CÔNG NGHỆ SƠN VECNI - CHƯƠNG 5 CHẤT TẠO MÀNG

Chia sẻ: Nguyễn Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:34

Thêm vào BST

Báo xấu

393
lượt xem 151
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tham khảo tài liệu 'công nghệ sơn vecni - chương 5 chất tạo màng', kỹ thuật - công nghệ phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: CÔNG NGHỆ SƠN VECNI - CHƯƠNG 5 CHẤT TẠO MÀNG

- Trong thiên nhiên than chì t n t i 3 d ng: vãy m ng, gân lá và vô nh hình. - C u t rúc tinh th l c giác, các tinh th n ày s p x p thành l p nguyên t . Các l p cách nhau xa nên d tách l p. - R t b n nhi t , b n hoá ch t và nhi u môi tr n g xâm th c, d n nhi t, nhi t t t. 4/ Than nung: Là s n ph m t không ti p xúc v i không khí các lo i có ngu n g c t ng v t, th c v t. Ch ng V CH T T O M ÀNG. Là thành ph n quan tr ng quy t nh nh ng tính ch t c a s n và màng s n. i v i nh ng lo i s n và quá trình t o m àng do hi n t n g v t lý (bay h i dung môi) thì ch t t o màng c g i là “không chuy n hoá”, lo i này g m: các polimer nhi t d o, nh a thiên nhiên ...Còn các polimer nhi t r n, s n ph m ch a d u béo thu c lo i ch t t o màng “ chuy n hoá” nh s tham gia các ph n ng hoá h c t o m ng không gian làm cho màng b n v ng v i nh ng i u ki n kh c nghi t. Có th phân bi t các ch t t o màng nh sau: + Ch t t o m àng thiên nhiên: d u th c v t (d u béo),nh a thiên nhiên, bitum thiên nhiên... + Ch t t o màng bán t ng h p : các d n xu t hoá h c c a polimer thiên nhiên (cao su...) + ch t t o màng t ng h p. § 1. D U TH C V T VÀ D U CÁ. D u và d u cá thu c lo i d u thiên nhiên, nó c dùng trong s n, vecni, nh a bi n tính và làm ch t hoá d o trong s n nitro xellulo. D u c l y t cây, h t, qu ho c m t s loài cá. Nói chung là có th có ngu n g c t ng v t ho c th c v t. S d ng nhi u nh t là d u th c v t hay còn g i là d u th o m c. I/ D u th o m c: 1/ Công th c chung: D u th o m c là este c a glixeri v i axit béo và thu c lo i triglixeric, có ch a thêm l ng r t ít ch t không béo. - Công th c chung c a d u: CH2 _ OCOR CH _ OCOR ' CH2 _ OCOR " V c u trúc có th b i u di n nh sau: 2 C 1 C 22 C 3
Các ng 1, 2, 3 t n g tr ng cho các g c axit béo. N u 1 n m trên t gi y, 2 h ng ra xa ng i c thì 3 h ng v phía ng i c. - Thành ph n c a d u bi n i tu theo ph ng pháp s n xu t, i u ki n và th i th i gian b o qu n d u tr c khi s d ng. - Các axit béo ch y u có trong d u là nh ng axit m ch cacbon có c u t o th ng no ho c không no. + Các axit béo no: a. capric C10H20O2 a. Lauric C12H24O2 a. Myristic C14H28O2 a. Palmitic C16H32O2 a. Stearic C18H36O2 a. Arachidic C20H40O2 a. Behenic C22H44O2 + Axit béo không no: a. oleic: CH3(CH2)7CH = CH(CH2)7COOH (có nhi u trong d u l c) a. linoleic: CH3(CH2)4CH = CH - CH2 - CH = CH - (CH2)7COOH a. linolenic: C2H5 CH = CH - CH2- CH = CH - CH2 - CH = CH(CH2)7COOH a. rixinobic:CH3(CH2)5CH - CH2 - CH = CH(CH2)7COOH (có nhi u trong d u ve) OH a. oleostearic: CH3 -(CH2)3- CH = CH -CH = CH -CH = CH - (CH2 )7COOH (có nhi u trong d u tr u >80%). Nhìn vào các công th c c u t o ta th y gi a nhóm cacboxyl và các n i ô i c a axit không no u có 7 nhóm -CH2-. T m quan tr ng c a các nhóm không ho t n g này c xem nh là hoá d o n i. - Các axit béo phân b trong d u theo quy lu t phân b ng u: N u d u có ch a % axit béo A Toàn b triglixeric là s g c axit béo A 100 3 > 60 2÷3 33 ÷ 66 1÷2 < 33 0÷1 Tuy nhiên m t s nhà nghiên c u khác thì cho r ng s phân b axit béo trong d u không tuân theo quy lu t phân b n g u mà nó phân b m t cách h n n. - Ngoài axit béo, trong d u còn có các thành ph n không béo ( chi m kho n 0,1 ÷ 1 % tr n g l ng ) nh sáp, photphatic, ch t màu. + Sáp: là este c a axit béo v i r u cao phân t . Ví du: r u xerilic C26H53OH. 23
+ Photphatic: là este c a glixerin trong ó n goài axit béo còn có c g c photphatic, trong g c này có m t nguyên t H c thay th b ng m t baz có N. Ví d : kephalin CH2 _ OCOR1 CH _ OCOR2 OH I _ _ CH _ O _ P CH2 _ NH2 CH2 II O 2/ Phân lo i d u th o m c: Ng i ta phân lo i d u th o m c d a vào kh n ng khô c a chúng, kh n ng khô do tính không no c a axit béo trong d u quy t n h. không no c ánh giá b ng ch s Iod CI (CI là s gam iot ph n n g v i 100 g d u). D a vào ch s n ày ng i ta phân lo i d u nh sau: a/ D u khô: Có CI > 130 ch a nhi u axit béo không no có 2 n 3 n i ôi nên khô nhanh. Ví d : d u tr u , d u lanh. b/ D u bán khô: CI = 95 ÷ 130 Màng s n ch m khô, d nóng ch y, d hoà tan do ó dùng k t h p v i d u khô. Ví d : D u u nành, d u h ng d n g, d u ngô... c/ D u không khô: CI< 95 , không dùng s n xu t s n c. Ví d : d u ve, d u d a 3/ S n xu t d u: D u có th c s n xu t b ng hai ph ng pháp: chi c d i áp l c và chi c b n g dung môi. Chi c d i áp su t: Ví d : dùng tách d u lanh t h t cây lanh: Sau khi h t c làm s ch kh i t p ch t l , v và thân b ng ph ng pháp th i ho c sàng c a vào nghi n trong máy nghi n ng (3 ÷ 5 tr c). Sau ó chuy n sang n i n u hình tr có các a n m n gang và các dao g t quay quanh tr c n m trên a. Các h t ã nghi n c cho vào giá trên n i r i nh d ao g t y chúng xu n g các a th p h n. N i có trang b v b c un nóng b n g h i n c và m t ph n h i n c c cho vào tr c ti p làm m n hàm m yêu c u, khi i n l thoát áy n i nhi t c a “b t” lanh t 190 ÷ 2000F. Tr n g thái v t lý và hàm m thích h p là nh ng y u t r t quan tr ng quy t ng hi u qu c a quá trình chi c d i áp su t. Ra kh i n i n u , b t c chuy n sang thi t b chi c lo i thu l c ho c lo i expeller V i lo i thu l c, b t ph i c t o thành mi ng, sau ó b c trong t m c b n b ng lông l c à tr c khi c gi a các a c a thi t b ép thu l c (m i thi t b trên 20 a). Khi t ng áp l c, l c nén tác d ng lên báng b t t n g, lúc u t ng ch m sau ó t n c c i (kho ng 4000 PSi). Th i gian ép 1 gi . D u ch y qua b ph n l c thô r i vào thùng l ng. Bánh b t c nghi n làm th c n gia súc. Thi t b xpeller khác thi t b trên là có vít xo n ho c thi t b i u hoà c ép d i áp l c áng k qua thùng tròn (xi lanh) nh tr c vít d u c ch y ra qua l nh c l c và ch y vào thùng l n g. B t ch a kho n 4% d u c tháo ra d ng mi ng v n. 24
Nhi t c ad u c tách ra b ng ph ng pháp trên t 170 ÷ 180oF. khi làm l nh trong thùng ch a, m t vài h p ch t c tách ra (sterin, photphatic...) d n g k t t a. Cho thêm vào ch t tr l c r i ti n hành l c tách t p ch t, sau ó cho vào thùng ch a. D u n ày c bán d ng d u “thô, l c hai l n ” có th d ùng làm s n n go i th t, kho, s n xu t linoleum (v i s n) và nh ng ng d ng khác. Chi c b n g dung môi: u i m l n nh t c a ph ng pháp này là hi u su t thu h i d u t h t cao (99 ÷ 99,5%). u i m n a là công nhân lao ng ít (hi n nay t t c các nhà máy u dùng thi t b liên t c, i u khi n t ng). D u u nành r t d chi c b ng ph n g pháp này: u c làm s ch, cán n t, tr n v i h i n c, t o m nh và c a vào h th ng chi c dung môi. Nh ng mãnh u nành c cán m ng kho n 0,008 ÷ 0,01 inch và v n b n khi qua x lí trong h thông chi c. Nh v y s tách c d u nhi u mà không t o nh ng h t m n do s b , gãy c a các phi n m ng này (s b , g y n ày làm c n tr t c l c c a d u ). V i các lo i h t không t o phi n m n g b n nh h t lanh, bông thì k t h p v i ph ng pháp chi c b ng áp l c h i u su t chi c cao nh t và lo i b nh ng v n do h t m n gây nên. Quá trình chi c c th c hi n theo ph ng pháp ng c dòng v i dung môi nóng, h n h p dung môi và d u sau ó c tách b ng cách cho bay h i và ch ng c t. Dung môi còn l i trong nh ng mi n g này c tách ra nh nhi t và h i n c tr c ti p. Dung môi là hexan ho c tricloruaetylen. Yêu c u c a dung môi: + Giá thành th p. + Gi i h n sôi h p + n nhi t hoá h i b é + Không gây c h i + Không cháy n Tricloruaetylen ít cháy n h n so v i hexan. 4/ Làm s ch d u: Là quá trình tách các h p ch t không béo d ng huy n phù hay d ng hoà tan, các acid béo t do, các ch t màu. • Tác h i c a các h p ch t c n tách i v i màng s n: - H p ch t không béo d n g huy n phù: làm màng s n kém ng nh t, kém óng ánh, d hút n c và gây khó kh n trong quá trình s n xu t nh làm b n thi t b hoá d u. - H p ch t không béo d ng hoà tan có tính keo nh photphatic, ch t nh n làm màng s n d hút n c do chúng là nh ng ch t a n c, d tr n g trong i u ki n th ng nên d làm cho màng s n b r n n t. - Các acid béo t do và s n ph m phân hu c a chúng là các acid, andehyd phân t th p làm gi m t c khô c a màng s n, d tác d n g v i b t màu ( t o xà phàng) gây ra hi n t ng keo hoá, làm gi m tính ch t c a màng s n. - Các ch t màu: làm cho d u có màu th m, do ó không dùng s n xu t các lo i s n có màu sáng c. Vì v y c n ph i làm s ch d u tr c khi s d ng a/ Ph ng pháp l ng: l ng trong th i gian n m n gày ho c h n, các t p ch t c h c s l n g xu n g. Ph ng pháp này n gi n nh ng t n kém th i gian nên ít dùng.Mu n rút ng n th i gian có th : + Nâng nhi t lên 35 ÷ 405 C + Thêm vào các ch t r n ho t n g b m t nh t ho t tính. + L c qua màng l c. 25
b/ X lý nhi t: un nóng d u lên nhi t 220 ÷ 3000C th t nhanh, các ch t keo hoà tan và các ch t nh n s keo t l i, sau ó l ng, l c ho c ly tâm tách chúng ra. l ng nhanh có th thêm vào m t ít t h o t tính (< 3%) Do x lý nhi t cao nên s o xy hoá d x y ra các n i ô i làm nh h ng n tính ch t c a d u ( ch s iot gi m, ch s acid t n g). Vì v y ph i làm ngu i nhanh. c/ Ph ng pháp hydrat hoá: Làm cho các ch t keo tan trong d u và photphatic tan trong d u h p ph n c, tr ng lên tách ra kh i d u d ng nh bông kéo theo các t p ch t c h c và m t p h n các ch t màu. Có th h ydrat hoá b n g cách dùng n c ho c h i n c ho c dùng dung d ch ch t i n gi i ( m t s dung d ch mu i, HCl m c, H2SO4 ...). Ví d : cho vào d u lanh ho c d u h n g d ng 5% n c un lên 70 ÷ 800C, khu y h n h p 45 phút. • Chú ý: v i các ph ng pháp trên, trong c n d u có ch a khá nhi u d u (30÷35%), có th thu h i l i b n g 2 cách: - Trích ly b ng d u x ng. - Xà phòng hoá d u trong c n d u thành xà phòng n i lên r i em dùng. d/ T y tr ng b ng cách h p ph : Dùng t ho t tính h p ph các t p ch t có l n trong d u. t ho t tính th n g dùng là lo i silicat nhôm ng m n c: mAl(OH)3nSiO2pH2O. -M c t y tr ng t l thu n v i th i gian t y n h n g n u th i gian quá lâu thì t c ty gi m. - Hàm l ng n c trong t càng nhi u thì kh n ng t y càng gi m. Do ó, ph i s y t th t k tr c khi s d n g. - Ph ng pháp này tiêu hao d u khá nhi u do t h p ph d u t 50 ÷100% so v i kh i l n g t. Do ó ph i thu h i d u t t b ng cách: + Trích ly b ng d u x ng (là dung môi hoà tan d u mà không hoà tan các h p ch t không béo b t h p ph ). + X lý b ng kìm bi n d u thành xà phòng r i em dùng. + Dùng t sau khi h p ph làm mattit, ch t g n ... • Th c hi n: un nóng d u lên 100÷1200C, khu y u và cho t ho t tính vào. Sau m t th i gian dùng máy l c ép tách các t p ch t và t ra. Nên ti n hành trong môi tr n g chân không (kho ng 0,8 atm) tránh s ti p xúc c a o xy không khí (s o xy hoá d u). Nh c i m c a ph ng pháp này là n hi t 100÷1200C ph ng pháp này không tách hoàn toàn các ch t không béo. e/ T y s ch b ng ki m: Dùng dung d ch ki m trung hoà các acid t do có m t trong d u. Xà phòng t o thành kéo theo các t p ch t nh t p ch t c h c, ch t nh n.. các t p ch t l ng nhanh ng i ta th ng thêm vào m t ít n c nóng ho c dung d ch mu i n. L ng ki m dùng v a trung hoà các acid béo t do (c n c vào ch s acid: s mg KOH/1g m u). D u x lý b ng ki m có ch s acid th p nh t, t i a kho ng 0,25 c xem là d u t t nh t dùng làm vecni và s n xu t nh . f/ T y b ng acid: 26
Cho acid m nh H2SO4 vào d u thô trong thùng ch a. Khu y tr n u, nên cho acid ch va than hoá các t p ch t và làm cho chúng tách ra. N c c cho vào d n g ph n ng, acid c tách b n g cách r a v i n c nóng ho c h i n c. Sau khi qua êm l p d u tách ra và c làm khô b ng cách khu y tr n cho n c bay h i. D u tinh ch b ng acid có ch s acid cao do s t o thành m t vài h p ch t sunfat. Ch s acid cao thu n l i i v i vi c nghi n m t s b t màu trong s n trong nhà nh ng không dùng trong s n có b t màu có ho t tính cao. Th c t ng i ta th n g k t h p m t s ph ng pháp trong vi c x lý làm s ch d u. Ví d : ph ng pháp hydrat hoá + t y s ch b ng ki m + t y tr ng b ng h p ph : hydrat hoá b ng cách dùng dung d ch HCl 0,25% v i l ng 2% so v i d u nhi t 3 0÷500C, th i gian 30 ÷40 phút. Trung hoà b n g dung d ch NaOH(150 bomme) nhi t 50÷700C trong th i gian 30 ÷40 phút v i l ng 100÷150%. R a s ch, tách và s y chân không xà phòng t o thành. T y tr ng d u trong chân không v i 2% t ho t tính( t này ã cs yk nhi t 95÷1000C) trong kho ng m t gi . Sau ó l c l y d u s ch. 5/ X lý d u. t ng ch t l n g và áp ng các yêu c u c bi t ng i ta ti n h ành x lý d u sau khi làm s ch b ng m t s ph ng pháp sau: a/ un: Th ng áp d ng i v i d u lanh ho c d u u nành c n g có th dùng ph ng pháp này. - Gia nhi t d u n 4500F cho PbO vào và khu y tr n u . Gia nhi t ti p n 5000F r i cho binobat cobalt và mangan vào r i khu y tr n. Có th dùng axetat cobalt và manborat thay cho linoleat kim lo i. Trong tr ng h p này mu i kim lo i c cho vào t t 4500F và nhi t c t n g n 5250F. M c gi nhi t n ày n khi mu i kim lo i chuy n hoá thành xà phòng. V i mu i axetat, i m d ng c a ph n n g là khi nghe mùi c a CH3COOH trong khói t n i. D u x lý b ng ph ng pháp un c dùng ph i h p v i s n m àu ho c s n tr ng mà không có thêm ch t làm khô. b/Trùng h p nhi t: Gia nhi t d u ã làm s ch n nhi t xác nh và gi nhi t n ày trong th i gian c n thi t nh t t n giá tr xác nh. Nhi t x y ra trùng h p nhi t c a các d u nh sau: - D u lanh: 575 ÷ 6000F - Tía tô: : 575 ÷ 6000F - u nành: 600 0F - Cá: 550 ÷ 560 0F Nhi t càng cao thì t c trùng h p càng l n . Tuy nhiên không c cao quá do: + i m b c cháy c a d u vào kho n 6100F nên ph i tránh ph n ng gây ho ho n. + nhi t cao d u b phân hu t o các axit béo t do và các h p ch t có màu t i làm gi m ch t l ng c a d u khi dùng làm s n. + nhi t cao t c oxi hoá d u l n làm gi m s n i ôi trong d u và xu t hi n các s n ph m phân hu làm d u có màu t i. kh c ph c các nh c i m trên nên ti n h ành trùng h p d u trong n i kín có s c khí tr ho c trong môi tr ng chân không. - Khi ti n hành trùng h p, ch s axit t ng theo nhi t . Nhi t càng cao thì ch s axit càng cao do các axit t do c t o nên b i s phân hu nhi t và phân hu oxi hoá. N u ti n 27
hành trùng h p trong môi tr ng chân không thì ch s axit bé h n do trong h ph n ng có m t ít không khí h n và m t vài axit bay h i c tách ra nh chân không. - Th i gian trùng h p nhi t i v i a s lo i d u th n g dài nên rút ng n ng i ta dùng các xúc tác nh : PbO, ZnO...Ng c l i có m t s lo i d u có ch a nhi u n i ôi liên h p (d u tr u) thì ph n ng x y ra quá nhanh nên d b gel hoá. Vì v y i v i các lo i d u này thì nhi t trùng h p th p ho c ti n hành trùng h p các nhi t riêng bi t ho c có th p h i h p v i các lo i d u khác có ch a các n i ôi không liên h p (Ví d : d u tr u/ d u lanh = 1/1÷1/2 ). • C ch ph n n g nhi t trùng h p: + D u có n i ôi liên h p thì s x y ra ph n ng c n g h p dien - ander t o các s n ph m c n g h p dien, dien - trien, trien. Ví d : R R R I I I CH CH CH II II CH __ R CH CH CH II I I I + CH __ CH = CH __ R ' CH CH CH II II CH CH CH I I, I R' R' R S n ph m c ng h p ien R R CH R CH CH CH CH CH CH R CH + CH , CH CH CH CH CH CH R CH CH CH CH , R , R CH , R S n ph m c ng h p ien - trien 28
R R I I CH CH II II R CH CH I I CH CH CH CH __ R CH II II + I II CH __ CH = CH __ CH = CH __ R ' CH CH CH I I CH I CH CH CH II II II CH CH CH I I I R' R' R' S n ph m c ng h p trien. + D u ch a n i ôi không liên k t thì có 2 kh n ng: • Trong quá trình ph n ng d u ch a n i ôi không liên h p s chuy n sang liên h p và x y ra nh trên. • Trùng h p m ch tr c ti p: R R I I CH2 CH2 I I CH CH II II CH CH I R __ CH2 __ CH = CH __ CH __ I CH = CH __ CH2 __ R ' 2 *CH 2 CH2 I I __ CH __ CH = R __ CH2 __ CH = CH CH __ CH __ R ' CH CH II II CH CH I I CH2 CH2 I I R' R' Các nhóm CH2 n m k các n i ô i trong các phân t d u s b kích ho t và ph n ng v i nhau (trong d u có các n i ôi liên h p c ng có các ph n ng này nh n g ít) - Quá trìng trùng h p m ch tr c ti p có x y ra các ph n ng ph nh sau: 29
* Ph n ng phân hu t o axit t do: CH2 __ OCOR1 CH2 I II CH __ OCOR 2 C __ OCOR2 + RCOOH I I CH2 __ OCOR3 CH2 __ OCOR3 * Ph n ng làm t liên k t C- C. __ R __ CH2 __ CH3 + R ' CH = CH 2 __ __ ' CH2 __ CH2 __ CH2 __ CH2 R R R __ CH2 = CH2 + R '__ CH2__ CH3 Các s n p h m ph s b c h i lên (ng i ta g i sai là h i d u) các s n ph m này làm màu s c c a d u b th m l i. - Trong quá trình trùng h p nhi t các ch s c a d u s b thay i: Ch s iot gi m, ch s axit t ng, ch s nh t t n g , kh i l ng riêng t ng... c/ X lý b ng vôi: Trên th tr ng có bán d u ã vôi hoá có nh t cao (Ngay c hàm l ng 35% trong dung môi v n còn nh t cao). D u này c dùng ch y u t rong s n vôi “ CanxiCoater”. M t l n g nh dùng trong s n m en ki n trúc r ti n . D u x lý vôi th ng là d u lanh, d u cá ho c h n h p các d u này. - D u ã trùng h p nhi t c vôi hoá b ng cách cho vôi tôi vào nhi t 300oF r i ti p t c nâng nhi t lên 400-450oF . Ví d : Vôi hoá d u lanh : D u lanh trùng h p nhi t : (148Poize) 90gal D u lanh trùng h p nhi t : 10gal Vôi tôi : 30lb (Pound) White spirit 230gal Gia nhi t 90gal d u lên 600oF sau ó làm ngu i xu ng 300oF. Cho qua h n h p vôi tôi và 10gal d u còn l i vào t t và kh y tr n m nh. T ng nhi t n 450ò F sau ó làm ngu i xu ng 400oF tr c khi pha loãng v i White spirit . d / Oxi hoá : Th i lu n g không khí ho c oxi qua d u nhi t 160 - 250oF gây nên s o xi hoá d u khá nhanh làm t ng nh t . Không c gia nhi t dâu lên quá 410oF vì quá trình trùng h p oxi hoá to nhi t d làm d u b c cháy . V i ph ng pháp này t o d u có nh t cao v i giá th p h n trùng h p nhi t. Nh ng tính ch t hai lo i n ày s khác nhau : * S n ph m trùng h p o xi hoá có màu vàng h n , kém b n l o hoá h n . * Do trùng h p oxi hoá nên s t o ra các nhóm -COOH làm cho d u có th ph n ng v i b t màu có tính ki m làm keo k t s n vì v y lo i d u trùng h p oxi hoá không dùng làm s n màu . * Trong thành ph n d u trùng h p oxi hoá hàm l ng oxi l n h n nhi u so v i trùng h p nhi t . Tuy nhiên d u lanh và d u u nành oxi hoá có bóng và tính ch t ch y t t c dùng trong s n men , s n e/ Tách dung b ng môi : Ph ng pháp này d a trên nguyên t c thay i hoà tan theo nhi t . 30
tách m t c u t trong h n h p các c u t có tính ch t g n gi n g nhau có th dùng dung môi hoà tan c u t ó mà không hoà tan các c u t khác. Sau ó thay i nhi t thì c u t ó tr nên không tan. thu c m t c u t tinh khi t có th tách nhi u l n. Ví d : Tách d u lanh b ng ph ng pháp hai giai o n : * Giai o n 1: - Kh màu t 11 xu ng 1 trong ph n tinh - Tách acid béo t do . * Giai o n 2: Tách d u tinh ch thành hai ph n : ph n có ch s iot cao và ph n có ch s iot th p t ng ng v i tính ch t khô t t h n và kém h n. (Ph n có ch s axit bé h n dùng làm nh a alkyd). Giai o n 2 Giai o n 1 (ch s Iôt) Nguyên Ph n Ph n tách Cao Trung bình li u u Tinh ch Màu 11 1 en 1 1 Ch s Iôt 185 185 170 210 160 Acid béo (%) 0,8 0,05 1,8 0,03 0,07 %d u 100 98,5 1,5 48,5 50 f/ Thu phân d u và este hoa l iï: V i ph n g pháp tách trên có th tách d u thành hai ph n t ng n g v i tính ch t khô t t h n và kém h n. Tuy nhiên triglycerid c a h u h t các lo i d u là glycerid h n h p có ngh a là trong h u h t các phân t d u b a g c acid béo là khác nhau. Ví d : Trong m t phân t d u lanh g m: M t n hai g c linolenic M t n hai g c linoleic M t g c oleic Vài phân t thì có m t g c stearic Do v y m c dù tách c ph n khô t t h n nh ng d u ó ch a ph i là t t nh t do m t vài phân t ch a t i thi u là m t g c acid béo có không no th p . V i ph ng pháp này d u c tách ra thành acid béo và glycerin. Các acid béo c tách ra riêng l b n g ch n g c t ho c k t tinh r i este hoá l i v i glycerin t o m t lo t d u t khô t t nh t n kém nh t. C ng có th làm t ng khô h n n a b ng cách este hoá các acid béo b ng các alcol không ph i là glycerin. Th ng là các alcol có ch c cao h n glycerin. Ví d H2C HO CH2 OH C HO H2C CH2 OH Pentaerithrytol HOH2C CH2 OH C HOH2C CH2 O CH2 C CH2 OH HOH2C OH CH2 31
dipentaerithrytol Sorbitol OH ÄHO H2C CH2 OH ÄHO H2C CH2 OH OH H2C CH CH CH CH CH2 OH OH OH OH OH 2,2,6,6 tetrametylol cyclohexanol - Ph ng pháp tách d u: D u có th c tách ho c thu p hân b ng nhi u cách: + Xà phòng hoá d u v i NaOH sau ó x lý b ng acid vô c thu l i acid béo. + Cho d u và l ng nh n c vào n i ch u áp su t cao thu phân d u thành acid béo và glycerin. Nh ng ph ng pháp này n u ti n h ành gián o n thì không kinh t b n g ph n g pháp liên t c. Ph n g pháp liên t c giá thành s n ph m th p và s n ph m thu c có tinh khi t cao h n. V i ph n g pháp này, n c và d u ch y ng c chi u qua m t c t c gia nhi t và áp su t, không có xúc tác. D u i ra bên trên c t và “ n c ng t” (là n c có ch a glycerin) i ra áy c t.Vùng gi a c t c thi t k sao cho n c r i xu ng t ng gi t nh qua d u nhi t kho ng 5000F. Hi u su t toàn ph n kho ng 98÷99%. Næåïc ngoüt Acid beïo H in c Nc Du - Tách acid béo: Dùng ph n g pháp ch n g và k t tinh. 32
Vi c tách h n h p thành t n g ph n riêng l không ph i là n gi n do tính ch t v t lý c a các acid béo t ng i g n nhau. - Este hoá b ng các acid béo: Các acid béo thu c có th em este hoá v i các alcol nhi t th p h n i m sôi c a alcol m t tí trong n i kín có sinh hàn ng ng t . Có th dùng xúc PbO ho c Naphtanatcanci. Ví d : Este hoá d u lanh v i Pentaerythritol. Acid béo d u lanh: 2130g Pentaerythritol: 255g. Gia nhi t acid d u lanh lên 3200F trong 30 phút và cho Pentaerythritol vào. T n g nhi t t i 4660F trong 45 phút và duy trì n hi t này d n khi t ch s acid yêu c u (kho ng 8 n 10). Pentaerythritol c l y d 10,5% tm c este hoá g n nh hoàn toàn. D u sau khi t ng h p c trùng h p nhi t b ng cách t ng nhi t lên 5500F và gi nhi t n ày n khi t nh t c n thi t. g/ ng phân hoá: M c ích ng phân hoá là c i thi n khô c a d u b ng cách thay i v trí n i ôi trong phân t mà không thay i s n i ô i. Ví d : ng phân hoá n i ôi không liên h p , CH = CH CH2 R CH = CH R thành n i ô i liên h p: , CH2 R CH = CH R CH CH = CH N i ôi liên h p này làm cho c tính khô t t h n và trùng h p nhanh h n. Tuy nhiên c ng có nh ng tr ng h p ng phân hoá d u không t n g khô, b n n c và ki m c a màng do ng th i x y ra s ng phân hoá theo h ng khác: Ví d : , CH2 R CH = CH R CH CH = CH H H H , , C =C R C =C R R R Cis trans H D ng trans kém khô h n và có c u hình n nh h n . h/ Kh n c trong d u ve (d u th u d u): Thành ph n acid béo ch y u trong d u ve là acid ricinoleic có m t n i ôi nên nó thu c lo i d u không khô nh n g sau khi kh H2O s chuy n thành d u khô. Ph n n g x y ra nhi t cao nên có th dùng xúc tác h nhi t ph n ng. Xúc tác có th là H2SO4 c ho c loãng, Dietylsulfat. H2SO4 c có ho t tính xúc tác m nh h n nh ng làm màu d u t i h n. C ch R R R C H H H C H 13 13 H H C OH O + H2SO4 H OH C 12 Nhiãût phán C 12 H S= O C C H H H2O 11 33 - C H 11 - H SO 2 4 O C H 10 C H 10 H C H H C 9
u tiên xúc tác acid ph n ng v i nhóm OH c a acid ricinoleic t o este, sau ó nhi t cao s nhi t phân xãy ra và acid c tách ra. Quá trình ph n ng không ch t o s n ph m kh n c 9,11 mà còn t o s n ph m 9,12. ng th i v i h i n t ng kh n c, hi n t ng ng phân hoá c ng xãy ra t o 50% ng phân cis và 50% ng phân trans. R R C H H R C H H C C H R C H C H C H C H H C H H C C C H H H H C C C H C H H C C H H H C C H H , , , , R R trans R R Cis 9,11 cis 9,12 9,11 trans 9,12 Quá trình kh n c n u ti n hành trong môi tr ng chân không thì êm d u h n d i áp su t th ng. Do trong trong ng có n c tách ra nên s gay ra hi n t n g thu phân m t ph n d u, ti p ó là ph n ng este hoá gi a nhóm OH trên C12 c a d u và acid béo t do. Hi n t ng este hoá này làm c n tr ph n n g tách n c do nhóm OH cb ov . Ph n ng kh n c là thu n ngh ch nên ch xãy ra n m t m c nào ó (ngay c trong môi tr ng chân không n c c tách ra). Nói chhung quá trình ph n ng kh n c xãy ra r t ph c t p do có xãy ra các ph n ng ph . Ví d : S trùng h p m t ph n d u ã kh n c nhi t cao. Kh n n g trùng h p c a ng phân 9, 11 cao h n 9,12 do ó d u ve kh n c th ng ph m ch ch a 25% acid linoleic liên h p 9,11 (sau khi kh n c acid linoleic liên h p 9,11 và không liên h p 9,12 m i lo i chi m 40 n 42%). Ngoài ra ng i ta có th chuy n d u có m t n i ôi thành d u có 2 n i ô i b ng ph ng pháp k t h p Oxy sau ó kh n c. Ví d : R R R C C H H H H C H OH C H C H O2 C H C OH H H C - 2 H2O H C 34 C H H H C H C H , , , R R R
Có th x y ra ph n n g tách 1 phân t n c r i s p x p l i t o ceton. ây là ph n ng không mong mu n: i/ Maleic hoá: R R R R C C H H H H H C H H C H OH C H H C O O2 C OH C C OH H H C - 2H O H C H C H 2 C H H H C H H C H H C H , , , , R R R R Th ng dùng Anhydricmaleic v i h àm l n g 2 én 10% nh m t ng t c trùng h p c a các lo i d u ch a acid béo không no. s n ph m c t o thành g i là d u maleic hoá hay còn g i là A úc. S n ph m này có th este hoá b n g Glycerin ho c Pentaerythritol ho c trung hoà b ng ki m, NH3, amin... t o s n ph m tan trong n c dùng làm s n n c ho c s n nh t ng. - C ch t o A úc nh sau: + D u có ch a n i ô i liên h p: , R CH CH R CH CH , R R + O O O O O O + D u có ch a n i ô i không liên h p: , , R CH CH CH2 CH CH R R CH CH CH CH CH R + O O O O O O + , R CH R O O O O O O O O O D u m aleic hoá so v i b n thân nó có nh n g u i m sau : d d àng b nhi t trùng h p h n, màu s n ph m sau khi nhi t trùng h p sáng h n, màng s n khô, ch u n c và b n khí quy n h n. Do maleic n mòn các lo i thép gh nh ng, s t nên n i ph n ng ph i làm b ng thép không gh nh nhôm. Quá trình x lý c ti n h ành nh sau: D u và anhydric maleic c gia nhi t trong n i kín có n g thông h i và khu y tr n m nh. Nhi t ph n ng thay i t 200 n 2800C tùy thu c vào lo i d u c x lý. S n ph m c r a b n g n c và xác n h ch s acid. 35
k/ ng trùng h p v i Styren: m t vài khía c nh, d u n g trùng h p gi ng v i d u m aleic hoá do chúng cto nên b ng cách c n g h p các c u t khác v i ph n không no c a các phân t d u. Tuy nhiên trong d u ng trùng h p, cáu t c cho vào ph i có kh n ng trùng h p. Ví d : Stiren, (- metyl stiren, cyclopentadien là nh ng monomer c dùng nhi u nh t hi n nay: CH3 CH2 = C CH = CH2 - Khi ti n h ành ng trùng h p d u và styren có th b n g hai ph ng pháp, dung môi ho c kh i: * Ph n g pháp dung môi: Ph n ng d i u khi n, xãy ra ch m h n, n u s n ph m òi h i không ch a dung môi thì ph i tách dung môi. * Ph n g pháp kh i: xãy ra nhanh h n nh ng có khuynh h n g n trùng h p c a styren t o s n ph m không tr n l n do s n ph m không t ng h p v i d u. h n ch ng i ta dùng h n h p 25(35% (- metyl styren và 65( 75% styren thay vì 100% styren s cho s n ph m ng nh t v i các lo i d u. t ng t c ph n ng th n g dùng xúc tác peroxit nh p eroxit benzoyl...ph n ng c ti n hành trong n i kín có thi t b h i l u. - S n ph m có b n ki m, n c t t và khá b n lâu (tu i th ), nh y v i dung môi th m (do có PS). Có th c dùng trong s n ki n trúc và công nghi p. • C ch : r t ph c t p. Trong quá trình trùng h p gi a styren v i d u khô s xãy ra m t s ph n ng ng th i. Ph n ng nào x y ra v i t c nhanh nh t s là ph n ng chi m u th và quy t nh s n ph m t o thành. (C 6H5COOH)2 2C6H6COO 2C6H5 2CO2 + .... C6H5 __ CH2 __ CH __ CH2 __ CH ( R __ ) ] [ n __ __ __ __ ( __ ) CH2__C H [ CH2 C H ] nCH2 C H M ch PS có th phát tri n theo hai h ng: M ch PS s k t h p v i phân t d u : R____ R R __ a) + __ __ R__ __ R 2R __ b) __ + __ __ __ N i ôi __ nhi u thì xu h ng này càng cao, nh t càng l n và d b gel hoá. càng ... c) +2 Ngoài ra còn có ph n ng trùng h p gi a styren và d u: 36
R R __CH __ CH __ CH CH 2 CH CH CH2 = CH + CH CH CH __ CH __ CH __ HC 2 R' R' II/ S t o màng: Trong quá trình khô không khí, màng ti p nh n 1 0 ( 12% oxi, t o c u trúc peroxit ng th i t o n ên các s n ph m phân hu oxi hoá. Liên k t ngang gi a các phân t d u c hình thành t o s n ph m polimer khâu m nh. - C ch t o màng: O2 __ R __ CH __ CH __ R + R CH = CH __ R' __ CH __ ' R = CH R __ __ R__ CH CH__ R' O O O O R'__CH __ CH__ R' R R R' R R R CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 * CH CH CH CHOOH CH CH CH CH CH CH CH CH + O2 + OOH + OOH + OOH CH2 CH CH or CH CH CH CH CH CH CH CH CH * CH CH CH CH CH CH OOH CH CH CH (T o ra hidro peroxit CH2 n các n i 2 ôi t không2liên h p n liên h pCH2 thu n l i cho CH2 2 chuy ,t o R' R' R' ' m ch). R' R' quá trình khâu R V i ph n ng u: Ch s iot gi m. V i ph n ng sau: Ch s iot không i. Trong quá trình t o màng, ch s peroxit, hidro peroxit t ng. + Ti p t c xãy ra ph n ng phân hu các peroxit, hidro peroxit t o m n g l i không gian và t o s n ph m ph . Chuy n màng d u t d ng l n g sang r n. . S n p h m ph có kh n ng bay h i: H2o, H2O2, HCOOH, CH3COOH .. . . S n p h m ph không bay h i: Axit béo m ch ng n, andehyd, xeton.. . . __ __ R__ CH CH R' . R__ CH __ CH__ R' R__ CH = CH __ R' O O + __ CH __ CH __ R' __ R' O O R__ CH__ R' . O R __ CH = CH__R' __ R__ CH R' 37 + O OOH R CH __ CH2__ R' __
R__ CH __ R' O H2O + R __ CH = CH __ CH__ R' __ __ R CH__ R' CH=CH __ CH2__ R' R + __ R' R__ CH OOH H2O 2 + R__ __ __ CH R' CH = CH Khi s y nóng còn có các ph n ng x y ra nh sau: ( Trùng h p nhi t ). R R R CH CH __ R CH CH + __ CH = CH__ R' CH CH CH CH R' ' R' R R R dien _ dien R CH CH R CH CH , + CH CH R CH CH '' CH CH , R CH CH ' , R CH CH (dien - trien) , R''''' R R CH CH CH R CH '' R CH CH , + CH CH R CH CH CH CH , R CH CH CH CH ' CH CH (trien - trien) uR, không ,có n N du i ôi liên h p thì d i tác d n g c a nhi t thì s xãy ra hi n R''''' t n g ng phân hoá t o n i ô i liên h p r i xãy ra ph n n g trùng h p nh trên ho c có th trùng h p m ch tr c ti p gi a các nhóm metylen: R R R R R R CH CH CH CH CH CH CH CH CH CH CH CH . . CH2 CH2 CH CH CH + CH + 38 CH CH CH CH CH CH CH CH CH CH CH CH
III/ S phân hu và lão hoá màng: D i tác d ng c a ánh sáng, t bi t là tia t ngo i, các tác nhân hoá h c (dung môi h u c , n c,...) s gây ra hi n t ng phân hu và lão hoá màng. Quá trình phân hu c ng x y ra ng th i trong quá trình khô màng nh ng v i m c nh h n , Khi quá trình t o màng k t thúc thì s phân hu xãy ra áng k . * C ch : OOH OOH - RCR R1 C R2 H 2 O2 R1 R1 C R2 + CH R2 1 2 O2 + HOH OH O O O R3 CH R4 R3 R4 CH R3 CH R4 OH , R CH R R R CH - O OH O O ,, , ,, R RC R CH R - , , RCHO R CHO R CH CH R + O O - CHO O HOC O - HOC + CHO O O (Aldehyd mach ngan) Ngoài ra do màng khô v n còn ch a các liên k t ôi và m t vài Hydroperoxid có kh n n g h p th Oxy, n c, ánh sáng. D i tác d ng c a các y u t n ày, liên k t ôi có th b Oxy hoá t o 2 nhóm Hydroxy ho c tán công vào nhóm Metylen ho t ng t o Hydroperoxid. Nhóm Hydroperoxid có th b i n i t o Ceton ho c Hydroxy. Ví d : a/ , R CH2 CH CH CH2 CH CH CH2 CH CH CH2 R O2 + , R CH2 CH CH CH CH CH CH CH CH CH2 R - 2 H2O OOH OOH , R CH2 CH CH C CH CH C CH CH CH2 R b/ O O , R CH2 CH CH CH 2 CH CH CH2 CH CH CH2 R 39 O2 + , R CH2 CH CH CH CH CH CH CH CH CH2 R
(2 NH A DÙNG TRONG S N i v i nh a th t khó có m t khái ni m c th b i vì nó có thành ph n hoá h c và tính ch t v t lý thay i trong m t gi i h n r ng. Tuy nhiên n u nhìn chung thì m t nh a có th có nh ng tr n g thái sau: + Có th thay i tr ng thái v t lý t r n, c ng, dòn sang l ng, nh t, không bay h i. + M m khi gia nhi t, không có i m nóng ch y xác n h (ch ng t không k t tinh 100%). + Là h p ch t h u c nên ph n l n hoà tan trong dung môi h u c , tr m t vài tr n g h p ngo i l . + T o màng liên t c khi làm l nh dung d ch nh a nóng ch y ho c khi bay h i dung môi t m t d ung d ch nh a. + M t h n h p g m nh ng ch t hoà tan l n nhau thì trong su t (nh a - nh a ho c nh a - dung môi) còn n u không tan thì s c. V i nh ng i u ki n trên thì có r t nhi u ch t h u c c xem là nh a. Tuy nhiên ch có m t s nh a c dùng trong công nghi p s n vì ngoài các yêu c u k thu t nó còn ph i áp n g yêu c u v kinh t . - Nh a dùng trong s n c chia làm 2 lo i: + Nh a thiên nhiên + Nh a t ng h p I/ Nh a thiên nhiên: Có ngu n g c t ng v t ho c th c v t. 1/ Nh a có ngu n g c t th c v t: thu ct : - Nh a r t cây. - Chi c b ng dung môi - Khóng v t. a/ Nh a thông: c chia làm 2 lo i - Gôm: là m r ra t cây thông. t ng t c r c a nh a thì sau khi x rãnh ph t lên rãnh dung d ch H2SO4 50 ( 60%. Thành ph n g m : N ng: Nh a thông 68% Nh : Turpentin 20% (d u thông) Nc 12% H n h p thu c em ch n g c t tách H2O và Turpentin. Nh thông thu c tr ng thái nóng ch y cho qua b ph n l c r i vào thùng ch a. Nó có màu vàng n en ph thu c vào ph ng pháp x lý và lo i thi t b dùng ch ng c t. - Nh a thông g : G và r em nghi n nh r i chi c b ng dung môi Naphta nóng. + Thành ph n : Trong quá trình chi c có th xãy ra m t vài ph n n g hoá h c nên thành ph n nh a thông sau khi chi c là: Nh a thông 40
Turpentin Dipenten S n ph m thu c em l c, ch n g c t phân o n tách ph n bay h i và nh a thông thô. Nh a thông thô có màu s m vì có m t ít ch t mang màu. Có th tách ch t mang màu b ng m t trong các ph ng pháp sau: • X lý dung d ch nh a trong Naphta nóng b ng Fufurol, sau ó làm ngu i, l ng s tách thành 2 l p: nh a trong Naphta và màu trong Fufurol. • a dung d ch nh a trong Naphta nóng qua các c t h p ph ( t ho t tính, gi i h p b ng Alcol - Naphta) gi l i các ch t màu. Nh a thông g có khuynh h ng k t tinh nhi u h n nh a thông gôm. • c i m c a nh a thông: - V thành ph n: Ch a 90% Acid nh a và 10% h p ch t trung tính. Trong Acid nh a ch y u là Acid abietic và có th b n g phân hoá t o Acid levopimaric: COOH COOH CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 CH a.levopimaric CH a. abietic CH3 CH3 - Có kh n ng xà phòng hoá: + Nhóm -COOH c trung hoà b i ki m, Oxit k m t o nh a thông ki m hoá và Resinat k m dùng làm ch t ho t ng b m t. + T o Resinat Mangan, cobalt, chì dùng làm ch t làm khô cho d u và s n. - Tác d ng v i các Alcol t o ra các ester có th ph i tr n v i các lo i nh a khác và v i d u làm s n ho c Vecni. Ví d :nh a thông cho tác d ng v i Glycerin dùng trong keo (ch t t ng dính, b t dính), m c in, s n phân tán trong n c và m c: O CH3 H2C O C O CH3 C CH O CH2 O CH3 CH3 C O CH3 CH CH3 CH3 CH3 CH - i m ch y m CH th p, m Acid cao nên th n g c bi n tính b ng các 3 CH3 CH3 ph ng pháp hoá h c tr c khi dùng làm s n và vecni. • Các ph ng pháp hoá h c bi n tính nh a thông: CH CH3 + Maleic hoá: S n ph m c t o thành b ng cách ester hoá A uc abietic maleic b ng Glycerin ho c Maleic hoá ester c a Glycerin v i nh a thông: COOH COOH COOH Ä CH3 O CH3 CH3 O O + CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 41 CH3 O CH3 O CH3 CH3