Quá trình sản xuất polypropylene (PP) thường bao gồm nhiều giai đoạn, bắt đầu từ monome propylene và kết thúc bằng việc hình thành một sản phẩm nhựa có thể sử dụng được. Dưới đây là tổng quan chung về các bước liên quan:
Sản xuất propylene: Bước đầu tiên là thu được propylene, monome được sử dụng để sản xuất polypropylen. Propylene chủ yếu có nguồn gốc từ nhiên liệu hóa thạch, đặc biệt là từ sự nứt vỡ của hydrocarbon trong dầu thô hoặc khí tự nhiên. Nứt hơi nước của ethane, propan, hoặc naphtha trong các nhà máy hóa dầu tạo ra một hỗn hợp khí, bao gồm propylene.
Thanh lọc: Khí propylene thu được từ quá trình nứt sau đó được tinh chế để loại bỏ các tạp chất như propan, metan và các hydrocarbon khác. Điều này thường được thực hiện thông qua chưng cất phân đoạn.
Polyme hóa: Propylene tinh khiết được trùng hợp để tạo thành polypropylen. Có hai phương pháp trùng hợp chính:
Các chất xúc tác được sử dụng có thể là Ziegler-Natta, metallocene hoặc chất xúc tác đơn vị trí, mỗi chất xúc tác ảnh hưởng đến tính chất của sản phẩm PP cuối cùng.
Phản ứng trùng hợp pha khí: Trong phương pháp này, propylene, cùng với chất xúc tác và đôi khi là chất đồng xúc tác, được đưa vào bình chứa lò phản ứng. Phản ứng diễn ra trong điều kiện nhiệt độ và áp suất được kiểm soát, dẫn đến sự hình thành các hạt polypropylen rắn. Các hạt này liên tục được loại bỏ khỏi lò phản ứng, làm mát và chuyển đến một phần hoàn thiện.
Phản ứng trùng hợp số lượng lớn hoặc dung dịch: Quá trình này liên quan đến việc hòa tan propylene trong môi trường lỏng, thường có chất xúc tác và thực hiện phản ứng trùng hợp. Sau đó, polymer phải được tách ra khỏi dung môi, đây là một bước bổ sung so với trùng hợp pha khí.
Phụ gia và hỗn hợp: Để đạt được các tính chất hoặc màu sắc cụ thể, các chất phụ gia như chất chống oxy hóa, chất ổn định, chất độn, sắc tố hoặc chất hóa dẻo được trộn với nhựa polypropylen trong giai đoạn trộn. Điều này thường được thực hiện trong máy đùn, nơi nhiệt và lực cắt giúp phân tán đều các chất phụ gia trong nhựa.
Đúc hoặc đùn: Polypropylen hỗn hợp sau đó được định hình thành sản phẩm cuối cùng thông qua các quy trình khác nhau, bao gồm:
Ép phun: Để sản xuất các hình dạng phức tạp như nắp chai, đồ chơi hoặc phụ tùng ô tô.
Đùn: Để tạo màng, tấm, ống hoặc hồ sơ như ống và cáp.
Blow Molding: Được sử dụng cho các vật rỗng như chai và hộp đựng.
Tạo hình nhiệt: Để định hình tấm phẳng thành thành phẩm như khay đóng gói.
Hoàn thiện và làm mát: Sau khi đúc hoặc đùn, các sản phẩm được làm mát và cắt tỉa nếu cần thiết để loại bỏ vật liệu dư thừa hoặc để đạt được độ hoàn thiện mong muốn.
Kiểm soát chất lượng và đóng gói: Thành phẩm trải qua quá trình kiểm tra chất lượng trước khi được đóng gói và vận chuyển để phân phối.
Phác thảo quy trình này cung cấp một sự hiểu biết chung về cách polypropylen được sản xuất từ nguyên liệu thô thành các sản phẩm nhựa có thể sử dụng được, với các biến thể tùy thuộc vào công nghệ nhà máy cụ thể, thông số kỹ thuật sản phẩm mong muốn và các quy định về môi trường.
