trọng lượng riêng: d = 0,9062 ở 25
o
C
 Độ nhớt: 0,94 cp ở 20
o
C
 Điểm nóng chảy: -23,21
o

C
 Điểm sơi: 162
o
C
 Điểm bắt cháy: 53,9
o
C
 Giới hạn nổ: 0,9% trong khơng khí.
6.9 Chất chống đơng:
Trong q trình sản xuất nhựa PVC, ở giai đoạn hố lỏng VCM và ở bồn
chuẩn bị chất khơi mào trước khi cho vào thiết bị phản ứng ta sử dụng nước ở 5
o
C.
Đồ án môn học GVHD: Th.S Tống Thò Minh Thu


Page 22
SVTH: Nguyễn Xuân Minh
Lương Đình Nam

Do đó phải dùng chất chống đơng vào trong nước để ngăn chặn nước chuyển trạng
thái rắn va đập với cánh quạt hỏng máy bơm.
Chất chống đơng ta sử dụng ở đây là dung dịch etylen glycol.
Cơng thức: HO - CH
2
- CH
2
- OH
Tính chất vật lý:
 Màu sắc: Chất lỏng khơng màu

 Mùi: Khơng mùi
 Điểm nóng chảy: -13
o
C
 Điểm sơi: 179,2
o
C
 Điểm bắt cháy: 116
o
C
 Trọng lượng riêng: d = 1,113 ở 20
o
C
 Tính tan: Tan trong nước
7. Chuẩn bị ngun liệu:
Giai đoạn chuẩn bị ngun liệu có ý nghĩa hết sức quan trọng bởi vì nó quyết
định đến tính chất cũng như chất lượng sản phẩm.Chính vì vậy cần phải quan tâm
chú ý đến từng loại ngun liệu cụ thể trong từng điều kiện cụ thể.
7.1. VCM:
u cầu về độ tinh khiết của VCM:
 Nồng độ tối thiểu: 99,90%.
 HCl tối đa 1ppm.
 Fe tối đa 1ppm.
 Hợp chất của axetylen tối đa 10ppm.
 Hợp chất Clo tối đa 100ppm.
 Butadien tối đa 10ppm.
 H
2
O tối đa 100ppm.
VCM từ bồn chứa ngun liệu được đưa vào bồn chứa trung gian (3) cùng

với lượng VCM thu hồi trong các chu kỳ sản xuất trước. Trước khi vào bồn chứa
trung gian thì cả VCM thu hồi và VCM từ bồn chứa ngun liệu đều phải đi qua
cột tách nước và chất ức chế (Hydroquinol)(2) bằng NaOH hoặc KOH rắn. Ngồi
ra nó còn phải đi qua bộ phận lọc các tạp chất cơ học.Sau đó, VCM được chuyển
vào bồn phản ứng (7) với lượng cần cho từng mẻ sản xuất bằng bơm(9.1) thơng
qua các thiết bị đo lường.
7.2. Tác nhân ổn định huyền phù (AG-1, AG-2):
Các AG ở dạng bột được cho vào bồn hòa tan thơng qua phểu nạp liệu. Tại
đây nó được hòa tan trong nước tạo thành dung dịch có nồng độ theo u cầu.
AG-1 được sử dụng ở nồng độ 7%.
AG-2 được sử dụng ở nồng độ 5%.
Đồ án môn học GVHD: Th.S Tống Thò Minh Thu


Page 23
SVTH: Nguyễn Xuân Minh
Lương Đình Nam

Sau khi hồ tan thành dung dịch, các loại AG được chuyển đến từng thùng
chứa tương ứng với mỗi loại thơng qua bơm vận chuyển.
7.3. Chất khơi mào (Cat-19, Cat -29):
Các chất khơi mào dạng nhũ tương trong nước được chứa trong kho bảo
quản.Nhiệt độ trong kho phải nhỏ hơn -15
0
C. Lượng chất khơi mào cần thiết cho
mỗi mẽ sẽ được chuẩn bị sẵn và chuyển đến tủ lạnh.Sau đó nó được đưa đến bồn
chứa chất khơi mào để nạp vào thiết bị phản ứng cho mỗi mẽ.
Cần lưu ý hoạt tính của chất khơi mào sẽ giảm dần theo thời gian (tuỳ nhiệt
độ). Chính vì vậy mà nó chỉ được chuyển vào hệ thống nạp liệu ngay trước khi bắt
đầu mẽ phản ứng.

7.4. Chất ngắt mạch phản ứng (AD-3):
Bột AD -3 được chuyển đến bồn hồ tan, tại đây AD -3 được hồ tan với
nước và NaOH. Mục đích cho NaOH vào ở đây là để hồ tan AD-3 và tạo ra mơi
trường kiềm, và khi nạp vào nồi phản ứng sẽ trung hồ bớt lượng HCl và CO
2
sinh
ra trong q trình phản ứng.
7.5. Chất ổn định nhiệt (AD - 5):
AD - 5 được dùng ở dạng nhũ tương. Từ kho chứa, AD -5 sẽ được nạp vào
bồn chứa và từ đây nó tiếp tục được nạp vào bồn phản ứng với khối lượng tương
ứng từng mẻ nhờ một bơm vận chuyển.
7.6. Nước:
Nước từ các giếng được bơm qua hệ thống xử lý sắt, sau đó cho qua hệ thống
các bể lắng sơ bộ nhằm tách các cặn bã cơ học có kích thước lớn.
Sau đó, nước từ các bể chứa này được đưa qua thiết bị xử lý sơ bộ chứa sỏi
và than hoạt tính nhằm tách các cặn bẩn có kích thước nhỏ hơn, khí hồ tan và các
tạp chất hữu cơ.
Cuối cùng nước này được đưa qua 2 cột nhựa trao đổi ion để tạo ra nước tinh
khiết. Nước tinh khiết được đưa về bồn chứa để cung cấp cho q trình sản xuất.
Nước dùng cho sản xuất tương ứng với mỗi mẻ sẽ được bơm từ bồn chứa này
qua một thiết bị trao đổi nhiệt để nâng nhiệt độ của nước lên 40
0
C. Mục đích của
q trình này là nhằm để giảm bớt lượng oxy và khí hòa tan trong nước, đồng thời
cũng giảm thời gian gia nhiệt trong thiết bị phản ứng và do đó sẽ làm tăng hiệu
suất sử dụng thiết bị phản ứng, rút ngắn chu kỳ sản xuất, nâng cao hiệu quả kinh tế.
Nước tinh khiết cũng được dùng để cung cấp cho q trình chuẩn bị các
ngun liệu, rửa các đầu nạp liệu và bổ sung trong q trình phản ứng để giữ cho
mức chất lỏng trong thiết bị phản ứng khơng đổi.
Nước tinh khiết được nạp vào thiết bị phản ứng thơng qua một bơm ly tâm và

được định lượng bởi một thiết bị đo lường.
Đồ án môn học GVHD: Th.S Tống Thò Minh Thu


Page 24
SVTH: Nguyễn Xuân Minh
Lương Đình Nam

8. Thuyết minh dây chuyền cơng nghệ:
Q trình sản xuất nhựa PVC huyền phù gồm các giai đoạn sau:
8.1. Chuẩn bị ngun liệu:
Để chuẩn bị cho q trình sản xuất, các ngun liệu đã được chuẩn bị kỹ ở bộ
phận chuẩn bị ngun liệu.
8.2. Giai đoạn tráng phủ RCS:
Mục đích của việc tráng phủ RCS là chống sự bám dính vào thành thiết bị
phản ứng của hỗn hợp phản ứng và do đó khắc phục được sự gel hố tạo ra các
khối lớn nhựa làm ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm.
Để tăng hiệu quả tráng phủ lên bề mặt thành thiết bị phản ứng thì trước khi
tráng phủ, người ta tiến hành gia nhiệt thành thiết bị bằng nước nóng bên trong vỏ
áo của nồi phản ứng. Dung dịch RCS được phun vào dưới dạng sương mù sẽ bám
đều lên thành thiết bị, sau khi làm khơ nó tạo thành một lớp màng mỏng có khả
năng chống bám dính.
Sau khi tráng phủ, tiến hành rửa sạch thiết bị phản ứng bằng nước tinh
khiết.Nước thải ra được xả qua hệ thống xử lý nước thải.
Thời gian của giai đoạn tráng phủ RCS là khoảng12 phút.
8.3. Giai đoạn nạp liệu:
Q trình nạp liệu được điều khiển bởi hệ thống máy tính 2 chiều. Nghĩa là ngun
liệu được nạp một lượng chính xác thơng qua các thiết bị đo lường dưới sự kiểm
sốt của hệ thống máy tính.
Đầu tiên ta tiến hành nạp nước vào thiết bị phản ứng (7) thơng qua một thiết

bị đo lưu lượng. Cần lưu ý là còn 5% lượng nước phản ứng được nạp sau khi nạp
xong Agent để rửa các đầu nạp liệu. Thời gian nạp nước khoảng 12 phút.
Nạp AD - 5: q trình nạp AD - 5 được tiến hành đồng thời với q trình
nạp nước.Mục đích của AD - 5 cho vào là để tăng cường khả năng ổn định nhiệt
của mạch PVC.Tác dụng ổn định nhiệt của AD - 5 chủ yếu là ở trong q trình xử
lý sản phẩm sau này, còn trong q trình phản ứng nhiệt độ chỉ có 57,5  58
0
C thì
khơng ảnh hưởng gì đáng kể đến mạch PVC.
Đồng thời với q trình nạp nước và AD - 5 ta tiến hành khởi động cánh
khuấy để khuấy đều các chất đưa vào.Thời điểm khởi động cánh khuấy bắt đầu khi
mức dung dịch phản ứng ngập hết cánh khuấy.
Nạp AG-1, AG-2: q trình nạp AG-1 và AG-2 cũng được tiến hành đồng
thời với q trình nạp nước ngay sau khi nạp AD-5. Mục đích của AG-1 và AG-2
cho vào là để tạo hệ huyền phù ổn định cho q trình phản ứng, kết quả sẽ là tạo ra
sản phẩm nhựa PVC có kích thước hạt đồng đều.
Đồ án môn học GVHD: Th.S Tống Thò Minh Thu


Page 25
SVTH: Nguyễn Xuân Minh
Lương Đình Nam

Nạp VCM: sau khi nạp nước ta tiến hành nạp VCM.Thời gian nạp VCM là
khoảng 18 phút.
8.4. Giai đoạn Polyme hóa:
Sau khi đã nạp các ngun liệu vào thiết bị phản ứng, ta tiến hành nạp hỗn
hợp chất khởi đầu Cat-19 và Cat-29 vào và bắt đầu giai đoạn polyme hóa.
Đồng thời với q trình nạp hỗn hợp chất khơi mào ta tiến hành gia nhiệt hỗn
hợp phản ứng. Hỗn hợp phản ứng được gia nhiệt đến gần nhiệt độ đặc trưng của

phản ứng là 57,5  58
0
C. Q trình gia nhiệt được thực hiện bởi sự tuần hồn của
dòng nước nóng trong vỏ áo của thiết bị phản ứng. Thời gian gia nhiệt khoảng 35
phút.
- Phản ứng polyme hóa là phản ứng toả nhiệt, mà trước khi đạt đến nhiệt
độ tối ưu của phản ứng thì cũng đã có một số phân tử chất khơi mào đã được kích
hoạt và do đó đã có phản ứng xảy ra. Chính vì vậy ta chỉ gia nhiệt đến nhiệt độ 52
 53
0
C thì ngừng gia nhiệt, nhiệt độ sẽ tự tăng lên do nhiệt của phản ứng sinh ra.
Và khi nhiệt độ lên đến khoảng 56
0
C thì bắt đầu cho nước làm mát vào để duy trì
nhiệt độ của phản ứng là 57,5  58
0
C (do lúc này phản ứng đã bắt đầu diễn ra
mãnh liệt).
- Nhiệt của phản ứng được lấy ra chủ yếu bằng 2 cách: một phần nhiệt
được lấy ra bằng nước làm mát tuần hồn trong vỏ áo của thiết bị phản ứng, phần
còn lại sẽ được lấy ra ở thiết bị ngưng tụ trên đỉnh của thiết bị phản ứng.Trong q
trình phản ứng, VCM và các khí trơ phát sinh trong q trình phản ứng sẽ bốc lên
trên đỉnh của thiết bị phản ứng. VCM sẽ được ngưng tụ hồi lưu trở lại thiết bị phản
ứng, còn các khí trơ sẽ được xả ra định kỳ qua bộ phận xử lý khí.
- Trong suốt giai đoạn polyme hố thì thể tích của hỗn hợp phản ứng sẽ
giảm do khối lượng của nhựa PVC lớn hơn khối lượng riêng của VCM lỏng. Vì
vậy, để khơng ảnh hưởng đến q trình khuấy trộn khối phản ứng ta phải tiến hành
cấp bù lượng nước vào bằng với sự giảm thể tích đó. Chính lượng nhiệt này cũng
lấy đi một phần nhiệt do phản ứng sinh ra nhưng khơng đáng kể.
Điểm kết thúc của phản ứng được xác định bắt đầu bằng sự giảm áp suất

trong thiết bị phản ứng. Khi đó hiệu suất phản ứng đạt khoảng 75%. Giai đoạn
giảm áp kéo dài khoảng 80 phút đến áp suất xác định trước thì tiến hành nạp AD -3
vào để kết thúc phản ứng. Hiệu suất của phản ứng đạt 85  87%.
Thời gian phản ứng kéo dài khoảng 220 phút.
8.5. Giai đoạn tháo liệu:
Sau khi kết thúc phản ứng, hỗn hợp huyền phù nhựa PVC và VCM còn lại
được đưa sang bồn thu hồi (11).Ở giai đoạn đầu, do áp suất trong thiết bị phản ứng
khi kết thúc phản ứng còn cao (khoảng 6kG/cm
2
) nên ta cho chuyển trực tiếp hỗn
hợp qua (11) nhờ sự chênh lệch áp suất.Sau khi áp giảm xuống còn 3kG/cm
2
thì ta