BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG…………………. Đồ án Nghiên cứu ứng dụng của dung môi sinh học để tẩy sơn và mực in ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2010 Nguyễn Quang Thịnh_HD1001 1 LỜI CÁM ƠN Trƣớc tiên em muốn bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và chân thành nhất đến GS.TS Đinh Thị Ngọ là ngƣời trực tiếp hƣớng dẫn em làm đồ án. Cô luôn tận tình hƣớng dẫn, chỉ bảo, quan tâm, động viên, tạo mọi điều kiện thuận lợi để em có thể hoàn thành tốt công việc. Em xin cảm ơn các thầy cô giáo trong bộ môn Công nghệ Hữu cơ – Hoá dầu ở trƣờng ĐHDL Hải Phòng và ĐH Bách Khoa, những ngƣời tận tình giảng dậy và cung cấp cho em các kiến thức cơ sở để em có nền tảng kiến thức nghiên cứu và tìm hiểu đề tài. Tôi xin chân thành cảm ơn các bạn sinh viên ĐH Bách Khoa, ĐH Quy Nhơn, trong nhóm nghiên cứu khoa học đã giúp đỡ tôi nhiệt tình khi thực hiện đồ án này. Nhân đây, cho phép tôi gửi lời cảm ơn sâu sắc đến gia đình, ngƣời thân, và bạn bè đã chia sẻ khó khăn, động viên, giúp đỡ, tạo thêm động lực cho tôi trong suốt thời gian học tập và hoàn thành đồ án tốt nghiệp. Một lần nữa em xin chân thành cám ơn! Hà Nội,tháng 6 năm 2010 Sinh viên Nguyễn Quang Thịnh ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2010 Nguyễn Quang Thịnh_HD1001 2 MỤC LỤC CHƢƠNG 1 : TỔNG QUAN LÝ THUYẾT…………………… 4 1.1GIỚI THIỆU CHUNG…………………………………………… 4 1.2. TỔNG QUAN VỀ DUNG MÔI HỮU CƠ………………………… 5 1.2.1. Khái niệm……………………………………………………………. 5 1.2.2. Phân loại dung môi…………………………………………… 5 1.2.3. Tính chất vật lý của dung môi hữu cơ……………………………… 7 1.2.4. Tính chất hoá học của dung môi…………………………………… 11 1.2.5. Các chỉ tiêu đánh giá chất lƣợng dung môi hữu cơ…………………. 11 1.3. Một số dung môi có nguồn gốc từ dầu mỏ thƣờng sử dụng……… 13 1.4. DUNG MÔI SINH HỌC………………………………………… 16 1.4.1 Khái niệm…………………………………………………………… 16 1.4.2. Ƣu nhƣợc điểm của dung môi sinh học. ……………………………. 16 1.4.3. Những ứng dụng và triển vọng của dung môi sinh học…………… 17 1.4.4. Mục đích thay thế các dung môi hữu cơ có nguồn gốc dầu mỏ……. 18 1.5. TỔNG HỢP DUNG MÔI SINH HỌC TỪ DẦU THỰC VẬT… 19 1.5.1. Nghiên cứu tổng hợp etyl este……………………………………… 19 1.5.2 Nghiên cứu tổng hợp etyl lactat……………………………………… 29 1.5.3. PHA TRỘN DUNG MÔI SINH HỌC……………………………… 32 1.6. GIỚI THIỆU VỀ BAO BÌ………………………………………… 33 1.6.1. Vật liệu làm bao bì………………………………………………… 33 1.6.2. Các loại nhựa chính làm bao bì…………………………………… 34 1.7. GIỚI THIỆU VỀ MỰC IN………………………………………… 35 1.7.1. Khái niệm……………………………………………………………. 35 1.7.2. Cấu tạo, phân loại………………………………………………… 35 1.7.3. Công thức mực điển hình…………………………………………… 36 1.7.4. Các thông số kỹ thuật của mực……………………………………… 37 1.7.3. Cơ chế bám dính của mực in lên bao bì…………………………… 37 CHƢƠNG 2 : THỰC NGHIỆM……………………………… 38 2.1. TỔNG HỢP ETYL ESTE……………………………………… 38 2.1.1. Chuẩn bị dầu nguyên liệu………………………………………… 38 2.1.2.Chuẩn bị alcol……………………………………………………… 39 2.1.3. Chuẩn bị xúc tác…………………………………………………… 39 2.1.4. Cách tiến hành tổng hợp etyl este………………………………… 40 2.2. TỔNG HỢP ETYL LACTAT…………………………………… 41 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2010 Nguyễn Quang Thịnh_HD1001 3 2.3. PHA CHẾ DUNG MÔI……………………………………………. 42 2.3.1. Nguyên tắc pha chế………………………………………………… 42 2.3.2. Phƣơng pháp tiến hành………………………………………………. 42 2.4. CÁC PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH CHẤT LƢỢNG…………… 43 2.4.1. Tỷ trọng…………………………………………………………… 43 2.4.2. Độ nhớt động học……………………………………………………. 43 2.4.3. Điểm chớp cháy cốc kín……………………………………………. 44 2.4.4. Độ bay hơi…………………………………………………………… 45 2.4.5. Đánh giá khả năng phân hủy sinh học của sản phẩm……………… 45 2.4.6. Đánh giá độc tính sinh học của sản phẩm…………………………. 45 2.4.7. Đánh giá tính ăn mòn………………………………………………. 46 2.4.8. Đánh giá điểm vẩn đục…………………………………………… 46 CHƢƠNG 3 : KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN………………… 47 3.1. TỔNG HỢP ETYL ESTE…………………………………………… 47 3.2. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH TỔNG HỢP ETYL LACTAT………………………………………………………… ……… 48 3.2.1. Ảnh hƣởng của tỷ lệ mol etanol/axit lactic……………………… 48 3.2.2. Ảnh hƣởng của hàm lƣợng xúc tác tới hiệu suất phản ứng………. … 49 3.2.3. Ảnh hƣởng của nhiệt độ đến phản ứng este hóa tạo etyl lactat…… 50 3.2.4. Ảnh hƣởng của thời gian đến hiệu suất phản ứng este hóa tạo etyl lactat. ……………………………………………………………………………………51 3.2.5. Đánh giá chất lƣợng của etyl lactat đã tổng hợp. …………………… 52 3.3. PHA CHẾ VÀ KHẢO SÁT KHẢ NĂNG TẨY SẠCH CỦA DUNG MÔI SINH HỌC……………………………………………………… ……. 54 3.3.1. Khảo sát để xác định tỷ lệ các thành phần pha trộn để đƣợc dung môi thích hợp……………………………………………………………………… ……. 54 3.3.2. Các chỉ tiêu của dung môi sinh học………………………………… 64 KẾT LUẬN…… ……………………………………………… 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………… 66 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2010 Nguyễn Quang Thịnh_HD1001 4 CHƢƠNG 1 : TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 1.1. GIỚI THIỆU CHUNG. Trái đất của chúng ta vốn là một hành tinh xanh nhƣng với sự phát triển của con ngƣời chúng ta đã gây lên nhiều tác hại đến môi trƣờng và hệ sinh thái. Do đó để ngăn chặn những ảnh hƣởng xấu đến môi trƣờng và hƣớng đến sự phát triển ổn định và lâu dài hơn đòi hỏi con ngƣời chúng ta phải không ngừng tìm tòi phát triển những công nghệ mới thân htiện với môi trƣờng hơn, giúp giữ gìn mẹ trái đất luôn xanh tƣơi. Một trong những thành tựu đƣợc đánh giá có giá trị thực tiễn khoa học cao trong lĩnh vực hoá học của các nhà khoa học trong những năm gần đây là nghiên cứu tổng hợp đƣợc dung môi sinh học và đã thành công trong việc ứng dụng nó trong quy mô công nghiệp. Dung môi sinh học có ƣu điểm là những loại dung môi ít gây hại đến sức khỏe và môi trƣờng hơn những loại dung môi khác. Dung môi sinh học không có tính dễ cháy, không độc với bất kỳ dạng sống nào, không có tính chất gây ung thƣ, không có khả năng tạo sƣơng, hay gây hủy hoại tầng ozone hoặc là nguồn dinh dƣỡng cho nƣớc tự nhiên. Dung môi sinh học là loại có thể đƣợc sản xuất từ các nguồn nguyên liệu có thể tái tạo lại đƣợc. Bên cạnh việc tránh các yếu tố tiêu cực, dung môi sinh học cần phải có các tính chất vật (hóa) lý hợp lý để vận hành tốt trong các ứng dụng có chủ đích. Ngày nay, ngƣời ta đặc biệt chú ý tới những nguy hiểm liên quan tới việc sử dụng dung môi( dầu khoáng) và có khuynh hƣớng thay thế những loại dung môi mang nhiều nguy cơ (dầu khoáng), đƣợc sử dụng trong thời gian dài vì những lý do lịch sử, bằng những dung môi ít nguy hại hơn. Ví dụ, benzen, một dung môi có nhiều công dụng nhƣng là chất gây ung thƣ đƣợc thay thế bằng những dung môi ít độc hơn (nhƣ toluen, xylen). Dung môi hữu cơ có tác dụng khác nhau tới con ngƣời, cây cối. Ảnh hƣởng của nó phụ thuộc vào lƣợng dung môi và thời gian tiếp xúc. Trong thời gian tiếp xúc ngắn, một lƣợng lớn dung môi có thể ảnh hƣởng ngay lập tức. Tuy nhiên, nếu hấp thụ một lƣợng nhỏ dung môi nhƣng trong thời gian dài có thể gây ra ảnh hƣởng mãn tính. Ảnh hƣởng mãn tính nguy hiểm hơn vì khi phát hiện ra thƣờng là quá muộn. Những dung môi hữu cơ có khả năng hấp thụ dễ dàng qua da và đi vào cơ thể bao gồm: anilin, benzen, butyl glycol, nitro toluene, etyl glycol axetat, etyl benzen, isopropyl glycol, cacbon disunfit, methanol, metyl glycol, nitro benzen, isopropyl benzen, dioxin, tetracloro metan, 1,1,2,2-tetracloro etan, dimetyl fomandehit. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2010 Nguyễn Quang Thịnh_HD1001 5 Nguy cơ khác của dung môi hữu cơ là khả năng cháy nổ khi hơi dung môi tạo ra dạng cháy nổ hoặc tạo hỗn hợp gây nổ với không khí. Hầu hết các dung môi hữu cơ đều là chất bắt cháy hoặc dễ bắt cháy vì chúng rất dễ bay hơi. Hỗn hợp của hơi dung môi và không khí có thể gây nổ. Hơi dung môi hữu cơ nặng hơn không khí, chúng sẽ lắng xuống phía dƣới và có thể di chuyển một khoảng cách lớn mà không bị pha loãng ra, vì thế khống chế nguy cơ gây cháy nổ khi sử dụng dung môi là rất khó kiểm soát. Dung môi có nhiệt độ tự cháy nổ thƣờng trên 200 0 C. Khi đó, sự cháy nổ tự diễn ra trong không khí không cần cung cấp thêm nhiệt. Một số dung môi khí cháy tạo ra các chất cực độc nhƣ phosgene và dioxin. Vì vậy, phải thận trọng khi dùng dung môi ở nhiệt độ cao. Trên thế giới, khoảng 20% các chất hữu cơ dễ bay hơi thải vào khí quyển có nguồn gốc từ dung môi. Các hợp chất hữu cơ này có thể gây hại trực tiếp hoặc gián tiếp đến sức khỏe của con ngƣời và môi trƣờng. Một vài các hợp chất thơm, olefin gây cay mắt. Các andehit phá hủy niêm mạc, các hợp chất thơm nhƣ benzen, hợp chất thơm đa vòng có thể gây ung thƣ còn nhiều dung môi có khả năng gây ngất nếu hít phải một lƣợng nhiều. Với môi trƣờng các chất hữu cơ dễ bay hơi kết hợp với các oxyt nitơ là nguyên nhân làm thủng tầng ozon gây hại cho sức khỏe con ngƣời, gây hiệu ứng nhà kính. Với những nhƣợc điểm trên thì việc thay thế dung môi hữu cơ bằng dung môi sinh học là rất cần thiết. Thị trƣờng dung môi thế giới hiện nay đang có xu hƣớng phát triển rất mạnh. Riêng ở châu âu, mỗi năm ngƣời ta sử dụng đến hơn 4 triệu tấn. Ở Việt Nam, mức tiêu thụ dung môi tƣơng đối cao và đang phải nhập ngoại hoàn toàn. Hiện nay, các chuyên gia trong lĩnh vực này chƣa dự đoán đƣợc các xu hƣớng ƣu tiên phát triển của thị trƣờng dung môi, nhƣng những sự thay đổi có ý nghĩa đang đƣợc mong đợi là phát triển dung môi sinh học và điều này sẽ mở ra triển vọng ứng dụng các sản phẩm có nguồn gốc nông nghiệp trong lĩnh vực này. Việc thay thế dung môi công nghiệp có nguồn gốc hóa thạch bằng các dung môi có nguồn gốc thực vật (dung môi sinh học) xuất phát từ nhiều lý do, trong đó những lý do chính là nguồn năng lƣợng hóa thạch đang dần cạn kiệt, giá dầu thô liên tục tăng, hơn nữa dung môi sinh học không gây ô nhiễm môi trƣờng và tổn hại đến sức khỏe con ngƣời. 1.2. TỔNG QUAN VỀ DUNG MÔI HỮU CƠ. 1.2.1. Khái niệm. .[3] Dung môi là chất lỏng có khả năng hòa tan chất rắn, chất lỏng hoặc chất khí để tạo thành hỗn hợp phân tán đồng nhất ở mức phân tử hay ion gọi là dung dịch. Dung ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2010 Nguyễn Quang Thịnh_HD1001 6 môi thông dụng mà chúng ta gặp hàng ngày là nƣớc. Dung môi thƣờng dùng có điểm sôi thấp và dễ dàng bay hơi.[3] Dung môi là môi trƣờng (thƣờng ở thể lỏng, hoặc thể khí) có tính năng hòa tan các chất rắn, lỏng hay khí khác. Dung môi có thể là các chất phân cực nhƣ nƣớc, cồn, hoặc các chất không phân cực nhƣ dầu, dung môi hữu cơ. Dung môi có thể có độ nhớt rất khác nhau,hoặc có thể có khả năng bay hơi dƣới (ở) điều kiện bình thƣờng cũng khác nhau. Tùy thuộc vào các ứng dụng cụ thể mà ngƣời ta dùng dung môi thích hợp. 1.2.2. Phân loại dung môi. Có nhiều cách phân loại dung môi. Thông thƣờng ngƣời ta phân loại theo một số cách sau: a. Phân loại theo hợp chất hóa học. Dựa theo cấu tạo hóa học, các dung môi thông thƣờng thuộc vào loại các hợp chất sau: hydrocacbon béo và thơm, các dẫn xuất clo và nitro của chúng, các ancol, axit cacboxylic, este, amit, nitril, ete, xeton và sulfonic. Hiện nay, các muối nóng chảy đƣợc coi là một nhóm dung môi mới. Đối lập với các dung môi hữu cơ, có thể gọi chúng là chất nóng chảy phân tử, những chất điện ly nóng chảy đƣợc gọi là chất lỏng ion là những dung môi rất thuận lợi cho các phản ứng hóa học hữu cơ, kim loại. Chúng cũng là môi trƣờng thuận lợi cho các phản ứng hữu cơ. Nhiệt độ cần thiết để có đƣợc chất nóng chảy hoàn toàn không bắt buộc phải cao vì một số muối nhƣ tetrahexylamoni benzoate là chất lỏng ngay ở nhiệt độ phòng.[2] b. Phân loại theo các hằng số vật lý.[1] Những dung môi có nhiệt độ sôi dƣới 100 0 C ở 760 mmHg gọi là dung môi có nhiệt độ sôi thấp, còn với nhiệt độ sôi cao hơn 150 0 C gọi là dung môi có nhiệt độ sôi cao. Dựa theo mức độ bay hơi của chất lỏng ngƣời ta cũng chia dung môi thành dung môi dễ bay hơi (chỉ số bay hơi nhỏ hơn 10, nếu ta thừa nhận ete ở 20 0 C và độ ẩm tƣơng đối 65 5% là chất có chỉ số bay hơi bằng 1) dung môi bay hơi trung bình có chỉ số bay hơi từ 10 đến 35 và dung môi khó bay hơi có chỉ số bay hơi lớn hơn 35. Độ bay hơi không chỉ phụ thuộc vào điểm sôi mà còn phụ thuộc vào nhiệt hóa hơi của chất lỏng. Dựa theo độ nhớt của dung môi, ngƣời ta chia ra dung môi ít nhớt (độ nhớt động học < 2cP ở 20 0 ), dung môi có độ nhớt trung bình (2 – 10 cP) và dung môi có độ nhớt cao (>10 cP). Những dung môi có phân tử với momen lƣỡng cực vĩnh cửu gọi là dung môi không phân cực. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2010 Nguyễn Quang Thịnh_HD1001 7 Những dung môi có hằng số điện môi cao có tác dụng nhƣ những dung môi phân ly. Đôi khi ngƣời ta còn gọi dung môi phân cực và ngƣợc lại là những dung môi có hằng số điện môi thấp gọi là dung môi không phân cực. c. Phân loại theo tính chất axit-bazơ. Axit là những chất cho proton, còn bazơ là những chất nhận proton. Khi axit HA hoà tan trong dung môi bazơ thì cân bằng axit-bazơ đƣợc thiết lập d. Phân loại theo tương tác trực tiếp với chất tan. Theo Packer, có thể chia dung môi thành dung môi không proton lƣỡng cực và proton lƣỡng cực dựa vào tƣơng tác đặc biệt với các anion và cation. Trƣớc hết phải kể đến tính lƣỡng cực và khả năng tạo liên kết hydro. Có thể bổ sung thêm vào hai nhóm một nhóm thứ ba, nhóm dung môi không proton phân cực.[3] Những dung môi không proton không phân cực là những dung môi có hằng số điện môi thấp (e<15) và momen lƣỡng cực không lớn. Tƣơng tác của những phân tử dung môi này với chất tan không mạnh và đƣợc gây ra bởi lực định hƣớng, lực cảm ứng và lực khuếch tán không đặc trƣng. Các hợp chất hydrocacbon mạch hở, thơm và dẫn xuất thế halogen của chúng, các amin bậc ba và cacbon sunfua thuộc nhóm này. Những ion không proton lƣỡng cực có hằng số điện môi cao (e>15) và mô men lƣỡng cực lớn. Mặc dù chúng có những nguyên tử hydro, nhƣng chúng không phải là chất proton để tạo liên kết hydro. Những dung môi quan trọng của nhóm này là dimetylfomahit, dimetylaxetamit, dimetylsunfoxit, axeton, nitrometan, axetonitril, nitrobenzene, lƣu huỳnh didoxxit, propylencacbonat, M-metylpirolydon, axit hexametyltriamit phosphoric, tetrametylensunfon. e. Phân loại theo nguồn gốc dung môi. Dựa theo cách phân loại này, dung môi đƣợc chia thành hai nhóm: dung môi có nguồn gốc dầu khoáng và dung môi có nguồn gốc từ thực vật, động vật (hay còn gọi là dung môi sinh học)… 1.2.3. Tính chất vật lý của dung môi hữu cơ. Tính chất vật lý của dung môi là một yếu tố quan trọng khi lựa chọn dung môi trong các ứng dụng. Trƣớc tiên, dung môi phải ở trạng thái lỏng dƣới áp suất và nhiệt độ mà nó đƣợc sử dụng. Các tính chất nhiệt động của dung môi nhƣ : mật độ, áp suất bay hơi, nhiệt trị và sức căng bề mặt, độ nhớt, khả năng khếch tán, khả năng dẫn nhiệt cũng đƣợc quan tâm. Tính dẫn điện, tính chất quang học, từ tính và momen lƣỡng cực, hằng số điện môi. Ngoài ra, các đặc điểm và phân tử của dung môi nhƣ: kích thƣớc, bề mặt, thể tích của phân tử dung môi cũng đƣợc khảo sát. a. Sự solvat hoá. Khi chất tan bị hoà tan vào một dung môi hay một hỗn hợp dung môi thì lực hấp dẫn giữa các phân tử của chất tan giảm đi bởi vì phân tử dung môi thâm nhập vào ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2010 Nguyễn Quang Thịnh_HD1001 8 giữa các phân tử chất tan và cuối cùng tạo thành một lớp bao quanh các phân tử chất tan. Quá trình này gọi là quá trình solvat hóa. Kết quả là sự phân tán của các phân tử chất tan vào dung môi ở mức phân tử. Độ lớn của lực solvat và số phân tử dung môi bao quanh phân tử chất tan phục thuộc vào thông số tan, momen lƣỡng cực, liên kết hydro, độ phân cực, kích thƣớc phân tử chất tan và dung môi. Số phân tử dung môi trong phức hợp dung môi – chất tan đƣợc xác định bằng độ solvat beta. Độ solvat tăng khi kích thƣớc của phân tử dung môi giảm và tăng cùng với tham số tan.[10] b. Khả năng pha loãng. Nếu một chất không phải là dung môi đƣợc thêm từng giọt vào dung dịch nitrat xenlulo, thì nitrat xenlulo sẽ kết tủa hoặc hình thành dạnh gel. Tỷ lệ thể tích của chất không hoà tan/dung môi mà chất tan chƣa bị kết tủa gọi là tỷ lệ pha loãng. Tỷ lệ pha loãng đƣợc xác định dựa vào kinh nghiệm chứ không thể đo chính xác. Tính hoà tan của một hỗn hợp dung môi đƣợc xác đinh vào toluen hoặc butanol (những chất này đóng vai trò chất pha loãng). Tỷ lệ pha loãng phụ thuộc nhiệt độ. Dung môi có kích thƣớc phân tử nhỏ, khả năng hoà tan tăng khi nhiệt độ tăng. Tuy nhiên những dung môi có kích thƣớc phân tử lớn thì trái lại. Trong trƣờng hợp khác, tỷ lệ pha loãng giảm khi nhiệt độ giảm, ví dụ nhƣ nitrat xenlulo trong các chất butly axetat (hoặc etylglycol, metyl isobutyl xeton) tỷ lệ pha loãng giảm khi nhiệt độ giảm. Lý do là nitrat xenlulo tạo thành dạng gel khi tăng nhiệt độ [10] c. Ảnh hưởng của khối lượng phân tử tới khả năng hoà tan. Khi khối lƣợng phân tử tăng lên, khả năng hoà tan giảm do sự tăng lên của lực tƣơng tác nội phân tử. Ví dụ benzen tan hoàn toàn trong etanol, trong khi antraxen và etanol chỉ tan vào nhau một phần. Axit axetic hoà tan trong styren nhƣng không hoà tan polystyren, vinyl axetat bị hoà tan trong hydrocacbon bão hoà ete, trong khi poly vinyl axetat không bị hoà tan. Do khối lƣợng phân tử rất lớn nên những polymer liên kết chéo không tan trong dung môi dù nhiệt độ tăng. Tuy nhiên, chúng phồng lên trong dung môi tuỳ thuộc vào bản chất và mật độ của liên kết chéo trong dung môi.[1] d. Sự hoà tan và khả năng tan. Với tỷ lệ hữu hạn, quá trình hoà tan lại phụ thuộc vào bề mặt của chất tan, độ tinh thể hoá, nhiệt độ và tỉ lệ phân tán của nó trong dung môi. Khe hở trộn lẫn: Một số cặp dung môi có thể trộn lẫn với dung môi kia theo tất cả các tỷ lệ và trong nhiệt độ hoà tan giới hạn. Khe hở hoà tan có thể xuất hiện do lực tƣơng tác nội phân tử, phụ thuộc mạnh vào nhiệt độ. Trong hỗn hợp trietylamin – nƣớc, liên kết hydro N…H – O yếu. Ở nhiệt độ hơn 17 0 C, liên kết hydro sẽ bị phá huỷ và sự hoà tan không xảy ra. Chỉ ở nhiệt độ dƣới 19,5 0 C hexan và nitrobenzen mới bị hoà tan hoàn toàn.[1] ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2010 Nguyễn Quang Thịnh_HD1001 9 e. Khả năng bay hơi của dung môi. Dung môi đƣợc phân loại theo nhiệt độ sôi của nó: - Dung môi có nhiệt độ sôi thấp : nhỏ hơn 100 0 C. - Dung môi có nhiệt độ sôi trung bình : 100 - 150 0 C. - Dung môi có nhiệt độ sôi cao : lớn hơn 150 0 C. Tỷ lệ bay hơi của dung môi phụ thuộc vào những yếu tố sau: - Áp suất bay hơi ở nhiệt độ làm việc. - Nhiệt cung cấp. - Độ liên kết phân tử. - Sức căng bề mặt. - Khối lƣợng phân tử dung môi. - Sự chảy rối của khí quyển. - Độ ẩm của không khí. Trong thực tế thời gian bay hơi của một dung môi nhất định đƣợc xác định bằng cách so sánh với thời gian bay hơi của dietyl este trong cùng điều kiện thí nghiệm.[1] f. Tính hút ẩm. Một số dung môi đặc biệt (dung môi có chứa nhóm hydroxyl) là những chất hút ẩm, chúng hấp thụ ẩm trong không khí đến một mức nào đó khi đạt đƣợc cân bằng. Lƣợng nƣớc hấp thu đƣợc phụ thuộc vào nhiệt độ và độ ẩm không khí. Glycol ete và rƣợu là những chất có tính hút ẩm khá mạnh g. Tỷ trọng và độ khúc xạ. Nhiệt độ sôi, tỷ trọng và chỉ số khúc xạ đƣợc dùng để đánh giá độ tinh khiết của dung môi. Ngƣời ta thƣờng xác định tỷ trọng của dung môi ở 20 0 C và liên hệ với tỷ trọng của nƣớc ở 4 0 C. Tỷ trọng của hầu hết các dung môi giảm khi tăng nhiệt độ. h. Độ nhớt và sức căng bề mặt. Độ nhớt của một dãy đồng đẳng của dung môi tăng khi phân tử lƣợng tăng. Dung môi mà phân tử chứa nhóm hydroxyl có độ nhớt cao hơn do có liên kết hydro. Độ nhớt của dung môi có ảnh hƣởng lớn tới độ nhớt của dung dịch. Độ nhớt giảm khi tăng nhiệt độ. Sức căng bề mặt của dung môi liên quan tới mật độ năng lƣợng kết dính và áp suất nội tại của chất lỏng. i. Mật độ hơi. Mật độ hơi là khối lƣợng của hơi dung môi trên một m 3 thể tích không khí trong điều kiện cân bằng ở 101,3 kPa. Mật độ hơi tƣơng ứng với lƣợng dung môi trong không khí ở trạng thái bão hoà và phụ thuộc vào nhiệt độ. Mật độ hơi tƣơng đối D S đƣợc tính theo công thức sau: [...]... về an ninh lƣơng thực Nguyễn Quang Thịnh_HD1001 1 7 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2010 - Hiệu quả của dung môi sinh học chƣa cao So với dung môi dầu mỏ thì dung môi sinh học thƣờng không đáp ứng đƣợc những chỉ tiêu kỹ thuật mong muốn và hiệu quả của dung môi sinh học thƣờng thấp hơn so với dung môi dầu mỏ.[1] 1.4.3 Những ứng dụng và triển vọng của dung môi sinh học Hiện nay, dung môi sinh học đã đƣợc ứng dụng trong... nghiệp và trong cuộc sống Những ứng dụng tiêu biểu của dung môi sinh học là: a Ứng dụng trong ngành sơn Dung môi sinh học có khả năng phân huỷ sinh học và có khả năng bay hơi tƣơng đƣơng thậm chí cao hơn dung môi có nguồn gốc dầu mỏ thƣờng sử dụng Do ƣu điểm này, dung môi sinh học đƣợc ứng dụng trong ngành sơn, nhựa alkyt b Ứng dụng trong ngành in Ở một số nƣớc, nhƣ Mỹ đã ứng dụng metyl este làm mực để in. .. nhiều ƣu điểm nên ngày nay ngƣời ta đang nghiên cứu tổng hợp dung môi sinh học - Dung môi sinh học không độc hại tới sức khoẻ con ngƣời Đây là ƣu điểm lớn nhất của dung môi sinh học Khi sử dụng dung môi sinh học ngƣời công nhân không cần sử dụng các thiết bị bảo hộ đặc biệt, dung môi sinh học không gây kích ứng da và mắt, không gây nhức đầu, choáng váng nên năng suất của ngƣời lao động đƣợc cải thiên, giảm... cho dung môi sinh học đƣợc ứng dụng trong y tế, mỹ phẩm, dƣợc phẩm - Phân huỷ sinh học dễ dàng Do dung môi sinh học có nguồn gốc từ thực vật nên hầu hết đều phân huỷ dễ dàng Ƣu điểm này là nhân tố góp phần vào sự phát triển bền vững của xã hội vì dung môi sinh học không làm ảnh hƣởng tới hệ sinh thái - Có điểm chớp cháy và điểm sôi cao hơn dung môi từ dầu mỏ Đặc điểm này làm cho dung môi sinh học an... dung môi dùng cho công nghiệp sơn và xăng dung môi dùng trong các mục đích kỹ thuật - Dung môi dầu mỏ - Ete dầu mỏ a Xăng dung môi Xăng dung môi là hỗn hợp của các parafin, các xycloparafin và các hydrocacbon có giới hạn sôi từ 150 – 2200C Xăng dung môi là chất lỏng trong suốt, ổn định hoá học, không ăn mòn và có mùi êm dịu Xăng dung môi đƣợc ứng dụng rộng rãi để chiết dầu và mỡ thực vật, sản xuất keo... thiện với môi trƣờng đem lại rất nhiều lợi ích, là nền móng cho sự phát triển ổn định và bền vững Để đƣợc ứng dụng rộng rãi, dung môi sinh học phải thoả mãn những tiêu chuẩn sau: - Tính hiệu quả cao trong sử dụng - Khả năng chi trả đƣợc - Khả năng sản xuất với số lƣợng lớn 1.4.2 Ƣu nhƣợc điểm của dung môi sinh học a Ưu điểm Nguyễn Quang Thịnh_HD1001 1 6 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2010 Dung môi sinh học có nhiều... số các dung môi sinh học đƣợc nghiên cứu, dung môi trên cơ sở metyl este dầu thực vật có ứng dụng trong tẩy mực in, tẩy sơn trên nền hoặc rửa súng phun sơn, tẩy dầu mỡ của nhựa đƣờng, thay thế cho các hợp chất chứa clo, axeton, các hydrocacbon mạch thẳng Ƣu điểm: - Phân huỷ sinh học 100% - Dễ dàng và không tốn kém khi thu hồi và tái sử dụng - Hoà tan nhựa, polyme và mực in tốt - Đặc tính thẩm thấu cao.[1]... hơn dung môi có nguồn gốc từ dầu mỏ Nguy cơ cháy nổ do dung môi giảm đi - Hàm lƣợng chất làm thủng tầng ozon (ODCs) thấp, chất gây ô nhiễm thấp (HAPs), chất hữu cơ bay hơi (VOAs) thấp Ƣu điểm này của dung môi sinh học có ý nghĩa lớn trong việc bảo vệ môi trƣờng - Không có mùi khó chịu và không gây kích ứng da Dung môi sinh học có thể đƣợc ứng dụng làm mỹ phẩm - Dễ dàng và không tốn kém khi thu hồi và. .. và dẫn tới quá trình este hóa không kinh tế [14] 1.5.3 PHA TRỘN DUNG MÔI SINH HỌC [1] Pha trộn là công đoạn cuối cùng nhằm pha chế dung môi sinh học Trên cơ sở alkyl este, etyl lactat, phụ gia sẽ khảo sát hàm lƣợng tối ƣu của các loại đó và các điều kiện, trình tự để pha trộn Tùy theo mục đích sử dụng của dung môi sinh học mà thành Nguyễn Quang Thịnh_HD1001 3 2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2010 phần pha trộn có... sử dụng - Sản xuất từ nguồn nguyên liệu có thể tái tạo đƣợc - Ít thải ra các chất dễ bay hơi độc hại - Hòa tan nhựa và mực in tốt - Đặc tính thẩm thấu cao - Không gây ung thƣ - Không gây ăn mòn b Nhược điểm Ngoài những ƣu điểm kể trên thì dung môi sinh học có những nhƣợc điểm đáng kể làm cho nó chƣa đƣợc sử dụng rộng rãi - Giá thành cao Đây là nhƣợc điểm lớn nhất của dung môi sinh học Dung môi sinh học . cuộc sống. Những ứng dụng tiêu biểu của dung môi sinh học là: a. Ứng dụng trong ngành sơn. Dung môi sinh học có khả năng phân huỷ sinh học và có khả năng. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG…………………. Đồ án Nghiên cứu ứng dụng của dung môi sinh học để tẩy sơn và mực in ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP