Bakelite

1. ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA HÓA
ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG SẢN XUẤT KEO DÁN
PHENOL-FORMALDEHYDE TAN TRONG CỒN NĂNG SUẤT
20.000 (TẤN/NĂM).
GVHD: TS. Đoàn Thị Thu Loan
SVTH : Võ Minh Huấn
Lớp : 07H4

2. LOGO
NỘI DUNG
I MỞ ĐẦU
II NGUYÊN LIỆU
III PHÂN LOẠI
III
IV TÍNH CHẤT VÀ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG
V ỨNG DỤNG
VI LÝ THUYẾT TỔNG HỢP

3. LOGO
MỞ ĐẦU
- Phenol và formaldehyde được bắt đầu nghiên cứu bởi
Adolf Bayerr vào năm 1872 và Losekam vào năm 1889.
- Phương pháp tổng hợp đầu tiên được phát minh ra vào năm
1907 bởi Leo Hendrik Baekeland, và vào năm 1910, một loại vật
liệu mới ra đời được đặt tên là bakelite.
- Năm 1993, tiêu thụ keo phenol-formaldehyde là 3,07 tỉ
pound chỉ đứng sau poly-urethane (3,476 tỉ pound) trong nhựa nhiệt
rắn.
- Sản lượng nhựa phenolic trên thế giới năm 2002 là 3500
ngàn tấn, năm 2007 là 3850 ngàn tấn.
- Ở Việt Nam, trong lĩnh vực keo dán có rất ít nhà máy sản
xuất mà chủ yếu nhập từ nước ngoài.

4. LOGO
NGUYÊN LIỆU
1. Phenol
- CTPT: C6H5OH - CTCT:
- Tính chất:
Ở điều kiện thường phenol tồn tại ở dạng tinh thể hình kim,không
màu, có mùi hắc đặc trưng, để lâu trong không khí có màu hồng và
biến thành màu nâu nhạt do nó bị oxi hoá.
+ Tỷ trọng d =1,054
+ Nhiệt độ nóng chảy tnc= 40,3OC
+ Nhiệt độ sôi ts=182,2OC
+ Phenol tham gia phản ứng đặc trưng là phản ứng thế SE.
- Các dẫn xuất của phenol : + Crezol: C6H4(CH3)OH
+ Xilenol: CH3)2C6H3OH

5. LOGO
NGUYÊN LIỆU
2. Formaldehyde
- CTPT: CH2O - CTCT: H-CHO
- Tính chất:
+ Là chất khí có mùi hắc.
+ Nhiệt độ sôi ts= -210C.
+ Nhiệt độ nóng chảy tnc = -920C.
+ Tỷ trọng d = 0,815.
- Ngoài ra còn sử dụng nguyên liệu:
+ Urotropin ( hexametylen tetramin): (CH2) 6N4.
+ Furfurol: C5H4O2.

6. LOGO
PHÂN LOẠI
- Tùy thuộc vào tỉ lệ cấu tử và xúc tác mà chia nhựa phenol-
formaldehyde (PF) ra làm 2 loại: Nhựa novolac và nhựa rezolic.
- Novolac: Là nhựa nhiệt dẻo, không có khả năng tự đóng rắn tạo
thành polime mạng lưới không gian.
- Rezolic: Là nhựa nhiệt rắn có khả năng tự đóng rắn tạo mạng
lưới không gian gồm 3 loại:
+ Nhựa rezol: Là nhựa chưa đóng rắn, nó là một hỗn hợp
sản phẩm phân tử thấp mạch thẳng và nhánh.
+ Nhựa rezitol: Là nhựa bắt đầu đóng rắn nhưng có mật độ
mạng lưới không gian ít.
+ Nhựa rezit: Nhựa đã đóng rắn hoàn toàn tạo thành polime
có mạng lưới không gian dày đặc, ở trạng thái không nóng chảy
không hòa tan trong bất kỳ dung môi nào.

7. LOGO
TÍNH CHẤT VÀ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG
1. Tính chất
- Tính ổn định nhiệt tốt: Chịu được to cao, cứng, ổn định kích
thước cao.
- Khả năng liên kết cao: Bền cơ, nhiệt, hóa và liên kết chắc với
các chất gia cường tạo ra các loại vật liệu lý tưởng.
- Hàm lượng cacbon cao: Oxy hóa ở to > tp/hủy nhựa phenolic tạo ra
cacbon có cấu trúc như cacbon thủy tinh.
- Tính chất nhựa rezolic:
- Có tính ổn định cao, chứa ít phenol tự do, bền hóa học và
cách điện cao.
- Thay đổi theo chiều hướng tạo thành polime mạng lưới và
rezolic chuyển dần sang trạng thái rezitol.
- Có thể hòa tan trong nhiều dung môi như: Xiclohexanol,
phenol, dioxan, butanol...ở to cao.

8. LOGO
TÍNH CHẤT VÀ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG

9. LOGO
TÍNH CHẤT VÀ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG
c. Độ pH của môi trường
- Trùng ngưng trong môi trường acid (pH < 7) tạo nhựa nhiệt
dẻo.
- Trùng ngưng trong môi trường acid (pH > 7) tạo nhựa nhiệt rắn.
d. Ảnh hưởng của xúc tác và lượng xúc tác đến tính chất
- Xúc tác acid: Sản phẩm tạo thành là nhựa nhiệt dẻo novolac.
- Xúc tác là bazơ: Sản phẩm tạo thành là nhựa rezolic.
+ Nếu là kiềm mạnh (NaOH, KOH) thì tạo sản phẩm có
khả năng hoà tan trong nước.
+ Xúc tác NH4OH, Ba(OH)2 tạo sản phẩm tan trong cồn.

10. LOGO
ỨNG DỤNG
1. Vật liệu ép
- Bột ép.
- Vật liệu sợi ép (cốt sợi) đi từ nhựa rezolic và phụ gia là sợi.
- Vật liệu ép thành lớp.
- Vật liệu ép với phụ gia thô (mảnh vụn)
2. Keo dán và sơn
3. Ứng dụng làm các vật liệu khác
- Phao lit
- Vật liêu than grafit
- Nhựa đúc

11. LOGO
ỨNG DỤNG

12. LOGO
LÝ THUYẾT TỔNG HỢP
1. Nguyên liệu
+ Phenol nồng độ 98 % :100 phần khối lượng.
+ Formaldehyde nồng độ 37 % :37 phần khối lượng.
+ Xúc tác Ba(OH)2 nồng độ 37 %: 2 phần khối lượng.
+ Tỷ lệ mol : P/F = 6/7
2. Cơ chế

13. LOGO
LÝ THUYẾT TỔNG HỢP

14. LOGO
TỔNG HỢP
3. Quy trình sản xuất nhựa rezolic tan trong cồn để làm keo dán

15. LOGO
CÂN BẰNG VẬT CHẤT
Quá trình tổng hợp nhựa:
Cấu tử Lượng vào (kg) lượng ra (kg) tổn hao (kg)
Phenol 98% 9174353,28 66940,56 9180
Formaldehyde 37% 8990871,6 177301,5 9000,480
Ba(OH)2 37% 486003,48 485524,080 480,420
H2O tách ra 5835466,92
Nhựa 12024136,38 48280,68
Tổng cộng 18651228,36 18589369,44 66941,58
Quá trình đóng gói keo:
Cấu tử Lượng vào(kg) Lượng ra(kg) Tổn hao (kg)
Nhựa 12024136,38 24040,8
Etylic 8024123,76 24060,75
Keo 20000000
Tổng cộng 20048260,14 20000000 48101.55

16. LOGO
THIẾT BỊ PHẢN ỨNG
- Thể tích: 27,158 (m3)
- Chiều cao: 5300 (mm)
- Đường kính trong: Dt = 2800 (mm)
- Chiều dày thân: 14 (mm)
- Chiều dày đáy, nắp: 15 (mm)
- Bề dày của lớp cách nhiệt bông thủy tinh: 82 (mm).
- Đường kính ngoài (lớp bảo ôn): 3206 (mm)
- Trọng lượng: 10274,105 (kg)

17. MONG CÔ GIÁO HƯỚNG DẪN VÀ
CÁC BẠN GÓP Ý SỬA CHỮA
EM XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN