74
Kỹ thuật gia công chất dẻo

Powerpoint Kỹ thuật gia công chất dẻo

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Powerpoint Kỹ thuật gia công chất dẻo

Kỹ thuật gia công chất dẻo

Page 2: Powerpoint Kỹ thuật gia công chất dẻo

Nội dung :

• Chương I: Đại cương về chất dẻo • Chương II: Vật liệu chất dẻo, tính chất và ứng dụng • Chương III: Các chất phụ gia cho chất dẻo • Chương IV: Cac phuong phap gia công chất dẻo

Page 3: Powerpoint Kỹ thuật gia công chất dẻo

• Chương I: Đại cương về chất dẻo

1.1 Khái niệm chất dẻo : Chất dẻo bao gồm các nhóm lớn vật liệu được cấu tạo hoàn toàn hoặc một phần từ các polyme và có các giai đoạn gia công với tính chất dẻo. Polyme là những hợp chất mà phân tử của chúng gồm những nhóm nguyên tử được nối với nhau bằng liên kết hóa học và lặp đi lặp lại nhiều lần tạo thành những mạch dài có khối lượng phân tử lớn. Tính dẻo là khả năng của vật liệu đối với sự biến dạng đàn hồi, sự thay đổi hình dạng vật thể dưới tác động của lực cơ học bên ngoài không làm phá vỡ liên kết giữa các phần tử, trong khi đó hình dạng mới được giữ nguyên sau khi ngừng tác động bên ngoài. VD: -CH2-CHCl-CH2-CHCl-CH2-CHCl-CH2-CHCl- (PVC)

Polyetylen (PE)

Polystyren (PS)

Page 4: Powerpoint Kỹ thuật gia công chất dẻo

• Chương I: Đại cương về chất dẻo

1.2 Lịch sử phát triển Tuy nhiên sự phát triển của vật liệu polymer vẫn tiếp tục được đẩy mạnh thậm chí sau khi chiến tranh kết thúc. Epoxy được tổng hợp vào năm 1947, acrylonitrile-butadiene-styren (ABS) 1948, polyurethane ( tổng hợp đầu tiên tại Đức 1937) được sản xuất đại trà tại Mỹ sau chiến tranh thế giới thư 2. Với việc phát minh ra xúc tác Ziegle-Natta vào năm 1950, polyethylene mạch thẳng (linear PE) và polypropylene stereoregular đã được tổng hợp thành công. Trong năm đó acetal, polyethylene terephthalate, polycarbonate cũng được tổng hợp. 2 thập kỷ sau một số các polymer có khả năng chịu nhiệt cao như poly(phenylene oxide) PPO, polysulfones, polyimides, polyamide-imides và polybenzimidazoles đã được phát triển thành công.

Page 5: Powerpoint Kỹ thuật gia công chất dẻo

• Chương I: Đại cương về chất dẻo

1.1 Lịch sử phát triển Polyme tổng hợp đầu tiên , phenol-formaldehyde được tổng hợp bởi L.H. Baekeland năm 1909 gần 4 thập kỷ sau khi J.W.Hyatt đã phát triển thành công polyme cellulose nitrite bằng cách biến tính từ polymer tự nhiên cellulose. Tuy nhiên ý tưởng tổng hợp và đưa các đại phân tử phân tử polymer vào ứng dụng đại trà chưa có tại thời điểm đó cho đến năm 1924, khi Hermann Staudinger đưa ra polystyrene và cao su tự nhiên. Sau đó không lâu, một loạt các vật liệu polymer đã được tổng hợp thành công PVC, cellulose acetate ( 1927), ure-formaldehyde nhựa (UF). 1938, nylon 6,6 được sản xuất bởi công ty Du Pont ( người tổng hợp đẩu tiên là W.H. Carothers năm 1935 và I.G. Farbben bắt đầu sản xuất nylon-6 (perlon) vào năm 1938 đi từ caprolactam, polymer đầu tiên được tổng hợp theo phương pháp trùng hợp mở vòng. Trước chiến tranh thế giới thứ hai, chứng kiến nhiều polymer quan trọng đã được đưa vào sản xuất và thương mại hóa như : acrylic và poly(vinly acetate) 1936, polystyrene 1938, melamine-formaldehyde 1939 và polyethylene , polyester 1941. Viễn cảnh về những ứng dụng của polymer trong quân sự đã thúc đẩy sự phát triển của nhiều polymer.

Page 6: Powerpoint Kỹ thuật gia công chất dẻo

• Chương I: Đại cương về chất dẻo

1.2 Tính chất và ứng dụng của chất dẻo: Vào năm 1843, Ebonit là vật liệu chất dẻo đầu tiên được ứng dụng trong công nghiệp làm các vật liệu cách điện và chế tạo các sản phẩm nhỏ. Ngày nay vật liệu chất dẻo đang được sử dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực để phục vụ đời sống hàng ngày. Sự phát triển nhanh của công nghiệp chất dẻo được giải thích do các ưu điểm sau : • Dễ tạo hình • Dễ nhuộm màu • Cách nhiệt, cách điện tốt, cách âm • Có độ bền cơ học cao, bền nhiệt cao, độ mềm dẻo, độ bền va đập cao, độ bền ma sát, độ bền mài mòn cao • Độ bền hóa học tốt • Dễ hàn dán • Hình dáng bên ngoài đẹp, nhiều chất dẻo trong suốt • Nguyên liệu sản xuất không đắt • Quá trình gia công chất dẻo không phức tạp và rẻ tiền • Xây dựng các nhà máy để sản xuất và gia công chất dẻo không đòi hỏi tốn kém mà thu hồi lại được vốn nhanh.

Page 7: Powerpoint Kỹ thuật gia công chất dẻo

• Chương I: Đại cương về chất dẻo 1.3 Tính chất và ứng dụng của chất dẻo: Nhược điểm : • Chậm đàn hồi ở điều kiện lạnh dưới tác dụng của lực cơ học • Độ bền nhiệt thấp • Giảm độ bền khi có lực tác động lên • Nhanh lão hóa hơn so với các vật liệu khác • Hệ số giãn nở nhiệt lớn • Dễ bắt cháy Ứng dụng : • Trong kỹ thuật điện : vật liệu cách điện, vỏ thiết bị, máy móc • Trong giao thông: công nghiệp chế tạo oto, làm vỏ tầu thuyền và các phương tiện giao thông khác • Trong lĩnh vực xây dựng, chất dẻo được dùng làm các vật liệu cách điện, cách nhiệt, làm tường bao bọc... • Một vài loại chất dẻo trong suốt, có tính chất nâng cao, trong công nghiệp quang học, nhiều loại kính thuỷ tinh được thay thế bằng kính hữu cơ với các màu sắc khác nhau, các kính này rẻ và nhẹ hơn. • Ngành cơ khí : thay thế chi tiết kim loại bằng nhựa • Ngành y học , giải trí, nông nghiệp, chế biến thức ăn, văn phòng phẩm, đồ dùng gia đình.

Page 8: Powerpoint Kỹ thuật gia công chất dẻo

• Chương I: Đại cương về chất dẻo 1.2 Phân loại chất dẻo Hiện nay, các mặt hàng chất dẻo được tung ra trên thị trường rất lớn. Cùng một thàh phần và tính chất, vật liệu được sử dụng ở nhiều nước khác nhau với tên gọi khác nhau, vì thế việc phân loại chất dẻo theo đơn vị chung là cần thiết. Nhiều người phân loại chất dẻo theo các nguyên lý khác nhau, theo tính chất giống nhau, theo phương pháp điều chế... Phân loại theo phương pháp tổng hợp polyme là thông dụng nhất. Theo cách này, chất dẻo được chia ra theo các loại trên cơ sở polyme được nhận bằng cách sau: • Trung hợp chuỗi : PE, PP, PVC, PS, PMMA …. • Trung hợp giai đoạn và trùng ngưng : UF, EP, UP ….. • Biến tính hóa học polyme.

Page 9: Powerpoint Kỹ thuật gia công chất dẻo

• Chương I: Đại cương về chất dẻo 1.3 Phân loại chất dẻo

Page 10: Powerpoint Kỹ thuật gia công chất dẻo

• Chương I: Đại cương về chất dẻo 1.2 Phân loại chất dẻo

Page 11: Powerpoint Kỹ thuật gia công chất dẻo

• Chương I: Đại cương về chất dẻo 1.4 Phân loại chất dẻo và yếu tố ảnh hưởng đến chế độ gia công

Page 12: Powerpoint Kỹ thuật gia công chất dẻo

• Chương I: Đại cương về chất dẻo 1.4 Phân loại chất dẻo và yếu tố ảnh hưởng đến chế độ gia công

Page 13: Powerpoint Kỹ thuật gia công chất dẻo

• Chương I: Đại cương về chất dẻo 1.4 Phân loại chất dẻo và yếu tố ảnh hưởng đến chế độ gia công

Page 14: Powerpoint Kỹ thuật gia công chất dẻo

• Chương I: Đại cương về chất dẻo 1.4 Phân loại chất dẻo và yếu tố ảnh hưởng đến chế độ gia công

Page 15: Powerpoint Kỹ thuật gia công chất dẻo

• Chương I: Đại cương về chất dẻo 1.3 Phân loại chất dẻo và yếu tố ảnh hưởng đến chế độ gia công

Page 16: Powerpoint Kỹ thuật gia công chất dẻo

• Chương I: Đại cương về chất dẻo 1.4 Phân loại chất dẻo và yếu tố ảnh hưởng đến chế độ gia công

Page 17: Powerpoint Kỹ thuật gia công chất dẻo

• Chương I: Đại cương về chất dẻo 1.4 Phân loại chất dẻo và yếu tố ảnh hưởng đến chế độ gia công

Page 18: Powerpoint Kỹ thuật gia công chất dẻo

• Chương II: Vật liệu chất dẻo, tính chất và ứng dụng II.1 Nhựa nhiệt dẻo thông thường II.1.1 Polyetylen (PE)

Monomer Phương pháp sản xuất Ứng dụng chủ yếu

Ethylene

LDPE : trùng hợp gốc tự do LDPE : màng và tấm (55%), gia dụng và đồ chơi (16%), bọc cáp và dây dẫn (5%)

HDPE: trùng hợp xúc tác Ziegle-Natta hoặc oxit kim

loại

HDPE: chai (40%), gia dụng, hộp đựng, đồ chơi (35%),

ống dẫn (10%), màng và tấm (5%)

Page 19: Powerpoint Kỹ thuật gia công chất dẻo

• Chương II: Vật liệu chất dẻo, tính chất và ứng dụng II.1 Nhựa nhiệt dẻo thông thường II.1.1 Polyetylen (PE)

PE là polymer được ứng dụng nhiều nhất trong các nhựa nhiệt dẻo. Hai loại chính của PE là high density PE (HDPE) và low density PE (LDPE). PE có cấu trúc một phần vô định hình và một phần tinh thể. Mạch thẳng giúp cho các phân tử dễ sắp xếp hơn dẫn đến độ kết tinh cao hơn. Do vậy mạch nhánh làm giảm phần trăm tinh thể của PE. Phần tinh thể trong PE tăng sẽ làm tăng khối lượng riêng, độ cứng, độ bền, độ bền nhiệt, khẳ năng chịu hóa chất, độ bền dão, độ mờ đục nhưng làm giảm độ thấm khí, độ bền va đập. Bảng 1.1 chỉ ra phần trăm tinh thể của 3 loại PE Vật liệu Cấu trúc Khối lượng riêng

(g/cm3) Độ kết tinh (%)

LDPE Mạch nhánh 0,912-0,94 50

LLDPE Mạch thẳng/ít mạch nhánh

0,92-0,94 50

HDPE Mạch thẳng 0,958 90

Page 20: Powerpoint Kỹ thuật gia công chất dẻo

• Chương II: Vật liệu chất dẻo, tính chất và ứng dụng II.1 Nhựa nhiệt dẻo thông thường II.1.1 Polyetylen (PE)

PE có khả năng chịu hóa chất rất tôt, không bị ảnh hưởng bởi acid, bazơ, muối tuy nhiên PE bị tấn công bởi tác nhân oxi hóa. PE được sử dụng rộng rãi vì giá thành thấp, dễ gia công, tính chất cách điện tốt, dai và dẻo tại nhiệt độ thấp, không mùi và không độc, độ trong suốt thích hợp, độ thấm hơi nước thấp đủ để ứng dụng trong công nghiệp bao bì, xây dựng và nông nghiệp. Thị phần ứng dụng chủ yếu của LDPE là bao bì và tấm, trong khi HDPE được sử dụng chủ yếu trong các sản phẩm thổi khuôn (sữa chai, gia dụng, chai đựng mỹ phẩm, thùng chứa dầu, xăng …), ống dẫn, bọc dây dẫn và cáp .

Page 21: Powerpoint Kỹ thuật gia công chất dẻo

• Chương II: Vật liệu chất dẻo, tính chất và ứng dụng II.1 Nhựa nhiệt dẻo thông thường II.1.1 Polyetylen (PE)

• Chlorinated Polyethylene Clo hóa PE làm PE giảm độ kết tinh, mềm dẻo hơn, có tính chất cao su, dễ tương hợp và hòa tan hơn. Hàm lượng clo hóa khoảng 22-26%. Tuy nhiên thị trường của vật liệu này đã tăng nhanh bởi sự xuất hiện của closulfur hóa (ClSO2) polyethyelene tổng hợp bởi clo hóa PE với sự xuất hiện của SO2 đã thế nhóm ClSO2 vào mạch của PE. Closulfur hóa LDPE chứa khoảng 27% clo, 1,5 % sulfur có độ dãn dài rất cao, trên thị trường thường được gọi là cao su CSM có khả năng chịu nhiệt , ozon, thời tiết tốt cùng khả năng chịu dầu và rất nhiều hóa chất khác. CSM cao su thường dung trong vật liệu bao phủ vải, tấm màng, hệ thống ống trong công nghiệp xây dựng, cũng như vỏ bao phủ cáp năng lượng hạt nhân, cáp dàn khoan lấy dầu.

Page 22: Powerpoint Kỹ thuật gia công chất dẻo

• Chương II: Vật liệu chất dẻo, tính chất và ứng dụng II.1 Nhựa nhiệt dẻo thông thường II.1.1 Polyetylen (PE)

• Cross-Linked Polyethylene Tạo liên kết ngang mạch PE làm tăng khả năng chịu nhiệt do đó ứng dụng trong vỏ bọc cáp điện và vật liệu bao phủ. Bọt LDPE đã tạo liên kết ngang (cross-linked LDPE foam) ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp oto như thảm, vật liệu cách âm , ống dẫn và phao nổi chở dầu. • Linear low-density Polyethylene (LLDPE) LDPE mạch thẳng (LLDPE) có cấu trúc khác với LDPE (mạch nhánh) và giống với cấu trúc mạch thẳng của HDPE mặc dù LLDPE có độ kết tinh và khối lượng riêng thấp hơn. LLDPE có khả năng chịu chọc thủng, độ bền kéo, độ giãn dài, độ dai tại nhiệt độ cao và thấp tốt hơn so với LDPE. LLDPE đang thay thế dần LDPE trong rất nhiều ứng dụng. Màng LLDPE có nhiều tính chất vượt trội hơn so với màng LDPE. Màng LLDPE có thể đạt được độ dày dưới 10 µm có độ trong, bóng cao kết hợp với độ dai tốt. LLDPE màng đang ngày càng dùng nhiều trong công nghệp bao bi thực phẩm như túi đựng đá.

Page 23: Powerpoint Kỹ thuật gia công chất dẻo

• Chương II: Vật liệu chất dẻo, tính chất và ứng dụng II.1 Nhựa nhiệt dẻo thông thường II.1.1 Polyetylen (PE)

• Linear low-density Polyethylene (LLDPE) Độ mềm dẻo và khả năng cản trở phát triển vết nứt do ứng suất ( environmental stress-crack resistance) kết hợp với độ bền va đập tại nhiệt độ thấp cao khiến sản phẩm đúc phun từ LLDPE có nhiều ứng dụng trong đồ gia dụng, đồ đựng. Ống đùn từ LLDPE sở hữu khả năng chịu vết nứt gây bởi ứng suất và độ bền tốt. Sản phẩm thổi từ LLDPE như đồ chơi, chai, trống có độ bền, mềm dẻo cao. LLDPE cũng được ứng dụng nhiều trong công nghiệp bọc dây dẫn cáp, dệt may. Một vật liệu mới từ PE mạch thẳng có khối lượng riêng từ 0,890 đến 0,915 g/cm3 với tên gọi very low density polyethyelen (VLDPE) được thương mại hóa bởi Union Carbdie 1984. VLDPE nằm trong nhóm vật liệu có độ bền thấp như ethylene vinyl acetate (EVA) copolymer, PVC hóa dẻo.

Page 24: Powerpoint Kỹ thuật gia công chất dẻo

• Chương II: Vật liệu chất dẻo, tính chất và ứng dụng II.1 Nhựa nhiệt dẻo thông thường II.1.1 Polyetylen (PE)

• Linear low-density Polyethylene (LLDPE) Độ mềm dẻo và khả năng cản trở phát triển vết nứt do ứng suất ( environmental stress-crack resistance) kết hợp với độ bền va đập tại nhiệt độ thấp cao khiến sản phẩm đúc phun từ LLDPE có nhiều ứng dụng trong đồ gia dụng, đồ đựng. Ống đùn từ LLDPE sở hữu khả năng chịu vết nứt gây bởi ứng suất và độ bền tốt. Sản phẩm thổi từ LLDPE như đồ chơi, chai, trống có độ bền, mềm dẻo cao. LLDPE cũng được ứng dụng nhiều trong công nghiệp bọc dây dẫn cáp, dệt may. Một vật liệu mới từ PE mạch thẳng có khối lượng riêng từ 0,890 đến 0,915 g/cm3 với tên gọi very low density polyethyelen (VLDPE) được thương mại hóa bởi Union Carbdie 1984. VLDPE nằm trong nhóm vật liệu có độ bền thấp như ethylene vinyl acetate (EVA) copolymer, PVC hóa dẻo. VLDPE được ứng dụng làm phụ gia tăng độ bền va đập. Nó thường được trộn với PP và HDPE để làm tăng độ bền xé đứt. Ngoài ra VLDPE với khả năng tạo màng rất mỏng đã được ứng dụng làm găng tay sử dụng 1 lần, màng phủ đồ nội thất

Page 25: Powerpoint Kỹ thuật gia công chất dẻo

• Chương II: Vật liệu chất dẻo, tính chất và ứng dụng II.1 Nhựa nhiệt dẻo thông thường II.1.1 Polyetylen (PE)

• High Molecular Weigh High Density Polyethyelen HMW-HDPE là PE mạch thẳng với trọng lượng phân tử trung bình khoẳng 200.000 đến 500.000. HMW-HDPE có độ nhớt cao vì trọng lượng phân tử lớn vì vậy khó gia công cho nên trên thị trường HMW-HDPE được sản xuất với dải rộng khối lượng phân tử. Sự kết hợp trọng lượng phân tử và khối lượng riêng cao đem lại cho HMW-HDPE độ cứng cao, độ bền mài mòn, độ chịu hóa chất khá tốt. Vì nhiệt độ nóng chảy cao nên khi gia công cần thêm phụ gia chống oxi hóa và trợ gia công. HMW-HDPE thường được áp dụng trong công nghệ đùn hiếm khi dùng trong công nghệ đúc phun. Ứng dụng chủ yếu của HMW-HDPE là màng, ống dẫn chịu áp suất, sản phẩm thổi khuôn lớn, tấm đùn. HMW-HDPE màng ứng dụng làm túi đựng rác, màng phủ công nghiệp. Tấm từ HMW-HDPE được sử dụng làm vật liệu ốp hồ bơi nhân tạo, bể chứa. HMW-HDPE ống được sử dụng trong công nghiệp ống dẫn ga, nước, ống bảo vệ cáp ngầm dưới đất, ống dẫn nước thải. Những bể chứa dung tích lớn từ 50 gal đến 500 gal từ HMW-HDPE bằng phương pháp đúc thổi được ứng dụng trong công nghiệp vận chuyển hóa chất độc hại.

Page 26: Powerpoint Kỹ thuật gia công chất dẻo

• Chương II: Vật liệu chất dẻo, tính chất và ứng dụng II.1 Nhựa nhiệt dẻo thông thường II.1.1 Polyetylen (PE)

• Ultrahigh-Molecular-Weight Polyethyelen

UHMWPE là PE có trọng lượng phân tử lớn hơn 3 triệu. Ngoài những ưu điểm của HDPE , UHMWPE sở hữu độ bền va đập, độ bền mài mòn, độ dai. Tuy nhiên do trọng lượng phân tử cao nên khó gia công theo phương pháp đúc khuôn hay đùn. UHMWPE thường được chế tạo tấm theo phương pháp ép và profile bằng ram extrusion. Tấm UHMWPE có thể dùng những phương pháp hoàn thiên giống trong công nghiệp gỗ. Tấm từ UHMWPE có khả năng chống mài mòn tốt hơn thép và polyurethane. Chúng cũng có độ bền va đập cao tại nhiệt độ thấp, hệ số mài mòn thấp, độ mỏi tốt, chịu hóa chất ăn mòn, tác nhân phóng xạ tốt. Chất độn như garphit, bột tan, mica, sợi thủy tinh có thể trộn với UHMWPE để tăng độ cứng, giảm khả năng kéo giãn, uốn dưới tải trọng.

Page 27: Powerpoint Kỹ thuật gia công chất dẻo

• Chương II: Vật liệu chất dẻo, tính chất và ứng dụng II.1 Nhựa nhiệt dẻo thông thường II.1.1 Polyetylen (PE)

• Ultrahigh-Molecular-Weight Polyethyelen Vòng đệm, bánh răng từ UHMWPE được sử dụng trong công nghiệp lắp ráp và chế tạo máy móc. Tất cả bể chứa (shelf-unloading container) đều phủ một lớp UHMWPE để giảm ma sát, chống dính, tăng tốc quá trình đổ vật chứa ra ngoài. UHMWPE đem lại bề mặt trơn, có khả năng trượt giúp quá trình đổ sản phẩm dễ dàng hơn thậm chí khi sản phẩm trong bể chứa ướt hoặc đông lạnh. UHMWPE được ứng dụng trong giao thông vận tải, giải trí, công nghiệp giấy và chế tạo máy móc. Một số phần kim loại trong máy trong một số trường hợp được phủ hay thay thế bởi UHMWPE để giảm mài mòn và ăn mòn. Nhà máy xử lý nước thải đã xử dụng polymer này để thay thế kim loại trong giầy chống mài mòn, đường ray, ổ bi, bánh răng. Thậm chí đã có nhiểu nỗ lực để thay thế xích truyền chuyển động kim loại bằng UHMWPE để tăng khả năng chống ăn mòn trong môi trường. Sợi UHMWPE được chế tạo theo phương pháp gel spinning có độ bền siêu cao ngày nay được dùng trong áo giáp chống đạn.

Page 28: Powerpoint Kỹ thuật gia công chất dẻo

• Chương II: Vật liệu chất dẻo, tính chất và ứng dụng II.1 Nhựa nhiệt dẻo thông thường II.1.1 Polypropylen (PP)

Monomer Phương pháp sản xuất Ứng dụng chủ yếu

Propylene Trùng hợp xúc tác

Ziegle-Natta

Sợi (30%), đồ chơi và đồ gia dụng (15%), chi tiết trong oto (15%), chi tiết

trong thiết bị (5%)

Polypropylene hiện nay trên thị trường tồn tại một dải rộng các chủng loại PP khác nhau với tính chất khác nhau phụ thuộc vào loại polymer (homopolymer, random hay block copolymer), khối lượng phân tử, sự phân bố khối lượng phân tử, cấu trúc hình thái và tinh thể, phụ gia, chất độn , chất tăng cường cũng như công nghệ chế tạo.

Page 29: Powerpoint Kỹ thuật gia công chất dẻo

• Chương II: Vật liệu chất dẻo, tính chất và ứng dụng II.1 Nhựa nhiệt dẻo thông thường II.1.1 Polypropylen (PP)

Polypropylene hiện nay trên thị trường tồn tại một dải rộng các chủng loại PP khác nhau với tính chất khác nhau phụ thuộc vào loại polymer (homopolymer, random hay block copolymer), khối lượng phân tử, sự phân bố khối lượng phân tử, cấu trúc hình thái và tinh thể, phụ gia, chất độn , chất tăng cường cũng như công nghệ chế tạo. Homopolyme thương mại có 95% là PP isotactic, phần còn lại là PP atactic và syndiotactic ( một phương pháp xác định một cách tương đối độ isotactic ( isotactic index) là xác định % polymer không hòa tan trong heptanes), % isotactic càng cao, độ kết tinh càng lớn và điểm chảy mềm, độ cứng, độ bền, độ chống xước càng cao.

Page 30: Powerpoint Kỹ thuật gia công chất dẻo

• Chương II: Vật liệu chất dẻo, tính chất và ứng dụng II.1 Nhựa nhiệt dẻo thông thường II.1.1 Polypropylen (PP)

Mặc dù tương tự HDPE, PP có tỷ trọng thấp hơn (0,90 g/cm3), điểm chảy mềm cao hơn giúp PP chịu được và ứng dụng trong các quá trình đun sôi nước, tẩy trùng hơi. PP có độ cứng cao hơn và dường như không chịu ảnh hưởng bởi vấn đề phát triển vết nứt do ứng suất bởi môi trường ( environmental stress-cracking), nhưng PP bị ảnh hưởng trong axit sunfuric, HCl đặc và nitro-hydrocloric . Tuy nhiên do sự tồn tại cacbon bậc 3 trong mạch polymer, PP dễ bị ảnh hưởng bởi tia UV và sự oxi hóa tại nhiệt độ cao. Trong khi PE tạo liên kết ngang trong quá trình oxi hóa, PP lại bị cắt mạch thành sản phẩm có khối lượng phân tử thấp. Để khắc phục nhược điểm trên tất cả PP thương mại đều được trộn sẵn chất chống oxi hóa. Tính chất điện của PP giống như PE. Giá thành thấp và nhiều đặc tính ưu việt giúp PP có khá nhiều ứng dụng từ sợi, filament, màng, sản phẩm đùn. Phần lớn PP sử dụng trong sản phẩm đúc khuôn như hành lý, ghế gấp, thiết bị tiệt trùng trong y tế, bể chứa nước thải, chi tiết trong máy giặt, oto.

Page 31: Powerpoint Kỹ thuật gia công chất dẻo

• Chương II: Vật liệu chất dẻo, tính chất và ứng dụng II.1 Nhựa nhiệt dẻo thông thường II.1.1 Polypropylen (PP)

Mặc dù PP có độ kết tinh cao nhưng sản phẩm PP ít mờ đục hơn PE bởi vì sự cách biệt giữa tỷ trọng của vô định hình và tinh thể trong PP ( 0,85 so với 0,94) không nhiều như trong trường hợp của PE (0,84 so với 1,01) Một tính chất đặc biệt của PP là khẳ năng chống sự tiếp tục giãn, uốn của chi tiết mỏng. Điều này sự xuất hiện khả năng đúc phun một lần hộp đựng, pedal tăng tốc mà trong đó bản lề nằm trong sản phẩm đúc khuôn luôn. Màng PP định hướng một chiều ( monoaxially oriented PP film) được ứng dụng trong thảm, bao tải ( thay thế bao tải từ sợi đay).Kết hợp giữa độ bền và nhẹ, dải màng định hướng PP được ứng dụng rỗng rãi trong công nghiệp đóng gói.

Page 32: Powerpoint Kỹ thuật gia công chất dẻo

• Chương II: Vật liệu chất dẻo, tính chất và ứng dụng II.1 Nhựa nhiệt dẻo thông thường II.1.1 Polypropylen (PP)

Màng PP không định hướng trong suốt được dùng nhiều trong bao bì. Tuy nhiên màng PP định hướng hai chiều BPO (bizxially oriented PP film) có tầm quan trong nhất vì độ trong suốt, độ bền va đập, tính chất ngăn cản tốt hơn. BPO đã phủ (coated BPO) sử dụng trong công nghiệp đóng gói bao bì thực phẩm như bimbim, bánh mỷ, bánh bich quy ( độ trong của BPO là do dàn ngang mỏng của lớp cấu trúc tinh thể). Sợi PP cũng có nhiều tính chất ưu việt như : trơ với nước và vi sinh vật, giá thành rẽ dẫn đến chúng được ứng dụng trong các lĩnh vực như thảm, vải, đồ trang trí nội thất. Random ethylene-propylen copolymer một trong những loại quan trọng của PP có những tính chất như : độ trong cao, dải nhiệt độ nóng chảy thấp và rộng hơn so với PP homopolymer, độ cứng thấp hơn, độ bền khi nóng chảy cao hơn. Chỉ số chảy của copolymer thay đổi từ 1g/10 phút đối với loại thổi màng cho đến 35g/ 10 phút với loại ép phun. Tỷ trọng khoảng 0,90 g/cm3 và độ bền va đập Izod có khía khoảng từ 1 cho đến 5 ft.lb/in.

Page 33: Powerpoint Kỹ thuật gia công chất dẻo

• Chương II: Vật liệu chất dẻo, tính chất và ứng dụng II.1 Nhựa nhiệt dẻo thông thường II.1.1 Polypropylen (PP)

Sản phầm chai lọ thổi có độ trong cao thường được sản xuất từ PP copolymer. Độ nhẵn bóng và dải hàn nhiệt rộng giúp cho copolymer này có nhiều ứng dụng trong màng như màng bảo vệ card và tài liệu. Copolymer PP có chỉ số chảy bằng hoặc cao hơn 35 g/10 phút thường được ứng dụng cho những chi tiết thành mỏng chế tạo bởi phương pháp ép phun trong công nghệ thực phẩm như hộp đựng thức ăn, cốc sữa chua. Những hộp đựng này có thành mỏng với tỷ lệ chiều dài trên chiều dày khoảng 400:1 nhưng vẫn giữ được các tính chất đặc trưng của PP như độ bền cao, độ bền va đập tốt, khả năng tái chế. Block copolymer từ PP, có độ bền va đập cao đặc biệt tại nhiệt độ dưới 00 C. Mức độ ethylene cũng như kích thước của những đoạn mạch này quyết định tính chất của block copolymer. PP có rất nhiều ứng dụng. Một trong những nguyên nhân mang lại sự đa dạng trong ứng dụng của PP là do PP có khả năng gia công bởi nhiều phương pháp như đùn, thổi màng, đúc màng, thổi khuôn, ép phun, tạo hình nóng.

Page 34: Powerpoint Kỹ thuật gia công chất dẻo

• Chương II: Vật liệu chất dẻo, tính chất và ứng dụng II.1 Nhựa nhiệt dẻo thông thường II.1.1 Polypropylen (PP)

Tơ và sợi PP có thị phần ứng dụng lớn nhất đặc biệt trong lĩnh vực thảm, chiếu trong xây dựng, nội thất oto, xe tải, cỏ nhân tạo. Khả năng thấm ướt của PP được ứng dụng trong những lĩnh vực như tã lót, túi ngủ, màng phủ tường, túi đựng chè, màn rèm, vải lau. Thị phần ứng dụng lớn thứ hai của PP là màng bao gồm màng định hướng ( OPP) và màng đúc (không định hướng). Màng định hướng ứng dụng trong bao bì như đồ ăn nhanh, bánh mỳ, đồ khô, kẹo, thức ăn, phomat, cà chua và tụ điện. Màng đúc hay màng không định hướng cũng được ứng dụng trong công nghiệp bao bì dệt may, phomat, đồ ăn nhanh, bánh mỳ. Phần lớn sản phẩm ép phun PP ứng dụng trong công nghiệp giao thông vận tải. Với trọng lượng nhẹ sản phẩm PP ép phun còn sở hữu những tính chất sau : khả năng chịu mỏi, rão cao, độ bền va đập, khả năng chịu ăn mòn tốt. Ngoài ra sản phẩm PP ép phun còn được dùng nhiều trong công nghiệp đóng gói như bao đóng và hộp đựng. Copolymer chịu va đập được sử dụng làm hộp bảo ôn, hộp đựng thức ăn.

Page 35: Powerpoint Kỹ thuật gia công chất dẻo

• Chương II: Vật liệu chất dẻo, tính chất và ứng dụng II.1 Nhựa nhiệt dẻo thông thường II.1.1 Polypropylen (PP)

PP cũng được dùng nhiều trong y tế như xylanh, khay phẫu thuật , dụng cụ trong phòng lab. Trước khi được sủ dụng chúng thường được tiệt trùng bởi hấp hay bức xạ. Xy lanh dùng một lần được tiệt trùng bởi phương pháp bức xạ đòi hỏi có một công thức đặc biệt để tránh sự mất màu , giòn gây ra bởi quá trình phân hủy tạo liên kết ngang trong qua trình bức xạ. PP cũng được ứng dụng chế tạo nhiều chi tiết trong máy móc từ đơn giản đến phức tạp như máy giặt, máy rủa bát, cánh quạt, bộ phận phân tán bột giặt, van, ống xả, máy bơm, bản lề cửa, máy pha cà phê, máy sấy, máy hút bụi, đồ mở hộp, thiết bị làm ẩm và hút ẩm, quạt trần, điểu hòa.

Page 36: Powerpoint Kỹ thuật gia công chất dẻo

• Chương II: Vật liệu chất dẻo, tính chất và ứng dụng II.1 Nhựa nhiệt dẻo thông thường II.1.1 Polyallomer (PA)

Polyallomer là copolymer của olefin có độ kết tinh cao ngang với polymer nhận được bởi homopolymer. Copolymer thông thường có độ kết tinh thấp hơn so với homopolymer. Polyallomer kết hợp nhưng tính chất ưu việt nhất của PP tinh thể và HDPE và độ bền va đập cao gấp 3 đến 4 lần PP. Khả năng chịu biến dạng bởi nhiệt tốt hơn HDPE nhưng vẫn không bằng PP. Polyallomer có độ bền mài mòn tốt hơn PP và đặc tính có thể làm khớp nối vừa phải. Hộp nhẹ Polyallomer có thể đúc phun toàn bộ trong một lần. Mặt sau, mặt trước, khớp nối, tay cầm và móc khóa có thể đúc phun cùng một lúc với các màu khác nhau. Polyallomer được dùng trong công nghệ chế tạo hộp dụng cụ câu cá, vỏ máy in, hộp chứa mặt nạ phòng hơi độc và túi đựng quả bowling. Dép xỏ ngón chế tạo từ Polyallomer có thể chịu được mà không tạo thành vết nứt, lõm khi liên tục đập búa vào. Nhiệt độ hoạt động từ -400 C đến 1500 C và chịu được lực lên tới 1335 N. Polyallomer có thể gia công dễ dàng bởi ép khuôn, đúc đùn. Masterbatch màu của PP có thể sử dụng để tạo màu cho Polyallomer vì Polyallmoer tương hợp tốt với PP.

Page 37: Powerpoint Kỹ thuật gia công chất dẻo

• Chương II: Vật liệu chất dẻo, tính chất và ứng dụng II.1 Nhựa nhiệt dẻo thông thường II.1.4 Polyvinyl clorua (PVC)

Monomer Phương pháp sản xuất Ứng dụng chủ yếu

Vinyl chloride Trùng hợp gốc tự do

Ống và ống nối (35%), màng và tấm ( 15%), vật liệu lót sàn ( 10%), dây

dẫn và cáp cách điện (5%), chi tiết trong oto ( 5%), keo và sơn (5%)

Page 38: Powerpoint Kỹ thuật gia công chất dẻo

• Chương II: Vật liệu chất dẻo, tính chất và ứng dụng II.1 Nhựa nhiệt dẻo thông thường II.1.4 Polyvinyl clorua (PVC)

Page 39: Powerpoint Kỹ thuật gia công chất dẻo

• Chương II: Vật liệu chất dẻo, tính chất và ứng dụng II.1 Nhựa nhiệt dẻo thông thường II.1.4 Polyvinyl clorua (PVC)

Page 40: Powerpoint Kỹ thuật gia công chất dẻo

• Chương II: Vật liệu chất dẻo, tính chất và ứng dụng II.1 Nhựa nhiệt dẻo thông thường II.1.4 Polyvinyl clorua (PVC)

Page 41: Powerpoint Kỹ thuật gia công chất dẻo

• Chương II: Vật liệu chất dẻo, tính chất và ứng dụng II.1 Nhựa nhiệt dẻo thông thường II.1.4 Polyvinyl clorua (PVC)

Page 42: Powerpoint Kỹ thuật gia công chất dẻo

• Chương II: Vật liệu chất dẻo, tính chất và ứng dụng II.1 Nhựa nhiệt dẻo thông thường II.1.4 Polyvinyl clorua (PVC)

Page 43: Powerpoint Kỹ thuật gia công chất dẻo

• Chương II: Vật liệu chất dẻo, tính chất và ứng dụng II.1 Nhựa nhiệt dẻo thông thường II.1.4 Polyvinyl clorua (PVC)

Page 44: Powerpoint Kỹ thuật gia công chất dẻo

• Chương II: Vật liệu chất dẻo, tính chất và ứng dụng II.1 Nhựa nhiệt dẻo thông thường II.1.4 Polyvinyl clorua (PVC) 4.1 Đặc tính của PVC

PVC là polymer vô định hình với trọng lượng phân tử Mw = 100.000 – 200.000 và Mn = 45.000 – 64.000. Trong thực tế, độ nhớt của PVC theo tiêu chuẩn ISO được sử dụng đề đánh giá trọng lượng phân tử của PVC polymer

Page 45: Powerpoint Kỹ thuật gia công chất dẻo

• Chương II: Vật liệu chất dẻo, tính chất và ứng dụng II.1 Nhựa nhiệt dẻo thông thường II.1.4 Polyvinyl clorua (PVC) 4.1 Đặc tính của PVC Polyme PVC thường dùng trong PVC hóa dẻo có số độ nhớt là 125. Bởi vì vấn đề gia công khó khăn nên polymer dùng trong PVC không hóa dẻo có trọng lượng phân tử thấp hơn, số độ nhớt ISO là 105 với công nghiệp ống dẫn, 85-95 đối với tấm phẳng cứng và 70 đối với công nghệ ép phun. Trong các polymer PVC thương mại, sự khác biệt lớn nhất là ở đặc tính của hạt như kích thước của hạt, hình dạng, sự phân bố kích thước và độ xốp rỗng. Những sự khác biệt này sẽ quyết định đến đặc tính gia công của polymer. Những nỗ lực đáng kể đã được đưa ra để phát triển quá trình phù hợp điều khiển độ rỗng xốp, diện tích bề mặt và hệ số khuyếch tán của hạt PVC và điều này đã làm cải thiện đáng kể đặc tính gia công của PVC. Nếu hạt PVC được trộn với chất hóa dẻo tại nhiệt độ phòng, sản phẩm trung gian sẽ tồn tại ở một trong hai dạng sau. Nếu số lượng chất hóa dẻo không đủ để điền kín các lỗ trống giữa các hạt PVC, dạng nhão đặc sệt sẽ được tạo thành. Nếu tất cả lỗ trống được điền đầy, hạt PVC sẽ tồn tại ở dạng lơ lửng trong chất hóa dẻo và dạng paste được tạo thành.

Page 46: Powerpoint Kỹ thuật gia công chất dẻo

• Chương II: Vật liệu chất dẻo, tính chất và ứng dụng II.1 Nhựa nhiệt dẻo thông thường II.1.4 Polyvinyl clorua (PVC) 4.1 Đặc tính của PVC

Page 47: Powerpoint Kỹ thuật gia công chất dẻo

• Chương II: Vật liệu chất dẻo, tính chất và ứng dụng II.1 Nhựa nhiệt dẻo thông thường II.1.4 Polyvinyl clorua (PVC) 4.1 Đặc tính của PVC Độ nhớt của PVC paste được trộn từ tỷ lệ PVC/hóa dẻo cố định phụ thuộc lớn vào kích thước và độ phân bố của hạt. Để nhận được paste PVC có độ nhớt thấp , hàm lượng của chất hóa dẻo cần để điền đầy các khoảng trống giữa các hạt PVC phải lớn để sao cho chất hóa dẻo dư sẽ đóng vai tro như chất bôi trơn cho các hạt PVC tạo điều kiện cho hạt PVC chuyển động trong thể paste huyền phù. Vì vậy nhìn chung PVC paste mà polymer có dải phân bố kích thước hạt rộng sẽ có độ nhớt thấp hơn PVC paste mà polymer có kích thước hạt đồng đều bởi vì các hạt sẽ sắp xếp hiệu quả hơn để lại ít lỗ trống hơn.

Page 48: Powerpoint Kỹ thuật gia công chất dẻo

• Chương II: Vật liệu chất dẻo, tính chất và ứng dụng II.1 Nhựa nhiệt dẻo thông thường II.1.4 Polyvinyl clorua (PVC) 4.1 Đặc tính của PVC Dùng Polyme độn trong việc tăng lượng của PVC paste đã sử dụng nguyên tắc này. Những polymer độn được chế tạo bởi trùng hợp huyền phù và thường có kích thước hạt quá to để sự dụng một mình trong PVC paste. Tuy nhiên trộn lẫn những hạt PVC to này với những hạt kích thước nhỏ hơn rất nhiều sẽ tạo được PVC paste ổn định . Như hình dưới đây sự thay thế khoảng trống giữa hạt PVC và chất hóa dẻo bằng các hạt kích thước PVC to đã giải phóng vai trò của chất hóa dẻo từ chất điền chỗ trống sang chất bôi trơn làm giảm độ nhớt của paste.

Page 49: Powerpoint Kỹ thuật gia công chất dẻo

• Chương II: Vật liệu chất dẻo, tính chất và ứng dụng II.1 Nhựa nhiệt dẻo thông thường II.1.4 Polyvinyl clorua (PVC) 4.2 Cấu tử trộn hợp trong hỗn hợp PVC PVC là vật liệu cứng không màu, độ bền nhiệt thấp và có xu hướng dính lên bề mặt kim loại khi gia nhiệt. Chính vì những nguyên nhân này, mà cần thiết phải trộn hợp PVC với những cấu tử khác để tạo thành sản phẩm hữu ích. Trộn hợp có thể dễ dàng tạo ra một dải rộng các sản phẩm khác nhau từ ống dẫn cứng cho đến vật liệu mềm dẻo có ngăn. Hỗn hợp PVC ngoài polymer PVC còn tồn tại các thành phần sau : chất ổn định, chất hóa dẻo, chất bôi trơn, chất độn, bột màu và chất trợ gia công. Ngoài tra còn một số thành phần ít dùng khác như : chất biến tính va đập, chất làm chậm cháy, chất tẩy trắng quang và chất tạo khí.

Page 50: Powerpoint Kỹ thuật gia công chất dẻo

• Chương II: Vật liệu chất dẻo, tính chất và ứng dụng

II.1 Nhựa nhiệt dẻo thông thường II.1.4 Polyvinyl clorua (PVC) 4.2 Cấu tử trộn hợp trong hỗn hợp PVC 4.2.1 Chất ổn định Nhóm chất ổn định quan trong nhất là hợp chất chì mà tạo thành PbCl2 trong phản ứng với HCl thoát ra trong quá trình phân hủy. Chì cacbonate (chì trắng) với giá thành thấp thường được sử dụng. Nhược điểm của chì trắng là tạo thành CO2 tại nhiệt độ gia công cao dẫn đến sản phẩm bị rỗ xốp. Vì nguyên nhân này Pb4O3(SO4)H2O được sử dụng để thay thế chì trắng, mang lại PVC có tính chất cách điện tốt hơn mặc dù giá thành cao hơn. Những hợp chất ổn định từ chì khác có những ứng dụng riêng biệt. Như 2PbO.C8H4O4Pb là chất ổn định nhiệt xuất xắc, thường được dùng trong hỗn hợp cách điện kháng nhiệt cao ( dây điện ở 1500 C), chất phủ PVC cho thép. Sử dụng hợp chất chì làm chất ổn định bị hạn chế bởi quy định vì độc. Nhìn chung chất ổn định chì không được sử dụng trong PVC bao bì bọc thức ăn nhưng trong phần lớn các nước họ vẫn cho phép dùng trong ống dẫn nước sinh hoạt PVC nhưng với liều lượng cho phép đối với chất ổn định từ chì.

Page 51: Powerpoint Kỹ thuật gia công chất dẻo

• Chương II: Vật liệu chất dẻo, tính chất và ứng dụng

II.1 Nhựa nhiệt dẻo thông thường II.1.4 Polyvinyl clorua (PVC) 4.2 Cấu tử trộn hợp trong hỗn hợp PVC 4.2.1 Chất ổn định Ngày nay, các hợp chất từ Cd, Ba, Ca, Zn cũng được sử dụng làm chất ổn định cho PVC. Chất ổn định hiện đại gồm một lượng lớn hỗn hợp các chất khác nhau. Ví dụ như chất ổn định đi từ Ba và Cd có thể là hỗn hợp sau : Cd-Ba phenate 2-3 phần, dầu epoxy hóa 3-5 phần, trisnonyl phenyl phosphate 1 phần, acid stearic 0,5 -1 phần, kẽm octoate 0,5 phần trọng lượng. Nhóm chất ổn định khác là hợp chất của hydrocacbon với Sn. Sự phát triển vật liệu với độc tố thấp, tính chất ổn định xuất sắc, giá thành tốt đã dẫn tới sự phát triển nhanh của nhóm chất ổn định từ Sn. Vì độ độc của butyl thiếc mà nó không được dùng cho những ứng dụng tiếp xúc trực tiếp với thức ăn, hợp chất octylin như dioctylin dilaurate, dioctylin octylthiog-lycolate đáp ứng được yêu cầu chặt chẽ của những ứng dụng liên quan đến thực phẩm.

Page 52: Powerpoint Kỹ thuật gia công chất dẻo

• Chương II: Vật liệu chất dẻo, tính chất và ứng dụng

II.1 Nhựa nhiệt dẻo thông thường II.1.4 Polyvinyl clorua (PVC) 4.2 Cấu tử trộn hợp trong hỗn hợp PVC 4.2.1 Chất ổn định Hợp chất hữu cơ là muối của alkyltin oxide và axit cacboxylic (dioctylin dilaurate) thường được gọi là organotin carboxylate. Trên thi trường còn xuất hiện hợp chất di từ liên kết Sn-S như sau : Một đặc tính quan trọng của chất ổn định đi từ Sn-S và Sn là đặc tính tinh thể trong suốt giúp nó ứng dụng trong chai, hộp đựng, màng, tấm lấy sáng ….

Page 53: Powerpoint Kỹ thuật gia công chất dẻo

• Chương II: Vật liệu chất dẻo, tính chất và ứng dụng

II.1 Nhựa nhiệt dẻo thông thường II.1.4 Polyvinyl clorua (PVC) 4.2 Cấu tử trộn hợp trong hỗn hợp PVC 4.2.2 Chất hóa dẻo Chất hóa dẻo là dung môi không bay hơi của PVC. Tại nhiệt độ gia công 150o C, sự trộn giữa các phân tử xảy ra mang lại tính dẻo rất lớn cho PVC. Phthalate từ rượi đến hiện nay chiếm khoảng 70% thị phần chất hóa dẻo.

Diisooctyl phthalate DIOP C6H4[COO(CH2)5CH(CH3)2]2 Di(2-ethylhexyl) phthalate DEHP, DOP C6H4[COOCH2CH(C2H5)(CH2)3CH3]2 Diallyl phthalate DAP C6H4(COOCH2CH=CH2)2

Page 54: Powerpoint Kỹ thuật gia công chất dẻo

• Chương II: Vật liệu chất dẻo, tính chất và ứng dụng

II.1 Nhựa nhiệt dẻo thông thường II.1.4 Polyvinyl clorua (PVC) 4.2 Cấu tử trộn hợp trong hỗn hợp PVC 4.2.2 Chất hóa dẻo DIOP ít mùi trong đó DAP có tính ổn định nhiệt tốt. DBP ( dibutyl phthalate) và DIOP là những chất hóa dẻo hiệu quả và được sử dụng nhiều trong PVC bất chấp khả năng bay hơi cao và tách nước. Chất hóa dẻo Phosphate như tritolyl phosphate , trixylyl phosphate được sử dụng khi yêu cầu đặc tính chống cháy như tấm cách điện, băng tải trong hầm mỏ. Nhưng nó làm cho PVC độc, độ chịu nhiệt độ thấp kém ( -50 C). Với những ứng dụng đòi hỏi khả năng chịu nhiệt độ thấp người ta dùng chất hóa dẻo este của axit béo như dibutyl sebacate (C18H34O4) dioctyl sebacate ((CH2)8(COOC8H17)2 có thể chịu được nhiệt độ âm 420 C Ester từ allyl rượi như diallyl phthalate (DAP) và polymer không no từ acrylate có đặc tính hữu ích là cải thiện khả năng kết dính giữa PVC và kim loại. Trong PVC paste nó có thể tạo liên kết ngang với sự xuất hiện của peroxide khi paste tiếp xúc với kim loại đem lại lớp phủ đóng rắn có độ kết dính cao với kim loại.

Page 55: Powerpoint Kỹ thuật gia công chất dẻo

• Chương II: Vật liệu chất dẻo, tính chất và ứng dụng

II.1 Nhựa nhiệt dẻo thông thường II.1.4 Polyvinyl clorua (PVC) 4.2 Cấu tử trộn hợp trong hỗn hợp PVC 4.2.3 Chất bổ sung (extender) Trong đơn PVC thông thường người ta không thay thế chất hóa dẻo bởi chất bổ sung vì đặc tính tương hợp kém của chất bổ sung với PVC. Tuy nhiên vì chất bổ sung rẻ hơn chất hóa dẻo nên thường được sủ dụng để thay thế 1/3 chất hóa dẻo mà không làm ảnh hưởng nhiều đến tính chất của PVC. Có 3 loại chất bổ sung thông dụng cho PVC : paraffin wax clo hóa, paraffin lỏng clo hóa, dầu chiết tách.

Page 56: Powerpoint Kỹ thuật gia công chất dẻo

• Chương II: Vật liệu chất dẻo, tính chất và ứng dụng

II.1 Nhựa nhiệt dẻo thông thường II.1.4 Polyvinyl clorua (PVC) 4.2 Cấu tử trộn hợp trong hỗn hợp PVC 4.2.4 Dầu bôi trơn (Lubricant) Trong PVC hóa dẻo, người ta thường cho thêm chất bôi trơn để ngăn cản sự dính của PVC với thiết bị gia công. Chất bôi trơn có độ tương hợp thấp nên nó sẽ tạo thành lớp màng mỏng ngăn cách giữa PVC và mặt kim loại của thiết bị gọi là chất bôi trơn ngoại. Mỹ thường dùng chất bôi trơn ngoại là chì stearate. Nó sẽ nóng chảy trong quá trình gia công và bôi trơn giống như wax. Ở Anh axit stearic được sử dụng ở những sản phẩm trong suốt, Ca stearate ở sản phẩm không cần sự trong suốt. PVC không hóa dẻo người ta sử dụng chất bôi trơn nội, cải thiện khả năng chảy của PVC bằng cách giảm độ nhớt (chất bôi trơn nội). Không giống chất bôi trơn ngoại , chất bôi trơn nội tương hợp tốt với PVC , có vai trò giống chất hóa dẻo tại nhiệt độ gia công trong khi tại nhiệt độ thường không có tác dụng hóa dẻo. Chất bôi trơn nội hay dùng trong PVC là : sáp montan, glycerol monostearate, este mạch dài như cetyl palmitate.

Page 57: Powerpoint Kỹ thuật gia công chất dẻo

• Chương II: Vật liệu chất dẻo, tính chất và ứng dụng

II.1 Nhựa nhiệt dẻo thông thường II.1.4 Polyvinyl clorua (PVC) 4.2 Cấu tử trộn hợp trong hỗn hợp PVC 4.2.5 Chất độn (Filler) Chất độn hay dùng trong PVC đục để giảm giá thành sản phẩm, tăng tính cách điện, khả năng chống giãn nở nhiệt của cáp, tăng độ cứng của hợp chất phủ sàn, giảm độ dính của PVC hóa dẻo cao. Ca carbonate, đất sét được sử dụng cho PVC cách điện, amiang cho ứng dụng sàn. Ngoài ra silica, bột tan, Mg carbonate cũng được sử dụng làm chất độn cho PVC

Page 58: Powerpoint Kỹ thuật gia công chất dẻo

• Chương II: Vật liệu chất dẻo, tính chất và ứng dụng

II.1 Nhựa nhiệt dẻo thông thường II.1.4 Polyvinyl clorua (PVC) 4.2 Cấu tử trộn hợp trong hỗn hợp PVC 4.2.5 Chất biến tính va đập PVC không hóa dẻo thường khó gia công do độ nhớt cao và tính chất giòn nên để giải quyết vần đề này người ta thường thêm chất biến tính va đập để tăng độ dai của PVC. Chất biến tính va đập thường là cao su và tương hợp vừa phải với PVC. Những chất biến tính va đập quan trọng trong công nghiệp PVC : cao su butadiene acrylonitrile, nhựa ABS, metharylate butadiene styrene (MBS), PE clo hóa và một số polyacrylate. ABS được sử dụng nhiều vì nó mang lại độ đục và đặc tính chống lão hóa vừa phải. MBS được sử dụng khi ứng dụng đòi hỏi độ trong cao như màng , chai. PE clo hóa dùng khi đòi hỏi tính chất chống lão hóa cao.

Page 59: Powerpoint Kỹ thuật gia công chất dẻo

• Chương II: Vật liệu chất dẻo, tính chất và ứng dụng

II.1 Nhựa nhiệt dẻo thông thường II.1.4 Polyvinyl clorua (PVC) 4.2 Cấu tử trộn hợp trong hỗn hợp PVC 4.3 Tính chất và ứng dụng của PVC PVC là loại nhựa đa dang và ứng dung nhiều từ xây dựng đến đồ chơi và đế giày. Hợp chất PVC có dải rất rộng đơn nên rất khó để tổng quát hóa tinh chất của nó. Tính chất của PVC bị ảnh hưởng lớn bởi hàm lượng và loại chất hóa dẻo

Page 60: Powerpoint Kỹ thuật gia công chất dẻo

• Chương II: Vật liệu chất dẻo, tính chất và ứng dụng

II.1 Nhựa nhiệt dẻo thông thường II.1.4 Polyvinyl clorua (PVC) 4.2 Cấu tử trộn hợp trong hỗn hợp PVC 4.2.6 Tính chất và ứng dụng của PVC UPVC ( PVC không hóa dẻo) cứng trong khi PVC hóa dẻo thì mềm, dai thậm chí giống cao su với hàm lượng hóa dẻo cao. Hàm lượng hóa dẻo cao là cần thiết để mang lại tính chất va đập tốt cho PVC. Dưới 20% hóa dẻo không cải thiện độ bền va đập so vơi UPVC. Do vậy hóa dẻo thấp khi mà đặc tính dễ gia công được yêu cầu chứ không phải độ bền va đập. PVC bền với phần lớn dung môi, bao gồm cả kiềm và axit loãng, hydrocacbon. Không bền với cyclohexanone và tetrahydrofuran. Tại nhiệt độ thường, PVC cách điện tốt với dải tần số điện rộng. Nhưng khi trên nhiệt độ hóa thủy tinh tính cách điện chỉ tồn tại với tần số điện thấp. Điện trở suất khối giảm khi tăng hàm lượng chất hóa dẻo.

Page 61: Powerpoint Kỹ thuật gia công chất dẻo

• Chương II: Vật liệu chất dẻo, tính chất và ứng dụng

II.1 Nhựa nhiệt dẻo thông thường II.1.4 Polyvinyl clorua (PVC) 4.2 Cấu tử trộn hợp trong hỗn hợp PVC 4.2.6 Tính chất và ứng dụng của PVC PVC có ưu điểm so với olefin là đặc tinh chống cháy tự nhiên vì tồn tại 57% hàm lượng clo. Copolyme của PVC và vinyl acetate làm giảm nhiệt độ chảy mềm, dễ gia công, tạo hình nhiệt dễ dàng hơn homopolyme. Chúng tan trong ketone, ester, hydrocarbon clo hóa. 90% PVC sản xuất là homopolymer, 10% là copolymer và terpolymer. Ứng dụng lớn nhất cho UPVC là cho ống dẫn, khớp nối. UPVC chịu thời tiết tốt, chi phí lắp đặt rẻ. UPVC ngày càng được sử dụng thay thế dần các vật liệu truyền thống như mái nhà với khẳ năng chống cháy, khung cửa, ống dẫn mà không bị ăn mòn cũng như mục.

Page 62: Powerpoint Kỹ thuật gia công chất dẻo

• Chương II: Vật liệu chất dẻo, tính chất và ứng dụng

II.1 Nhựa nhiệt dẻo thông thường II.1.4 Polyvinyl clorua (PVC) 4.2 Cấu tử trộn hợp trong hỗn hợp PVC 4.2.6 Tính chất và ứng dụng của PVC PVC dùng cho ống dẫn chất rắn, nước thải và thường trên mặt đất. UPVC gần đây được dùng để thay thế gỗ vì lý do kinh tế khi để ý đến chi phi ban đầu và lắp đặt như ghế tại sân vận động, khớp nối cửa sổ, phủ tường, hàng rào. UPVC chai có độ trong, kháng dầu, đặc tính cản trở tốt hơn PE. So với thủy tinh chúng nhẹ hơn, ít giòn, dễ thiết kế tạo hình dẫn đến ứng dụng trong vật liệu bọc phủ hoa quả, đồ uống, dụng cụ vệ sinh cá nhân. Bao tải chế tạo hoàn toàn từ PVC được sử dụng đựng phân bón và các sản phẩm khác có thể lưu giữ ngoài trời. Ứng dụng lớn nhất của PVC hóa dẻo là bọc dây dẫn, cáp cách điện, tấm, màng. PVC cách điện tốt với dòng điện 1 chiều và xoay chiều tấn số thấp. Ngoài ra còn ứng dụng trong phủ sàn, vải da, ống, profile, đúc phun, laminate, paste.

Page 63: Powerpoint Kỹ thuật gia công chất dẻo

• Chương II: Vật liệu chất dẻo, tính chất và ứng dụng

II.1 Nhựa nhiệt dẻo thông thường II.1.4 Polyvinyl clorua (PVC) 4.2 Cấu tử trộn hợp trong hỗn hợp PVC 4.2.6 Tính chất và ứng dụng của PVC Khi lớp PVC hóa dẻo mỏng được gắn lên tấm kim loại. Chúng kết dính tôt đến nỗi tấm kim loại có thể đập, cắt, tạo hình mà không tách lớp. Vải da PVC được sử dụng nhiều năm trong vật liệu bọc, trang trí trong oto, đồ nội thất, may mặc. Sự thay thế vải da thật bằng PVC giả da vào những thập niên 50,60 do PVC độ mài mòn, sự mềm dẻo, khả năng giặt sạch tốt hơn. Nội thất trong nhà gồm bọc bàn ghế, màn thảm, màn che phòng tắm. Dán tường có thể giặt được làm từ giấy xử lý bởi hợp chất PVC. Loại PVC đặc biệt được dùng trong phủ kim loại ví dụ như ghế xếp. Cán láng tấm PVC hóa dẻo được sử dụng làm áo mưa, quần trẻ em bằng công nghệ hàn nhiệt. PVC cũng được sử dụng trong băng tải hầm lò, giầy dép. Độ mài mòn rất tốt làm PVC được sử dụng làm đế giày. Keo dính PVC gồm chất hóa dẻo polymer được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp.

Page 64: Powerpoint Kỹ thuật gia công chất dẻo

• Chương II: Vật liệu chất dẻo, tính chất và ứng dụng

II.1 Nhựa nhiệt dẻo thông thường II.1.4 Polyvinyl clorua (PVC) 4.2 Cấu tử trộn hợp trong hỗn hợp PVC 4.2.6 Tính chất và ứng dụng của PVC Ứng dụng quan trọng của copolymer vinyl actate và PVC là lát sàn vinyl. Copolymer có khoảng 13% vinyl acetate. PVC phủ sàn có 30-40 phần hóa dẻo, 100 phần copolymer, 400 phần trọng lượng chất độn ( amiang và bột nhẹ), quá trình gia công gồm trộn ở nhiệt độ 1300 C , cán ở nhiệt độ 1200 C.

Page 65: Powerpoint Kỹ thuật gia công chất dẻo

• Chương II: Vật liệu chất dẻo, tính chất và ứng dụng

II.1 Nhựa nhiệt dẻo thông thường II.1.4 Polyvinyl clorua (PVC) 4.2 Cấu tử trộn hợp trong hỗn hợp PVC 4.2.6 Tính chất và ứng dụng của PVC Ứng dụng quan trọng của copolymer vinyl actate và PVC là lát sàn vinyl. Copolymer có khoảng 13% vinyl acetate. PVC phủ sàn có 30-40 phần hóa dẻo, 100 phần copolymer, 400 phần trọng lượng chất độn ( amiang và bột nhẹ), quá trình gia công gồm trộn ở nhiệt độ 1300 C , cán ở nhiệt đ ộ1200 C.

Page 66: Powerpoint Kỹ thuật gia công chất dẻo

• Chương II: Vật liệu chất dẻo, tính chất và ứng dụng

II.1 Nhựa nhiệt dẻo thông thường II.1.5 Poly(Vinylidene Clorua) PVDC Monomer Phương pháp sản xuất Ứng dụng chủ yếu

Vinylidene Clorua Trùng hợp gốc tự do Màng và tấm bao bì thực

phẩm

Page 67: Powerpoint Kỹ thuật gia công chất dẻo

• Chương II: Vật liệu chất dẻo, tính chất và ứng dụng

II.1 Nhựa nhiệt dẻo thông thường II.1.5 Poly(Vinylidene Clorua) PVDC

Page 68: Powerpoint Kỹ thuật gia công chất dẻo

• Chương II: Vật liệu chất dẻo, tính chất và ứng dụng

II.1 Nhựa nhiệt dẻo thông thường II.1.5 Poly(Vinylidene Clorua) PVDC

Page 69: Powerpoint Kỹ thuật gia công chất dẻo

• Chương II: Vật liệu chất dẻo, tính chất và ứng dụng

II.1 Nhựa nhiệt dẻo thông thường II.1.5 Poly(Vinylidene Clorua) PVDC

Uu điểm • Rất bền hoá học • Tính cản trở xuất sắc với khí,

hơi, mùi, dầu và mỡ • Phù hợp với FDA ( Food and

drug administration) • Khả năng dán tốt • Dễ in • Phù hợp với ứng dụng trong

suốt • độ cứng cao

Nhược điểm • Khói khi cháy độc • Kém bền với UV

Page 70: Powerpoint Kỹ thuật gia công chất dẻo

• Chương II: Vật liệu chất dẻo, tính chất và ứng dụng

II.1 Nhựa nhiệt dẻo thông thường II.1.5 Poly(Vinylidene Clorua) PVDC

Ung dụng Thực phẩm : bao bì (đặc tính cản trở tốt, dễ dán, dễ in) Y tế: bao bì thuốc dược phẩm (đặc tính cản trở tốt, rất bền hoá chất, độ trong suốt cao) Công nghiệp: Màng cách nhiệt (đặc tính cản trở tốt, dễ dán)

Gia công Thường được gia công bằng phương pháp đùn màng, tấm Nhiệt gia công < 2000C Thời gian gia công nên ngắn Trục vít, xy lanh, khuôn phải được chế tạo từ hợp kim thép thấp

Presenter
Presentation Notes
Tỷ trọng cao 1,75; khả năng tự dập cháy tốt, độ kết tinh cao, Saran PVDC của Dow là copolyme chứa 87% DC và 13% VC
Page 71: Powerpoint Kỹ thuật gia công chất dẻo

• Chương II: Vật liệu chất dẻo, tính chất và ứng dụng

II.1 Nhựa nhiệt dẻo thông thường II.1.5 Polystyrene PS

Monomer Phương pháp sản xuất Ứng dụng chủ yếu

Styrene Trùng hợp gốc tự do

Bao bì và hộp đựng (35%), đồ gia dụng, đồ

chơi (25%), chi tiết thiết bị (10%), hộp đựng thức

ăn 1 lần (10%)

Presenter
Presentation Notes
Loại quan trọng PS trong thương mại là atactic ko thể kết tinh (phenyl group nằm ngẫu nhiên cả hai phía của mạch polyme) syndiotactic có thể trùng hợp Zieler-Natta với Tm khoảng 270 do C, không thương mại hoá vì phản ứng trùng hợp diễn ra chậm
Page 72: Powerpoint Kỹ thuật gia công chất dẻo

• Chương II: Vật liệu chất dẻo, tính chất và ứng dụng

II.1 Nhựa nhiệt dẻo thông thường II.1.5 Polystyren PS

Uu điểm • Giá rẻ • Trong suốt • độ cứng cao • độ ổn định kích thước tốt • dễ gia công • Tính chất cách điện tốt • Rất bền với tia gamma • Bền với axit hữu cơ, muối,

kiềm, cồn

• Phù hợp với FDA

Nhược điểm • Giòn tại nhiệt độ phòng • Tính chất cơ lý kém trên 700C • Kém bền với dung môi hữu cơ như

hydrocacbon, este, keton, dầu • Kém với UV • Dễ cháy

Presenter
Presentation Notes
Giòn dẫn đến biến tính PS bởi cao su (HIPS) chứa 5-15% cao su. Cao su biến tính thường dùng là sytyrenebutadiene cao su và cis 1 4 butadiene. So với PS thông thường hips có độ dai và độ bền va đập tốt hơn, nhưng độ trong, điểm chảy mềm, độ bền kéo ko tốt bằng cũng như tính chất cách điện.
Page 73: Powerpoint Kỹ thuật gia công chất dẻo

• Chương II: Vật liệu chất dẻo, tính chất và ứng dụng

II.1 Nhựa nhiệt dẻo thông thường II.1.5 Polystyren PS

Page 74: Powerpoint Kỹ thuật gia công chất dẻo

• Chương II: Vật liệu chất dẻo, tính chất và ứng dụng

II.1 Nhựa nhiệt dẻo thông thường II.1.5 Polystyren PS

Ung dung Thực phẩm đựng (khay đựng thịt, trứng, khay đựng hoa quả, rau) Hộp tiêu dùng (caste, CD, hộp trang sức ), đóng gói công nghiệp: Giá rẻ, dễ trang trí, gia công, FDA, khả năng sản xuất hàng loạt, dễ tái chế, độ cứng cao đồ chơi, đồ dùng một lần, phòng tắm ( vỡ an toàn so với thuỷ tinh ), cửa lấy sáng, khung cửa Tivi, máy tính, tủ lạnh, thiết bị gia dụng ( bề mặt bóng đẹp, độ bền va đập, rẻ, dễ gia công)