Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.
Upcoming SlideShare
Bài giảng nguyên liệu dệt trong ngành may
Next

15

Share

Báo cáo đồ án chuyên ngành khảo sát thiết kế nhà máy sợi vải polyester

Tài liệu này có tính phí xin vui lòng liên hệ facebook để được hỗ trợ Liên hệ page để nhận link download sách và tài liệu: https://www.facebook.com/garmentspace
https://www.facebook.com/garmentspace.blog
My Blog: http://garmentspace.blogspot.com/
Từ khóa tìm kiếm tài liệu : Wash jeans garment washing and dyeing, tài liệu ngành may, purpose of washing, definition of garment washing, tài liệu cắt may, sơ mi nam nữ, thiết kế áo sơ mi nam, thiết kế quần âu, thiết kế veston nam nữ, thiết kế áo dài, chân váy đầm liền thân, zipper, dây kéo trong ngành may, tài liệu ngành may, khóa kéo răng cưa, triển khai sản xuất, jacket nam, phân loại khóa kéo, tin học ngành may, bài giảng Accumark, Gerber Accumarkt, cad/cam ngành may, tài liệu ngành may, bộ tài liệu kỹ thuật ngành may dạng đầy đủ, vật liệu may, tài liệu ngành may, tài liệu về sợi, nguyên liệu dệt, kiểu dệt vải dệt thoi, kiểu dệt vải dệt kim, chỉ may, vật liệu dựng, bộ tài liệu kỹ thuật ngành may dạng đầy đủ, tiêu chuẩn kỹ thuật áo sơ mi nam, tài liệu kỹ thuật ngành may, tài liệu ngành may, nguồn gốc vải denim, lịch sử ra đời và phát triển quần jean, Levi's, Jeans, Levi Straus, Jacob Davis và Levis Strauss, CHẤT LIỆU DENIM, cắt may quần tây nam, quy trình may áo sơ mi căn bản, quần nam không ply, thiết kế áo sơ mi nam, thiết kế áo sơ mi nam theo tài liệu kỹ thuật, tài liệu cắt may,lịch sử ra đời và phát triển quần jean, vải denim, Levis strauss cha đẻ của quần jeans. Jeans skinny, street style áo sơ mi nam, tính vải may áo quần, sơ mi nam nữ, cắt may căn bản, thiết kế quần áo, tài liệu ngành may,máy 2 kim, máy may công nghiệp, two needle sewing machine, tài liệu ngành may, thiết bị ngành may, máy móc ngành may,Tiếng anh ngành may, english for gamrment technology, anh văn chuyên ngành may, may mặc thời trang, english, picture, Nhận biết và phân biệt các loại vải, cotton, chiffon, silk, woolCÁCH MAY – QUY CÁCH LẮP RÁP – QUY CÁCH ĐÁNH SỐTÀI LIỆU KỸ THUẬT NGÀNH MAY –TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT – QUY CÁCH

Related Books

Free with a 30 day trial from Scribd

See all

Báo cáo đồ án chuyên ngành khảo sát thiết kế nhà máy sợi vải polyester

  1. 1. TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC COÂNG NGHIEÄP TP HCM CÔ SÔÛ MIEÀN TRUNG BÁO CÁO ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH Đề tài : KHẢO SÁT THIẾT KẾ NHÀ MÁY SỢI VẢI POLYESTER GVHD: ThS. Bùi Thị Nam Trân SVTH :Trương Thanh An Lê Thị Nở Trần Thị Thu Hà Nguyễn Anh Thuận Nguyễn Thị Kim Lan Nguyễn Thị Hoài Thương Nguyễn Quốc Liêm Hồ Thị Cẩm Thuỷ Võ Thị Liên Quảng Ngãi Tháng 7/ 2010
  2. 2. NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. Phần đánh giá: • Ý thức thực hiện:.............................................................................................. • Nội dung thực hiện: ......................................................................................... • Hình thức trình bày:.......................................................................................... • Tổng hợp kết quả:............................................................................................. • Điểm bằng số:……………………Điểm bằng chữ:……………………. Quảng Ngãi, ngày tháng năm 2010 GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
  3. 3. LỜI CẢM ƠN Trong thời gian hoàn thành đồ án, ngoài nỗ lực của bản thân chúng em còn có sự giúp đỡ, góp ý tận tình của Cô Bùi Thị Nam Trân, đã trực tiếp hướng dẫn và giúp đỡ trong suốt quá trình thực hiện. Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Cô Bùi Thị Nam Trân, các thầy cô trong khoa Hóa, đã truyền đạt kiến thức và hướng dẫn chúng em trong suốt thời gian học tập tại trường và thực hiện đồ án này. Chúng em cũng xin gửi lời cảm ơn đến Anh Võ Thanh Tùng, Tổng giám đốc công ty TNHH SX TM Hồng Tiến Phát, địa chỉ: Khu công nghiệp Tân Tạo, Quận Bình Chánh, TP. Hồ Chí Minh cùng các anh chị trong Nhà máy đã tạo điều kiện thuận lợi để chúng em học hỏi và tích lũy những kiến thức trong thơi gian đi thực tế để hoàn thành đồ án. Do điều kiện thực hiện đồ án còn nhiều hạn chế về thời gian nên đồ án không thể tránh khỏi thiếu sót, kính mong quý thầy cô và các bạn đóng góp ý kiến bổ sung để đồ án này được hoàn thiện hơn. Chúng em xin chân thành cảm ơn và kính chúc sức khỏe đến toàn thể quý thầy cô. ......../........
  4. 4. LỜI NÓI ĐẦU Từ thời xa xưa nhu cầu may mặc đã trở thành vấn đề hết sức quan trọng đối với mỗi người, con người đã phát hiện rất nhiều loại vật liệu để sử dụng cho việc may mặc từ những vật liệu thô sơ như vỏ cây, da thú cho đến các loại vật liệu đắt tiền như len, tơ lụa… Tuy nhiên, cùng với sự phát triển của xã hội, những nguồn nguyên liệu thiên nhiên không đủ để đáp ứng các nhu cầu ngày càng cao của con người cả về số lượng lẫn chất lượng. Điều này đã thôi thúc các nhà khoa học nghiên cứu và phát triển các loại vật liệu dệt mới để đáp ứng yêu cầu của con người, vì vậy mà các loại sợi nhân tạo và tổng hợp bắt đầu ra đời và phát triển nhanh chóng. Chỉ trong một khoảng thời gian không lâu, các loại sợi này đã mang lại lợi ích to lớn cho con người bởi sự đa dạng về chủng loại cũng như chất lượng. Một trong những loại sợi hóa học có đóng góp quan trọng hơn cả là sợi polyester, đây là loại sợi đã và đang phát triển mạnh trên thị trường Việt nam và thế giới. Hiện nay ở Việt Nam lần lượt có rất nhiều các công ty, Nhà máy , xí nghiệp được thành lập để sản xuất ra loại vải này nhằm đáp ứng nhu cầu thị trường trong nước như Công ty sợi Thế Kỷ, Nhà máy sợi Đình Vũ – Hải Phòng... Để có những kiến thức sâu sắc về nghành học chúng em được sự hướng dẫn triển khai thực hiện đồ án chuyên nghành với đề tài: “Khảo sát thiết kế Nhà máy sợi vải polyester”. Nội dung đề tài tìm hiểu bao gồm những phần sau: - Tìm hiểu về sợi hóa học, sợi polyester. - Khảo sát thiết kế cơ sở Nhà máy sợi vải polyester. - Tìm hiểu về các tính chất của sợi polyester. - Mô tả quy trình công nghệ sản xuất sợi polyester. - Các phương pháp kiểm tra chỉ tiêu chất lượng nguyên liêụ đầu vào và sản phẩm đầu ra của sợi polyester. - Ứng dụng và thị trường tiệu thụ các sản phẩm từ sợi polyester. Thông qua đồ án này chúng em hi vọng sẽ mang đến cho quý thầy cô và các bạn cùng đọc những thông tin hưu ích hơn trong lĩnh vực này.
  5. 5. Mục lục Phần I: KHẢO SÁT THIẾT KẾ NHÀ MÁY........................................................7 Bảng 1.2. Các loại sợi được sản xuất trong Nhà máy........................................10 Bảng 2.1. Lịch sử phát triển các loại sợi hóa học................................................14 Bảng 2.1.3: Quy ước viết tắt tên sợi hóa học.......................................................23 2.2. Thiết kế dây chuyền kéo sợi bằng phương pháp nóng chảy........................23 2.3. Bố trí mặt bằng, sắp xếp dây chuyền............................................................26 Chương 3. TỔ CHỨC LAO ĐỘNG.....................................................................32 Bảng 3.1. Định mức công nhân điều khiển thiết bị.............................................33 Bảng 3.2.. Định mức công nhân phân xưởng kiểm tra chất lượng....................34 Bảng 3.3.. Định mức công nhân phòng kinh doanh............................................35 Bảng 3.4.. Định mức nhân viên tạp vụ.................................................................36 Bảng 3.5. Định mức cán bộ quản lý.....................................................................36 Chương 4. KHẢO SÁT THỊ TRƯỜNG VÀ ỨNG DỤNG.................................37 4.1. Khảo sát thị trường........................................................................................37 4.2. Ứng dụng sợi polyester...................................................................................40 Hình 4.2.1. Thảm polyester...................................................................................43 Hình 4.2.2: Rèm cửa polyester.............................................................................44 Hình 4.2.3: Dây thừng bằng sợi polyester............................................................44 Phần II: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SỢI POLYESTER...................................46 Chương 1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ SỢI POLYESTER................................46 1.1. Lịch sử phát triển sợi polyester.....................................................................46 1.3. Tính chất sợi polyester...................................................................................47 Bảng 1.3.: Thông số cơ lý các dạng sợi polyester................................................48 Chương 2. TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU PET..........................................51 2.1. Quá trình tổng hợp polymer..........................................................................51 2.2.Tính chất chung của polyethylene terephthalate..........................................56 Hình 2.2. Chip polyester.......................................................................................56
  6. 6. Bảng 2.2.2. Các thông số chung của polyethylene terephthalate.......................57 Chương 3. QUY TRÌNH SẢN XUẤT SỢI POLYESTER.................................58 3.1. Sơ đồ công nghệ sản xuất sợi .......................................................................58 Hình 3.1: Sơ đồ công nghệ quy trình kéo sợi FDY..............................................58 3.2 Thuyết minh quy trình công nghệ tạo sợi......................................................59 Hình 3.2.3. Máy đùn trục vít................................................................................62 Hình 3.2.4.1. Bộ dự lọc..........................................................................................63 Hình 3.2.4.2. Bơm định lượng...............................................................................64 Hình 3.2.5. Cụm linh kiện.....................................................................................65 Hình 3.2.6.1. Buồng làm nguội.............................................................................66 Hình 3.2.6.2. Bơm tẩm dầu...................................................................................67 Hình 3.2.7. Godets.................................................................................................68 Hình 3.2.8. Máy Winder.......................................................................................69 3.3. Các vấn đề cần chú ý trong nghành sợi........................................................71 Chương 4. CHỈ TIÊU KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG..........................................80 4.1. Các đơn vị sử dụng trong nghành sợi...........................................................80 4.2. Các phương pháp đo sợi................................................................................81 4.3. Chỉ tiêu kiểm tra chất lượng nguyên liệu đầu vào PET...............................85 4.4. Chỉ tiêu kiểm tra chất lượng sản phẩm đầu ra của sợi polyester...............90 Hình 4.3.5. Máy đo chiều dài sợi..........................................................................92
  7. 7. Đồ án chuyên ngành Khảo sát thiết kế nhà máy sợi vải polyester Phần I: KHẢO SÁT THIẾT KẾ NHÀ MÁY Chương 1: KHẢO SÁT MẶT BẰNG, NGUỒN VỐN 1.1. Khảo sát mặt bằng Chọn địa điểm xây dựng có tầm quan trọng rất lớn đối với vấn đề tồn tại của Nhà máy, nếu đặt địa điểm Nhà máy không phù hợp sẽ gặp phải rất nhiều khó khăn trong quá trình xây dựng và hoạt động, chi phí sẽ tăng hoặc Nhà máy sẽ ngưng hoạt động. 1 - Địa điểm: Đặt tại khu công nghiệp Dung Quất thuộc khu kinh tế Dung Quất nằm giữa hai xã Bình Thuận và Bình Trị - Huyện Bình Sơn – Tỉnh Quảng Ngãi. 2 - Diện tích: Diện tích mặt bằng tổng thể của Nhà máy là 6 ha, trong đó diện tích cụ thể như sau: - Phân xưởng công nghệ: 20000 m2 - Kho chứa sản phẩm: 10000 m2 - Kho chứa nguyên liệu: 5000 m2 - Phòng thí nghiệm: 5000 m2 - Khu nhà hành chính: 10000 m2 - Căn tin: 5000 m2 - Khu vực đổ xe: 10000 m2 3 - Nằm trong khu quy hoạch: Nhà máy được đặt nằm trong khu quy hoạch sẽ thuận tiện cho vấn đề giao thông qua lại, vận chuyển nguồn nguyên liệu và sản phẩm của Nhà máy, việc hợp tác hóa sản xuất giữa các công ty, ký kết hợp đồng, tìm đối tác trong kinh doanh cũng sẽ thuận lợi hơn. GVHD:ThS. Bùi Thị Nam Trân Trang 7 SVTH: Lớp NCQHD01
  8. 8. Đồ án chuyên ngành Khảo sát thiết kế nhà máy sợi vải polyester 4 - Nguồn điện : Sử dụng nguồn điện quốc gia. Trong Nhà máy có trạm biến thế để dẫn điện từ đường dây cao thế của mạng lưới điện. Ngoài ra còn có máy phát điện dự phòng nhằm đảm bảo cho sản xuất được liên tục. 5 - Nguồn nước và vấn đề xử lý nước: Nguồn nước sử dụng trong Nhà máy lấy từ Nhà máy nước tỉnh Quảng Ngãi đã qua quá trình xử lý sơ bộ như lắng, lọc, làm mềm... Quá trình sản xuất gây ra nhiều vấn đề lớn về môi trường. Dạng ô nhiễm đáng chú ý nhất là nước thải, sau đó là khí thải và các chất thải rắn.. Chất thải rắn là dòng thải lớn nhất (theo thể tích) chỉ sau nước thải. Nó bao gồm các xơ sợi thải (có thể ở dạng tái sử dung được hoặc không thể tái sử dụng), vật liệu đóng gói (giấy, plastic) thải, mép vải cắt thừa, vải vụn, các loại trống bằng kim loại đã qua sử dụng và bùn thải ra từ trạm xử lý chất thải. Lượng nước sử dụng thay đổi theo từng công đoạn và quá trình xử lý. Trong cùng một công đoạn thì việc sử dụng nước cũng khác nhau tuỳ theo loại thiết bị. Dòng thải bao gồm nước thải chủ yếu từ các công đoạn sản xuất sợi. Bên cạnh nước thải, xơ sợi chứa các tạp chất và hóa chất sử dụng trong quá trình xử lý. Biện pháp xử lý: Có nhiều phương pháp xử lý nước khác nhau để đáp ứng các yêu cầu khác nhau về chất lượng nước. - Loại nước sạch thông thường do các nhà máy nước cung cấp đã qua các giai đoạn lắng lọc và khử trùng - Làm mềm nước bằng phương pháp hóa học: Người ta vừa đun nóng vừa thêm vào các hợp chất hóa học như vôi, soda, kiềm, natri, phootphat... sau đó lọc kết tủa lắng xuống. - Làm mềm nước bằng nhựa trao đổi ion (được gọi ioni:cationit và anionit) như nhựa phenolformandehyt, nhựa melanin, nhựa polyvinynlclorua. GVHD:ThS. Bùi Thị Nam Trân Trang 8 SVTH: Lớp NCQHD01
  9. 9. Đồ án chuyên ngành Khảo sát thiết kế nhà máy sợi vải polyester Các ionit có khả năng trao đổi ion và anion chứa trong nước,do đó làm mềm được nước, phương pháp này có khả năng làm ngọt nước biển đó là điều con người mơ ước từ lâu. 6 - Nguồn nguyên liệu : Hiện tại nguồn nguyên liệu Nhà máy sử dụng được nhập chủ yếu từ Thái Lan. Trong tương lai với Nhà máy lọc dầu đầu tiên của Việt Nam được đặt tại khu kinh tế Dung Quất, sảm phẩm sẽ là nguồn cung cấp nguyên liệu chính cho nhà máy của chúng tôi. 7 - Thị trường tiêu thụ : Hầu hết sợi vải polyester được sử dụng ở Việt Nam hiện nay là nhập khẩu từ nước ngoài. Tại Việt Nam hiện chỉ có khoảng 6 Nhà máy sản xuất loại sợi này không đáp ứng được nhu cầu trong nước. Riêng khu vực miền Trung không có một Nhà máy sản xuất sợi nào. Việc đặt Nhà máy sản xuất sợi polyester này tại Dung Quất hi vọng sẽ cung cấp một phần nguồn nguyên liệu cho nghành dệt may. 1.2. Khảo sát năng suất, nguồn vốn 1.2.1 Năng suất Nhà máy được thiết kế trên quy mô nhỏ với năng suất là 5 – 10 tấn /ngày sợi POY và 4- 8 tấn /ngày sợi FDY. POY FDY 75D /36 75D /36 75D /72 - 100D /36 - 150D /48 150D /48 GVHD:ThS. Bùi Thị Nam Trân Trang 9 SVTH: Lớp NCQHD01
  10. 10. Đồ án chuyên ngành Khảo sát thiết kế nhà máy sợi vải polyester Bảng 1.2. Các loại sợi được sản xuất trong Nhà máy Để sản xuất ra các loại sợi với kích thước khác nhau này người ta sẽ cài đặt các thông số sao cho lượng chất lỏng xuống bơm định lượng và tốc độ kéo của máy winder phù hợp với lượng chất lỏng đó. Ví dụ : - Sợi POY 75D /36 được kéo với tốc độ 4800 vòng /s, sau khoảng 5h 20 phút – 5h 30 phút sẽ cho cuộn sợi nặng 15,2 kg. - Sợi FDY 50D /12 được kéo với tốc độ 5200 vòng /s, sau khoảng 4h-4h 15 phút sẽ cho ra cuộn sợi nặng 15,2 kg. Tùy theo đơn đặt hàng mà Nhà máy có thể sản xuất sợi với nhiều kích cỡ khác nhau. 1.2.2 Nguồn vốn: Tổng vốn đầu tư xây dựng ban đầu của Nhà máy là 33,6 triệu USD (tương đương khoảng 638,4 tỷ đồng Việt Nam). GVHD:ThS. Bùi Thị Nam Trân Trang 10 SVTH: Lớp NCQHD01
  11. 11. Đồ án chuyên ngành Khảo sát thiết kế nhà máy sợi vải polyester Chương 2. KHẢO SÁT THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ 2.1. Tìm hiểu về sợi hóa học 2.1.1. Lịch sử phát triển sợi hóa học Từ cuối thế kỷ 19 đến đầu thế kỷ 20 với việc ứng dụng những thành tựu hóa học và cơ khí, một số sản phẩm xơ sợi nhân tạo đã được hình thành và phát triển trên thị trường như: viscose, acetate, casein…Năm 1939 đã xuất hiện các loại xơ sợi tổng hợp khác như: polyester, polyacrylonitrile…Hiện nay, trên thị trường đã có hơn 100 sản phẩm sợi nhân tạo khác nhau với những tính chất đặc thù riêng của chúng. Trong thực tế các loại xơ sợi nhân tạo thuộc nhóm cellulose (viscose, acetace), nhóm tổng hợp (polyamide, polyester, polyacrylic, polyolefine) được sản xuất và sử dụng với số lượng lớn hơn các loại xơ sợi nhân tạo khác. Trong một số nước điển hình là Mỹ xơ sợi thủy tinh (glass fiber) được sử dụng và phát triển mạnh mẽ. Hơn nữa, trong những năm gần đây việc nghiên cứu nhằm nâng cao tính chất sản phẩm và khả năng ứng dụng của các loại sợi kim loại ngày càng rộng rãi trong công nghiệp và thương mại. Loại xơ sợi Năm sản xuất Nơi sản xuất và đặc tính thương mại 1. Nhóm rayon Nitrate cellulose 1891 - Là nhóm xơ sợi hóa học đầu tiên. - Sử dụng hai loại hóa chất và kỹ thuật sản xuất khác nhau để hình thành hai loại rayon đầu tiên: viscose rayon và cuprammonium rayon. - Pháp GVHD:ThS. Bùi Thị Nam Trân Trang 11 SVTH: Lớp NCQHD01
  12. 12. Đồ án chuyên ngành Khảo sát thiết kế nhà máy sợi vải polyester Cuprammonium Viscose 1901 1905 - Đức - Anh 2. Nhóm Acetate 1920 - Năm 1924 được sản xuất bởi công ty Celanese(Mỹ) 3. Nhóm xơ sợi tổng hợp(synthetic fiber) Polyamide(Nylon) Perlon Capron Polyester Terylene Dacron Lavsan Polyacrylic Orlon Couralon 1932 - 1939 1940 - 1946 1945 – 1950 1940-1946 1940 - 1946 1947 1963 - Được sản xuất đầu tiên tại công ty E.i.du Pont de Nemours and Company.Inc - Đức - Liên Xô - Lần đầu tiên được sản xuất công nghiệp lớn bởi công ty E.i.du Pont de Nemours and Company.Inc(Mỹ) - Anh - Mỹ - Liên Xô - Được nghiên cứu từ thập niên 40 và được sản xuất công nghiệp lớn bởi công ty E.i.du Pont. - Mỹ - Anh GVHD:ThS. Bùi Thị Nam Trân Trang 12 SVTH: Lớp NCQHD01
  13. 13. Đồ án chuyên ngành Khảo sát thiết kế nhà máy sợi vải polyester Nitron Polyvinyl alcohol Couralon Vylon Polyolefin Polypropylene Polyethylene Teflon Ftorlon Spandex Micro fiber/ Micodenier 1942 – 1946 1946 1965 1942 - 1950 1962 - 1967 1955 - 1958 1959 - 1960 1954 – 1956 1954 - 1956 1959 1970 - 1989 - Liên Xô - Nhật - Liên Xô - Được sản xuất đầu tiên tại công ty Hercules Incorporated(Mỹ). - Mỹ, Nhật… - Mỹ - Mỹ - Liên Xô - Được sản xuất đầu tiên tại công ty E.i.du Pont de Nemours and Company.Inc vaào năm 1959. Đến nay đã có 32 hãng trên thế giới sản xuất loại sợi này tập trung tại các nước Nhật, Hàn Quốc, Đức, Anh và Hà Lan. - Xuất hiện từ những năm đầu thập niên 1970 tại Nhật dưới dạng sản phẩm không dệt (nonwoven) và tại thị trường Tây Âu vào giữa thập niên 1980, tại Mỹ năm 1989 (công ty du Pont). Ngày nay micro fiber xuất hiện trong các loại sợi tổng hợp GVHD:ThS. Bùi Thị Nam Trân Trang 13 SVTH: Lớp NCQHD01
  14. 14. Đồ án chuyên ngành Khảo sát thiết kế nhà máy sợi vải polyester như: PES, Nylon, acrylic… 4.Tencel - Lyocell 1939 1969 1976 1976 1993 - Graenacher C.Sallmann R. nghiên cứu thành công quá trình chuẩn bị dung dịch cellulose aminoxides. - Eastman Kodak nghiên cứu tìm ra N-methylmorphine ( một loại amine để sản xuất aminoxides). - Akzo (Mỹ) nghiên cứu thành công phương pháp kéo sợi từ NMMO monohydrate (N-methylmorpholine- N-oxide). - Lenzing sản xuất thành công xơ lyocell cắt ngắn. - Trở thành một sản phẩm nổi tiếng do công ty Courtaulds Fibers (Mỹ) sản xuất với tên thương mại là Tencel. Bảng 2.1. Lịch sử phát triển các loại sợi hóa học Trong thực tế ngày nay xơ sợi hóa học vẫn không ngừng phát triển với những chủng loại sản phẩm mới được hình thành nhằm nâng cao hai tính chất quan trọng của xơ sợi: cường lực (tenacity), module đàn hồi (module). Xét về phương diện này người ta lại chia xơ sợi hóa học theo các nhóm và các giai đoạn phát triển như sau: Giai đoạn thứ nhất (từ cuối thế kỷ 19 đến năm 1950): với sự xuất hiện của các loại viscose, nylon, polyester, polyacrylonitrile… Giai đoạn thứ hai (từ 1950 đến 1985): là sự xuất hiện các loại xơ sợi hóa học đã được nâng cao về độ mảnh sợi (micro fiber), độ đàn hồi (spandex), cường lực. GVHD:ThS. Bùi Thị Nam Trân Trang 14 SVTH: Lớp NCQHD01
  15. 15. Đồ án chuyên ngành Khảo sát thiết kế nhà máy sợi vải polyester Giai đoạn thứ ba (từ 1985 đến cuối thế kỷ 20): là sự phát triển mạnh mẽ của xơ sợi tổng hợp với đặc tính siêu nhẹ, siêu bền, tính năng kỹ thuật cao và không làm ảnh hưởng môi trường. Giai đoạn thứ tư (từ cuối thế kỷ 20 đến nay): là sự nghiên cứu và phát triển mạnh mẽ các loại xơ sợi hóa học có tính năng kỹ thuật cao (super fiber) như: sợi có cường lực và module đàn hồi cao (paraaramid, PAN), sợi chống cháy, sợi olefin kỹ thuật cao, sợi chống vi khuẩn (anti-bacteria). Để sản xuất được các loại sợi này đòi hỏi cần có sự kết hợp tốt các quá trình công nghệ chuẩn bị, kéo sợi và sự ghép hợp các kỹ thuật tiên tiến trong hai phương pháp hình thành sợi hóa học kỹ thuật cao (Kevlar) và Gel spinning (DSM). 2.1.2. Các phương pháp hình thành sợi hóa học Quá trình hình thành sợi hóa học bao gồm các công đoạn sau: 2.1.2.1. Công đoạn chuẩn bị nguyên liệu Sợi hóa học được hình thành trên cơ sở các polymer tương ứng. Tùy thuộc khả năng công nghệ và quy mô sản xuất của nhà máy, sợi hóa học có thể được sản xuất trên hai dạng nguyên liệu chính như sau: Sản xuất từ việc trùng hợp các monomer, tạo nên một dung dịch polymer thuần nhất, sau đó dùng phương pháp và công cụ kéo sợi tương ứng cho mỗi loại để hình thành ra các sợi filament. Dạng này được sử dụng tại các nhà máy lớn có khả năng sản xuất ra các polymer sử dụng tại chỗ. Sản xuất từ các hạt polymer (chip) tương ứng: các monomer được trùng hợp hay để riêng rẽ tạo ra dưới dạng hạt (chip) ở các nhà máy sản xuất hóa chất sau đó được chuyển tới các nhà máy kéo sợi, tại đây cũng bằng các phương pháp và công cụ kéo sợi tương ứng cho mỗi loại ta sẽ có các sợi filament tương ứng. Dạng này được sử dụng tại các nhà máy không có khả năng sản xuất ra các polymer sử dụng tại chỗ. GVHD:ThS. Bùi Thị Nam Trân Trang 15 SVTH: Lớp NCQHD01
  16. 16. Đồ án chuyên ngành Khảo sát thiết kế nhà máy sợi vải polyester 2.1.2.2. Công đoạn kéo sợi Sau khi đã hình thành được dung dịch polymer tương ứng cho từng loại sợi, ta tiến hành kéo sợi hóa học bằng một trong các phương pháp sau: 1. Phương pháp khô Dung dịch polymer tương ứng được dẫn từ bồn chứa qua ống lọc, qua ống định hình chảy vào buồng bay hơi, tại đây dưới tác dụng của dòng khí nóng làm cho hơi (dung môi hòa tan trong polymer) có trong dung dịch thoát ra ngoài. Sợi tạo thành được dẫn xuống các trục cuộn (được bôi trơn và cuộn vào ống sợi). Phương pháp này dùng để kéo các loại sợi như: acetate, polytetraflour, acrylic… Trong phương pháp này ta thấy: - Không có sự biến đổi hóa học - Nồng độ dung dịch, độ nhớt dung dịch phải cao - Không cần phải sấy sợi - Vận tốc kéo sợi cao. - Tuy nhiên phương pháp này đòi hỏi thiết bị phải giải quyết được thời gian dung môi thoát ra ngoài. 2. Phương pháp ướt: Dung dịch polymer được dẫn qua ống lọc, qua ống định hình vào buồng ngưng tụ. Tại đây dưới tác dụng của hóa chất, các quá trình hóa lý xảy ra phân tách luồng chất lỏng (dung môi) và tạo ra sợi dưới dạng cứng. Sợi tạo thành được dẫn xuống các trục cuộn và được cuốn vào ống sợi. Phương pháp này dùng để kéo các loại sợi như rayon, acrylic… Trong phương pháp này ta thấy: - Cần có quá sấy sợi và quá trình tách tạp chất. - Vận tốc kéo sợi không cao do trở lực trong buồng ngưng tụ. - Thiết bị phức tạp. Quá trình ngưng tụ để hình thành sợi được thực hiện trong một hoặc hai buồng ngưng tụ. - Đối với phương pháp một buồng: quá trình phân tách hóa lý trong dung dịch và làm cứng chất lỏng để hình thành sợi được thực hiện cùng lúc. GVHD:ThS. Bùi Thị Nam Trân Trang 16 SVTH: Lớp NCQHD01
  17. 17. Đồ án chuyên ngành Khảo sát thiết kế nhà máy sợi vải polyester - Đối với phương pháp hai buồng: việc làm cứng đọng chất lỏng để hình thành sợi được thực hiện ở buồng thứ nhất. Còn buồng thứ hai tiến hành quá trình phân tách và biến đổi trong polymer. 3. Phương pháp nóng chảy: Polymer từ buồng chứa được dẫn đến bộ phận làm nóng chảy, tại đây polymer chảy ra được lọc qua lưới và qua lớp thạch anh, sau đó được ép qua các lỗ định hình thành các chùm tia chất lỏng, chùm tia chất lỏng này khi qua buồng định hình sẽ được làm lạnh bởi dòng khí trơ hoặc không khí để tạo thành sợi. Sợi hình thành được dẫn qua các trục cuộn và được cuốn vào ống sợi. Phương pháp này dùng để kéo các loại sợi tổng hợp như: polyester, nylon, polyurethane, polyvinyl alcohol, polypropylene… Trong phương pháp này ta thấy: - Không cần điều chế dung dịch kéo sợi. - Không cần thu hồi dung môi hoặc dùng buồng ngưng tụ, do đó sử dụng thiết bị đơn giản hơn và năng suất cũng cao hơn. - Vận tốc kéo sợi cao hơn từ 3 đến 10 lần so với các phương pháp khác. Do kéo sợi bằng phương pháp nóng chảy ở nhiệt độ cao (240 - 290o C) nên nhiều khi phải dùng khí trơ để tránh tình trạng sợi bị oxy hóa và phân hủy. Trong tất cả các phương pháp trên, từ dung dịch polymer để tạo ra chùm tia chất lỏng (còn gọi là các chùm filament) người ta phải dùng các bơm với áp suất thật lớn (từ 200 - 400 KPa) để ép dung dịch polymer đi qua các ống định hình sợi còn gọi đơn giản là các spinneret. Ống định hình sợi đóng vai trò phân chia dung dịch kéo sợi (dung dịch polymer) thành những chùm tia chất lỏng để biến thành sợi sau này. Trên bề mặt ống định hình có nhiều lỗ, đường kính của lỗ và hình dạng lỗ có ảnh hưởng đến tính chất của sợi tạo thành. Thông thường số lỗ trên ống định hình từ 24 - 120 để tạo nên sợi cơ bản. Để tạo sợi mảnh, số lỗ trên ống định hình khoảng 300 - 2000. Khi tạo xơ cắt ngắn (staple) số lỗ thường không hạn chế. Tuy nhiên do yêu cầu của quá trình công nghệ cũng như phương pháp định hình sợi mà ta có số lỗ GVHD:ThS. Bùi Thị Nam Trân Trang 17 SVTH: Lớp NCQHD01
  18. 18. Đồ án chuyên ngành Khảo sát thiết kế nhà máy sợi vải polyester trên ống định hình cho phù hợp. Với phương pháp ướt: 3000 - 6000 có lúc 12000 - 15000(xơ viscose) hoặc 40000 (xơ acrylic). Với phương pháp khô hoặc nóng chảy: 250 - 400 hoặc 600 - 900 (xơ PVC). 2.1.3 Các đặc trưng cơ bản của sợi hóa học 2.1.3.1. Tính ưu việt của sợi hóa học so với sợi thiên nhiên Mặc dù ra đời trong một thời gian không lâu nhưng sợi hóa học đã nhanh chóng thu hút sự chú ý của tất cả mọi người và có những bước đột phá trong quá trình phát triển cả về số lượng và chất lượng. Để có được sự chinh phục đối với con người, đáp ứng được các yêu cầu khắt khe và phức tạp trong vấn đề may mặc của con người ngày càng cao trước tiên sợi hóa học đã bộc lộ các tính chất quý báu ưu việt hơn sợi thiên nhiên. 1. Về ngoại quan Sợi hóa học đẹp, óng mượt, mịn màng, bóng láng…có thể tạo ra loại vải với vẻ đẹp phong phú, đa dạng đáp ứng nhu cầu mặc đẹp, thời trang góp phần làm phong phú vẻ đẹp cho xã hội. 2. Tính tiện dụng Ít thấm dầu mỡ, mồ hôi nên dễ giặt, sạch lâu, ít hút ẩm nên mau khô. Đặc biệt là tính bền hình dạng nhất là sợi tổng hợp nên không bị co khi giặt, không nhàu nát, giữ nếp tốt nên không là ủi nhiều. 3. Độ bền So với sợi thiên nhiên thì độ bền của sợi hóa học cao hơn nhiều, sợi hóa học dai hơn, lâu rách hơn, thời gian sử dụng lớn gấp 2 – 3 lần. Các tính năng kỹ thuật như độ bền đứt, độ bền mài mòn, độ chịu uốn gấp lớn. Có thể thay đổi tính chất của sợi hóa học trong phạm vi khá rộng bằng cách điều chỉnh thành phần và cấu tạo hóa học của sợi hoặc thay đổi các điều kiện kỹ thuật. Hiện nay người ta đã chế tạo được các loại sợi hóa học chịu được ánh sáng và nhiệt độ, bền với tác dụng của nước, côn trùng, vi sinh vật…là những tính chất không có được ở sợi thiên nhiên. Do vậy mà sợi hóa học được sử dụng nhiều trong GVHD:ThS. Bùi Thị Nam Trân Trang 18 SVTH: Lớp NCQHD01
  19. 19. Đồ án chuyên ngành Khảo sát thiết kế nhà máy sợi vải polyester lĩnh vực kỹ thuật, đáp ứng được các yêu cầu vốn khắt khe của kỹ thuật và đóng góp tích cực vào việc thúc đẩy những tiến bộ của cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật đang diễn ra sôi động trong thời đại chúng ta. 4. Tiềm năng và sản lượng Năng suất sản xuất sợi hóa học so với sợi thiên nhiên rất cao. Khác với sợi thiên nhiên là sản phẩm của nông nghiệp, còn sợi hóa học là sản phẩm của công nghiệp nên chúng mang những thế mạnh của sản xuất công nghiệp. Nếu như để có một tấn bông trong điều kiện thâm canh và cơ khí hóa sản xuất vẫn cần tới 150 ngày công, để có một tấn len cần 1000 ngày công hoặc một tấn tơ tằm thì cần tới 6000 ngày công. Trong lúc đó để sản xuất một tấn sợi vítcose (sợi nhân tạo) chỉ cần 30 – 50 ngày công, một tấn sợi nylon hoặc một tấn sợi polyester chỉ cần khoảng 30 – 40 ngày, thậm chí còn thấp hơn nhiều tùy thuộc vào mức độ hiện đại của quy trình công nghệ. Có thể áp dụng những thành tựu mới nhất của khoa học kỹ thuật để cải tiến quy trình công nghệ nhằm nâng cao năng suất sản xuất, cải thiện tính chất sản phẩm đáp ứng các yêu cầu thị hiếu của người sử dụng, giảm nhân công lao động, hạ giá thành sản phẩm. Do có độ bền cao, độ bền đứt lớn nên người ta có thể đưa công suất máy tới tối đa. Trên cùng một máy dệt, năng suất dệt vải hóa học có thể cao hơn năng suất dệt sợi bông từ 1,4 – 1,6 lần. Nguồn nguyên liệu để sản xuất sợi hóa học, đặc biệt là sợi tổng hợp bao gồm: dầu mỏ, than đá, khí thiên nhiên và các khoáng sản khác. So với nguyên liệu để sản xuất sợi thiên nhiên thì rất hạn chế, không đáp ứng được nhu cầu sử dụng ngày càng tăng của con người. Do vậy việc sản xuất sợi hóa học hoàn toàn chủ động, không phụ thuộc vào thời tiết, khí hậu, thổ nhưỡng hay vùng địa lý như đối với sợi thiên nhiên. 5. Hiệu suất sử dụng nguyên liệu So với sợi thiên nhiên thì hiệu suất sử dụng nguyên liệu trong sản xuất sợi hóa học rất cao. Từ 1m3 gỗ có thể chế tạo được 160kg tơ để gia công 1500m lụa tương đương 75 vạn kén tằm, 30 con cừu hay 0,75 ha cây lanh, 0,35 ha cây bông. GVHD:ThS. Bùi Thị Nam Trân Trang 19 SVTH: Lớp NCQHD01
  20. 20. Đồ án chuyên ngành Khảo sát thiết kế nhà máy sợi vải polyester Trong khi đó từ 1 tấn dầu mỏ có thể sản xuất được 1500m vải từ sợi tổng hợp. một nhà máy sợi năng suất là 40000 tấn/năm có thể thay thế 50000ha đất tốt tại vùng khí hậu thuận lợi để chyên canh cây bông hoặc trên 10 vạn ha cây lanh. Do tỷ trọng của sợi hóa học thấp cho nên cùng một khối lượng sợi thì chiều dài của tấm vải dệt từ sợi hóa học luôn luôn lớn hơn dệt từ sợi thiên nhiên. 6. Giá thành Giá thành vải dệt từ sợi hóa học thấp hơn nhiều so với sợi thiên nhiên. 7. Lĩnh vực ứng dụng Sợi hóa học có những tính chất đặc biệt được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực đời sống và kỹ thuật như may mặc, y tế, chống cháy, chống chất phóng xạ… Sợi hóa học được xem như tặng phẩm vô giá mà khoa kỹ thuật đã mang lại cho con người. 2.1.3.2. Các thông số chung của sợi hóa học Để đánh giá và so sánh các loại sợi, trên cơ sở đánh giá đó ta có thể lựa chọn sợi cho thích hợp với mục đích sử dụng thì người ta dựa trên các chỉ số đặc trưng cho sợi như sau: 1. Độ mảnh sợi Độ mảnh cho ta biết sợi dày, mỏng ra sao. Đối với sợi filament, độ mảnh sợi được tính bằng Denier (D, den) là khối lượng tính bằng gam của 9000m sợi. Đối với xơ hóa học (staple): độ mảnh của xơ sợi được tính bằng denier hoặc dtex – (tex là khối lượng của 1000m sợi. Độ mảnh tính bằng tex được ký hiệu là T). Đối với sợi kéo từ xơ hóa học cắt ngắn: độ mảnh sợi được tính bằng chỉ số Anh (Ne) hoặc chỉ số mét (Nm). Ta có: NmT = 1000, Nm = 1,693Ne Trong thực tế cũng như theo quy ước chung, người ta thường dùng đơn vị tex để tính cho cả xơ hóa học, sợi hóa học dạng filament, sợi hóa học từ xơ ngắn. GVHD:ThS. Bùi Thị Nam Trân Trang 20 SVTH: Lớp NCQHD01
  21. 21. Đồ án chuyên ngành Khảo sát thiết kế nhà máy sợi vải polyester 2. Độ bền đứt Độ bền đứt phản ánh một chỉ tiêu cơ lý quan trọng của sợi, được đo bằng lực làm đứt sợi. Độ bền đứt càng cao thì sợi càng dai, vải càng bền và lâu rách, thời gian sử dụng kéo dài. Yếu tố xác định độ bền đứt ngoài bản chất hóa học của sợi, trọng lượng phân tử polymer còn có độ định hướng cũng như độ kết tinh của sợi. Ngoài độ bền đứt của sợi đơn người ta còn đo độ bền nút và độ bền móc của sợi. Độ bền đứt của nhiều loại sợi ở trạng thái khô và ướt thường khác nhau đặc biệt là đối với sợi nhân tạo, là loại sợi mà các phân tử nước dễ dàng len lỏi vào các đại phân tử polymer làm liên kết giữa chúng yếu đi. 3. Độ giãn dài tương đối Độ giãn dài khi đứt cho biết sợi có thể căng ra được bao nhiêu so với chiều dài ban đầu khi sợi đứt, đo bằng phần trăm %. Độ giãn dài càng cao, sợi càng mềm mại. Độ bền đứt và độ giãn dài thường có mối tương quan tỷ lệ nghịch với nhau, các biện pháp kỹ thuật nhằm tăng độ bền thường làm giảm độ giãn. Vì vậy để có được loại sợi phù hợp với người tiêu dùng cần phải nắm các thông số kỹ thuật khi sản xuất sợi sao cho thỏa mãn được hai chỉ tiêu quan trọng này nhằm thu được sợi vừa có độ bền cao vừa có độ giãn thích hợp. 4. Thành phần dầu Là hàm lượng dầu tính theo phần trăm có trong sợi (%). 5. Độ co rút nước sôi Là độ co của sợi khi cho sợi qua nước sôi ở 100o C. 6. Độ bóng Đây là một thông số thương mại. Thông thường sợi hóa học khi sản xuất ra có độ bóng sáng (BR), độ bóng này chỉ thích hợp cho một số loại sản phẩm. Vì vậy để thuận tiện cho việc sử dụng, trong quá trình sản xuất người ta cho TiO2 vào dung GVHD:ThS. Bùi Thị Nam Trân Trang 21 SVTH: Lớp NCQHD01
  22. 22. Đồ án chuyên ngành Khảo sát thiết kế nhà máy sợi vải polyester dịch kéo sợi. Tùy thuộc theo hàm lượng TiO2 cho vào ta sẽ có các loại sợi có những độ bóng khác nhau như: sợi nửa mờ semi dull – SD, sợi mờ (full dull – FD). 7. Độ bấm nhiệt Là số điểm bấm nhiệt dùng để liên kết các filament trong sợi lại với nhau, đặc trưng bằng giá trị NIP. NIP là số điểm bấm nhiệt trên sợi tính trên chiều dài một mét sợi. NIP càng lớn, số điểm bấm nhiệt càng nhiều, sợi càng bền chắc và không cần qua công đoạn hồ khi sử dụng làm sợi dọc. Tuy nhiên khi độ NIP quá lớn (>120 điểm/mét) thì sợi lại trở nên quá cứng và giòn, không thích hợp cho các mặt hàng cần hiệu ứng của sợi xe. 8. Tiết diện ngang của sợi Tùy theo hình dạng của các lỗ trên ống định hình tiết diện ngang của sợi có nhiều dạng khác nhau như: tròn, tam giác, đứt khúc, hình sao, gấp khúc…Tiết diện ngang của sợi có ảnh hưởng đến một số tính chất của sợi như: độ hút ẩm, độ bóng sản phẩm… Theo tiêu chuẩn ISO 2076 tên các loại sợi hóa học khi cần viết tắt được quy định như sau: Tên sợi Viết tắt Tên sợi Viết tắt GVHD:ThS. Bùi Thị Nam Trân Trang 22 SVTH: Lớp NCQHD01
  23. 23. Đồ án chuyên ngành Khảo sát thiết kế nhà máy sợi vải polyester Cupro Modal Acetate Alginate Elastane Chloro Polyamide Polyester Polybutylene terephthalate. Polyethylene terephthalate. Polytrimethylene terephthalate. Polyethylene naphthalate. Polyvinyl alcohol Polyvinyl chloride CUP CMD CA ALG EL CLF PA PES PBT PET PTT PEN PVA PVC Vítcose Tencel Triacetate Elastodien Acrylic Fluoro Aramid Polyethylene Carbon Textile glass Protein Metal Vinylal Polypropylene CV CLY CTA ED PAN PTFE AR PE CF GF PROT MTF PVAL PP Bảng 2.1.3: Quy ước viết tắt tên sợi hóa học Tóm lại: những tính chất cơ lý của sợi hóa học nói chung liên quan mật thiết với nhau, gắn bó với nhau, mỗi tính chất phản ánh nhằm giúp ta tìm hiểu toàn diện một loại sợi từ việc xác định điều kiện gia công tới việc lựa chọn thích hợp cho mục đích sử dụng nhất định. 2.2. Thiết kế dây chuyền kéo sợi bằng phương pháp nóng chảy. Sợi polyester được kéo bằng phương pháp nóng chảy GVHD:ThS. Bùi Thị Nam Trân Trang 23 SVTH: Lớp NCQHD01
  24. 24. Đồ án chuyên ngành Khảo sát thiết kế nhà máy sợi vải polyester 2.2.1. Giới thiệu thiết bị của dây chuyền kéo sợi bằng phương pháp nóng chảy. Dây chuyền kéo sợi polyester cho hai loại sợi POY và FDY bao gồm các máy móc thiết bị sau: 1. Hai bồn chứa chip - Dung lượng: 1,5 m3 - Được làm bằng vật liệu inox - Sản xuất bởi công ty Zhenhzhou Zhongyuan Drying Technology 2. Hai máy sàn thô: Có tên là VIBRATING SIEVE, Model: ZD 310-30. Sản xuất bởi công ty ZHENHZHOU ZHONGYUAN DRYING TECHNOLOGY. 3. Hai máy sàn tinh: Có tên PRECRYSTA LLIZER. Model: FBM310-04. Sản xuất bởi công ty Zhenhzhou Zhongyuan Drying Technology. 4. Hai máy đùn trục vít: Có tên là Granulator, được sản xuất bởi hãng Oerlikon Barmag (Cộng hòa liên bang Đức). 5. Hai máy lọc: Được sản xuất bởi hãng Oerlikon Barmag (Cộng hòa liên bang Đức). 6. Có tất cả 4 bơm chính ( main pump ) và 18 bơm định lượng ( spin pump) cho dây chuyền sản xuất hai loại sợi. Trong đó: - Dây chuyền sản xuất sợi POY: 2 bơm chính, 6 bơm định lượng. - Dây chuyền sản xuất sợi FDY: 2 bơm chính, 12 bơm định lượng. Được sản xuất bởi hãng Oerlikon Barmag (Cộng hòa liên bang Đức). 7. Có tất cả 132 ổ phun sợi: Cho dây chuyền sản xuất hai loại sợi, trong đó: - Sợi POY: có 60 ổ phun sợi - Sợi FDY: có 72 ổ phun sợi Ổ phun sợi có tên là Spinneret; được sản xuất bởi hãng Oerlikon Barmag (Cộng hòa liên bang Đức). 8. Hai hệ thống tẩm dầu: Cho hai dây chuyền kéo sợi, có tên là Spin-finish pump, được sản xuất bởi hãng Oerlikon Barmag (Cộng hòa liên bang Đức). GVHD:ThS. Bùi Thị Nam Trân Trang 24 SVTH: Lớp NCQHD01
  25. 25. Đồ án chuyên ngành Khảo sát thiết kế nhà máy sợi vải polyester 9. Có 12 máy cuốn sợi ( máy winder ) Trong đó: Mỗi dây chuyền sản xuất một loại sợi có 6 máy. Được sản xuất bởi hãng Oerlikon Barmag (Cộng hòa liên bang Đức). 10. Một máy gia nhiệt: Có tên là Heater ; Model: FBM310-04. Sản xuất bởi công ty Zhenhzhou Zhongyuan Drying Technology 11. Một máy nén khí 12. Bốn máy quạt 13. Một hệ thống làm lạnh 14. Hai bình sấy khí nén 15. Hai hệ thống dẫn sợi cho hai dây chuyền sản xuất, có tên là Texturing, được sản xuất bởi hãng Oerlikon Barmag (Cộng hòa liên bang Đức). 2.2.2. Sơ đồ tổng quát quy trình sản xuất sợi polyester theo phương pháp nóng chảy GVHD:ThS. Bùi Thị Nam Trân Trang 25 SVTH: Lớp NCQHD01
  26. 26. Đồ án chuyên ngành Khảo sát thiết kế nhà máy sợi vải polyester Giải thích: :Đường khí nén : Đường đi của chip 1 bồn chứa chíp, 2 van cấp chíp, 3 ống co dãn, 4 máy sàn chíp, 5 bồn chứa chíp, 6 van cấp chíp, 7 bồn nén chíp, 8 van khí nén, 9 chíp được nén lên bồn chứa, 10 bồn chứa chíp. 12 bồn đựng chíp, 13 van chíp, 14 quạt gió, 15 van gió, 16 bộ gia nhiệt sàn, 17 van đóng mở chíp, 18 máy sàn, 19 phân ly(ống bụi), 20 van xã bụi 21 ống co dãn, 22 bồn sấy tinh, 23 bộ giải nhiệt sấy, 24 đầu phun , 25 van khí, 26 bình nén khí sấy khô hút ẩm, 27 van cấp chíp, 28 ống kính dẫn chíp xuống vít đùn, 29 ống chứa chíp, 30 van xả chíp phế. 2.3. Bố trí mặt bằng, sắp xếp dây chuyền 2.3.1. Khái quát về kiến trúc và bố trí mặt bằng : Trong nhà máy kéo sợi việc bố trí mặt bằng, dây chuyền sản xuất hợp lý là một điều rất quan trọng. Nó đảm bảo cho việc vận chuyển nguyên liệu, bán thành phẩm được thuận lợi và nâng cao hiệu suất lao động, đồng thời tạo điều kiện để bao quát kiểm tra sản xuất trên dây chuyền dễ dàng nâng cao chất lượng sản phẩm. Vì vậy việc thiết kế xây dựng nhà xưởng phải đảm bảo một số yêu cầu sau : - Khẩu độ nhà xưởng (bước cột) phải tính toán cho bảo đảm hợp lý, kích thước cột phải đủ chắc chắn, an toàn, tiết kiệm. - Chiều cao nhà đảm bảo thoáng khí - Mái nhà có lớp cách nhiệt - Tường nhà xây gạch bảo ôn - Hướng nhà nên xây hướng Bắc – Nam - Nền nhà phải phẳng, vững chắc không bị lún - Kho chứa sợi thành phẩm phải nằm trong xưởng sản xuất - Kho chứa nguyên liệu nằm ngoài xưởng sản xuất GVHD:ThS. Bùi Thị Nam Trân Trang 26 SVTH: Lớp NCQHD01
  27. 27. Đồ án chuyên ngành Khảo sát thiết kế nhà máy sợi vải polyester Từ những yêu cầu trên thì kiến trúc cho đồ án Nhà máy kéo sợi là nhà hai mái đã có lớp cách nhiệt, bao gồm : nhà sản xuất chính và xung quanh là các phòng phụ trợ, phòng thí nghiệm và kho nguyên liệu. Nhà sản xuất chính được lắp đặt toàn bộ máy móc thiết bị của dây chuyền sản xuất theo nguyên tắc nước chảy, lợi dụng thế năng từ trên xuống thuận tiện cho quá trình tạo sợi, vận chuyển bán thành phẩm trên dây chuyền, giảm hao phí lao động đến mức thấp nhấtt, thuận lợi cho việc điều tiết không khí và đặc biệt thuận lợi cho việc phòng cháy chữa cháy. Các phòng phụ trợ bố trí xung quanh nhà sản xuất để phục vụ cho sản xuất tiện lợi và nhanh chóng. Căn cứ vào yêu cầu thiết kế dây chuyền sản xuất thì toàn bộ khu vực phụ trợ giảm trạm biến thế, hệ thống điều tiết không khí, các phòng phục vụ công tác bảo trì máy, các phòng phụ trợ, nhà điều hành sản xuất, phòng thí nghiệm kiểm tra chất lượng sản phẩm 2.3.2. Bố trí không gian và mặt bằng sản xuất Nhà xưởng được thiết kế để bố trí phù hợp sản xuất hai loại sợi, vì vậy việc bố trí các dây chuyền trong phân xưởng đòi hỏi phải hợp lý sao cho: - Tiết kiệm được diện tích xây dựng - Sắp xếp máy của các dây chuyền kéo sợi theo phương án tầng từ trên xuống. Việc bố trí sắp xếp là một việc quan trọng liên quan đến nhiều mặt như quá trình công nghệ, an toàn lao động, vận chuyển bán thành phẩm, phòng chống cháy… do vậy ta phải trọn phương án tối ưu nhất để đảm bảo cho việc sản xuất được thuận tiện về mọi mặt như : - Tạo điều kiện tốt nhất cho người công nhân khi làm việc - Tổ chức dây chuyền công nghệ sản xuất thuận tiện - Lợi dụng triệt để các diện tích lắp đặt máy - Tạo điều kiện cho việc cơ khí hoá và vận chuyển bán thành phẩm ở các công đoạn. GVHD:ThS. Bùi Thị Nam Trân Trang 27 SVTH: Lớp NCQHD01
  28. 28. Đồ án chuyên ngành Khảo sát thiết kế nhà máy sợi vải polyester Căn cứ vào đó ta bố trí dây chuyền sản xuất hai loại sợi song song nhau từ trên xuống dưới gồm sáu tầng như sau: - Tầng 6: Bố trí 2 bồn chứa cách nhau khoảng 10m - Tầng 5: Bố trí 2 hệ thống sàng thô cách nhau khoảng 10m, có 2 hệ thống hút bụi, 2 bồn chứa bụi cho 2 dây chuyền sản xuất. - Tầng 4: Bố trí 2 máy sấy cách nhau 10m theo hệ thống liên tục từ 2 tầng trên xuống, 2 máy nén khí cung cấp khí nóng cho 2 máy sấy. - Tầng 3: Bố trí hai máy đùn trục vít cho 2 dây chuyền kéo sợi, kế mồi máy có một thiết bị lọc để lọc dung dịch lỏng nhớt sau máy đùn trục vít. Hai hệ thống kéo sợi khác nhau cơ bản là từ tầng này xuống dưới mặt đất: Bên dây chuyền sản xuất sợi POY bố trí 6 bơm định lượng nằm thẳng hàng cách nhau khoảng 1m lấy dòng sản phẩm từ thiết bị lọc. Bên dây chuyền sản xuất sợi FDY bố trí 12 bơm định lượng nằm thẳng hàng cách nhau khoảng 1m lấy dòng sản phẩm từ thiết bị lọc. - Tầng 2: Bố trí 6 hệ thống dẫn sợi cho mỗi dây chuyền sản xuất,tất cả được đặt trên cùng một hàng ngang thẳng cách nhau khoảng 1m. Mỗi hệ thống dẫn sợi có một buồng làm nguội và tẩm dầu đặt ở phía trên. Bên dây chuyền sản xuất sọi POY, có 60 spinneret cho đều 6 hệ thống dẫn sợi. Bên dây chuyền sản xuất sợi FDY , có 72 spinneret cho đều 6 hệ thống dẫn sợi. - Tầng 1: Các Godets (thường được gọi là trục lăn nóng) và máy cuốn sợi winder được bố trí ở 2 dây chuyền kéo sợi khác nhau Bên dây chuyền sản xuất sợi POY: 6 máy winder được đặt ở dưới mặt đất theo một hàng ngang cách nhau khoảng 1m, phía trên mỗi máy bố trí 2 Godets đặt chênh nhau một góc khoảng 30o nhận dòng sản phẩm từ hệ thống dẫn sợi xuống. Tương tự bên dây chuyền sản xuất sợi FDY cũng có 6 máy winder nhưng trên mỗi máy có 4 Godets, hai ở trên và hai ở dưới. GVHD:ThS. Bùi Thị Nam Trân Trang 28 SVTH: Lớp NCQHD01
  29. 29. Đồ án chuyên ngành Khảo sát thiết kế nhà máy sợi vải polyester Việc bố trí máy theo từng tầng như vậy đảm bảo cho quá trình công nghệ sản xuất được liên tục, rút ngắn được quãng đường vận chuyển, tăng khả năng quan sát của công nhân vận hành, tạo điều kiện cho việc sử dụng và quản lý thiết bị. Ngoài ra còn có ý nghĩa là đảm bảo yêu cầu về nhiệt độ và độ ẩm của quá trình công nghệ đối với từng gian máy. 2.3.3. Thông gió và điều tiết không khí Điều tiết không khí là một ngành kỹ thuật bằng các thiết bị máy móc chuyên ngành để tạo ra và duy trì ổn định các thông số trạng thái của không khí theo một chương trình đã định sẵn phù hợp với yêu cầu công nghệ. Với mục đích nâng cao năng suất lao động, đảm bảo chất lượng sản phẩm, tạo môi trường làm việc tốt, đảm bảo vệ sinh lao động. 2.3.4. Ảnh hưởng của điều tiết không khí đến công nghệ kéo sợi Trong công nghệ kéo sợi ngoài các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình công nghệ kéo sợi thì điều tiết không khí cũng có ảnh hưởng rất lớn ngoài ra nó còn đem lại sức khoẻ lâu dài cho người lao động. Mục đích của điều tiết không khí là tạo ra chế độ nhiệt ẩm trong gian máy theo yêu cầu công nghệ trong thực tế khi độ ẩm tương đối của không khí không thay đổi mà nhiệt độ thay đổi thì hồi ẩm của vật liệu ít thay đổi và không đáng kể. Nhưng nếu nhiệt độ không đổi mà độ ẩm không khí thay đổi thì dẫn đến hồi ẩm của vật liệu thay đổi nhiều dẫn đến các tính chất của xơ cũng thay đổi như tính đàn hồi tính bền. Mặt khác với cùng một điều kiện sản xuất nếu khống chế ôn ẩm độ hợp lý sẽ thuận lợi cho quá trình kéo sợi. Điều kiện về ôn ẩm độ bao gồm điều kiện về nhiệt độ và độ ẩm tương đối của không khí . - Nhiệt độ là đại lượng chỉ độ nóng bụi của không khí GVHD:ThS. Bùi Thị Nam Trân Trang 29 SVTH: Lớp NCQHD01
  30. 30. Đồ án chuyên ngành Khảo sát thiết kế nhà máy sợi vải polyester - Độ ẩm tương đối của không khí (ϕ) là tỷ lệ giữa hơi nước có trong 1 kg không khí hay độ ẩm tuyệt đối (∆h) và độ ẩm tương đối ứng với trạng thái không khí bão hoà hơi nước (∆max) ở cùng một điều kiện nhiệt độ và áp suất. Nhiệt độ và độ ẩm tương đối của không khí trong gian máy có liên quan ảnh hưởng đến tỷ lệ hồi ẩm của nguyên liệu, hoá thành sản phẩm và chất lượng sản phẩm. Tỷ lệ hồi ẩm Wtt (%) là tỷ lệ hơi nước có chứa trong vật liệu và khối lượng khí tuyệt đối của vật liệu đó. 2.3.5. Ảnh hưởng của độ ẩm Nguyên liệu kéo sợi thường có tính hút ẩm cao, do đó tỷ lệ hồi ẩm của nguyên liệu kéo sợi chịu ảnh hưởng nhiều của không khí, lượng nước có chứa trong nguyên liệu có ảnh hưởng đến trọng lượng của bán thành phẩm, do đó ảnh hưởng đến sự khống chế của thành phẩm và bán thành phẩm . Ngoài ra độ ẩm còn có ảnh hưởng đến các tính chất cơ lý của xơ và sợi. Đối với các loại xơ và sợi trong quá trình hấp thụ hơi nước, xơ trở nên mềm mại, duỗi thẳng hơn dọc theo trục xơ, làm tăng liên kết giữa các xơ. Vì vậy khi tăng độ ẩm, sợi có độ bền tăng, đồng thời khi xơ duỗi thẳng sẽ thuận lợi cho quá trình kéo dài. Sau khi hút ẩm xơ sẽ trương nở, làm thay đổi hình dạng bên ngoài của xơ, số vòng xoắn cũng thay đổi, làm cho xơ trong sợi kết hợp chặt chẽ hơn làm tăng độ bền của sợi. Trong quá trình kéo sợi luôn xảy ra hiện tượng ma sát giữa các xơ, ma sát giữa các xơ với chi tiết máy. Thực tế đã cho thấy hệ số ma sát chịu ảnh hưởng của độ ẩm tương đối của không khí và độ ẩm của vật liệu. Hệ số ma sát sẽ tăng khi độ ẩm của vật liệu và độ ẩm tương đối của không khí tăng lên làm tăng sự liên kết giữa các xơ với nhau, tăng độ bền của sợi. Mặt khác ma sát sinh ra tĩnh điện trên vật liệu và các chi tiết máy gây trở ngại cho quá trình kéo giãn, kéo dài độ ẩm hoạt động của các điện tử, khi độ ẩm của vật liệu tăng lên sẽ làm giảm điện trở của vật liệu, loại trừ hết khả năng tĩnh điện. GVHD:ThS. Bùi Thị Nam Trân Trang 30 SVTH: Lớp NCQHD01
  31. 31. Đồ án chuyên ngành Khảo sát thiết kế nhà máy sợi vải polyester Sơ đồ sắp xếp dây chuyền Ghi chú: ▓ : Máy winder ☼ : Bơm định lượng : Hệ thống dẫn sợi Tâng 6: Tâng 5: Tầng 4: ☼ ☼ ☼ ☼ ☼ ☼ ☼ ☼ ☼ ☼ ☼ ☼ ☼ ☼ ☼ ☼ ☼ ☼ Tầng 3 Tầng 2 : GVHD:ThS. Bùi Thị Nam Trân Trang 31 SVTH: Lớp NCQHD01 Máy nén Bụi Bồn chứa Máy sàng Máy hút bụi Máy sấyMáy nén khí Th.bi lọc Máy đùn trục vít Hệ thống spinneret Làm nguội,tẩm dầu Godets Bồn chứa Máy sàng Máy hút bụi Bụi Máy sấy Máy đùn trục vít Th.bi lọc Hệ thống spinneret Làm nguội,tẩm dầu Godets POY FDY
  32. 32. Đồ án chuyên ngành Khảo sát thiết kế nhà máy sợi vải polyester ▓ ▓ ▓ ▓ ▓ ▓ ▓ ▓ ▓ ▓ ▓ ▓ Tầng 1: Chương 3. TỔ CHỨC LAO ĐỘNG Tổ chức lao động là một khâu quan trọng trong tổ chức sản xuất kinh doanh. Trong thực tế sản xuất đã cho thấy trong các xí nghiệp dù với máy móc thiết bị hiện đại nhưng việc tổ chức lao động không tốt, định mức không sát sẽ dẫn đến hiệu quả năng xuất không cao. Vì vậy điều quan trọng để tổ chức lao động chính là sự phân công hợp lý lao động, phân công lao động hợp lý sẽ cho khả năng nâng cao năng suất lao động. Chuyên môn hoá lao động giúp cho người công nhân có những thói quen cần thiết với công việc làm họ có thể thực hiện công việc với nhịp độ cao. Cần phải phân công một khối lượng công việc hợp lý để người công nhân có đủ việc làm trong thời gian sản xuất. Tránh trường hợp cường độ lao động quá cao hoặc quá thấp, trong một tổ các công nhân có sự hỗ trợ lẫn nhau trong các dây chuyền sản xuất. Một yếu tố khác giúp tổ chức lao động tốt là vấn đề kỹ thuật thao tác nhanh, chính xác sẽ tạo ra hiệu quả lao động cao. Dựa trên khả năng tự động hoá của máy móc thiết bị và dựa trên thực tế tổ chức lao động của một số nhà máy Tôi quyết định phân công định mức lao động như sau : GVHD:ThS. Bùi Thị Nam Trân Trang 32 SVTH: Lớp NCQHD01
  33. 33. Đồ án chuyên ngành Khảo sát thiết kế nhà máy sợi vải polyester Bảng 3.1. Định mức công nhân điều khiển thiết bị Phân xưởng sản xuất Số người mỗi ca Trình độ Số ca Tổng số người Ghi chú (số người dự phòng ) Trưởng bộ phận (xử lí nguyên liệu, xuống sợi, cuốn sợi) 1 E 1 1 1 Người giám sát 1 S 3 3 3 Cung cấp và sấy chip 2 US 3 6 3 Người giám sát máy đùn trục vít, ổ phun sợi, quá trình sấy 2 S 3 + 1 7 4 Bô phận kéo sợi 4 S 3 + 1 13 4 Kiểm tra Lưu trữ 1 1 S US 3 3 + 1 3 4 3 4 Bảo trì 2 S 1 2 1 Hoàn thành và khử khoáng nước 1 S 1 1 1 Công nhân đóng gói 4 S 2 8 2 Công nhân vận 1 S 1 1 1 GVHD:ThS. Bùi Thị Nam Trân Trang 33 SVTH: Lớp NCQHD01
  34. 34. Đồ án chuyên ngành Khảo sát thiết kế nhà máy sợi vải polyester chuyển Tổng 20 49 Bảng liệt kê những yêu cầu dưới đây chỉ là một chỉ định: Phân xưởng kiểm tra chất lượng Số người mỗi ca Trình độ Số ca Tổng số người Ghi chú (số người dự phòng) Trưởng bộ phận 1 E 1 1 1 Kỹ thuật viên công nghệ 1 E 1 1 1 Thử nghiệm tính chất cơ lí của polymer và sợi 1 L 1 1 1 Thử nghiệm tính chất hóa học của polymer và sợi 1 L 1 1 1 Thông kê đánh giá các dữ liệu sản xuất từ PTN 1 S 1 1 Tổng 5 5 Bảng 3.2.. Định mức công nhân phân xưởng kiểm tra chất lượng Phòng kinh doanh Số Trình Sự Tổng Ghi chú GVHD:ThS. Bùi Thị Nam Trân Trang 34 SVTH: Lớp NCQHD01
  35. 35. Đồ án chuyên ngành Khảo sát thiết kế nhà máy sợi vải polyester người mỗi ca độ chuyển dịch số người (số người dự phòng) Trưởng bộ phận 1 E 1 1 1 Quản đốc ca, giám sát các hệ thống kh, bảo trì 1 E 3 3 3 Công nhân hệ thống bảo trì đều hòa không khí 1 S 3 3 3 Bảo trì máy Điện Cơ khí thiết bị máy móc 1 1 1 S E E 3 3 3 3 3 3 3 Công nhân bảo trì chung cho nhà xưởng 1 S 3 3 3 Kho hàng 2 S 1 2 1 Chấm công 1 US 3 3 3 Bán hàng 1 S 1 1 1 Tổng 1 1 2 5 Bảng 3.3.. Định mức công nhân phòng kinh doanh Ghi chú: Những kí hiệu cho danh mục trình độ: E: Kĩ sư L: Trợ lí phòng thí nghiệm S: Công nhân lành nghề US : Công nhân không lành T Công việc Số người 1 ca Số người 3 ca Cả ngày GVHD:ThS. Bùi Thị Nam Trân Trang 35 SVTH: Lớp NCQHD01
  36. 36. Đồ án chuyên ngành Khảo sát thiết kế nhà máy sợi vải polyester T 1 Bảo vệ Nhà máy 2 6 2 Dọn vệ sinh 3 3 Phục vụ căn tin 6 Tổng số 2 6 9 Bảng 3.4.. Định mức nhân viên tạp vụ T T Chức danh Số lượng 1 Giám đốc 1 2 Phó Giám đốc 1 3 Kỹ thuật công nghệ 2 4 Kỹ thuật cơ 2 5 Kỹ thuật điện 1 6 Trưởng ca 3 7 Thao tác viên 9 8 Nhân viên văn phòng 13 Tổng số 32 Bảng 3.5. Định mức cán bộ quản lý Tổng số công nhân điều khiển thiết bị là : 49 người Tổng số nhân viên tạp vụ là: 15 người Tổng số nhân viên kiểm tra chất lượng là: 5 người Tổng số công nhân phục vụ là : 25 người Tổng số cán bộ quản lý là : 32 người Số công nhân dự trữ 5% = 6 người Tổng : 132 người GVHD:ThS. Bùi Thị Nam Trân Trang 36 SVTH: Lớp NCQHD01
  37. 37. Đồ án chuyên ngành Khảo sát thiết kế nhà máy sợi vải polyester Chương 4. KHẢO SÁT THỊ TRƯỜNG VÀ ỨNG DỤNG 4.1. Khảo sát thị trường Trong xu hướng phát triển của khoa học kĩ thuật hiện nay trên toàn thế giới, sự cạn kiệt nguồn nguyên liệu tự nhiên đang là nguy cơ hàng đầu trên tất cả các lĩnh vực thì các sản phẩm nhân tạo, tổng hợp đang dần thay thế cho các sản phẩm từ tự nhiên. Trong lĩnh vực các mặt hàng dệt may cũng vậy, nếu ngày xưa con người thường sử dụng các loại vải được dệt từ tự nhiên như vải cotton làm từ bông...thì GVHD:ThS. Bùi Thị Nam Trân Trang 37 SVTH: Lớp NCQHD01
  38. 38. Đồ án chuyên ngành Khảo sát thiết kế nhà máy sợi vải polyester ngày nay với sự phát triển của các loại sợi tổng hợp, nhân tạo đã dữ thế chủ động trên thị trường may mặc. Sợi tổng hợp đang vượt mặt sợi bông trong cuộc chiến giá cả và chất lượng trên thị trường dệt may thế giới bởi nhiều điều kiện kinh tế đang hậu thuẫn cho nguyên liệu nhân tạo này, và dự kiến xu hướng này sẽ còn tiếp diễn. Các nhà sản xuất vải sợi ngày càng ưa chuộng các loại sợi nhân tạo, bởi công nghệ tiên tiến giúp cho những loại sợi này ngày càng có nhiều ưu điểm về chất lượng, không thua kém so với bông thiên nhiên. Ngoài ra, sợi tổng hợp còn cho phép tiết kiệm được năng lượng vì nó cần ít thời gian hơn trong quá trình làm khô, và không nhanh bị bẩn nên tiết kiệm được cả nước. Không chỉ người tiêu dùng, các nhà máy dệt cũng càng ngày càng ưa chuộng sợi tổng hợp hơn. Do vậy, bông đang mất dần thị phần về tay sợi tổng hợp. Do diện tích đất trồng bông phải cạnh tranh với các cây trồng khác, đồng thời chi phí sản xuất bông, nhất là phân bón tăng cao, không chỉ các nước đang phát triển mà cả các nước phát triển cũng ngày càng giảm sử dụng bông trong ngành dệt may. Biểu đồ sau thể hiện nhu cầu sử dụng các loại nguyên liệu trong ngành dệt may ở Việt Nam hiện nay. GVHD:ThS. Bùi Thị Nam Trân Trang 38 SVTH: Lớp NCQHD01 30%bông 23%xơ polyester 13.5%vải dệt kim 13.5%xơ ngắn 20%vải dệt thoi
  39. 39. Đồ án chuyên ngành Khảo sát thiết kế nhà máy sợi vải polyester Giá sợi tổng hợp có quan hệ chặt chẽ với giá dầu mỏ. Tuy nhiên, với các công nghệ sản xuất tiên tiến, những ảnh hưởng trực tiếp của giá dầu thô đối với sản lượng và giá sợi tổng hợp ngày càng giảm xuống. Điều này đã tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển sản xuất các loại vải tổng hợp như sợi polyester. Ở Việt Nam, dầu mỏ cũng như ngành dệt may, trong khi là một trong 10 quốc gia xuất khẩu mặt hàng may mặc lớn nhất thế giới thì ngược lại Việt Nam phải nhập khẩu các nguyên liệu cho ngành dệt may như bông để sản xuất vải cotton, hạt chip sản xuất sợi polyester...từ các nước khác như Ấn Độ, Thái Lan, Trung Quốc vì nguồn nguyên liệu trong nước không đủ đáp ứng nhu cầu cho ngành dệt may cả về số lượng lẫn chất lượng. Biểu đồ sau thể hiện khả năng tự cung cấp xơ sợi tổng hợp polyester trong nước ở giai đoạn năm 2000, 2010 và 2012 so với tổng sản lượng tiêu thụ trong toàn nước (tính theo %). 0 10 20 30 40 50 60 70 2000 2010 2012 GVHD:ThS. Bùi Thị Nam Trân Trang 39 SVTH: Lớp NCQHD01
  40. 40. Đồ án chuyên ngành Khảo sát thiết kế nhà máy sợi vải polyester 4.2. Ứng dụng sợi polyester 4.2.1. Trong dệt may Mặc dù xơ polyester ở dạng xơ ngắn được dùng rộng rãi trong công nghiệp dệt may, phần lớn nó được pha với loại xơ khác nhằm mục đích phát huy thế mạnh của từng thành phần trong sợi pha. Trong trường hợp này, đường kính và chiều dài xơ được điều chỉnh cho phù hợp thành phần xơ còn lại. Bên cạnh đó thành phần hóa chất dùng trong hoàn tất cũng được điều chỉnh để có được các tính chất vật lý, các tính chất bề mặt. Vì vậy, chủng loại xơ polyester trong công nghiệp khá phong phú và đa dạng. Ngoài ra, xơ polyester ở dạng xơ ngắn cũng được ứng dụng rộng rãi trong đời sống. Đối với xơ dài, cả dạng sợi dún lẫn không dún thường được dùng ở dạng không pha với các loại xơ khác. Trong một vài trường hợp thường gặp xơ polyester filament ở dạng sợi pha bông hoặc filament khác ở dạng xơ lõi áo. 4.2.1.1. Sợi polyester pha với cotton 1. Vải kate MDT - Mật độ: dọc : 102 s/inch, ngang : 70 s/inch - Chi số sợi: sợi dọc Ne 45/1, sợi ngang Ne 45/1 - Thành phần sợi: 83% Polyester, 17% cotton - Khổ: 125cm,165 cm - Đặc tính: vải mỏng, mềm, bền và thong dụng, có thể làm trắng, nhuộm màu và in hoa . - Sử dụng: thích hợp làm lót, sử dụng may đồng phục học sinh, in hoa làm chăn gối. - Giá : 10.500 đ/m (khổ 160-165) 2. Vải kate MDV - Mật độ: dọc: 110 s/inch, ngang: 76 s/inch - Chi số sợi : sợi dọc Ne 45/1, sợi ngang: Ne 45/1 - Thành phần: sợi 65% Polyester, 35% cotton - Khổ: 160 cm GVHD:ThS. Bùi Thị Nam Trân Trang 40 SVTH: Lớp NCQHD01
  41. 41. Đồ án chuyên ngành Khảo sát thiết kế nhà máy sợi vải polyester - Đặc tính: vải mỏng, mềm, bền và thông dụng, có thể làm trắng, nhuộm màu và in hoa. - Sử dụng: thích hợp làm lót, sử dụng may đồng phục học sinh, in hoa làm chăn drap gối. - Giá: 14.700 đ/m 3. Vải kate silk MDV - Mật độ: dọc: 110 s/inch, ngang: 76 s/inch - Chi số sợi: sợi dọc Ne 45/1, sợi ngang Ne 45/1 - Thành phần sợi 100% Polyester. - Khổ: 160 cm - Đặc tính: vải mỏng, mềm bền và thông dụng, có thể làm trắng, nhuộm màu. - Sử dụng: thích hợp may đồng phục học sinh, đồng phục công sở, áo sơ mi cao cấp. 4. Vải kate MDC - Mật độ: dọc : 133 s/inch, ngang : 72 s/inch - Chi số sợi : sợi dọc Ne 45/1, sợi ngang Ne 45/1 - Thành phần: sợi 65% Polyester, 35% cotton - Khổ: 160 cm - Đặc tính: vải dày, mềm, bền và thông dụng, có thể làm trắng, nhuộm màu. - Sử dụng : thích hợp, sử dụng may đồng phục học sinh, đồng phục công sở, hàng sơ mi cao cấp, làm vải chính áo Jacket. 5. Vải thun TC: 65/35 Thành phần: Sợi gồm tỉ lệ 35 % Cotton, 65 % nilon (Poliester). GVHD:ThS. Bùi Thị Nam Trân Trang 41 SVTH: Lớp NCQHD01
  42. 42. Đồ án chuyên ngành Khảo sát thiết kế nhà máy sợi vải polyester Tính chất: Do có sợi pha nilon (Poli) nên mặc sẽ nóng hơn, ít hút ẩm nhưng mình vải có cảm giác mềm mại hơn. Để vải có độ co dãn nhiều, người ta cũng pha thêm sợi Spandex. 6. Vải thun PE: Poliester Thành phần: Sợi gồm 100 % nilon (Poliester). 4.2.1.2. Polyester pha với len và các sợi chải kỹ Polyester pha với xơ chải kỹ và xơ len được dùng cho các sản phẩm mặc ngoài như quần tây áo khoác thể thao… cả hai dạng dệt kim đan ngang lẫn dệt thoi, sợi pha phổ biến nhất ở tỷ lệ polyester:len là 55:45; polyester:viscose là 65:35. Cỡ sợi được dùng pha với sợi chải kỹ cần được xử lý chống nổi hạt hoặc là loại xơ ít nổi hạt. Để tăng độ khối cho xơ pha thường dùng polyester có độ co lớn. 4.2.1.3 Polyester pha với lanh Polyester dùng để pha với xơ lanh thường được cắt thành từng đoạn có chiều dài từ 100÷150mm. Tỷ lệ pha polyester: lanh là 67:33. Sợi pha được dùng để sản xuất sợi nổi đốt và nối vân xoắn. 4.2.1.4 Xơ polyester filament Sợi polyester filament không dún chủ yếu được sử dụng để sản xuất các sản phẩm dệt kim đan dọc và vải dệt thoi khổ rộng như vải lót. Loại vải này phổ biến ở Đông Âu vào thập niên 1960, được dệt bằng sợi xoắn giả. Tới thập niên 1970 nó không được ưa chuộng bằng vải dệt từ sợi POY, nhưng gần đây phần lớn polyester filament dùng sản xuất vải dệt kim hai mặt. Lúc đầu filament được tạo xoắn bằng cọc,về sau filament được tạo xoắn bằng hệ thống đĩa nhám. Filament dún bằng khí nóng cho cảm giác mềm mại và mượt khi dệt vải do có tạo được hiệu ứng nổi nhung trên sợi. Hiện nay, còn có loại sợi ghép filament thẳng để tạo ra hiệu ứng bóng mượt như lụa khi sờ tay vào và có khả năng giữ nếp tốt. GVHD:ThS. Bùi Thị Nam Trân Trang 42 SVTH: Lớp NCQHD01
  43. 43. Đồ án chuyên ngành Khảo sát thiết kế nhà máy sợi vải polyester 4.2.2. Trong trang trí nội thất 1. Polyester dùng dệt thảm Hình 4.2.1. Thảm polyester Polyester không phải là sợi thích hợp cho dệt vải thảm vì khả năng hồi phục của nó kém xa xơ nylon. Nhưng do khả năng chịu nhiệt tốt, bên cạnh đó nó còn khó dây màu nên cũng được dùng để dệt thảm. Do có tỷ trọng lớn nên thảm polyester có khả năng chịu tải tốt. Đặc biệt nó có tính ổn định kích thước dù làm việc trong điều kiện chịu kéo, mức ổn định của sợi xe cao, đặc tính cảm quan tốt, khả năng chống nhiễm điện lớn nên rất thích hợp cho thảm container. Sợi 3 thùy và 5 thùy được dùng để tạo hiệu ứng mờ. Các loại polyester biến tính giúp dễ nhuộm và nâng cao khả năng chống cháy cho thảm polyester. Polyester dùng để dệt thảm thường là poly tetramethylene terephthalate do nó có độ hồi phục lớn và dễ nhuộm, loại xơ dày thường có 3 thùy. Tuy nhiên giá của nó tương đối đắt. 2. Rèm cửa polyester GVHD:ThS. Bùi Thị Nam Trân Trang 43 SVTH: Lớp NCQHD01
  44. 44. Đồ án chuyên ngành Khảo sát thiết kế nhà máy sợi vải polyester Hình 4.2.2: Rèm cửa polyester Do có độ bền kéo cao so với tỷ trọng, polyester rất thích hợp cho việc sản xuất các rèm cửa đăng te. Ngoài ra, do thủy tinh có khả năng hấp thụ các bước sóng nhỏ hơn 320nm, do vậy rèm cửa polyester rất bền. Phần lớn thuốc nhuộm phân tán tương đối bền với ánh sáng, nhưng rèm cửa dệt từ polyester chủ yếu chỉ có màu trắng hoặc những màu sáng. Với sợi dùng để dệt rèm cửa cần tăng lượng xúc tác chống lại phản ứng oxy hóa và phản ứng quang hóa cũng như các chất làm mờ khác. Phần lớn các loại rèm cửa polyester được dệt theo kiểu kim đan dọc hoặc dệt thoi từ sợi thẳng hay dún. Polyester pha bông tỷ lệ 50:50 còn được dùng làm drap trải giường. 4.2.3. Trong công nghiệp Hình 4.2.3: Dây thừng bằng sợi polyester GVHD:ThS. Bùi Thị Nam Trân Trang 44 SVTH: Lớp NCQHD01
  45. 45. Đồ án chuyên ngành Khảo sát thiết kế nhà máy sợi vải polyester Polyester có ứng suất cao được dùng để sản xuất sợi chịu tải cho vỏ xe. Mỗi sợi chứa từ 300 đến filament ở độ mảnh 5dtex. Loại sợi được xử lý nhiệt ở 235o C trong điều kiện kéo căng nhẹ rồi sau đó được tẩm kết dính để tăng độ bám dính của nó với cao su. Quá trình tẩm chất kết dính cho cao su gồm hai bước. Đầu tiên, sợi được xử lý bằng phenylurethane sau đó sợi được tẩm polyester bằng RFL (là hỗn hợp styren, butadien, vinylpiridyn ở dạng latex (L) với resoreicol (R) và fomandehyde (F). Sợi độn phải chịu tải lớn, chịu uốn tốt rất thích hợp để sản xuất vỏ xe và các băng tải. Xơ polyester dùng sản xuất sợi độn gia cường phải có khối lượng phân tử lớn, lượng nhóm carboxy đầu mạch thấp mà còn phải chứa ít liên kết ether trong phân tử. Sợi xe từ polyester filament còn được dùng để sản xuất dây thừng. Tuy nhiên, do không có sự song song trong bó sợi nên độ bền của sợi thừng polyester không bằng dây nylon hay polypropylene. Riêng độ bám và độ mềm mại dây polyester hơn hẳn hai loại trên. GVHD:ThS. Bùi Thị Nam Trân Trang 45 SVTH: Lớp NCQHD01
  46. 46. Đồ án chuyên ngành Khảo sát thiết kế nhà máy sợi vải polyester Phần II: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SỢI POLYESTER Chương 1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ SỢI POLYESTER 1.1. Lịch sử phát triển sợi polyester Thập niên 1930, W.H.Carothers và đồng sự ở viện Duponts tổng hợp polyester dựa trên phản ứng ngưng tụ đa phân tử. Sợi polyester đầu tiên được tổng hợp dựa trên phương pháp kéo nguội không được sử dụng trong công nghiệp dệt do nhiệt độ nóng chảy thấp ngoài ra nó còn dễ tan trong một số dung môi thông thường. Năm 1941 J.R.Whinfield và J.T.Dickson tổng hợp được một loại polyester mới từ acid terephthalic và một số rượu hai chức. Loại sợi mới này có nhiệt độ nóng chảy cao, các tính chất của nó vượt trội nên bắt đầu được ứng dụng trong công nghiệp dệt với tên gọi là Terylene. Kể từ đó rất nhiều sợi polyester mới được tổng hợp và được đưa ngay vào sản xuất từ nguyên liệu ban đầu là acid terephthalic. Gia đình sợi polyester càng ngày càng đông đúc với sự phát triển của ngành công nghiệp hóa chất, trong đó các loại sợi polyester được sản xuất với sản lượng cao nhất là: Poly ethylene terephthalate, poly 1-4 butylene terephthalate, poly 1-4 bis cyclohexane terephthalate. Bằng cách đưa các rượu thơm hai chức thay thế cho các rượu hai chức mạch thẳng, người ta đã sản xuất được các sợi polyester có các đơn vị cấu trúc chỉ chứa những vòng thơm. Những sợi này tạo thành họ polyacrylate, được sản xuất bằng phương pháp kéo nóng chảy sau đó được ủ ở nhiệt độ gần với nhiệt độ nóng chảy để làm tăng mật độ pha tinh thể. Do chúng có khả năng hình thành pha tinh thể ở trạng thái lỏng nên mật độ pha tinh thể trong sợi rất cao, sợi có các tính chất cơ lý ưu việt hơn hẳn các polyester thông thường. Phần lớn các polyester là polymer đồng trùng hợp. 1.2. Khái niệm polyester polyeste: là hợp chất cao phân tử mà trong phân tử có chứa nhiều nhóm chức este. (nhóm COO) GVHD:ThS. Bùi Thị Nam Trân Trang 46 SVTH: Lớp NCQHD01
  47. 47. Đồ án chuyên ngành Khảo sát thiết kế nhà máy sợi vải polyester 1.3. Tính chất sợi polyester 1.3.1. Tính chất vật lý Cấu trúc cơ bản của polyester như sau: C C O O H2 C H2 CO n C C O O H2 C H2 C H2 C H2 C n O CO O O O O H2 C H2 CO n Poly ethylene terephthalate Poly 1-4 butyllene terephthalate Poly 1-4 bis methylene cyclohecxan terephythalate Xơ polyester có độ bền cơ học cao, ở trạng thái ướt xơ không bị giảm độ bền cơ học. Độ bền đứt ướt so với độ bền đứt khô: 90 – 95% (độ bền đứt khô: 30 – 40g/tex). Xơ polyester có khả năng chống biến dạng và giữ nếp, song do kém bền với ma sát nên ít được sử dụng trong dệt kim, găng tay và bít tất. Sau khi vò nhàu nhiều lần xơ polyester có khả năng phục hồi lại trạng thái ban đầu .Vì vậy người ta thường pha trộn nó với các loại xơ khác dễ nhàu như xơ bông và viscose để tạo loại vải pha như : PE/CO, PE/VISCOSE… Polyester có khối lượng riêng d=1.38g/cm3 , xơ khó trương nở trong nước, khó thoát mồ hôi, khó nhuộm. Người ta chỉ nhuộm polyester với phẩm phân tán ở nhiệt độ cao 1300 C hoặc 1000 C có chất tải. Polyester là loại xơ nhiệt dẻo, độ bền nhiệt vượt xa các loại xơ thiên nhiên và đa số các loại xơ hoá học khác. Ở 2650 C xơ mới bắt đầu bị mềm và ở 2800 C xơ bị nóng chảy và phân huỷ. GVHD:ThS. Bùi Thị Nam Trân Trang 47 SVTH: Lớp NCQHD01
  48. 48. Đồ án chuyên ngành Khảo sát thiết kế nhà máy sợi vải polyester Có hàm ẩm thấp nên xơ polyester có khả năng cách điện cao. Nhưng đồng thời cũng dễ tích điện nên gây khó khăn trong quá trình dệt. Các thông số vật lý khác: - Độ mảnh: 1,3 den - Độ hồi ẩm: 0,3% - Độ hút ẩm kém: 0,4 – 0,5% (điều kiện tiêu chuẩn) Thông số Xơ – sợi cắt ngắn (staple) Sợi filament Loại thường Loại dún thấp Loại thường Chịu lực cao Độ bền đứt (gf/tex) Độ giãn đứt (%) 40 – 60 15 – 30 20 – 30 30 – 55 40 – 60 25 – 30 60 – 80 7 – 15 Bảng 1.3.: Thông số cơ lý các dạng sợi polyester Cách nhận biết sợi polyester: - Khi đưa vào ngọn lửa và gần lửa: phần chưa cháy co lại. - Khi ở trong ngọn lửa: cháy chậm và chảy, khói màu đen, muội than. - Khi lấy ra ngọn lửa: cháy chậm và tự tắt. - Phần tro còn lại: hạt tròn, cứng, rắn, không bóp vỡ, khói màu đen. - Mùi: thơm. 1.3.2. Tính chất hóa học 1.3.2.1. Ảnh hưởng của acid Polyester tương đối bền với tác dụng của axit. Hầu hết các axit hữu cơ và vô cơ với nồng độ không cao lắm ở nhiệt độ thường đều không gây ảnh hưởng gì đến độ bền của sợi, chỉ ở nhiệt độ trên 70o C với nồng độ axit cao (H2SO4 > 70%, HNO3 >60%) thì sợi polyester mới bị phá huỷ từng bộ phận. 1.3.2.2. Ảnh hưởng của bazơ Sợi Polyester kém bền với tác dụng của kiềm. Khi đun sôi lâu trong dung dịch xút 1%, sợi polyester đã bị thuỷ phân. Nó hoàn toàn bị phá huỷ khi gia công bằng dung dịch xút 5% ở 180o C trong 1 giờ. Trong dung dịch NaOH 40% và KOH GVHD:ThS. Bùi Thị Nam Trân Trang 48 SVTH: Lớp NCQHD01
  49. 49. Đồ án chuyên ngành Khảo sát thiết kế nhà máy sợi vải polyester 50% ở nhiệt độ thường cũng bị phá huỷ mạnh, còn ở nhiệt độ sôi nó sẽ hoàn toàn bị phá huỷ. Sở dĩ sợi polyester kém bền với kiềm là vì trong mạch phân tử của chúng có chứa các nhóm estes dễ bị thuỷ phân. 1.3.2.3. Ảnh hưởng của chất khử và oxi hoá Sợi polyester tương đối bền với chất khử và oxi hoá (Hidro peroxit, natrihypocloit và natri hidrosunfit chỉ gây hư hại nhẹ cho polyester). Ví Dụ : Khi gia công bằng dung dịch NaClO có nồng độ ClO hoạt động 5g/l với PH= 7-10. Ở nhiệt độ thường trong vòng 1 tuần lễ độ bền của sợi giảm không đáng kể, hoặc khi chịu tác dụng của dung dịch chất khử của dung dịch Na2SiO4 trong vòng 3 ngày độ bền của sợi vẫn không thay đổi. 1.3.2.4. Ảnh hưởng của dung môi Polyester rất bền với các dung môi thường trong giặt và tẩy mỡ (chứa Hidrocacbon và Clo như Benzen, toluene, acetone, cloetan, rượu tetraclorua cacbon). Tuy nhiên không bền với các dung môi chứa oxi. 1.3.2.5. Khả năng nhuộm màu của polyester Do polyester chứa ít nhóm ưa nước, lại có cấu trúc chặt chẽ do đó xơ polyester có hàm ẩm thấp, làm cho polyester có khả năng cách điện cao, dễ tích điện gây khó khăn trong quá trình dệt. Mạch đại phân tử của polyester thể hiện tính bất đối xứng cao giữa chiều ngang và chiều dọc, các nhóm (– CO – C6H4 – CO –) kém linh động, khó quay tự do, các nhóm ester còn liên hợp với nhân thơm nên có độ phân cực lớn. Những đặc điểm trên làm cho polyester rất đều đặn, ít gấp khúc, không phân nhánh và có độ định hướng cao, làm cho xơ khó nhuộm hoặc những loại thuốc nhuộm có tính chất tương tự ở nhiệt độ cao hay khi có mặt chất tải. Xơ polyester không chứa nhóm base cũng chẳng chứa nhóm acid mạnh, bởi vậy không thể dùng các loại thuốc nhuộm cation hay anion để nhuộm chúng. Để nhuộm polyester thường dùng thuốc nhuộm phân tán hoặc những loại thuốc nhuộm GVHD:ThS. Bùi Thị Nam Trân Trang 49 SVTH: Lớp NCQHD01
  50. 50. Đồ án chuyên ngành Khảo sát thiết kế nhà máy sợi vải polyester có tính chất tương tự ở nhiệt độ cao hay khi có mặt chất tải, trong một vài trường hợp có thể dùng thuốc nhuộm hoàn nguyên hoặc azoic. GVHD:ThS. Bùi Thị Nam Trân Trang 50 SVTH: Lớp NCQHD01
  51. 51. Đồ án chuyên ngành Khảo sát thiết kế nhà máy sợi vải polyester Chương 2. TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU PET 2.1. Quá trình tổng hợp polymer Polyethylene terephthalate được hình thành trên cơ sở của phản ứng ester hóa giữa acid hai chức và rượu hai chức. Acid hai chức được dùng phổ biến trong sản xuất polyester là acid terephthalic, rượu hai chức thường sử dụng là ethylen glycol. Bên cạnh phản ứng ester hóa trực tiếp người ta còn dùng phản ứng trao đổi ester giữa dimethyl terephthalate với các rượu hai chức ethylen glycol. Lúc đầu sợi polyester được sản xuất bằng con đường trao đổi ester nhưng về sau do công nghệ sản xuất acid terephtalic ngày càng trở nên hoàn thiện, do vậy kể từ năm 1964 polyester dùng cho sản xuất sợi được tổng hợp bằng con đường ester hóa trực tiếp.Polyethylene terephthalate được hình thành trên cơ sở của phản ứng ester hóa giữa acid hai chức và rượu hai chức. Acid hai chức được dùng phổ biến trong sản xuất polyester là acid terephthalic. Bên cạnh phản ứng ester hóa trực tiếp người ta còn dùng phản ứng trao đổi ester giữa dimethyl terephthalate với các rượu hai chức. Lúc đầu sợi polyester được sản xuất bằng con đường trao đổi ester nhưng về sau do công nghệ sản xuất acid terephtalic ngày càng trở nên hoàn thiện, do vậy kể từ năm 1964 polyester dùng cho sản xuất sợi được tổng hợp bằng con đường ester hóa trực tiếp. Các rượu hai chức thường dùng trong sản xuất polyester là: GVHD:ThS. Bùi Thị Nam Trân Trang 51 SVTH: Lớp NCQHD01
  52. 52. Đồ án chuyên ngành Khảo sát thiết kế nhà máy sợi vải polyester Acid terephthalic Dimetyl terephtalate 1,4 bis hydroxymethylcyclo hexane Ethylene glycol 1,4 butane diol 2.1.1. Phản ứng ester hóa trực tiếp: giữa acid terephthalic và ethylene glycol là phản ứng pha lỏng. Độ tan của acid terephthalic trong glycol sôi ở áp suất thường rất thấp nên để nâng cao khả năng hòa tan phản ứng cần được tiến hành ở áp suất Pa5 10.4 (4 atm), nhiệt độ từ 240 - 260o C. Đây là phản ứng tự xúc tác, tuy nhiên một số acid mạnh hoặc ester của aicd titanic được thêm vào hỗn hợp phản ứng như là xúc tác cho phản ứng ester hóa. Tỷ lệ mol các tác chất cho phản ứng ester hóa trực tiếp là: ethylene glycol:acid terephtalic vào khoảng 1:1 – 1,3:1. Polyester sản xuất bằng phương pháp ester hóa trực tiếp có khối lượng phân tử cao hơn hẳn so với polyester sản xuất bằng con đường trao đổi ester. Phản ứng ester hóa luôn luôn đi kèm phản ứng ether hóa, nhất là trong môi trường acid. Trong sản xuất polyester một ít kiềm mạnh như NaOH được thêm vào hỗn hợp phản ứng để hình thành hệ đệm với mục đích làm giảm tốc độ phản ứng ether hóa. Nếu phản ứng không tiến hành trong hệ đệm lượng ether sinh ra làm cho phân tử polymer có cấu trúc không đồng nhất. Điều này làm giảm khả năng cơ lý của sợi đồng thời làm nhiệt độ nóng chảy giảm xuống dưới mức có thể chấp nhận được và không thể kiểm soát được. Nếu tiến hành phản ứng ester hóa ở nhiệt độ cao hơn một chút vào khoảng 280 – 290o C, tốc độ phản ứng ester hóa có khả năng đạt đến ngưỡng. Lúc này phân tử polymer không còn đáp ứng được các yêu cầu sản xuất sợi do sự phân bố khối lượng phân tử quá đa dạng. Một sản phẩm khác của phản ứng ester hóa là nước. Để thúc đẩy phản ứng đạt đến hiệu suất cao nhất, nước được chưng cất để tách ra khỏi hỗn hợp phản ứng. Cuối phản ứng ester hóa, muối phosphate hay phosphite được cho vào nhằm ổn GVHD:ThS. Bùi Thị Nam Trân Trang 52 SVTH: Lớp NCQHD01
  53. 53. Đồ án chuyên ngành Khảo sát thiết kế nhà máy sợi vải polyester định polymer. Nó giúp polymer khó tan trong môi trường kiềm hơn so với những polymer không có các chất này. Giai đoạn tiếp theo trong quá trình polymer hóa tương tự nhau cho cả phản ứng ester hóa trực tiếp lẫn phản ứng trao đổi ester. Một lượng xúc tác được thêm vào trộn lẫn với các obligomer mạch thẳng, glycol dư được tách ra bằng chưng cất hỗn hợp sau phản ứng. Nhiệt độ được nâng lên khoảng 280 – 290o C trong khi áp suất được giảm nhanh về dưới 25Pa để tránh tạo bọt do glycol hóa hơi, cho tới lúc thu được polyester có khối lượng phân tử mong muốn. Trong quá trình ngưng tụ ester antimon trioxide tạo phức với ester của acid titanic lẫn trong polyester gây ra những đốm có màu khi chúng kết hợp antimon trioxide. Tuy nhiên, hiệu ứng này không đáng kể khi có mặt +3 P hoặc +5 P . Phản ứng gồm 2 giai đoạn Giai đoạn 1: Hỗn hợp PTA và EG được gia nhiệt, phản ứng trùng ngưng xảy ra tạo BHET ( bis-(hydroxyletyl)terephtalat) và các oligome có phân tử lượng thấp. GVHD:ThS. Bùi Thị Nam Trân Trang 53 SVTH: Lớp NCQHD01
  54. 54. Đồ án chuyên ngành Khảo sát thiết kế nhà máy sợi vải polyester Giai đoạn 2: Phản ứng trùng ngưng tiếp tục xảy ra tạo PET. Sau phản ứng, EG còn dư, PET có dạng lỏng chảy nhớt. Nếu làm lạnh ngay trong nước sẽ tạo thành PET vô định hình. Xúc tác thường dùng là antimony trioxid, muối của titanium, germanium, cobalt, mangan, magnesium và kẽm. Xúc tác sử dụng với nồng độ thích hợp để làm tăng vận tốc phản ứng. Cũng như phản ứng ester hóa, phản ứng đa tụ polymer cũng là một phản ứng thuận nghịch. Do vậy, trong giai đoạn đa tụ phải tách glycol một cách triệt để. Song song với phản ứng đa tụ polymer, ở nhiệt độ này còn diễn ra quá trình nhiệt phân polyester làm giảm khối lượng phân tử. Phản ứng này hình thành các nhóm carboxyl (-COOH) và vinyl ester ở đầu mạch, sau đó các nhóm vinyl ester này sẽ nhanh chóng chuyển thành các nhóm aldehyde. Trong điều kiện áp suất thấp và tốc độ chưng cất lớn các hợp chất aldehyde nhanh chóng tách ra khỏi hỗn hợp phản ứng. Nhưng nếu quá trình diễn ra ở áp suất cao hoặc thời gian chưng cất kéo dài, những nhóm aldehyde này sẽ tạo ra những nhóm mang màu lẫn trong phân tử polyester. Cuối phản ứng đa tụ polymer, một lượng từ 0,5-2% diphenyl ester hoặc diphenyl terephthalate được cho vào thiết bị đa tụ để kết nối các obligomer thành polymer theo phản ứng: GVHD:ThS. Bùi Thị Nam Trân Trang 54 SVTH: Lớp NCQHD01
  55. 55. Đồ án chuyên ngành Khảo sát thiết kế nhà máy sợi vải polyester + → + Bằng cách này có thể giảm bớt thời gian phản ứng đa tụ polymer so với phương pháp tiếp tục chưng cất để loại glycol. Do vậy đây là biện pháp làm giảm ảnh hưởng của các phản ứng phụ sinh ra các hợp chất có màu mà vẫn đáp ứng yêu cầu làm giảm các obligomer. Để làm mất các nhóm carboxy ở đầu mạch, người ta cũng có thể cho vào hỗn hợp một lượng ethylene oxide. 2.1.2. Phản ứng trao đổi este giữa Dimetyl Terephtalat (DMT) và EG GVHD:ThS. Bùi Thị Nam Trân Trang 55 SVTH: Lớp NCQHD01
  56. 56. Đồ án chuyên ngành Khảo sát thiết kế nhà máy sợi vải polyester 2.2.Tính chất chung của polyethylene terephthalate Tùy thuộc vào quá trình tổng hợp và nhiệt độ, polyethylene terephthalate có thể tồn tại cả hai dạng vô định hình trong suốt và bán kết tinh. Vật liệu bán kết tinh có thể xuất hiện trong suốt (kích thước hạt <500 nm) hoặc đục và trắng (hạt kích thước lên đến một vài micron) tuỳ thuộc vào cấu trúc tinh thể của nó và kích thước hạt. Hình 2.2. Chip polyester 2.2.1. Độ nhớt Một trong những đặc điểm quan trọng nhất của PET là chỉ số IV - Intrinsic Vítcosity (độ nhớt nội tại). Chỉ số IV của vật liệu phụ thuộc vào độ dài của mạch polymer. Mạch càng dài, các vật liệu càng cứng hơn, và do đó IV càng cao. Chiều dài mạch trung bình của một lô cụ thể của nhựa có thể được kiểm soát trong quá trình polyme hóa. Chỉ số IV của PET đối với một số vật liệu: - 0.60 dL/g: sợi - 0.65 dL/g: màng - 0.76-0.84 dL/g: chai - 0.85 dL/g: lốp xe GVHD:ThS. Bùi Thị Nam Trân Trang 56 SVTH: Lớp NCQHD01
  57. 57. Đồ án chuyên ngành Khảo sát thiết kế nhà máy sợi vải polyester 2.2.2. Tính hút ẩm PET có tính hút ẩm, nghĩa là nó tự nhiên hấp thụ nước từ môi trường xung quanh nó. Do đó nó cần được sấy trước khi đưa vào các công đoạn sản xuất tiếp theo. Nhiệt độ và thời gian sấy bằng không khí thông thường như sau: - 140o C khoảng 12 giờ - 145o C khoảng 6,5 giờ - 160o C khoảng 4 giờ Thời gian sấy không được ngắn hơn 4 giờ. Điều này là do các vật liệu khô trong ít hơn 4 giờ sẽ đòi hỏi phải có nhiệt độ trên 160o C. Tiếp xúc với nhiệt độ cao như vậy sẽ làm phân hủy lớp ngoài của vật liệu trước khi bên trong nó khô hoàn toàn. PET Công thức phân tử (C10H8O4)n Mật độ phân tử 1.370 g/cm3 Mật độ tinh thể 1.455 g/cm3 Modul đàn hồi (E) 2800–3100 MPa Độ bền kéo (σt) 55–75 MPa Giới hạn đàn hồi 50–150% Nhiệt độ kết tinh 75 °C Nhiệt độ nóng chảy 260 °C Giá thành 0.5–1.25 €/kg Bảng 2.2.2. Các thông số chung của polyethylene terephthalate GVHD:ThS. Bùi Thị Nam Trân Trang 57 SVTH: Lớp NCQHD01
  58. 58. Đồ án chuyên ngành Khảo sát thiết kế nhà máy sợi vải polyester Chương 3. QUY TRÌNH SẢN XUẤT SỢI POLYESTER 3.1. Sơ đồ công nghệ sản xuất sợi Nguyên liệu sử dụng cho quá trình kéo sợi là chip PET được kéo thành những dải hình trụ sau đó đem đi cắt thành từng đoạn ngắn đều nhau rồi trộn lại để có sự phân tán đồng đều và giảm sự khác biệt về khối lượng phân tử, màu sắc, nhiệt độ nóng chảy, nhóm chức đầu mạch của những mẻ sản xuất khác nhau. Sự khác nhau này làm giảm đáng kể chất lượng xơ sợi. Sợi FDY được kéo bằng phương pháp kéo nóng chảy. Quy trình công nghệ công đoạn kéo sợi như sau: Hình 3.1: Sơ đồ công nghệ quy trình kéo sợi FDY GVHD:ThS. Bùi Thị Nam Trân Trang 58 SVTH: Lớp NCQHD01
  59. 59. Đồ án chuyên ngành Khảo sát thiết kế nhà máy sợi vải polyester 3.2 Thuyết minh quy trình công nghệ tạo sợi Chip PET sau khi được chuyển lên bồn chứa sẽ được đưa vào máy sàng để loại bỏ bụi bẩn và được tinh thể hóa một phần ở nhiệt độ 100 - 120o C. Sau đó hạt nhựa được đưa vào thiết bị sấy ở nhiệt độ 150 - 160o C. Sau khi sấy, chip được làm nóng chảy trong máy đùn trục vít. Ở đầu ra của máy đùn có gắn bộ dự lọc các phần rắn. Dòng nhựa nóng chảy từ máy đùn được cấp trực tiếp cho các bơm định lượng để bơm vào bộ phận phun sợi. Sau khi ra khỏi khu vực phun sợi, sợi được làm nguội bằng không khí, cuối buồng làm nguội chùm sợi hội tụ lại với nhau, được tẩm dầu rồi theo các trục dẫn vào khu vực kéo giãn và định hình sợi. Sợi hoàn tất được quấn cuộn bằng máy winder tạo thành sản phẩm. 3.2.1. Quá trình sàng Trước khi sấy khô, chúng ta cần tiến hành quá trình sàng để loại bỏ những hạt to, bụi bậm, làm cho hạt nhựa sạch sẽ và sử dụng an toàn. Khi sàng phải kiểm tra kỹ các lỗ sàng của lưới phải được thông suốt. Nếu lỗ sàng bị nghẽn thì tạp chất và bụi bậm sẽ không đi qua được và bám vào thành trong máy sàng và ống dẫn liệu gây khó khăn trong việc di chuyển của hạt nhựa, nếu những tạp chất này đi vào máy đùn sẽ làm cho chip nóng chảy không đồng đều, làm tăng áp lực bộ lọc, gây xướt và đứt sợi. Để tránh trong quá trình sấy hạt chip bị kết dính dưới nhiệt độ cao, người ta phải tiến hành tinh thể hóa một phần hạt chip ở nhiệt độ 100 – 120o C (thường gọi là dự bị kết tinh) trong quá trình sàng. Trong quá trình sàng, việc kết tinh cần một thời gian nhất định nên những hạt chip vừa tiếp xúc với nhiệt độ hoặc độ kết tinh của hạt chip còn thấp cũng làm cho chip bị kết dính. Vì vậy chúng ta cần phải tiến hành khuấy trộn hạt chip, có thể khuấy trộn bằng máy trộn hoặc trộn bằng dòng khí xoáy. Khi độ kết tinh đạt đến mức yêu cầu (khoảng trên 30%) thì hạt chip sẽ không còn hiện tượng kết dính, ta có thể chuyển xuống công đoạn sấy. Thiết bị sàng và dự bị kết tinh được tiến hành trong máy dự bị kết tinh kiểu tầng sôi nằm ngang, máy có trang bị thêm hai đường ống ở hai bên thân máy, nắp GVHD:ThS. Bùi Thị Nam Trân Trang 59 SVTH: Lớp NCQHD01
  • phamthiaitran

    Feb. 8, 2021
  • DaiDuongPhan

    Aug. 9, 2020
  • NhiSinh

    May. 31, 2020
  • myhbtyah

    Nov. 23, 2019
  • vanhieu62

    Apr. 1, 2019
  • 1hung1

    Feb. 22, 2019
  • NgheoLang

    Oct. 17, 2018
  • ngannguyen2040

    Oct. 7, 2018
  • everest_nq

    May. 12, 2017
  • haile145

    Mar. 21, 2017
  • NhunTrnh

    Feb. 8, 2017
  • TranHoai4

    Dec. 13, 2016
  • BacTony

    Aug. 31, 2016
  • freeloadtailieu

    Mar. 14, 2016
  • EmyPham1

    Dec. 5, 2015

Tài liệu này có tính phí xin vui lòng liên hệ facebook để được hỗ trợ Liên hệ page để nhận link download sách và tài liệu: https://www.facebook.com/garmentspace https://www.facebook.com/garmentspace.blog My Blog: http://garmentspace.blogspot.com/ Từ khóa tìm kiếm tài liệu : Wash jeans garment washing and dyeing, tài liệu ngành may, purpose of washing, definition of garment washing, tài liệu cắt may, sơ mi nam nữ, thiết kế áo sơ mi nam, thiết kế quần âu, thiết kế veston nam nữ, thiết kế áo dài, chân váy đầm liền thân, zipper, dây kéo trong ngành may, tài liệu ngành may, khóa kéo răng cưa, triển khai sản xuất, jacket nam, phân loại khóa kéo, tin học ngành may, bài giảng Accumark, Gerber Accumarkt, cad/cam ngành may, tài liệu ngành may, bộ tài liệu kỹ thuật ngành may dạng đầy đủ, vật liệu may, tài liệu ngành may, tài liệu về sợi, nguyên liệu dệt, kiểu dệt vải dệt thoi, kiểu dệt vải dệt kim, chỉ may, vật liệu dựng, bộ tài liệu kỹ thuật ngành may dạng đầy đủ, tiêu chuẩn kỹ thuật áo sơ mi nam, tài liệu kỹ thuật ngành may, tài liệu ngành may, nguồn gốc vải denim, lịch sử ra đời và phát triển quần jean, Levi's, Jeans, Levi Straus, Jacob Davis và Levis Strauss, CHẤT LIỆU DENIM, cắt may quần tây nam, quy trình may áo sơ mi căn bản, quần nam không ply, thiết kế áo sơ mi nam, thiết kế áo sơ mi nam theo tài liệu kỹ thuật, tài liệu cắt may,lịch sử ra đời và phát triển quần jean, vải denim, Levis strauss cha đẻ của quần jeans. Jeans skinny, street style áo sơ mi nam, tính vải may áo quần, sơ mi nam nữ, cắt may căn bản, thiết kế quần áo, tài liệu ngành may,máy 2 kim, máy may công nghiệp, two needle sewing machine, tài liệu ngành may, thiết bị ngành may, máy móc ngành may,Tiếng anh ngành may, english for gamrment technology, anh văn chuyên ngành may, may mặc thời trang, english, picture, Nhận biết và phân biệt các loại vải, cotton, chiffon, silk, woolCÁCH MAY – QUY CÁCH LẮP RÁP – QUY CÁCH ĐÁNH SỐTÀI LIỆU KỸ THUẬT NGÀNH MAY –TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT – QUY CÁCH

Views

Total views

5,498

On Slideshare

0

From embeds

0

Number of embeds

10

Actions

Downloads

0

Shares

0

Comments

0

Likes

15

×