VKHCNVN VKTNĐ Viện khoa học công nghệ việt nam Viện kỹ thuật nhiệt đới Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật dự án Hoàn thiện công nghệ chế tạo polyme blend (polyetylen/polyamit, polypropylen/polyamit) để sản xuất nhựa, cóc ray phục vụ ngành đờng sắt Mà Số: KC.02.DA.04 Chủ nhiệm Dự án: TS Đào Thế Minh Hà nội, - 2005 Viện khoa học công nghệ việt nam Viện kỹ thuật nhiệt đới Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật dự án Hoàn thiện công nghệ chế tạo polyme blend (polyetylen/polyamit, polypropylen/polyamit) để sản xuất nhựa, cóc ray phục vụ ngành đờng sắt Mà Số: KC 02.DA.04 Chủ nhiệm Dự án: TS Đào Thế Minh DANH SáCH NHữNG NGƯời thực Đào Thế Minh TS, Nghiên cứu viên Trần Thanh Sơn PGS, TS, Nghiên cứu viên cao cấp Nguyễn Thạc Kim PGS, TS, Nghiên cứu viên cao cấp Thái Hoàng Phó Viện trởng, TS, Nghiên cứu viên (Phụ trách phần PE-g-AAC PA/ PE-g-AAC/PE) Vũ Minh Đức Phó phòng, Thạc sỹ, Nghiên cứu viên Ngun Phi Trung TS, Kü s− chÝnh Hoµng Thị Ngọc Lân Kỹ s Trịnh Sơn Hà Kü s− Chđ nhiƯm Dù ¸n ViƯn Kü tht NhiƯt đới TS Đào Thế Minh BàI TóM TắT Cùng với trình phát triển kinh tế đất nớc hội nhập quốc tế, Tổng công ty đờng sắt Việt nam (TCTĐS) đại hoá ngành đờng sắt Một số chi tiết kim loại đà bớc đầu đợc thay phụ kiện cao su, nhựa nh: nhựa, cóc ray nhựa, lõi nhựa, đệm ray nhựa chủ trơng sản xuất sản phẩm nớc Dự án nhằm mục tiêu xây dựng hoàn thiện quy trình công nghệ sản xuất polyme blend PE/PA PP/PA để chế tạo nhựa, cóc ray cung cấp cho ngành đờng sắt nhằm đáp ứng nhu cầu nâng cấp, đại hoá ngành đờng sắt Việt nam hội nhập khu vực, quốc tế Dự án đà xây dựng hoàn thiện đợc công nghệ chế tạo loại chất tơng hợp PE-g-AM, PE-g-AAC PP-g-AM thiệt bị đùn cắt hạt tự chế tạo quy mô pilot đà xây dựng hoàn thiện công nghệ chế tạo loại polyme blend PA/PE-g-AM/PE, PA/PE-g-AAC/PE PA/PP-g-AM/PP thiết bị đúc phun công nghiệp với công nghệ ổn định; từ năm 2002 (năm chuẩn bị Dự án) đến hết năm 2004 đà sản xuất cung cấp 1.138.796 nhựa, 3000 cãc ray vµ 7000 kg polyme blend víi sè tiền 3.563.958,204 đồng Các polyme blend sản phẩm chế tạo đáp ứng tốt yêu cầu kỹ thuật Tổng cục đờng sắt Dự án đề Đặc biệt polyme blend chịu lÃo hóa tốt Trên sở kết thu đợc từ thực tế triển khai ứng dụng, Tổng công ty đờng sắt Việt nam ứng dụng 2000 kg polyme blend để sản xuất ứng dụng thử sản phẩm lõi nhựa VOSSLOH tà vẹt bê tông dự ứng lực, mét s¶n phÈm míi sÏ triĨn khai øng dơng nhiỊu thời gian tới Ngoài ra, kết dự án đà đợc công bố báo Tạp chí Khoa học Công nghệ, báo cáo khoa học Hội nghị Hoá học, hớng dẫn sinh viên làm luận án tốt nghiệp, đào tạo Thạc sỹ MụC LụC Lời mở đầu 11 Chơng I Một số vấn đề chung 14 Mét sè kh¸i niƯm 14 1.1 Kh¸i niƯm vỊ polyme blend 14 1.2 TÝnh trén hỵp cđa polyme .15 1.3 Tính tơng hợp polyme blend 16 1.4 Hình thái cấu trúc cña polyme blend 17 Các biện pháp nâng cao tính tơng hợp polyme blend 18 2.1 Sư dơng c¸c copolyme khối nhánh làm chất tơng hợp 18 2.2 Sử dụng polyme có nhóm chức làm chất tơng hợp 19 2.3 Sử dụng tác nhân thấp phân tử 20 2.4 Sử dụng phơng pháp tạo gốc c¬ häc .21 2.5 Sử dụng tác nhân khâu mạch có tính chọn läc 21 2.6 Sư dơng c¸c ionome 21 Phơng pháp chế tạo polyme blend 22 3.1 Trén hỵp dung m«i 22 3.2 Trộn hợp trạng thái nóng ch¶y .22 TÝnh chÊt cña polyme blend .22 4.1 TÝnh chÊt c¬ häc .22 4.2 Nhiệt độ thuỷ tinh hoá 23 4.3 NhiƯt ®é nãng ch¶y 24 Chơng II Tổng quan tình hình nghiên cứu vµ øng dơng polyme blend ë vµ ngoµi n−íc 25 Tình hình nghiên cứu vµ ngoµi n−íc .25 Những Dự án 26 Chơng III Công nghệ chế tạo chất tơng hợp: PE-g-am, pe-g-aac, PP-g-am 30 C¬ së khoa häc cđa viƯc ghÐp AM vµ AAC vµo PE PP trạng thái nóng chảy thiết bị đùn cắt hạt 30 Nguyên liệu hóa chất ban ®Çu 31 Thiết bị chế tạo chất tơng hợp 31 Phơng pháp xác định hàm lợng AM AAC chất tơng hợp 32 Công nghệ chế tạo chất tơng hợp 33 5.1 S¬ đồ công nghệ chế tạo chất tơng hợp .33 5.2 Các công đoạn cụ thể 34 5.2.1 Chuẩn bị tổ hợp nguyên liệu chất phơ gia 34 5.2.2 N¹p liƯu vµ ghÐp AM vµ AAC vµo PE vµ PP 34 5.2.3 Làm lạnh .34 5.2.4 Cắt hạt 34 5.2.5 Sấy khô đóng bao 34 Th¶o luËn kÕt qu¶ .35 Tãm t¾t quy trình chế tạo chất tơng hợp: PE-g-AM, PE-g-AAC, PP-g-AM 36 TÝnh chÊt cđa cđa chÊt t−¬ng hỵp .38 KÕt luËn 38 Chơng IV Công nghệ chế t¹o polyme blend: PA/PE, PA/PP 39 C¬ së khoa häc cđa việc chế tạo polyme blend PA/PE PA/PP .39 Nguyên liệu ban đầu 40 C«ng nghƯ chÕ tạo polyme blend nhựa, cóc ray 40 3.1 Sơ đồ công nghệ chế tạo polyme blend nhựa, cóc ray 41 3.2 Thiết bị chế tạo polyme blend nhựa, cóc ray .41 3.3 Các bớc chế tạo polyme blend nhựa, cóc ray 42 3.3.1 Chuẩn bị tổ hợp nguyên liệu 42 3.3.2 N¹p liệu sấy tổ hợp nguyên liệu .43 3.3.3 Tạo polyme blend nhùa, cãc ray 44 3.3.4 Định hình sản phẩm 45 3.3.5 KiĨm tra chÊt l−ỵng .45 3.3.6 §ãng gãi 45 KiĨm tra tÝnh chÊt cđa polyme blend nhựa, cóc ray 45 4.1 TÝnh chÊt c¬ häc 45 4.2 §é bỊn r·o 46 4.3 TÝnh chÊt ®iƯn 46 4.4 Khả chÞu oxy hãa nhiƯt cđa polyme blend 46 Th¶o luËn kÕt qu¶ .46 5.1 Polyme blend PA/PE 46 5.1.1 Ph©n tÝch nhiƯt .46 5.1.2 TÝnh chÊt học khả chịu lÃo hóa 47 5.1.3 Hình thái cấu trúc polyme blend 51 5.1.4 TÝnh chÊt ®iƯn 51 5.2 Polyme blend PA/PP 52 5.2.1 Ph©n tÝch nhiÖt .52 5.2.2 Tính chất học khả chịu lÃo hóa 52 5.2.3 TÝnh chÊt ®iƯn 55 5.2.4 Hình thái cấu trúc cña polyme blend 55 5.2.5 §é bỊn r·o cđa vËt liƯu 57 So s¸nh tÝnh chÊt kü tht cđa polyme blend víi tÝnh chÊt kỹ thuật polyme blend yêu cầu Dự án ngành đờng sắt 58 Tóm tắt công nghệ chế tạo polyme blend 59 KÕt luËn 60 Chơng V Kết triển khai ứng dụng .61 ứng dụng polyme blend để sản xuất nhựa, cóc ray cho tà vẹt bê tông 60 1.1 Đặc thù việc ứng dụng nhựa, cóc ray thuộc ngành đờng sắt 61 1.2 KÕt qu¶ cung cấp sản phẩm nhựa, cóc ray vật liệu polyme blend cho ngành đờng sắt .61 øng dơng polyme blend ®Ĩ sản xuất lõi nhựa Vossloh cho tà vẹt bê tông dù øng lùc 62 Các kết ứng dụng khác Dù ¸n 62 Đánh giá kết Dự án 63 Kết mặt c«ng nghƯ 63 KÕt qu¶ vỊ triĨn khai øng dơng 63 HiƯu qu¶ kinh tÕ x· héi 63 KÕt qu¶ vỊ liên kết sản xuất mở rộng lĩnh vực ứng dơng cđa polyme blend .63 KÕt qu¶ vỊ chÕ tạo thiết bị 64 Kết khoa học đào tạo cán 64 Các báo báo cáo khoa học ®· c«ng bè 64 KINH PHÝ Dù ¸N .66 Kết luận kiến nghị .68 Lêi c¶m ¬n 70 TàI liệu tham khảo 71 Phô lôc .74 Bảng giảI chữ viết tắt, ký hiệu, đơn vị đo Bảng chữ viết tắt - A/B: Blend cở sở polyme A B - ABS: Polyacrylonitril-butadien-styren - AM: Anhy®ric maleic - AAC : Axit acrylic - CSBN (NBR): Cao su butadien-acrylonitril (cao su nitril) - CSTN (NR): Cao su thiªn nhiªn - DCP: Dicumyl peroxit - DSC: Phơng pháp quét nhiệt lợng kế vi sai - EPDM: Polyetylen-propylen-dien monome - EPM: Polyetylen-propylen - HDPE: Polyetylen tỷ trọng cao - HIPS: Polstyren chịu va đập - HPB: Cao su butadien hydro hoá - LLDPE: Polyetylen mạch thẳng, tỷ trọng thấp - PA/PE-g-AM/PE: Polyme blend sở PA,PE-g-AM PE - PA/PE-g-AAC/PE: Polyme blend sở PA,PE-g-AAC PE - PA/PE-g-AM/PP: Polyme blend së PA,PE-g-AM vµ PP - PA: Polyamit - PB: Cao su butadien - PBT: Polybutylenterephtalat - PC: Polycacbonat - PCL: Polycaprolacton - PE: Polyetylen - PE-g-AM: Polyetylen ghÐp anhy®ric maleic - PE-g-AAC: Polyetylen ghÐp axit acrylic - PET: Polyetylenterephtalat - PMMA: Polymetylmetacrylat - PP: Polypropylen - PP-g-AM: Polypropylen ghÐp anhy®ric maleic - PPO: Polydimetylphenylenoxit - SAN: Polystyren-acrylonitril - SBR: Cao su styren-butadien - SBS: Polystyren-butadien-styren - SEBS: Polystyren-butadien-styren hydro hoá - SEM: Phơng pháp kính hiển vi điện tử quét - SMA: Polystyren-anhyđric maleic - TCTĐS: Tổng công ty đờng sắt ký hiệu, đơn vị đo - E: Môđun đàn hồi ( MPa) - k: Hệ số lÃo hãa theo ®é bỊn kÐo ®øt - kε: HƯ sè lÃo hóa theo độ dÃn dài tơng đối - n: Vòng quay trục vít ( vòng/phút) - p: áp suÊt phun ( MPa) - SoA: §é cøng - T: NhiƯt ®é (0C) - Tg: NhiƯt ®é hãa thủ tinh ((0C) - Gm: Năng lợng tự trộn hợp GIBBS (J) - ∆Hm: NhiƯt trén hỵp (J) - ∆Sm: Entropy trộn hợp (J/K) - : Độ bền kéo đứt (MPa) - : Độ dÃn dài tơng đối (%) - wA: PhÇn polyme A( %) - wB: PhÇn polyme B (%) - Điện trở mặt: () 10 maleic ghép PE tơng tác phản ứng, chúng bị phản ứng vật liệu chịu oxy hoá nhiệt tốt 5.1.2 Tính chất điện Điện trở mặt () Mẫu Khô Sau 24 ngâm nớc PA/PE-g-AM/PE 3,4.1011 1,2.1010 PA/PE-g-AAC/PE 7,5.1011- 8,4.1010 - 3,1.1012 5,3.1011 B¶ng TÝnh chất điện polyme blend Từ kết bảng cho thấy, điện trở cách điện blend sau ngâm nứoc 24 có giảm nhng không đáng kể Điều chứng tỏ, vật liệu blend hút ẩm nuớc hẳn so với PA 5.2 Polyme blend PA/PP 5.2.1 Tính chất học khả chịu lÃo hóa 100/0/0 0/0/100 90/3/10 80/3/20 75/3/25 70/3/30 50/3/50 25/3/75 E ( MPa) 1200 995,78 876 920 921,69 959,42 835,72 781,45 σ ( MPa) 74,4 34 65,3 52,56 43,88 35,49 32 31,8 ε ( %) 180 350 329,4 300 283,92 316,21 88,32 24,43 PA/ PP-g-AM /PP B¶ng Sự phụ thuộc tính chất học vào thành phần blend PA/PP-g-AM/PP Căn vào tính chất kỹ thuật yêu cầu yếu tố kinh tế, ®· lùa chän blend PA/PP-g-AM/PP víi c¸c tû lƯ 80/3/20 để thử nghiệm lÃo hóa thử nghiệm khác 17 MÉu σ (MPa) ε (%) §é cøng kσ kε 0,8 0,73 (SoA) PP 34 350 PA 74,4 180 Hỗn hỵp PA/PP 39,04 46 PA/PP-g-AM/PP 52,56 296 53,83 314 42 215 PA/Copolyme/PP Giµ nhiƯt ë PA/PP-g-AM/PP 97-98 T = 100 0C, t = 72 h Bảng Tính chất học hỗn hợp PA/PP ( 80/20) blend PA/PP-gAM/PP ( 80/3/20) Độ bền kéo đứt hỗn hợp PA/PP, blend PA/PP-g-AM/PP nh blend PA/copolyme/PP đợc trình bày bảng Kết cho thấy trộn hợp đơn PA PP mặt chất tơng hợp tính chất học hỗn hợp PA/PP kém, thấp nhiều so với PA PP ban đầu Độ dÃn dài tơng đối PA PP nằm khoảng từ 180 % đến 350%, số hỗn hợp PA/PP đạt khoảng 46% Độ kéo đứt hỗn hợp PA/PP đạt khoảng 52% so víi ®é bỊn kÐo ®øt cđa PA Khi cã mặt PP-g-AM tính chất học blend tăng lên nhiều Độ giÃn dài tơng đối đứt tổ hợp đạt tới 296% tức cao so với PA ban đầu Vai trò chất tơng hợp giải thích qua việc hình thành lớp chuyển tiếp hai pha PP PA từ PP-g-AM Những đoạn mạch PP-g-AM đà kÕt dÝnh víi pha PP ®ång thêi cịng kÕt dÝnh với pha PA qua cầu liên kết hydro phản ứng nhóm AM ghép mạch PP với nhóm amin amit PA Khi so sánh blend PA/PP-g-AM/PP sử dụng chất tơng hợp chế tạo máy đùn tự chế tạo PA/Copolymer/PP sử dụng chất tơng hợp nhập ngoại CHLB Đức nhận thấy khác biệt lớn 18 tính chất học Các số ®é bỊn ®øt, ®é gi·n dµi ®øt cđa hai tổ hợp tơng đơng 5.2.2 Tính chất điện Điện trở mặt () Mẫu Khô Sau 24 ngâm nớc 4.1011 PA/PP-g-AM/PP 2,2.1010 Bảng Tính chất điện polyme blend §é bỊn r·o cđa vËt liƯu §é biến dạng ( mm) Thời gian chịu tải ( giờ) Hình Độ biến dạng rÃo blend PA/PP-g-AM/PP nhiệt độ 40 0C Kết đo độ rÃo theo kÐo cđa vËt liƯu ë øng st 9,73 vµ 12,16 MPa, ë nhiƯt ®é 40 0C thêi gian 55,42 đợc trình bầy hình ứng suất 9,73 MPa mẫu bị biến dạng 1,4%, môđun rÃo giảm tõ 4524,7 xuèng 555 MPa vµ ë øng suÊt 12,16 MPa mẫu bị biến dạng 2,86%, môđun rÃo giảm từ 1123,3 MPa xuống 340,6 MPa Nh vậy, dới tác động cđa t¶i träng theo thêi gian vËt liƯu blend cã bị biến dạng, song không bị phá huỷ không bị tách pha Điều chứng tỏ PA PP cã sù kÕt dÝnh tèt 19 So s¸nh tÝnh chÊt kü tht cđa polyme blend chÕ t¹o víi tÝnh chất kỹ thuật polyme blend yêu cầu Dự án ngành đờng sắt TT Tên sản phẩm tiêu chất lợng chủ yếu Đơn vị đo Mức chất lợng Kế hoạch Thực 1 3 Vật liệu polyme blend PA/PE-g-AM/PE nhựa a Tính chất ban đầu - Cờng độ kéo đứt MPa - Độ dÃn dài tơng đối % - Độ cứng SoA - Modul đàn hồi MPa - Độ bền rÃo kéo MPa/giờ - Điện trở cách điện Trạng thái khô (500V) Sau 24 h ngâm nớc b Tính chÊt sau thư nghiƯm l·o ho¸ ë 1000C, 72h - Cờng độ kéo đứt MPa - Độ dÃn dài tơng đối % Vật liệu polyme blend PA/PE-g-AAC/PE nhựa a Tính chất ban đầu - Cờng độ kéo đứt MPa - Độ dÃn dài tơng đối % - Độ cứng SoA - Modul đàn hồi MPa - Độ bền rÃo kéo MPa/giờ - Điện trở cách điện Trạng thái khô (500V) Sau 24 h ngâm nớc b TÝnh chÊt sau thư nghiƯm l·o ho¸ ë 1000C, 72h - Cờng độ kéo đứt MPa - Độ dÃn dài tơng đối % Vật liệu polyme blend PA/PP-g-AM/PP nhựa a Tính chất ban đầu - Cờng độ kéo đứt MPa - Độ dÃn dài tơng đối % - Độ cứng SoA - Modul đàn hồi MPa 20 ≥ 40 ≥ 250 94 -98 ≥ 800 60 300 94-95 950 > 1010 > 108 3,4 1011 1,2 1010 ≥ 40 ≥ 200 48 290 ≥ 40 ≥ 250 94 -98 ≥ 800 65,7 310 94-95 855 > 1010 > 108 3,1 1011 5,3 1010 ≥ 40 ≥ 200 56,9 290 ≥ 40 ≥ 250 94 -98 ≥ 800 52,56 300 97-98 920 12,16 MPa/55,4 giê Điện trở cách điện b Tính chất sau thử nghiệm lÃo hoá 1000C, 72h - Cờng độ kéo đứt - Độ dÃn dài tơng đối Cóc ray - Cờng độ kéo đứt - Độ dÃn dài tơng đối - Modul đàn hồi (500V > 1010 > 1018 1011 2,2.1010 ≥ 40 ≥ 200 42 215 MPa % MPa Trạng thái khô Sau 24 h ngâm nớc Biến dạng 2,86% MPa % - Độ bền rÃo kÐo ≥ 60 50 ≥ 950 72 120 1100 B¶ng TÝnh chÊt kü tht cđa polyme blend chÕ t¹o tính chất kỹ thuật yêu cầu Dự án TT Tên sản phẩm tiêu chất lợng chủ yếu - Cờng độ kéo đứt - Độ dÃn dài tơng đối - Độ cứng - Điện trở cách điện Trạng thái khô Sau 24 h ng©m n−íc b TÝnh chÊt sau thư nghiƯm lÃo hoá 1000C, 72h - Cờng độ kéo đứt - Độ dÃn dài tơng đối Đơn vị đo MPa % SoA Ω (500V) MPa % Møc chÊt l−ỵng ≥ 32 ≥ 20 94 -98 > 1010 > 108 ≥ 32 ≥ 70 B¶ng 10 TÝnh chÊt kü tht cđa nhựa quy định Tổng công ty đờng sắt Việt nam Các kết thu đợc tính chất học thử nghiệm lÃo hóa đựơc trình bầy bảng cho thấy, tính chất kỹ thuật vật liệu blend sản phẩm nhựa cao hẳn so với tính chất kỹ thuật quy định TCTĐS Việt nam ( bảng 10) cao tính chất kỹ thuật quy định Dự án 21 Tóm tắt công nghệ chế tạo polyme blend Qua trình nghiên cứu khảo sát, thử nghiệm hoàn thiện công nghệ, kiểm tra tính chất kỹ thuật rút đợc quy trình công nghệ chế tạo polyme blend PA/PE PA/PP nh sau: Tổ hợp nhựa PA/ PE-g-AM/PE ( 80/3/20) tổ hợp nhựa PA/ PE-gAAC/PE (85/5/15) tổ hợp nhựa PA/ PP-g-AM/PP ( 80/3/20) đợc cân xác, sau đa vào máy trộn đảo thời gian 30 phút nhiệt độ phòng sau đa vào phễu nạp liệu máy đúc phun sấy kh«ng khÝ nãng 80 0C l−u th«ng giê Tiếp vật liệu blend đợc chế tạo thiết bị đúc phun vùng nhiệt độ 200-235 0C tổ hợp PA/ PE-gAM/PE, vùng nhiệt độ 220-250 0C tổ hợp PA/ PE-g-AAC/PE vùng nhiệt độ 230-255 0C tổ hợp PA/ PP-g-AM/PP; với tốc độ quay trục vít 75 vòng/phút, thời gian blend hóa 45 giây, áp suất phun 150 MPa, thời gian lu khuôn 15 giây nhiệt độ khuôn 70 0C Kết luận Đà nghiên cứu hoàn thiện công nghệ chế tạo polyme blend PA/PE PA/PP thiết bị đúc phun công nghiệp để chế tạo nhựa cóc ray Đà ứng dụng công nghệ chế tạo polyme blend PA/PE PA/PP để chế tạo 1.138.796 nhựa, 3.000 cóc ray từ năm 2002 (năm chuẩn bị Dự án) đến hết năm 2004 Kết cho thấy, công nghệ chế tạo đơn giản, ổn định hoàn toàn triển khai quy mô sản xuất lớn Các tiêu kỹ thuật polyme blend đáp ứng đợc tiêu kỹ thuật quy định Tổng công ty đờng sắt Việt nam Dự án Vật liệu polyme blend có tính chất độc đáo: chịu lÃo hoá tốt 22 Chơng III Kết triển khai ứng dụng ứng dụng polyme blend để sản xuất nhựa, cóc ray cho tà vẹt bê tông Trên sở quy trình công nghệ chế tạo polyme blend thiết bị đúc phun Viện Kỹ thuật Nhiệt đới, đà sản xuất cung cấp nhùa vµ cãc ray vµ vËt liƯu polyme blend cho sở Tổng công ty đờng sắt Việt nam với số lợng nh sau: Năm Căn nhựa ( c¸i) Cãc ray ( c¸i) Polyme blend ( kg) 2002 793.300 3000 5000 2003 345.496 2000 2004 Tỉng céng Thµnh tiền 1.138.796 3000 7000 3.563.958,204 đồng Bảng 11 Số lợng sản phẩm nhựa, cóc ray vật liệu polyme ứng dụng polyme blend để sản xuất lõi nhựa Vossloh cho tà vẹt bê tông dự ứng lực Trong trình thực Dự án, cung cÊp 2.000kg vËt liƯu blend cho C«ng ty cao su đờng sắt để chế tạo chi tiết lõi nhựa VOSSLOH SKL-14 để chế tạo thử tà vẹt bê tông dự ứng lực Chi tiết nằm sâu tà vẹt bê tông đợc đúc liền sản xuất tà vẹt bê tông dự ứng lực Các tính chất kỹ thuât sản phẩm đòi hỏi cao so với nhựa Các sản phẩm lõi nhựa đà đợc lắp đặt thử km 65 đoạn đờng Hà nội-Phủ lý đoạn đờng Hà nội Thanh hóa Các kết ứng dụng khác Dự án Ngoài kết ứng dụng trên, ứng dụng chất tơng hợp PE-g-AM để nghiên cứu triển khai ứng dụng vật liệu nanocompozit PE/nano-clay để làm cáp ®iƯn vµ vËt liƯu bao gãi Ýt thÊm khÝ 23 Đánh giá kết Dự án Kết mặt công nghệ ã Trong khuôn khổ Dự án đà xây dựng hoàn thiện công nghệ chế tạo loại chất tơng hợp PE-g-AM, PE-g-AAC PP-g-AM quy mô pilot thiết đùn cắt hạt ã Đà xây dựng hoàn thiện công nghệ chế tạo loại polyme blend PA/PE-g-AM/PE, PA/PE-g-AAC/PE PA/PP-g-AM/PP thiết bị đúc phun công nghiệp để sản xuất nhựa cóc ray ã Các polyme blend sản phẩm chế tạo đáp ứng tốt yêu cầu kỹ thuật Tổng công ty đờng sắt Dự án đề Kết triển khai ứng dụng Trên sở công nghệ chế tạo chất tơng hợp, công nghệ chế tạo vật liệu polyme blend dây chuyền sản xuất đồng tự trang bị, từ 2002 (năm chuẩn bị Dự án) đến 2004, đ sản xuất cung cấp 1.138.796 nhựa, 3000 cãc ray vµ 7000 kg polyme blend víi sè tiỊn 3.563.958,204 đồng Hiệu kinh tế - xà hội Trong trình chuẩn bị thực Dự án, Viện Kỹ thuật Nhiệt đới đà phục vụ kịp thời, đầy đủ nhu cầu thờng xuyên sản phẩm nhựa công ty xí nghiệp thuộc ngành GTVT đờng sắt; góp phần tạo công ăn việc làm, chủ động sản xuất cho sở sản xuất, tiết kiệm ngoại tệ cho Nhà nớc Sản phẩm nhựa đà đáp ứng kịp thời yêu cầu đột xuất, khẩn cấp để khắc phục nhanh hậu đoạn đờng bị h hỏng năm qua Sản phẩm nhựa đà phục vụ cho việc nâng cấp tốc độ chạy tầu S1 S2 từ Hà nội thành phố Hồ Chí Minh giảm chạy tầu từ 34 xuống 29 giê thêi gian võa qua KÕt qu¶ liên kết sản xuất mở rộng lĩnh vực ứng dụng polyme blend 24 ã Tổng công ty đờng sắt Việt nam có chủ trơng bớc làm chủ công nghệ tiến tới chủ động tự sản xuất nhựa, cóc ray từ polyme blend, nên thời gian thực Dự án, đà cung cÊp 7000 kg vËt liƯu polyme blend vµ h−íng dÉn kỹ thuật cho Xí nghiệp cao su đờng sắt để đơn vị bớc đầu làm quen sản xuất phần nhựa cho ngành đờng sắt ã Qua trình thử nghiệm ứng dụng đà chứng tỏ polyme blend có tính chất học chiụ khí hậu nhiệt đới tốt Trên sở đó, Tổng công ty đờng sắt Việt nam đà cho phép ứng dụng polyme blend để sản xuất ứng dụng thử sản phẩm lõi nhựa VOSSLOH tà vẹt bê tông dự ứng lực Theo kế hoạch sản phẩm đợc triĨn khai øng dơng nhiỊu thêi gian tíi Kết chế tạo thiết bị Trên sở kiến thức hiểu biết công nghệ thiết bị gia công polyme phần kinh phí hoàn lại Dự án, tập thể Dự án đà thiết kế phối hợp với Viện bảo hộ lao động chế tạo máy đùn cắt hạt cỡ pilot trị giá 125 triệu đồng, công suất 30-35 kg/giờ để chế tạo chất tơng hợp phục vụ trực tiếp cho Dự án Kết khoa học đào tạo cán Trên sở kết Dự án, tập thể tác giả đà công bố: ã báo Tạp chí Hóa học ã báo Tạp chí Khoa học Công nghệ ã báo cáo khoa học Hội nghị Hóa học toàn quốc Hội nghị khoa học Hóa lý lý thuyết ã Hớng dẫn sinh viên làm luận án tốt nghiệp ã Đào tạo Thạc sỹ 25 kinh phÝ thùc hiƯn dù ¸n 7.1 Tỉng kinh phí đầu t cần thiết để triển khai Dự ¸n T Ngn vèn T Tỉng céng (triƯu ®.) Trong Vốn cố định Vốn lu động Thiết bị Hoàn thiện Xây dựng Lơng Nguyên vật Khấu hao thiết Khác (công máy công nghệ thuê liệu bị, nhà xởng tác phí, quản móc khoán lợng đà có: thuê lý phí, kiểm thiết bị tra nghiệm thu ) Ngân sách SNKH Vốn tự có cđa c¬ së 1.300 125 250 - 50 800 - 10 75 3.500 850 70 375 175 1.830 175 25 Tæng 4.800 975 320 375 225 2.630 175 100 7.2 Bảng kê khai kinh phí thực Dự án từ kinh phí đợc cấp Chỉ tiêu Kinh phí Đợc cấp ( triệu đồng) Số tiền ( triệu đồng) Đà Đà sử dụng toán Khoản I Thuê khoán chuyên môn Mục 114 300,0 300,0 300,0 800,0 803,178 803,178 125,0 125,0 125,0 25,4 17,9 17,9 Môc 110,111, 112, 2,5 2,771 2,771 Môc 113,116…134 47,1 51,155 47,151 1.300,004 1.300,0 Khoản II Nguyên vật liệu, lợng Mục 119 Khoản III Thiết bị, máy móc chuyên dùng Mục 145 Khoản IV.Xây dựng sửa chữa nhỏ Mục 117 Khoản V Chi khác Tổng cộng 26 Dự án có trách nhiệm trả vào tài khoản chuyên thu Bộ Khoa học Công nghệ khoản kinh phí thu hồi 1040 triệu đồng nh quy định, 30/12/2005: 600 triệu đồng 30/6/2006: 440 triệu đồng 27 Kết LUậN kiến nghị ã Dự án đà xây dựng hoàn thiện đợc công nghệ chế tạo loại chất tơng hợp PE-g-AM, PE-g-AAC PP-g-AM thiệt bị đùn cắt hạt tự chế tạo quy mô pilot đà xây dựng hoàn thiện công nghệ chế tạo loại polyme blend PA/PE-g-AM/PE, PA/PE-g-AAC/PE PA/PP-g-AM/PP thiết bị đúc phun công nghiệp với quy trình ổn định ã Đà sản xuất cung cấp 1.138.796 nhựa, 3000 cóc ray 7000 kg polyme blend với số tiền 3.563.958,204 đồng Các polyme blend sản phẩm đáp ứng tốt yêu cầu kỹ thuật Tổng công ty đờng sắt Dự án đề ã Polyme blend đợc ứng dụng để sản xuất ứng dụng thử sản phẩm lõi nhựa VOSSLOH tà vẹt bê tông dự ứng lùc, mét s¶n phÈm míi sÏ triĨn khai øng dơng nhiều thời gian tới ã Ngoài ra, kết dự án đà đợc công bố báo Tạp chí Khoa học Công nghệ, báo cáo khoa học, hớng dẫn sinh viên tốt nghiệp, đào tạo Thạc sỹ ã Trong trình thực hiện, Dự án gặp số khó khăn vốn đầu t TCTĐS Việt nam cho ngành đờng sắt bị giảm, giá vật t biến động, tăng mạnh, ngành đờng sắt lại có chủ trơng tự sản xuất, việc sản xuất triển khai sản phẩm nhựa, cóc ray năm 2003 2004 chậm so với dự kiến Vị vậy, kính đề nghị Bộ Khoa học Công nghệ, Chơng trình KC.02 xcem xét cho phép tập thể Dự án tính số sản phẩm sản xuất cung cấp từ năm 2002 ( năm chuẩn bị Dự án) vào số sản phẩm Dự án ã Kính đề nghị Bộ Khoa học Công nghệ, Chơng trình KC.02 tạo điều kiện giúp đỡ để mở rộng phạm vị ứng dụng vật liƯu polyme blend mét sè lÜnh vùc kh¸c 28 TàI liệu tham khảo Yong Wang and al , Super polyolefin blends achieved via dynamic packing injection molding: Tensile strength, Journal of Applied Polymer Science, Vol 85, 236-243(2002) Rupali Gadekar, Asmita Kulkarni, J P Jog, Blends of nylon with polyethylen: Effect of compatibilization on mechanical and dynamic mechanical properties, Journal of Applied Polymer Science, Vol 69, 161168(1998) B Jurkowski and al , Influence of chemical and mechanical compatibilization on structure and properties of Polyethylene/Polyamide Blends, Journal of Applied Polymer Science, Vol 69, 719-727(1998) S H Jafari, A K Gupta, Crystallization behavior of polypropylene in polypropylene/nylon blend, Journal of Applied Polymer Science, Vol 71, 11153-11161(1999) Andrea Lazzeri, Marco Malanima, Mariano Pracella, Reactive compatibilization and fracture in Nylon 6/VLPE Blends, Journal of Applied Polymer Science, Vol 74, 3455-3468(1999) Zhanhai Yao and al , Morphology, thermal behavior and mechanical properties of PA6/UHMWPE blends with HDPE-g-MAH as compatibilizing agent, Journal of Applied Polymer Science, Vol 75, 232238(2000) Limin Liu and al , Studies on nylon 6/clay nanocomposites by meltinteraction process, Journal of Applied Polymer Science, Vol 71, 11331138(1999) M L Addonizio, L D’Orazio and E Martuscelli, Polymer, 32, 109 (1991) C K Kim and B K Kim, Polym Eng Sci., 30, 314 (1990) 10 B K Kim and S J Park, Journal of Applied Polymer Science, 43, 357 (1991) 11 H Raval, S Devi, Y P Singh and M H Mehta, Polymer, 32, 493 (1991) 12 B K Kim, S Y Park and S J Park, Eur Polym J., 27, 349 (1991) 29 13 G Serpe, J Jarrin and F Dawans, Polym Eng Sci., 30, 553 (1990) 14 R greco, M Malinconico, E Martuscelli, G Ragosta and G Scarinzi, Polymer, 29, 1418 (1998) 15 Z Liang and H L Williams, Journal of Applied Polymer Science, 44, 699 (1992) 16 S J Park, B K Kim and H M Jeong, Eur Polym J., 26, 131 (1990) 17 Moon, M K.-S, Ryoo, B., Park J., Journal of Applied Polymer Science, Part B Polym Phys, 32, 1427 (1994) 18 Tang T., Huang B J., Appl Polym Sci, 53, 355 (1994) 19 Tang T., Lei Z., Huang B., Polymer, 37, 3219 (1996) 20 Tang T., Lei Z., Zhang X., Chen H., Huang B., Polymer, 36, 5061 (1995) 21 Lotz B., Wittmann J C., J , Journal of Applied Polymer Science, Journal of Applied Polymer Science Part B, Polym Phys., 24, 1559 (1986) 22 Duvalli J., Sellitti C., Myers C., Hiltner A., Baer E., Journal of Applied Polymer Science, , 52, 207 (1994) 23 Ikkala O T., Holsti Miettinen R M., Seppala I., Journal of Applied Polymer Science, , 49, 1165 (1993) 24 Tang T., Huang B., Journal of Applied Polymer Science, , 53, 355 (1994) 25 Grof I, Durcova O., Jambrich M., Colloid Polym Sci., 270, 22 (1992) 26 Benderly D., Siegman A., Narkis M., J Mater Sci Lett., 15, 1349 (1996) 27 Đào Thế Minh, Trần Thanh Sơn, Hoàng Thị Ngọc Lân, Nguyễn Thạc Kim, G Geuskens, Chế tạo cao su nhiệt dẻo sở cao su thiên nhiên polypropylen, Tạp chí khoa học công nghệ, T 34, số 4, 18-21(1996) 28 Đào Thế Minh, Hoàng Thị Ngọc Lân, Trần Thanh Sơn, Nguyễn Thạc Kim, Nghiên cứu biến tính hoá học cao su thiên nhiên dạng nóng chảy sử dụng chúng làm chất tơng hợp cho polyme blend, Tạp chí khoa học công nghệ, T 38, số 2, 50-53(2000) 29 Trần Thanh Sơn, Đặng Đức Nhận, Võ Văn Thuận, Trần Minh Qnh, VËt liƯu polyme blend bỊn bøc x¹ dïng y dợc, Tạp chí khoa học công nghệ, T 37, sè 5, 53-59(1999) 30 30 Ngun Phi Trung, TrÇn Thanh Sơn, Nguyễn Thạc Kim, Hoàng Thị Ngọc Lân, Nguyễn Vũ Giang, Tính chất học, độ bền oxy hoá nhiệt blend sở polyvinylclorua cao su butadien-acrylonitril, Tạp chí khoa học công nghệ, T 37, số 3, 59-63(1999) 31 Nguyễn Phi Trung, Trần Thanh Sơn, Nguyễn Thạc Kim, Nghiên cứu tính chất học, độ bền oxy hoá nhiệt blend sở cao su thiên nhiên với cao su butadien-acrylonitril polyvinylclorua, Tạp chí khoa học công nghệ, T 38, số 3B, 41-44(2000) 32 Thai Hoang, Tran Thanh Son, Nguyen Vu Giang, Trinh Son Ha, Blend Material of Thermoplastic Polyurethane and Natural Rubber, Proceeding of 3rd International Workshop on Material Science, Hanoi, November 3, (1999) 33 Thái Hoàng, Nguyễn Vũ Giang, Trần Thanh Sơn, Trịnh Sơn Hà, Nghiên cứu tính chất vật liệu blend sở cao su thiên nhiên polyuretan nhựa nhiệt dẻo, Tạp chí Khoa học Công nghệ, No 3B, 45-50(2000) 34 Thái Hoàng, Nguyễn Vũ Giang, VËt liƯu polyme blend LLDPE-PMMA: TÝnh chÊt ch¶y nhít, khả gia công tính chất lý , Báo cáo Hội thảo vật liệu polyme composit, Hà Néi, 103-108, 4/ 2001 35 B¸o c¸o tỉng kÕt kÕt thực dự án sản xuất thử, thử nghiệm cấp Trung tâm giai đoạn 1998-2000 : "Sản xuất thử , thử nghiệm nhựa K3A dùng cho ngành giao thông vân tải đờng sắt" 36 Báo cáo nghiệm thu đề tài cấp Trung tâm:" Triển khai công nghệ chế tạo sản phẩm kỹ thuật sở vật liệu polyme blend ứng dụng vào ngành GTVT đờng sắt Dệt- May" ngày 24/7/2002 37 Báo an ninh thủ đô ngày 17/11/2000 38 Báo cáo sử dụng tà vẹt bê tông đờng sắt Viêt nam Tài liệu Ban quản lý sở hạ tầng, Liên hiệp đờng sắt Việt nam, tháng 9/2002 31 ... dung: Hoàn thiện công nghệ chế tạo polyme blend (polyetylen/polyamit, polypropylen/polyamit) để sản xuất nhựa, cóc ray phục vụ ngành đờng sắt Dự án nhằm mục tiêu: ã Hoàn thiện công nghệ chế tạo. .. khoa học việc chế tạo polyme blend PA/PE PA/PP .39 Nguyên liệu ban đầu 40 Công nghệ chế tạo polyme blend nhựa, cóc ray 40 3.1 Sơ đồ công nghệ chế tạo polyme blend nhựa, cóc ray 41... chảy, phục vụ cho việc chế tạo polyme blend ã Chế tạo thiết bị đùn cắt hạt quy mô pilot để sản xuất chất tơng hợp ã Xây dựng hoàn thiện quy trình công nghệ sản xuất polyme blend PE/PA PP/PA để chế