CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BAO BÌ PLASTIC 1.Giới thiệu Hình 1.1 Cấu tạo của Polymer Plastic là một loại vật liệu hóa học gồm các hợp chất cao phân tử có thành phần chính là polyme. Nguyên liệu cơ bản để tako ra plastic gồm các nguyên liệu làm từ than, rượu, khí tự nhiên, dầu mỏ và trải qua các quá trình nhiệt cơ phức tạp khác nhau. Plastic là tên gọi chung cho cả polyme nhiệt rắn và polyme nhiệt dẻo, là các polymer chứa 5.000 monomer và có các dạng sau: • Homopolyme: cấu tạo từ một loại monomer • Copolymer: cấu tạo từ hai loại monomer • Terpolymer: cấu tạo từ ba loại monomer Hiện nay, sử dụng vật liệu nhựa rất phổ biến và để thuận tiện cho việc tiêu dùng và tạo ra các sản phẩm từ nhựa, các công ty sản xuất nhựa đã tạo hình nhựa thành nhiều dạng như dạng viên, dạng hạt và dạng bột và có thể được ép đùn, đúc thổi, ép phun hoặc đúc quay để chế tạo thành các sản phẩm khác. Plastic được ứng dụng rộng rãi do các đặc tính nổi trội của nó: • Tính dẻo • Khối lượng nhẹ • Dễ tạo hình, dễ sử dụng • Dễ vận chuyển và phân phối • Giá thành thấp 2 Tieu luan Tuy nhiên, việc sử dụng plastic quá nhiều đã dẫn đến ảnh hưởng nhất định đối với môi trường và một số nhược điểm của nó: • Môi trường: gây ô nhiễm môi trường, tăng số lượng rác thải không tự phân hủy,.
• Tính chịu nhiệt kém ở một vài loại • Dễ bị ăn mòn • Yêu cầu sản xuất cao • Khả năng ứng dụng của từng loại plastic thấp. Các sản phẩm từ nhựa có thể được sản xuất bằng nhiều phương pháp khác nhau và tạo ra sự khác biệt đáng kể. Nó có thể bao gồm từ cốc cho máy pha chế đồ uống đến các thành phần quan trọng trong ngành hàng không vũ trụ, từ bàn chải đánh răng đến điện thoại, từ máy tính đến ô tô, từ thiết bị điện đến các bộ phận ô tô. Nhựa cũng được sử dụng trong một loạt các ứng dụng như quần áo, vật liệu nhà ở, ứng dụng y tế, v.Lịch sử hình thành và quá trình phát triển vật liệu plastic Bảng 1.1 Quá trình hình thành và phát triển của vật liệu plastic THỜI SỰ KIỆN GIAN Năm 1869, sử dụng collodion để phủ bóng bi-a.
Năm 1870, Hyatt và anh trai của ông đã sản xuất một vật liệu giống sừng bằng cách sử dụng cellulose nitrat. Trước Năm 1872, anh em nhà Hyatt sáng chế ra chiếc máy ép nhựa đầu tiên. năm Năm 1877, Công ty Xylonite của anh được thành lập. 1900 Năm 1892, tơ lụa cyar Cross và Bevan phát triển.
Năm 1894, chính phủ Ấn Độ và UCC thành lập nhà máy metyl isoynate. Năm 1989, xuất hiện các đĩa hát từ shellac. Năm 1900, vật liệu nhựa duy nhất có sẵn là shellac, gutta percha, ebonite và 1900- celluloid. 1930 Năm 1899, Arthur Smith lấy bằng sáng chế của Anh đề cập đến nhựa phenolealdehyde.
3 Tieu luan Năm 1916, Rolls Royce bắt đầu sử dụng phenol formaldehyde trong nội thất xe hơi. Năm 1924, Rossiter tại Công ty Cyanides của Anh (sau này trở thành Nhựa công nghiệp của Anh), đã phát triển nhựa ureaethiourea formaldehyde , sản xuất bột nặn màu trắng đầu tiên. Năm 1919, Eichengrun sản xuất bột đúc xenlulo axetat. Thập kỷ 1930-1940 chứng kiến sự phát triển công nghiệp ban đầu của bốn loại nhựa nhiệt dẻo chính ngày nay: polystyrene (PS), poly (vinyl clorua) (PVC), polyolefin và PMMA.
1930- Năm 1933, Fawcett và Gibson đã phát hiện ra polyethylene (PE) tại Imperial 1940 Chemical Industries (ICI). Năm 1939, nhà máy PE đưa vào hoạt động. Năm 1940, PVC được sản xuất thương mại. Năm 1941, Polyamide 66 lần đầu tiên được sử dụng làm vật liệu đúc.
Năm 1943, Du Pont đã hoạt động nhà máy thí nghiệm sản xuất sản phẩm 1940- Teflon. 1950 Năm 1945-1955, Highimpact PS được giới thiệu như một loại nhựa thương mại, và terpolymer acrylonitrile butadiene styrene (ABS) cũng được sản xuất. Năm 1950, PE mật độ cao được sản xuất bởi quy trình Phillips và quy trình Ziegler và polypropylene (PP) cũng được phát hiện. 1950- Năm 1956, Du Pont được cấp bằng sáng chế đầu tiên nhựa acetal và nhựa 1960 polycarbonate được phát triển đồng thời nhưng độc lập ở Hoa Kỳ và Đức.
Năm 1980, Polyethylene mật độ thấp tuyến tính (LLDPE) được sản xuất lần đầu tiên. Năm 1962, Du Pont giới thiệu màng polyimide và vecni. 1960- Năm 1969, Polybutylene terephthalate được Ticona giới thiệu vào, và 2000 polycyclohexylenedimethylene terephthalate, một polyester nhiệt dẻo nóng chảy cao 4 Tieu luan Những năm 1970 và 1980, sự ra đời của chất dẻo nhiệt hiệu suất cao có thể được sử dụng ở nhiệt độ 200oC. Năm 1983 ICI và Bayer đưa ra PEEK, PPS (polyphenyl sulfide) và PES (polyether sulfone).
Năm 1987, BASF ở Đức sản xuất polyacetylen có độ dẫn điện gấp đôi đồng. Năm 1989, polyme phát sáng đầu tiên (poly-ethyne) được phát hiện ở Cambridge. Năm 1990, ICI đã tung ra loại nhựa có thể phân hủy sinh học được thương mại đầu tiên, polyhydroxybutryate, với tên thương mại “Biopol”. Cuối những năm 1990, một số polyme thú vị chủ yếu dựa trên ethylene, propylene và styrene.Phân loại vật liệu plastic Nhựa tự nhiên - nhựa được làm từ các thành phần tự nhiên có khả năng tạo hình và đúc bằng nhiệt.
Ví dụ: hổ phách, là một dạng nhựa cây thông hóa thạch và thường được sử dụng trong sản xuất đồ trang sức. Nhựa bán tổng hợp - loại nhựa này được làm từ các vật liệu tự nhiên đã được điều chỉnh hoặc thay đổi nhưng trộn các vật liệu khác với chúng. Ví dụ: axetat xenluloza, là phản ứng của sợi xenlulo và axit axetic và được sử dụng để làm phim chiếu rạp. Nhựa tổng hợp – vật liệu có nguồn gốc từ việc phá vỡ hoặc 'bẻ gãy' vật liệu dựa trên cacbon như dầu thô, than đá hoặc khí đốt, do đó cấu trúc phân tử của chúng thay đổi.
Nhựa tổng hợp và bán tổng hợp có thể được chia thành hai loại khác. Hai loại này được xác định theo cách mà các chất dẻo khác nhau phản ứng khi bị nung nóng. Nhựa nhiệt dẻo - đây là những chất dẻo có thể được làm mềm và hình thành bằng cách sử dụng nhiệt, và khi nguội, sẽ có hình dạng như đã được tạo thành. Nhưng nếu đun lại chúng sẽ mềm trở lại.
Ví dụ: nhựa nhiệt dẻo là acrylic và styren,… Nhựa nhiệt rắn - đây là những chất dẻo mềm khi đun nóng, và có thể được đúc khi mềm, và khi nguội nhựa sẽ đóng thành hình dạng khuôn. Nhưng nếu đun lại nhiệt, chúng sẽ không mềm trở lại và vĩnh viễn ở hình dạng khi đúc thành. Ví dụ: nhựa polyester được sử dụng trong sản xuất nhựa gia cố bằng thủy tinh, melamine formaldehyde được sử dụng trong sản xuất Formica cho các bề mặt làm việc trong nhà bếp. 5 Tieu luan 6 Tieu luan 1.Đặc điểm chung của bao bì plastic Các vật liệu từ plastic được sử dụng rất phổ biến và tùy vào mục đích sử dụng, loại sản phẩm cần bao gói, sẽ chọn ra các loại plastic phù hợp nhất.
Ở mỗi loại đều có các đặc tính cơ bản sau đây nhưng sẽ có các mức độ khác nhau • Màu, mùi vị: không màu không mùi • Độ cứng: mềm, dẻo, cứng, giòn • Độ trong suốt: trong suốt, mờ đục, che đậy ánh sáng • Tính chịu nhiệt: bền với nhiệt và không bền với nhiệt • Độ bền cơ học: chống va đập, chống co ngót • Tính chống hóa chất: không tác dụng với hóa chất, trơ với môi trường thực phẩm • Tính chống thấm khí: tốt- ngăn sản phẩm tiếp xúc với môi trường. • Ở nhiệt độ thường, plastic tồn tại ở trạng thái kết tinh hoặc trạng thái vô định hình. Trạng thái kết tinh: các mạch polyme sắp xếp song song có định hướng rõ rệt giữa các mạch polyme song song hình thành các liên kết ngang tạo nên mạng lưới có sắp xếp trật tự làm cho cấu trúc của khối polime bền vững. Trường hợp các mạng lưới polime có cấu tạo dạng xoắn càng làm tăng tính chống thấm khí hơi, tính bền cơ, bền hóa của plastic.
Trạng thái vô định hình: các mạch polyme không sắp xếp song song theo trật tự, không có sự sắp xếp định hướng, vì vậy cũng không sinh ra các liên kết ngang nối kết giữa các mạch polyme. Sự tồn tại nhiều vùng trạng thái vô định hình sẽ làm giảm tính chống thấm khí, hơi, chất béo của plastic.Các loại bao bì plastic 1.Polyethylene (PE) Công thức cấu tạo của Polyethylene (PE) có thể ở dạng mạch thẳng hoặc mạch phân nhánh. Sự phân nhánh sẽ làm ngắn đi độ dài của mạch chính. 7 Tieu luan Hình 1.
Công thức cấu tạo của PE Polyetylen được sử dụng để sản xuất các sản phẩm bằng khuôn ép-các hoạt động đúc, đùn và tạo hình nhiệt. Polyetylen có độ dẻo dai và độ cứng, vì vậy được dùng để sản xuất các sản phẩm rỗng với khuôn quay. Ưu điểm của PE là khả năng chống hóa chất, điện và nước. Tuy nhiên, nó trải qua sự nứt vỡ do ứng suất môi trường tạo ra độ giòn và gây hư hỏng nặng.
Phân loại Polyrthylene theo khối lượng: • LDPE: 0.965 g/cm3 Polyetylen mật độ thấp (LDPE) mềm, linh hoạt vàkhông thể phá vỡ. LDPE là hữu ích nhất và được sử dụng rộng rãinhựa đặc biệt là trong chai pha chế hoặc chai rửa. LDPElý tưởng phù hợp cho một loạt các ứng dụng phòng thí nghiệm đúc khuônratus bao gồm rửa chai, thiết bị rửa pipet,ống đa năng, túi và bể chứa nhỏ. Polyethylene mật độ cao (HDPE) có các đặc tính cơ học cân bằng và khả năng kháng hóa chất, kháng khí và hơi tốt.
Polyethylene mật độ cao đã được xác định là vật liệu chính để giảm thiểu và tái chế chất thải rắn trong đúc thổi. 8 Tieu luan Bảng 1. Tính chất vật của polyetylen (PE) Tính chất Giá trị Đơn vị Trọng lượng riêng 0.94 - Nhiệt độ nóng chảy 110 °C Khối lượng cụ thể 1.295 cm3 /g Nhiệt độ phục vụ 55-70 °C Nhiệt độ xử lý 205-260 °C Nhiệt độ chuyển tiếp 105 °C 1. Công thức cấu tạo của PP Cấu trúc của Polypropylene tương tự với PE và có thêm góc methyl ở mạch nhánh.
Trên thị trường PP được sản xuất ở hai dạng chính: homopolyme (chuỗi polyme với propylen), dạng copolyme với ethylene, một số mắc xích của chuỗi polymer được thay thế bằng ethylene. Polypropylene có độ cứng hơn và ở dạng bán tinh thể trong tự nhiên. PP có khả năng chịu nhiệt tốt hơn, chống nứt do hóa chất và môi trường, bề mặt độ cứng. Polypropylene có giá thành thấp để đóng gói hoặc bồn chứa xăng, đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật như tấm bảo vệ và tính chất cơ học.
Polypropylene có tính trong suốt kém và độ giòn của PP hạn chế ở một số ứng dụng như trong lĩnh vực y tế và chăm sóc cá nhân.