Tài liệu Nghiên cứu sử dụng bột gỗ phế thải, chế tạo vật liệu compozit trên nhựa nền polyvinyl clorua

  • Số trang: 75 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 245 |
  • Lượt tải: 1
nguyetha

Đã đăng 8490 tài liệu

Mô tả:

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ---------0-0-0--------- NGUYỄN VĂN SƠN NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG BỘT GỖ PHẾ THẢI, CHẾ TẠO VẬT LIỆU COMPOZIT TRÊN NHỰA NỀN POLYVINYL CLORUA LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – 2014 TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN -----------0-0-0----------- NGUYỄN VĂN SƠN NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG BỘT GỖ PHẾ THẢI, CHẾ TẠO VẬT LIỆU COMPOZIT TRÊN NHỰA NỀN POLYVINYL CLORUA Chuyên ngành: Hóa môi trường Mã số: 60440120 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : Hà Nội – 2014 TS. NGUYỄN VŨ GIANG LỜI CẢM ƠN Với lòng biết ơn sâu sắc, em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới TS. Nguyễn Vũ Giang và tập thể phòng thí nghiệm vật liệu phi kim – Viện Kỹ Thuật Nhiệt Đới đã giao đề tài, tạo điều kiện và tận tình chỉ bảo, hướng dẫn em trong suốt quá trình hoàn thành luận văn này. Em xin cảm ơn PGS.TS Đỗ Quang Trung và các anh chị trong phòng thí nghiệm Hóa Môi Trường, khoa Hóa Học – Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên – ĐHQGHN đã tạo điều kiện giúp đỡ em trong quá trình thực hiện luận văn. Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn sự quan tâm, giúp đỡ và động viên của gia đình, bạn bè trong suốt thời gian thực hiện luận văn này Hà Nội, 2014 Học viên Nguyễn Văn Sơn MỤC LỤC MỞ ĐẦU .....................................................................................................................1 Chương 1: TỔNG QUAN ...........................................................................................3 1.1. Giới thiệu chung về vật liệu compozit nhựa/gỗ ...................................................3 1.1.1. Vật liệu nền polyvinyl clorua (PVC) ................................................................4 1.1.2. Bột gỗ và bột gỗ keo tai tượng (BG) .................................................................9 1.1.3. Phụ gia gia cường silica ..................................................................................14 1.1.4. Bột gỗ biến tính hạt nano silica (SiO2) ...........................................................16 1.2. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước ........................................................18 CHƯƠNG 2. THỰC NGHIỆM VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .........22 2.1.Nguyên liệu và hóa chất ......................................................................................22 2.2. Chế tạo vật liệu compozit PVC/BG ...................................................................22 2.2.1. Xử lý bột gỗ bằng xút nóng (NaOH)........................................................22 2.2.2. Biến tính bề mặt bột gỗ bằng TEOS [23 - 25] .........................................23 2.2.2. Chế tạo vật liệu compozit PVC/BG ............................................................23 2.3. Các phương pháp và thiết bị nghiên cứu............................................................23 2.3.1.Nghiên cứu các đặc trưng nóng cháy của vật liệu PVC/BG .....................23 2.3.2. Phương pháp xác định tính chất cơ học ...................................................24 2.3.3. Phương pháp phân tích nhiệt trọng lượng (TGA) ....................................25 2.3.4. Phổ hồng ngoại phân tích chuỗi Fourrie (FT-IR) .....................................25 2.3.5. Phương pháp kính hiển vi trường điện tử phát xạ (FESEM) ...................26 2.3.6. Phương pháp lưu biến trạng thái rắn ........................................................27 2.3.7. Khảo sát khả năng ngấm ẩm của vật liệu .................................................28 2.3.8. Khảo sát sự suy giảm oxy hóa quang-nhiệt-ẩm .......................................28 2.3.9. Sự thay đổi màu sắc..................................................................................29 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................31 3.1. Tính chất nóng chảy, tính chất cơ học của vật liệu compozit PVC/BG .............31 3.1.1. Ảnh hưởng của hàm lượng DOP lên các đặc trưng nóng chảy của vật liệu compozit ......................................................................................................31 3.1.2. Ảnh hưởng của hàm lượng BG đến khả năng nóng chảy của vật liệu .35 3.2. Ảnh hưởng của hàm lượng chất biến tính TEOS trên bột gỗ có và không có xử lý kiềm tới tính chất của compozit ............................................................................37 3.2.1. Tính chất nóng chảy và tính chất cơ học của PVC/BG và PVC/BKT .37 3.2.2. Tích chất uốn ........................................................................................42 3.2.3. Lưu biến trạng thái rắn..........................................................................44 3.3. Tính chất nhiệt của vật liệu compozit PVC/BG .................................................46 3.4. Hình thái cấu trúc của compozit của vật liệu compozit PVC/BG ......................49 3.5. Nghiên cứu tính ngấm ẩm (Khả năng hấp thụ nước) .........................................49 3.6. Thử nghiệm gia tôc thời tiết ...............................................................................51 3.6.1. Tính chất cơ học....................................................................................51 3.6.2. Phổ hồng ngoại (IR) ..............................................................................52 3.6.3. Độ suy giảm màu sắc ............................................................................54 3.6.4. Cấu trúc hình thái bề mặt compozit ......................................................58 KẾT LUẬN ...............................................................................................................60 TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................61 CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN VĂN .................65 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT STT Kí hiệu Giải thích 1 BG Bột gỗ 2 BT Bột gỗ biến tính TEOS 3 BKT Bột gỗ xử lý kiềm, biến tính TEOS 4 DMA Phân tích cơ động (Dynamic Mechanical Analysis) 5 DOP Dioctyl phtalat 6 HDPE Polyetylen tỷ trọng cao 7 FESEM Máy hiển vi trường điện tử phát xạ 8 FT-IR Phổ hồng ngoại phân tích chuỗi Fourrie 9 LDPE Polyetylen tỷ trọng thấp 10 PVC/BG Compozit poly vinyl clorua/ bột gỗ 11 PE Polyetylen 12 PP Polypropylen 13 PVC Polyvinyl clorua 14 PVC/BG Compozit polyvinylclorua/ bột gỗ 15 PVC/BT Compozit poly vinyl clorua/ bột gỗ biến tính TEOS 16 PVC/BKT 17 VTMS Vinyl–trimethoxy silane 18 SEM Kính hiển vi điện tử quét 19 TEOS Tetra etylortho silicat 20 TGA Phân tích nhiệt 21 WPC Compozit bột gỗ - nhựa nhiệt dẻo Compozit poly vinyl clorua/ bột gỗ xử lý kiềm, biến tính TEOS DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1. 1. Diễn biến giá nhập khẩu một số loại nhựa thông dụng .............................5 Bảng 1. 2.Sản lượng PVC trên thế giới(đơn vị tính: 1.000 tấn) .................................7 Bảng 1. 3. Thành phần hóa học của một số cây tự nhiên..........................................12 Bảng 3. 1. Các thông số đặc trưng nóng chảy của vật liệu compozit PVC/BG theo hàm lượng chất hóa dẻo khác nhau. ..........................................................................32 Bảng 3. 2. Ảnh hưởng của hàm lượng DOP đến tính chất vật liệu compozit...........34 Bảng 3. 3. Ảnh hưởng của hàm lượng DOP tới modun đàn hồi và độ bền kéo đứt của compozit .............................................................................................................34 Bảng 3. 4. Các thông số đặc trưng nóng chảy của vật liệu compozit PVC/BG theo hàm lượng bột gỗ (BG) khác nhau ............................................................................36 Bảng 3. 5. Tính chất cơ học của compozit với các hàm lượng bột gỗ khác nhau ....36 Bảng 3. 6. Ảnh hưởng của hàm lượng hàm lượng TEOS biến tính bột gỗ đến tính chất vật liệu compozit ...............................................................................................38 Bảng 3. 7. Tính chất cơ lý của compozit PVC/BT và PVC/BKT theo hàm lượng TEOS biến tính ..........................................................................................................42 Bảng 3. 8. Tính chất uốn của compozit theo hàm lượng TEOS biến tính bột gỗ .....42 Bảng 3. 9. Các nhiệt độ bắt đầu và kết thúc sự phân hủy nhiệt của các mẫu compozit PVC/BG, PVC/BT ở giai đoạn phân hủy 1 và 2. ......................................................48 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1. 1. Ván ép gỗ nhựa (a), ngoại thất gia đình (b) ...............................................4 Hình 1. 2. Trùng hợp monome vinyl clorua................................................................4 Hình 1. 3. Nhu cầu chất dẻo năm 2007 của thế giới Theo: CMAI .............................5 Hình 1. 4. Sơ đồ phát triển ngành hóa dầu ở Việt Nam ..............................................8 Hình 1. 5. Tình hình cung cầu nhựa PVC tại Việt Nam theo TPC Vina, Hiệp hội nhựa Việt Nam ............................................................................................................9 Hình 1. 6. Sơ đồ các giai đoạn trong sản xuất bột gỗ ...............................................10 Hình 1. 7. Các cơ cấu mài khác nhau của một số loại máy mài bột gỗ ....................10 Hình 1. 8. Giá bột gỗ keo xuất khẩu (USD/tấn) ........................................................11 Hình 1. 9. Cấu trúc hóa học của xenluloza .................................................................11 Hình 1. 10. Cấu trúc hoá học của hemixenluloza .....................................................11 Hình 1. 11. Cấu trúc hóa học của lignin ....................................................................12 Hình 1. 12. Ảnh gỗ, cây keo tai tượng ......................................................................13 Hình 1. 13. Các dạng thù hình của silic đioxit ..........................................................15 Hình 1. 14. Các dạng liên kết của nhóm Si-O trên bề mặt silica và sự kết tụ các hạt silica ..........................................................................................................................16 Hình 1. 15. Kiềm hóa và axetylate hóa bề mặt sợi xenluloza ...................................17 Hình 1. 16. Cơ chế ghép silan lên sợi gỗ ..................................................................18 Hình 2. 1. Thiết bị trộn nóng chảyRheomix 610 (Đức), thiết bị ép nhiệt Toyoseky (Nhật Bản) và máy tính chạy phần mềm polylab......................................................24 Hình 2. 2. Mẫu đo độ bền kéo đứt, mô đun đàn hồi .................................................24 Hình 2. 3. Máy xác định tính chất cơ học Zwick Z2.5 (a) và thiết bị đo đa năng Instron 100kN (b) ......................................................................................................25 Hình 2. 4. Máy phân tích nhiệt Shimadzu TGA 50H và máy đo phổ hồng ngoại NEXUS 670 (Mỹ) .....................................................................................................26 Hình 2. 5. Máy hiển vi trường điện tử phát xạ (FESEM) S-4800 (Nhật) .................26 Hình 2. 6. Máy lưu biến C-VOR 150 (Anh) .............................................................27 Hình 2. 7. Cân phân tích 3 số Precisa XB 320M ......................................................28 Hình 2. 8. Mặt cắt ngang, thiết bị thử nghiệm gia tốc thời tiết UVCON ..................29 Hình 3. 1. Biểu đồ nóng chảy của PVC ....................................................................31 Hình 3. 2. Ảnh hưởng của hàm lượng chất hóa dẻo (DOP) tới momen xoắn trong quá trình gia công của compozit ...............................................................................33 Hình 3. 3. Ảnh hưởng của hàm lượng DOP tới modun đàn hồi và độ bền kéo đứt của compozit .............................................................................................................34 Hình 3. 4. Ảnh hưởng của hàm lượng bột gỗ tới momen xoắn trong quá trình gia công của compozit .....................................................................................................35 Hình 3. 5. Ảnh hưởng của hàm lượng bột gỗ tới độ bền kéo đứt, modun đàn hồi của compozit ....................................................................................................................37 Hình 3. 6. Momen xoắn của compozit PVC/BT, PVC/BKT ....................................39 Hình 3. 7. Độ bền kéo đứt của compozit theo hàm lượng biến tính TEOS ............40 Hình 3. 8. Môđun đàn hồi của compozit theo hàm lượng TEOS biến tính ..............41 Hình 3. 9. Ảnh hưởng của hàm lượng TEOS biến tính bột gỗ lên cường độ uốn của vật liệu PVC/BG. ......................................................................................................43 Hình 3. 10. Ảnh hưởng của hàm lượng TEOS biến tính bột gỗ lên modul uốn của vật liệu PVC/BG. ......................................................................................................44 Hình 3. 11. Ảnh hưởng của hàm lượng TEOS biến tính bột gỗ đến G’ của compozit ...................................................................................................................................45 Hình 3. 12. Ảnh hưởng của hàm lượng TEOS biến tính bột gỗ lên G’’ của compozit ...................................................................................................................................45 Hình 3. 13. Giản đồ phân tích nhiệt (TGA) mẫu PVC..............................................46 Hình 3. 14. Giản đồ phân tích nhiệt của compozit PVC/BT theo hàm lượng TEOS dùng để biến tính bột gỗ. ...........................................................................................47 Hình 3. 15. Ảnh SEM vật liệu compozit PVC/BG và PVC/BT 5%. ........................49 Hình 3. 16. Ảnh hưởng của hàm lượng TEOS biến tính bột gỗ lên độ ngấm ẩm của vật liệu PVC/BG. ......................................................................................................50 Hình 3. 17. So sánh độ bền kéo đứt của PVC, vật liệu compozit PVC/BG, PVC/BT và PVC/KBT trước và sau thử nghiệm gia tốc thời tiết. ...........................................51 Hình 3. 18. Môđun đàn hồi của PVC, vật liệu compozit PVC/BG, PVC/BT và PVC/KBT trước và sau thử nghiệm gia tốc thời tiết.................................................52 Hình 3. 19. Phổ hồng ngoại của vật liệu compozit PVC/BG, PVC/BT5 và PVC/BKT5 trước và sau thử nghiệm gia tốc thời tiết...............................................54 Hình 3. 20. Cơ chế phân hủy quang của PVC ..........................................................55 Hình 3. 21. Cơ chế phân hủy lignin khi tiếp xúc UV................................................55 Hình 3. 22. Mức độ suy giảm màu sắc ∆E* của PVC và các mẫu vật liệu compozit ...................................................................................................................................56 Hình 3. 23. Sự thay đổi giá trị màu L* theo thời gian thử nghiệm gia tốc thời tiết ..56 Hình 3. 24. Độ suy giảm màu sắc của các mẫu theo thời gian thử nghiệm ..............58 Hình 3. 25. Ảnh bề mặt của compozit trước và sau thử nghiệm gia tốc thời tiết .....59 MỞ ĐẦU Ở Việt Nam ngành công nghiệp chế biến gỗ phát triển mạnh trong hơn một thập kỷ qua, chỉ tính riêng năm 2010, khoảng hơn mười nhà máy công bố xây dựng mới và khánh thành đi vào hoạt động. Nhu cầu về khai thác gỗ liên tục tăng và hàng năm chúng ta phải nhập khẩu từ 3,5-4 triệu m3 gỗ tròn. Lượng phế liệu trong sản xuất chế biến gỗ phụ thuộc vào nguyên liệu, kích thước sản phẩm, công suất thiết bị và thường chiếm tỷ lệ từ 45-63% thể tích nguyên liệu [10]. Phần lớn lượng phế liệu đều thải ra môi trường hoặc dùng cho mục đích làm nhiên liệu, chất đốt gây ra ô nhiễm môi trường không khí, đất và đặc biệt là môi trường nước. Một số nhà máy chế biến gỗ đầu tư máy móc, thiết bị như cán, xay, nghiền phế liệu gỗ cung cấp cho các nhà máy sản xuất giấy, tuy nhiên chỉ một vài loại gỗ phù hợp với ngành này nên bột gỗ hiện nay chủ yếu được xuất khẩu vào thị trường Trung Quốc, Đài Loan, Malaysia, Thái Lan và các nước Châu Âu khác với giá rẻ (khoảng 800 000 đồng/tấn). Trong khi đó, các Công ty thương mại của Việt Nam lại nhập khẩu các mặt hàng sản xuất từ vật liệu compozit nhựa/gỗ từ các nước đó để bán trong nước. Do đó, việc tận dụng nguồn phế liệu bột gỗtrong nước để chế tạo các vật liệu polyme compozit nhựa/gỗ phục vụ trong các ngành công nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng, kiến trúc, giao thông vận tải, nông nghiệp… thay thế các sản phẩm nhập ngoại có tiềm năng to lớn trên phương diện khoa học, kinh tế song song với việc chống ô nhiễm môi trường và phát triển hệ sinh thái bền vững. Với sự phát triển của thế giới, vật liệu compozit nhựa/gỗ đã được nhiều nhà khoa học trên thế giới quan tâm và nghiên cứu. Việc nghiên cứu và áp dụng thành công vật liệu này đã được nhiều nước trên thế giới áp dụng rộng rãi trong tất cả các ngành phục vụ đời sống và sản xuất công nghiệp. Vật liệu compozit polyvinyl clorua/bột gỗ được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp xây dựng như: tấm lát, cửa sổ, hàng rào, đồ nội thất, ngoại thất. Với những lý do nêu trên, luận văn mang tên “Nghiên cứu sử dụng bột gỗ phế thải, chế tạo vật liệu compozit trên nhựa nền polyvinylclorua” làm đề tài nghiên cứu trong luận văn của mình. Trong luận văn này, vật liệu compozit PVC/BG đã được chế tạo từ bột gỗ và bột gỗ biến tính bề mặt bằng các hạt nano SiO2 được tổng hợp 1 trực tiếp trên bề mặt bột gỗ (in situ), nghiên cứu các tính chất cơ lý, tính lưu biến, tính chất nhiệt, hình thái cấu trúc, tính ngấm ẩm, thử nghiệm thời tiết của vật liệu compozit. Loại bột gỗ được lựa chọn trong nghiên cứu này là loại bột gỗ cây keo tai tượng được trồng phổ biến ở Việt Nam. 2 Chương 1: TỔNG QUAN 1.1. Giới thiệu chung về vật liệu compozit nhựa/gỗ Vật liệu compozit nhựa/gỗ là một loại vật liệu tổng hợp, được tạo thành từ bột gỗ và nhựa nền. Trong đó bột gỗ gọi là cốt hay pha gián đoạn, đóng vai trò gia cường, tăng độ bền và độ cứng cho vật liệu compozit nhựa/gỗ. Nhựa nền gọi là pha liên tục đóng vai trò liên kết toàn bộ các phân tử cốt thành một khối compozit thống nhất, tạo khả năng để tiến hành các phương pháp gia công compozit thành các chi tiết theo thiết kế và che phủ cũng như bảo vệ cốt tránh các hư hỏng do các tác động hóa học, cơ học, môi trường [13,14]. Vật liệu compozit nhựa/gỗ kết hợp được ưu điểm của nhựa nền và bột gỗ, độ bền cơ học cao, cải thiện được độ cứng của nhựa, vật liệu tổng hợp có những thuộc tính thẩm mỹ đặc biệt, có khả năng tái chế, sản phẩm đa dạng phong phú. Nhựa nền sử dụng trong chế tạo vật liệu compozit nhựa/gỗ rất đa dạng, phong phú, bao gồm cả nhựa nhiệt dẻo và nhựa nhiệt rắn. - Nhựa nhiệt rắn bao gồm: nhựa epoxy, nhựa polyeste không no, nhựa phenol, nhựa furan, nhựa amino, nhựa polyimit, nhựa polyuretan…. - Nhựa nhiệt dẻo được sử dụng như: polyetylen (PE), polypopylen (PP), polyamit (PA), polyvinyl clorua (PVC)…. Vật liệu compozit nhựa/gỗ, trên nền nhựa nhiệt rắn gia công bằng phương pháp ép nhiệt truyền thống được quan tâm đáng kể trong những thập kỷ qua nhờ có những lợi thế chủ yếu như: độ bền cao, cải thiện được tính chất cơ lý, có tính thẩm mỹ đặc biệt. Tuy nhiên vật liệu compozit nhựa/gỗ, nền nhựa nhiệt dẻo có những đặc tính hạn chế được nhược điểm của nền nhựa nhiệt rắn như: nhiệt độ gia công thấp, độ bền cao, dễ gia công tạo hình sản phẩm phức tạp, ít co ngót, có thể tái sử dụng được và thân thiện với môi trường. Với những ưu điểm đó, trong vài năm gần đây trên thế giới vật liệu compozit nhựa/gỗ, trên nền nhựa nhiệt dẻo đã được ứng dụng và phát triển mạnh mẽ, đặc biệt trong lĩnh vực kiến trúc, xây dựng.... Vật liệu compozit bột gỗ - nhựa nhiệt dẻo (WPC) có nhiều tính chất ưu việt về khả năng gia công, tính chất cơ lý và khả năng tái chế sau sử dụng nên loại vật liệu này đang được coi là vật liệu xanh, thân thiện với môi trường. Trong đó, vật liệu 3 compozit trên nền nhựa polyvinyl clorua (PVC) và bột gỗ (BG) có nhiều ưu điểm nhờ độ cứng cao, bền thời tiết và bền hóa học. Các đặc tính này thể hiện sự vượt trội so với vật liệu WPC trên nền nhựa polyolefin. Do vậy, vật liệu PVC/BG được ứng dụng nhiều trong việc chế tạo vật liệu có tính kết cấu đòi hỏi khả năng chịu lực cao, như: ván sàn, ván cửa, thanh profile cho cửa sổ, làm vật liệu trang trí nội ngoại thất… [13]. Hình 1. 1. Ván ép gỗ nhựa (a), ngoại thất gia đình (b) 1.1.1. Vật liệu nền polyvinyl clorua (PVC) Polyvinyl clorua (PVC) là nhựa nhiệt dẻo, gồm nhiều nhóm vinyl clorua CH2=CHCl liên kết với nhau. Polyvinyl clorua được điều chế bằng phản ứng trùng hợp các monome vinyl clorua: Hình 1.2. Trùng hợp monome vinyl clorua Hiện nay PVC được sản xuất và tiêu thụ nhiều thứ3 trên thế giới (sau polyethylen – PE và Polypropylene - PP). Thành phần PVC có đặc thù mà các loại nhưạ khác không có: Trong phân tử monome CH2=CHCl có tới gần 60% khối lượng là từ clo (Cl), clo được hình thành qua quá trình điện phân muối ăn (NaCl). Do đó có thể nói rằng, PVC được hình thành từ 60% muối ăn. Với sản lượng nhựa hiện nay, để sản xuất PVC chỉ cần 0,5% tổng 4 sản lượng dầu tiêu thụ. Điều này rất quan trọng, nhất là trong giai đoạn hiện nay khi dầu mỏ đang là một vấn đề nóng trên thế giới. Với giá cao ngất ngưỡng, dầu mỏ và các sản phẩm từ dầu mỏ không chỉ còn đơn thuần là vấn đề kinh tế. Trong khi đó, nhờ đặc tính trên, PVC ít phụ thuộc vào sự biến đổi của dầu mỏ hơn so với những loại polyme được tổng hợp từ 100% dầu mỏ. Tại mọi thời điểm, giá của PVC bao giờ cũng thấp hơn khoảng từ 20 - 30% so với các loại chất dẻo cùng được ứng dụng rộng rãi khác như PE, PP và PS. Hình 1.3. Nhu cầu chất dẻo năm 2007 của thế giớitheo: CMAI Bảng 1. 1. Diễn biến giá nhập khẩu một số loại nhựa thông dụng theo Tạp chí “Thông tin thương mại” Đơn giá, USD/tấn Thời gian nhập khẩu Tuần từ: 02-6/5/06 Tuần từ: 21/9-28/9/07 Tuần từ: 2/11-10/11/07 PVC HDPE LDPE PP PS 713-760 1089-1120 1030-1180 1050-1195 1080 1030 - 1040 1290 - 1590 1317 - 1790 1315 - 1540 1550 -1600 1000-1100 1363-1450 5 1337-1750 1370-1440 - Ưu điểm thứ hai là do clo đem lại cho PVC. Đó là tính kìm hãm sự cháy. Cũng chính vì đặc điểm này mà PVC gần như chiếm vị trí độc tôn trong lĩnh vực xây dựng dân dụng. Về mặt ứng dụng, PVC là loại nhựa đa năng nhất.Giá thành rẻ, đa dạng trong ứng dụng, nhiều tính năng vượt trội là những yếu tố giúp cho PVC trở thành vật liệu lý tưởng cho hàng loạt ngành công nghiệp khác nhau: Xây dựng dân dụng, kỹ thuật điện, vô tuyến viễn thông, dệt may, nông nghiệp, sản xuất ôtô, xe máy, giao thông vận tải, hàng không, y tế...Ở bất kỳ đâu chúng ta đều bắt gặp sự hiện diện của PVC. PVC trên thế giới PVC có quá trình phát triển hơn 100 năm nay. Năm 1835 lần đầu tiên nhà hóa học Liebig đã tổng hợp được vinylclorua. Vào năm 1872 Baumann lần đầu tiên tổng hợp ra PVC. Đến năm 1933, nhiều dạng PVC đã được tổng hợp ở Mỹ và Đức. Tuy nhiên, đến năm 1937 PVC mới được sản xuất trên quy mô công nghiệp hoàn chỉnh tại Đức.Việc tiến sĩ hóa học người Đức Waldo Simon vô tình phát hiện ra những đặc tính quý báu của PVC có thể thay thế cao su trong hàng loạt ứng dụng và nhất là nhu cầu to lớn về nguyên vật liệu phục vụ cho cuộc chiến tranh thế giới thứ hai cũng như sau đó là phục vụ cho việc khắc phục hậu quả chiến tranh, phát triển đất nước đã thúc đẩy ngành công nghiệp sản xuất PVC phát triển nhanh chóng ở nhiều nước như Mỹ, Đức,Anh và Nhật Bản. Bước sang thế kỷ 21, sự tăng trưởng và phát triển kinh tế là yếu tố quyết định đến nhu cầu tiêu thụ PVC. Các điều kiện kinh tế trên toàn cầu đã được cải thiện và vì thế nhu cầu PVC rất lớn, lớn hơn nhiều so với dự báo. Sản lượng PVC của thế giới năm 2006 đạt tới hơn 32 triệu tấn và mức tăng trưởng trong giai đoạn 2001-2006 là hơn 5%/năm.Dự kiến khu vực châu Á được dự báo dẫn đầu thế giới với mức tăng trưởng nhu cầu bình quân hàng năm là khoảng 7%/năm, trong đó cao nhất là Trung Quốc, tiếp đến Malaysia, Việt Nam và tiểu lục địa Ấn độ. Bảng 2 là công suất PVC của Châu Á – Thái Bình Dương giai đoạn 2000-2007, trong đó Trung Quốc với sự nhảy vọt đột biến đã vươn lên vị trí dẫn đầu thế giới. 6 Bảng 1.2. Sản lượng PVC trên thế giới theo: Harriman Report (đơn vị tính: 1000 tấn) Nước 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 1 Nhật Bản 2.685 2.613 2.540 2.523 2.448 2.448 2.448 2.448 2 Hàn Quốc 1.180 1.180 1.240 1.240 1.240 1.240 1.240 1.240 3 Đài Loan 1.535 1.566 1.679 1.679 1.698 1.717 1.717 1.717 4 Trung Quốc 2.665 2.892 3.265 4.623 6.000 8.000 10.000 11.200 5 Thái Lan 760 795 795 795 795 795 795 795 6 Malaysia 97 260 260 260 271 280 280 280 7 Indonesia 621 621 621 621 621 621 621 621 8 Philippines 102 100 100 100 106 110 110 110 9 Việt Nam 80 80 115 200 200 200 200 200 10 Ấn Độ 791 811 775 775 775 800 1.035 1.035 11 Pakistan 100 100 100 100 100 100 100 100 12 Ả rập Xê ut 324 324 324 324 394 394 394 394 13 Australia 240 240 140 140 140 140 140 140 Tổng cộng: 11.180 11.582 11.954 13.380 14.788 16.845 19.080 20.280 PVC ở Việt Nam Năm 1981 là năm mở đầu cho sự phát triển ngành công nghiệp dầu khí Việt Nam với việc khai thác mỏ khí ở huyện Tiền Hải tỉnh Thái Bình và sự ra đời của Xí nghiệp Liên doanh dầu khí Việt Xô. Theo số liệu của Tập đoàn Dầu khí quốc gia Việt Nam, đến hết tháng 12 năm 2006, trên 235 triệu tấn dầu quy đổi đã được khai thác trong đó dầu thô đạt trên 205 triệu tấn và cung cấp 30 tỉ m3 khí cho sản xuất điện và các nhu cầu dân sinh khác. Hiện nay, tổng lượng dầu khí khai thác hằng năm đạt trung bình khoảng 20 triệu tấn quy đổi. Dầu khí đã có nhưng việc sử dụng tài nguyên quý báu này như hiện nay (bán 100% dầu thô và làm nhiên liệu 100% lượng khí) thì chưa thực sự hiệu quả. Chính vì vậy, ngành Dầu khí và Hóa chất đã lập các chiến lược phát triển lâu dài cho bước chế biến và đã được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt tại các 7 Quyết định 343/2005/QĐ-TTg ngày 26/12/2005 và 386/2006/QĐ-TTg ngày 09/3/2006. Các quyết định trên là việc cụ thể hóa đường lối phát triển ngành hóa dầu Việt Nam. Ở Việt Nam, cũng như tất cả các nước Đông Nam Á khác (kể cả Đài Loan), công ngiệp sản xuất nguyên liệu cho ngành nhựa đều khởi đầu từ PVC. Sơ đồ sau cho ta khái quát các bước phát triển của quá trình sản xuất PVC từ dầu mỏ và sự phát triển của ngành hóa dầu Việt Nam. Hình 1.4. Sơ đồ phát triển ngành hóa dầu ở Việt Nam Ngành sản xuất nhựa PVC ở Việt Nam bắt đầu vào năm 1998 với sự hiện diện của liên doanh TPC Vina (tiền thân là Mitsui Vina). Đây là liên doanh giữa Công ty Cổ phần Nhựa và Hóa chất Thái Lan (TPC), Tổng Công ty Hóa chất Việt Nam (Vinachem) và Công ty Nhựa Việt Nam (Vinaplast). Nhờ liên doanh này lượng PVC nhập khẩu giảm từ 74.000 tấn năm 1997 xuống còn 61.000 tấn vào năm 1999 và chỉ còn trên dưới 50.000 tấn vào những năm sau này.Công suất của TPC Vina là 100.000 tấn/năm. Cuối năm 2002, nhà máy sản xuất PVC thứ hai (Liên doanh giữa Petronas Malaysia với Bà Rịa – Vũng Tàu) có công suất 100.000 tấn/năm cũng bắt đầu tham gia vào thị trường. 8 Hình 1.5. Tình hình cung cầu nhựa PVC tại Việt Nam theo TPC Vina, Hiệp hội nhựa Việt Nam Nhựa polyvinyl clorua (PVC), là loại nhựa nhiệt dẻo được sử dụng rộng rãi trên thế giới và Việt Nam. PVC có nhiều ưu điểm như giá thành rẻ, tính chất cơ lý tốt, bền với hóa chất, có tính chống cháy. So với các loại nhựa nhiệt dẻo khác như polypropylen (PP), polyethylen (PE)… thì PVC có một ưu điểm rất lớn, đó là độ phân cực cao do đó độ tương hợp giữa PVC và bột gỗ sẽ tốt hơn. Đặc biệt PVC là nhựa nhiệt dẻo nên có khả năng tái sinh và ở điều kiện làm việc bình thường (nhiệt độ phòng, ánh sáng mặt trời…) compozit nhựa nhiệt dẻo PVC có độ độc hại rất thấp. 1.1.2. Bột gỗ và bột gỗ keo tai tượng (BG) Giới thiệu chung về bột gỗ Bột gỗ sản xuất ra phục vụ chủ yếu cho ngành công nghiệp giấy tại Việt Nam, Tuy nhiên với lượng phế phẩm dư thừa từ ngành chế biến lâm sản (sản xuất đồ gỗ mỹ nghệ, nội thất…) cũng được sử dụng sản xuất bột gỗ với mục đích xuất khẩu, đốt nhiên liệu, làm nhang hương… với hàm lượng giá trị kinh tế thấp. Các phương pháp sản xuất bột gỗ đang được sử dụng tại các cơ sở sản xuất bột gỗ chủ yếu là phương pháp cơ học (nghiền, mài) ngoài ra còn có các phương pháp 9 khác như hóa học (sử dụng các phản ứng hóa học đề phá vỡ liên kết của các sợi gỗ), bán hóa học (kết hợp phương pháp cơ học và hóa học). Phương pháp cơ bản để sản xuất bột cơ là phương pháp mài và nghiền. Tuy nhiên, cả 2 phương pháp đều có 1 số giai đoạn cơ bản tương tự nhau như sau: Hình 1.6. Sơ đồ các giai đoạn trong sản xuất bột gỗ Bột gỗ thành phẩm được xuất khẩu đi các thị trường Đài Loan, Trung Quốc và một số nước Đông Nam Á. Bột gỗ thành phẩm có độ ẩm < 12%, tạp chất <1%, đóng gói bằng bao 50 kg hoặc ép bánh kích thước 30 x 40 x 40 cm, kích thước có nhiều loại từ 0, 1 – 1 mm. Hình 1.7. Các cơ cấu mài khác nhau của một số loại máy mài bột gỗ 10
- Xem thêm -