Báo cáo tổng kết đề tài khoa học công nghệ cấp bộ: Nghiên cứu công nghệ điều chế chất trợ xúc tiến lưu hóa cao su có chứa kẽm oxit hoạt tính

Nghiên cứu công nghệ điều chế chất trợ xúc tiến lưu hoá cao su có chứa kẽm oxit hoạt tính

Tác giả: Lê Minh Tuấn

Lĩnh vực: Khoa học công nghệ

Nội dung tài liệu:

Báo cáo tổng kết đề tài khoa học công nghệ cấp bộ năm 2005-2006 về “Nghiên cứu công nghệ điều chế chất trợ xúc tiến lưu hóa cao su có chứa kẽm oxit hoạt tính” (Mã số CB/05/03-03) do Viện Công nghệ Xạ Hiếm chủ trì. Đề tài tập trung nghiên cứu điều chế sản phẩm kẽm oxit hoạt tính và chế phẩm trợ xúc tiến lưu hóa cao su chứa kẽm oxit hoạt tính với hàm lượng thấp, sử dụng các phương pháp thủy luyện với hệ tác nhân hòa tách NH3 – CO2 và axit sulfuric. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thu nhận sản phẩm trung gian kẽm cacbonat bazơ, nhiệt độ nung và thời gian nung đã được khảo sát để xác định điều kiện công nghệ tối ưu. Kết quả cho thấy, sản phẩm kẽm oxit hoạt tính đạt 97-99,5% với diện tích bề mặt riêng 29-50 m²/g có thể điều chế bằng cách nung sản phẩm kẽm cacbonat bazơ ở 300-400°C trong 2 giờ. Sản phẩm này giúp giảm lượng sử dụng kẽm oxit trong quá trình lưu hóa so với ZnO 99,5% truyền thống, đồng thời đảm bảo tính chất của cao su. Chế phẩm trợ xúc tiến lưu hóa cao su với hàm lượng kẽm oxit hoạt tính thấp được điều chế bằng phương pháp đồng kết tủa kẽm sunphat với sữa vôi, sau đó nung ở 300-400°C trong 3 giờ, đáp ứng các yêu cầu thử nghiệm lưu hóa cao su.

Mục lục chi tiết:

• ABSTRACT
• PHẦN I. MỞ ĐẦU
• PHẦN II. LÝ THUYẾT, TỔNG QUAN
• II.1. Những vấn đề chung về công nghệ lưu hoá cao su
• II.1.1. Giới thiệu chung
• II.1.2. Sự lưu hoá và vai trò của các chất xúc tiến và trợ xúc tiến
• II.1.3. Vai trò của kẽm oxit trong quá trình lưu hoá cao su
• II.2. Tối ưu hoá lượng sử dụng ZnO trong công nghiệp chế hoá cao su
• II.2.1. Các xu thế và yêu cầu trong ngành công nghiệp cao su
• II.2.2. Tối ưu hoá lượng sử dụng ZnO trong công nghiệp chế hoá cao su
• II.3. Các phương pháp điều chế ZnO
• II.3.1. Các phương pháp nhiệt luyện truyền thống
• II.2.1.a. Phương pháp thăng hoa oxi hoá
• II.2.1.b. Phương pháp hoàn nguyên oxi hoá
• II.3.2. Phương pháp thuỷ luyện
• II.3.2.b. Khái niệm kẽm oxit hoạt tính trong ngành công nghiệp cao su
• II.3.2.b. Phương pháp thuỷ luyện truyền thống
• II.2.2.c. Phương pháp thuỷ luyện sử dụng hệ amoniac và muối amoni
• II.4. Phương pháp nghiên cứu của đề tài
• PHẦN III. NGHIÊN CỨU, THỰC NGHIỆM
• III.1. Phương pháp phân tích
• III.1.1. Phương pháp xác định hàm lượng kẽm
• III.1.2 Phương pháp phân tích nhiệt
• III.1.3. Phương pháp phân tích nhiễu xạ Rơn ghen – XRD
• III.1.4. Phương pháp đánh giá chất lượng sản phẩm
• III.2. Phương pháp thu nhận muối kẽm cacbonat bazơ và đồng kết tủa thu nhận hợp phần kẽm oxit và muối can xi sunphat
• PHẦN IV. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• IV.1. Nghiên cứu điều chế ZnO hoạt tính.
• IV.1.1. Nghiên cứu quá trình hoà tách thu hồi kẽm từ phế liệu công nghiệp
• IV.1.1.a. Nguyên tắc lựa chọn chung
• IV.1.1.a.1. Lựa chọn tác nhân hoà tách và tác nhân phối hợp
• IV.1.1.a.2. Nồng độ của tác nhân hoà tách
• IV.1.1.a.3. Nhiệt độ của quá trình hoà tách
• IV.1.1.a.4. Nguyên liệu của quá trình hoà tách
• IV.1.1.b. Chuẩn bị dung dịch hoà tách
• IV.1.1.c. Khảo sát quá trình hoà tách nguyên liệu 1 bằng hệ NH3 và CO2
• IV.1.1.c.1. Khảo sát xác định tỷ lệ nguyên liệu và tác nhân hoà tách
• IV.1.1.c.2. Khảo sát ảnh hưởng của kích thước hạt tới khả năng hoà tách
• IV.1.1.c.3. Lựa chọn điều kiện công nghệ của quá trình hoà tách
• IV.1.1.c.4. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ tới quá trình hoà tách
• IV.1.1.c.5. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian tới quá trình hoà tách
• IV.1.1.c.6. Khảo sát ảnh hưởng của sự đảo trộn tới quá trình hoà tách
• IV.1.1.d. Khảo sát quá trình hoà tách nguyên liệu 2 bằng hệ NH3 và CO2
• IV.1.1.d.1. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ tới quá trình hoà tách
• IV.1.1.d.2. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian tới quá trình hoà tách
• IV.1.1.d .3. Khảo sát ảnh hưởng của sự đảo trộn tới quá trình hoà tách
• IV.1.2 Nghiên cứu khả năng nâng cao năng suất của quá trình hoà tách
• IV.1.3. Tinh chế dung dịch hoà tách
• IV.1.4. Nghiên cứu điều chế kẽm oxit hoạt tính
• IV.1.4.a. Nguyên tắc chung
• IV.1.4.b. Nghiên cứu khả năng thu nhận muối kẽm cacbonat bazơ từ dung dịch hoà tách
• IV.1.4.c. Khảo sát điều kiện nung để thu nhận sản phẩm kẽm oxit hoạt tính
• IV.1.5. Nghiên cứu công nghệ thu nhận ZnO hoạt tính ở qui mô PTN mở rộng
• IV.1.5.a. Chế tạo thiết bị
• IV.1.5.b. Triển khai thử nghiêm trên hệ thiết bị chế tạo
• IV.1.6. Thử nghiêm sản phẩm kẽm oxit hoạt tính.
• IV.1.7. Sơ đồ công nghệ điều chế sản phẩm kẽm oxit hoạt tính từ nguồn xỉ kẽm trên thiết bị chế tạo ở qui mô PTN mở rộng
• IV.1.8. Nghiên cứu thăm dò khả năng thu hồi, tái sinh NH3 & CO2 và đề xuất giải pháp đảm bảo môi trường.
• IV.1.9. Khảo sát thăm dò ảnh hưởng của phương pháp điều chế tới đặc trưng của sản phẩm ZnO
• IV.2. Nghiên cứu điều chế chế phẩm trợ xúc tiến lưu hoá cao su có chứa kẽm oxit hoạt tính
• IV.2.1. Phân tích và đánh giá mẫu thương phẩm
• IV.2.2. Nguyên tắc chung
• IV.2.3. Khảo sát quá trình đồng kết tủa bằng phương pháp kết tủa với dung dịch sữa vôi
• IV.2.4. Khảo sát quá trình nung thu nhận sản phẩm
• IV.2.5. Thử nghiệm sản phẩm
• IV.2.6. Xây dựng qui trình công nghệ điều chế chế phẩm từ nguồn xỉ kẽm trên qui mô sản xuất thử nghiệm
• IV.2.6.a. Công đoạn hoà tách xỉ kẽm
• IV.2.6.b. Công đoạn tinh chế dung dịch
• IV.2.6.c. Công đoạn đồng kết tủa thu nhận chế phẩm
• IV.2.6.d. Sơ đồ công nghệ điều chế chế phẩm từ nguồn xỉ kẽm trên qui mô sản xuất thử nghiệm
• PHẦN V. KẾT LUẬN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC
• 1. QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ
• 2. BÁO CÁO TỔNG KẾT KINH PHÍ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI
• 3. KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM