GVHD: Đào Thị Sương Môn: Công Nghệ Sản Xuất Sơn LỜI NĨI ĐẦU Trên giới, cơng nghiệp sơn phát triển mạnh mẽ; nưởc ta trình cơng nghiệp hoả đại hố nên cỏ nhu câu lớn sô lượng, chất lượng chùng loại sơn Trong điêu kiện hậụ nhiệt đới âm nước ta, yếu tố như: độ ầm,lượng xạ, nòng độ muối, nồng độ tạp chất CO 2, SO2 khơng khí, thăng giáng nhiệt độ, gây ăn mòn phả huỳ vật liệu nhanh, dân đền thiệt hại lớn vê kinh tê Chỉ với riêng kim loại, theo thống kê hàng năm, hao tổn kim loại ăn mòn thường chiếm 1, đến 4,5% GDP nước Nhiều ý tưởng công nghệ áp dụng để sản xuất loại SCNT màng móng nhà cửa, cơng sở, mặt tiền cửa hàng,ô tô nhiều sản phẩm khác Người tiêu dùng, ngành công nghiệp, quan bảo vệ môi trường trông chờ nhiều vào loại sơn màng mỏng có độ dày vào khoảng vài phần trăm milimets Bề mặt kim loại phủ lớp sơn cách ly với mơi trường bên ngồi,bảo vệ ăn mòn,tăng tuổi thọ sản phẩm, làm đẹp bề mặt Muốn nâng cao chất lượng màng sơn cần có nguyền liệu, máy móc thiêt bị tơt, thực đủ quy trình sản xuất phương pháp gia cơng sơn rât quan trọng, có màng sơn tốt, đẹp, bên Và quan trọng thành phần cấu tạo nên sơn Tiếp theo ta tiềm hiểu thành phần sơn ểu Ti ận lu nh ki tế ới m ất nh Nhóm GVHD: Đào Thị Sương Mơn: Cơng Nghệ Sản Xuất Sơn ểu Ti ận lu nh ki tế ới m ất nh Nhóm 2 GVHD: Đào Thị Sương Chương Môn: Công Nghệ Sản Xuất Sơn CÁC THÀNH PHẨN CỦA SƠN ểu Ti 2.1 CÁC LOẠI CHẤT TẠO MÀNG 2.1.1 Dầu thảo mộc Dầu nguyên liệu tạo màng sử dụng sớm công nghiệp, nguyên liệu để tạo thành sơn dầu; pha chế số loại nhựa dùng dầu Dầu sử dụng sơn chủ yếu dầu thực vật hay dầu thảo mộc Dầu thực vật tạo thành lớp màng mỏng bề mặt sản phẩm, có loại tạo thành màng khơ nhanh, có loại tạo thành màng khơ chậm, có loại khơng tạo thành màng Do hình thành màng, phân làm ba loại: loại dầu tạo thành màng nhanh dầu khô, dầu tạo màng chậm gọi dầu bán khô, dầu tạo màng gọi dầu không khô Dầu thảo mộc este glyxerin với axit béo, loại triglyxerit có chứa thêm lượng chất khơng béo Thành phần dầu biến đổi tuỳ theo phương pháp sản xuất, điều kiện thời gian bảo quản dầu trước sử dụng Khi nghiên cứu dầu thảo mộc cần biết rõ số lý hoá học Các số lý học quan trọng trọng lượng riêng, độ nhớt, nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ đóng băng, hệ số chiết quang số hoá học chủ yếu số axit, số iot, số xà phịng hố, số axetyl Nước ta vùng nhiệt đới có nhiều loại dầu thảo mộc nên việc nghiên cứu dầu vấn đề quan trọng cấp bách, giúp bảo quản sử dụng dầu tốt 2.1.1.1 Các thành phần chủ yếu dầu thảo mộc a Axit béo Cấu tạo tính chất hố lý Axit béo loại axit mạch cacbon, đơn chức, có cấu tạo thẳng Axit béo dầu thảo mộc gồm có nhiểu loại với công thức tổng quát sau: Axit no (không có nối đơi) CnH2nO2 Axit khơng no có nối dơi CnH2n-2O2 Axit khơng no có nối dõi CnH2n-4O2 Axit khơng no có nối dơi CnH2n-6O2 Axit khơng no có nối đơi CnH2n-8O2 Axit khụng no có nối đôi CnH2n-10O2 ận lu nh ki tế Trong loại dầu thảo mộc có chứa vài ba loại axit béo kể có axit no axit khơng no Thơng thường ới m ất nh Nhóm GVHD: Đào Thị Sương Môn: Công Nghệ Sản Xuất Sơn loại dầu có loại axit béo chủ yếu, chiếm tỷ lệ cao so với axit béo khác loại dầu Bảng 2.1 2.2 dây cho biết cấu tạo tính chất số axit béo chủ yếu có loại dầu thảo mộc ểu Ti ận lu nh ki tế ới m ất nh Nhóm GVHD: Đào Thị Sương Mơn: Cơng Nghệ Sản Xuất Sơn Bảng 2.1 cấu tạo tính chất số axit béo loại no chủ yếu Tên gọi Công thức cấu tạo Phâ n tử Kh ối Trọ ng lượ ng riê ng, g/ cm Hệ số chiết quan g, n200 Nhiệt độ nóng chảy, °c Nhiệt độ sôi, °c Chỉ số axit 1,426 99 (80°) 62,0 215 (15mm ) 218 ,9 1,430 03 (80°) 70,5 238 (15mm ) 197 ,3 1,425 (100° ) 75,4 328 (60mm ) 179 ,6   Axit palmitic Axit stearic Axit Arasinoic CH3(CH2)14COO H 256 ,4 CH3(CH2),6COO H 284 ,5 CH3(CH2) „COOH 321 ,3 0,8 49 (70 °) 0,8 45 (70 °) 0,8 24 (10 0°) ểu Ti Tính chất vật lý axit béo kê bảng 2.2 phụ thuộc vào cấu tạo phân tử khối Ở nhiệt độ thường phần lớn axit không no trạng thái lỏng axit no trạng thái rắn Cụ thể axit khơng no nóng chảy nhiệt độ thấp nhiều so với axit no có số nguyên tử cacbon Mặt khác ta thấy độ nhớt axit béo không no bé độ nhớt axit no loại axit béo có phân tử khối lớn hay có chứa nhóm hydroxyl có độ nhớt lớn Khả hòa tan vào nước axit béo giảm dần phân tử khối tăng lên, mạch cacbon khơng có cực dài mà có nhóm cacboxyl -COOH có cực thơi Phân tử loại axit có chứa từ 14 nguyên tử cacbon trở lên không tan nước Trọng lượng riêng axit béo nhỏ 1, thường phân tử khối tăng lên trọng lượng riêng giảm xuống axit béo khơng no có trọng lượng riêng lớn axit no tương ứng (cùng sổ nguyên tử cacbon) Khi đun nóng axit béo thể tích giãn nở nên trọng lượng riêng giảm xuống, tăng nhiệt độ lên độ trọng lượng riêng giảm xuống khoảng 0,0007 g/cm5 Khi chưng cất áp suất thường axit có phân tử cao từ Cio trở lên bị phân hủy nên phải chưng cất chân không hay nước, dù axit bị biến đổi nhiều (khử nước, trùng hợp) Tính chất hóa học axit béo phụ thuộc vào có mặt nhóm -COOH, phân tử khối mức độ khơng no axit béo ận lu nh ki tế ới m ất nh Nhóm GVHD: Đào Thị Sương Môn: Công Nghệ Sản Xuất Sơn ♦ Axit béo loại no tương đối bền vững, khó bị oxy hóa khơng tham gia vào phản ứng kết hợp trực tiếp Chúng có khả kết hợp với kim loại dễ dàng với oxyt hydroxyt kim loại tạo thành muối Muối với kim loại kiềm axit béo hòa tan vào nước rượu xà phịng thường dùng Còn muối axit béo với kim loại đa hóa trị chì, mangan, coban hịa tan vào benzen, hydrocacbon dầu mỏ, ete este; loại có khả làm khơ dầu nên thường dùng làm chất làm khơ Muối kiềm nóng chảy nhiệt độ cao muối kim loại đa hóa trị, ví dụ natri oleat nóng chảy 222° c, đồng oleat Ỉ00°c chi oleat 80° c Các axit béo no cịn tham gia vào phản ứng este hóa, nguyên tử H nhóm cacboxyl bị thay thể gốc rượu: Đây phản ứng thuận nghịch Khi có dư nước, kiềm, axit chất nhũ hóa phản ứng theo chiều nghịch - este tạo thành bị phân giải Các loại este dùng làm chất hóa dẻo cho PVC ♦ Axit béo loại khơng no có khả phản ứng mạnh nhiều Khả phản ứng phụ thuộc vào số nối đôi phân tử khối Các axit loại nảy tham gia vảo phản ứng kểt hợp trực tiếp vị trí nối đơi với halogen, oxy, hydro Bảng Cấu tạo tính chất sổ axit béo loại không no chủ yểu Công thức cấu tạo Axitt oloic CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH Axit rixinoleỉc (oxy axit) CH3(CH2)5CH(OH)CH2CH =CH(CH)7 COOH ểu Ti Tên Phân từ khối Trọng lượng riêng 15°c, g/cma Hệ số chiết quang n200 282.4 0,898 298.4 0,9496 Nhiệt độ nóng chảy, °c Nhiệt độ sôi, °c 1.4638 14,0 232,5 (15mm) 1,4145 (15°) 4-5 0,9069 nh 1,4711 -9,5 1,4652 -11 229 (15mm) 278,4 0.9028 (50°) 200 181,2 202 273,8 202 181.2 230232 (17mm) Đồng phân α 48° ới m CH3(CH2)3CH = CHCH = CHCH = 0,9046 tế 1,4470 235 (12mm) ất nh Nhóm 280,4 278.4 ch3ch2ch = CHCH2CH = CHCH2CH = = CH(CH2)7COOH Axit 228 (10mm) ki Axit linolenoic 89.96 188 ận CH3(CH2)4CH=CHCH2CH =CH(CH2)7COOH 198 Chỉ số iot 85.14 lu Axit Linoleic Chỉ số axit GVHD: Đào Thị Sương eleosteanc Môn: Công Nghệ Sản Xuất Sơn = CH(CH2)7COOH đồng phân β 71° - Tác dụng halogen: halogen kết hợp dễ vào vị trí nối đơi Phản ứng kết hợp iot vào nối đôi phản ứng đặc trưng để xác định chi số iot hợp chất khơng no, ví dụ: CH3(CH2)7CH = CH(CH2)7COOH + I2→ CH3(CH2)7CH - CH(CH2)7COOH │ │ I I Clo tác dụng mạnh hon nhiều bên cạnh sản phẩm kết hợp vảo H có sản phẩm H Tác dụng rodan (SCN)2: rodan tự cỏ thể tồn dung dịch kết hợp vào vị tri nối đôi axit béo Ví dụ với axit oleic phân tử rodan kết hợp vào vị tri nối đôi: CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7CO OH+(SCN)2 →CH3(CH2)7CH-CH-(CH2)7COO ∕ \ SCN SCN ểu Ti Rodan cỏ tác dụng yếu halogen lại có tính chất chọn lọc Cụ thể với axit linoleic có nối đơi, dù có dư có phân từ rodan kết hợp vào vị trí nối đơi; axit linolenoic có nối đơi kết hợp với phân từ rodan đặc biệt axit eleostearic có nối dơi chì kết hợp với phân từ rodan Như xác định chi số iot số rodan xác định thành phần hốn hợp axit béo Tác dụng hydro: hydro có khả kết hợp vào vị trí nối đơi cần phải có điều kiện nhiệt độ cao xúc tác bột mịn Ni, Pt, Pd: ận lu CH3(CH2)7CH = CH(CH2)7COOH + H2 → CH3(CH2)l6COOH nh ki Axit oleic biến thành axit stearic dạng rắn, vi dầu hydro hóa có tên gọi dầu cứng Người ta hydro hóa số loại dầu thành đầu cứng để sản xuất xà phòng Đối với axit béo khơng no có nhiều nối đơi thường khó hydro hóa tồn nên bên cạnh phản ứng hydro hóa có chuyển dịch nối đôi tạo thành dồng phân tế ới m ất nh Nhóm GVHD: Đào Thị Sương Mơn: Công Nghệ Sản Xuất Sơn Tác dụng cua oxy: axit béo khơng no dễ dàng bị oxy hóa khơng khí tạo thảnh oxy axit Permanganat dung dịch kiềm oxy hóa axit khơng no thành oxy axit sau đun nóng oxy axit biến thành xetonaxit phân hủy thành axit phân tử thấp, ví dụ: CH3(CH2)7CH=CH(CH,)7COOH→CH3(CH2)7CH(OH)CH(OH)(CH2)7COOH → CH3(CH2)7COOH + HOOC(CH2)7COOH (axit adelaic) Có thể dùng phương pháp oxy hóa axit béo khơng no để xác định vị trí nối đơi chúng ểu Ti ận lu nh ki tế ới m ất nh Nhóm GVHD: Đào Thị Sương Môn: Công Nghệ Sản Xuất Sơn Tác dụng axit sunfuric: axit sunfuric tác dụng với axit béo tạo thành sunfoaxit CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH+H2S04→CH3(CH,)7CH-CH-(CH2)7COOH │ │ H OSO 3H Khi đun sơi sunfoaxit với nước axit sunHiric ta có oxy axit tương ứng Các oxy axit đun nóng lên 280°c bị khử nước, ví dụ đun nóng axit rixinoleic: CH3(CH2)5CH-CH2-CH = CH(CH2)7COOH → │ OH → CH3(CH2)5CH = CH-CH=CH(CH2)7COOH Tác dụng kiềm: Khi đun nóng kiềm đồng phân hóa axit béo làm chuyển dịch nối đơi đến gần nhóm -COOH: CH3(CH2)7CH = CH(CH2)7COOH + NaOH →CH3(CH2)l4CH = CH-COONa + H2O Nếu tiếp tục đun nóng có phân hủy tạo thành hợp chất phân tử thấp hơn: CH3(CH2)14CH = CHCOONa → CH3(CH2)14COOH + CH3COONa Nhưng quan trọng cà axit béo không no este chúng có khả trùng hợp tạo thành phân tử lớn dùng để chế tạo sơn, ví dụ trùng hợp axit eleostearic ta có: ểu Ti 2CH3(CH2)14CH = CH-CH = CH-CH = CH-(CH2)7COOH → CH3(CHi)3CH=CH-CH-CH-CH - CH(CH2)7COOH │ │ CH3(CH2)3 CH-CH-CH = CH(CH2)7COOH │ │ CH=CH ận lu nh ki b Giryxerin tế ới m Khi oxy hóa đun nóng dầu glyxerit dễ dàng bị xà phịng hóa thành axit béo glyxerin Vì cơng nghiệp sản xuất xà phịng người ta sàn xuất glyxerin để tiết kiệm Ở nước có dầu mỏ cơng nghiệp hóa ất nh Nhóm GVHD: Đào Thị Sương Mơn: Công Nghệ Sản Xuất Sơn chất phát triển người ta sản xuất glyxerin phương pháp tồng hợp từ khí propylen Glyxerin sử dụng nhiều quốc phòng, y dược Trong ngành sơn glyxerin dùng để sàn xuất sơn polyeste ểu Ti ận lu nh ki tế ới m ất nh Nhóm 10