Đồ án Công nghệ gia công trong sản xuất chất dẻo

ựa mang tính công nghệ và kinh tế cao. Người ta thường ít dùng riêng các loại nhựa nguyên chất mà cần pha trộn nhiều loại chất khác vào. Do đó, khi nói về tính chất hóa học của nhựa thì ta thường quan tâm đến hai tính chất cơ bản là tính ảnh hưởng của nhựa với các hóa chất và tính ảnh hưởng của thời tiết khí hậu: * Tính ảnh hưởng của nhựa đối với các loại hóa chất: Đa số các loại nhựa thường rất bền khi chịu tác động của môi trường khí quyển và các loại hóa chất như axit, kiềm, các chất hóa học khác. Vậy nên để hòan thiện các tính chất của nhựa làm chúng trở nên hữu ích hơn người ta thuờng thêm vào lúc sản xuất nhựa các chất phụ gia như: Chất độn: ngòai cải thiện một số tính chất cơ lý của nhựa thì chúng còn làm giảm giá thành sản phẩm vì các chất độn rất rẻ như bột gỗ, đất sét, - Hóa chất chất: cải thiện độ mềm dẻo và giảm độ cứng của nhựa bằng cách thêm vào các hóa chất dẻo. Đồng thời làm tăng khoảng cách giữa các mạch để giảm lực liên kết giữa chúng. Các hóa chất dẻo thường dùng là các este: phtalat, adipat, sebacat - Chất ổn định: dưới tác dụng của ánh sáng, đặc biệt là tia tử ngoại và oxy, vật liệu nhựa bị hỏng nhanh chóng vì chúng gây đứt liên kết đồng hóa trị tạo nên một số mạch lưới và ôxy hóa nhiệt. Các chất như muội than và 1 số chất hữu cơ khác làm giảm được các tác nhân trên. - Chất tạo màu: Các sản phẩm nhựa có màu sắc rất phong phú là nhờ vào chất tạo màu TiO2, ZnO,CdS, - Chất chống cháy: nhựa là loại vật liệu dễ cháy nên phải đưa các chất chống cháy vào các sản phẩm. * Tính ảnh hưởng của thời tiết, khí hậu: Dưới tác dụng của anh sáng (đặc biệt là tia cực tím), oxy, ozon, nhiệt độ, vật liệu nhựa bị ảnh hưởng rất lớn. Người ta gọi là sự lão hóa của nhựa. - PVC, Polyeste: dễ biến màu dưới ánh sáng mặt trời. - PE: sử dụng rất bền nếu không có ánh sáng (sau hàng chục năm), nếu vật liệu nhựa PE tiếp xúc trực tiếp với ánh sáng mặt trời thì chỉ bền trong khoảng 1 năm. CHƯƠNG II NHỰA NHIỆT DẺO I. Các khái niệm về đặc tính chung của nhựa nhiệt dẻo: 1. Các khái niệm nhựa nhiệt dẻo: Nhựa nhiệt dẻo: là loại vật liệu Polyme có khả năng lặp đi lặp lại nhiều lần quá trình chảy mềm dưới tác dụng của nhiệt và trở nên cứng rắn (định hình) khi được làm nguội. Hay nói các khác ở loại vật liệu này, dưới tác dụng của lực tại một nhiệt độ nhất định, các phân tử có thể trượt lên nhau có nghĩa là phân tử có đủ năng lượng để thắng lực tương tác giữa các phân tử. Như vậy trong quá trình tác động của nhiệt thì nhựa nhiệt dẻo chi thay đổi tính chất vật lý chứ không có phản ứng hóa học xảy ra. Chính đặc tính trên mà nhựa nhiệt dẻo có khả năng tái sinh nhiều lần. Những sản phẩm phế phẩm có thể làm vật liệu để sản xuất ra các sản phẩm mới khác. 2. Đặc tính chung của nhựa nhiệt dẻo: - Nhiệt độ là yếu tố hết sức quan trọng ảnh hưởng đến một số tính chất của vật liệu. Nó gây ra các biến dạng, mềm dẻo, rạn nứt, phân hủy, lão hóa, biến màu. Khi giảm nhiệt độ thì theo cớ chế phá hủy giòn sẽ xẩy ra, tăng mức độ biến dạng, bề mặt có khía nhọn, tăng chiều dày mẫu. - Khi gia công chế tạo vật liệu nhựa nhiệt dẻo cần lưu ý đến đặc tính chỉ số chảy của nhựa. Chỉ số chảy càng lớn thể hiện tính lưu động của vật liệu càng cao và càng dễ gia công. Chỉ số chảy vật liệu càng thấp thể hiện tính lưu động của vật liệu kém và khó gia công. - Nhựa nhiệt dẻo được gia công ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ thủy tinh hóa và áp lực phải duy trì đến khi làm nguội sản phẩm vẫn đảm bảo toàn hình dáng. Hiện nay thường có xu hướng dùng nhựa nhiệt dẻo vì kinh tế, có thể tái sinh. II. Một số loại nhiệt dẻo thông dụng: 1. Nhựa polyetylen: Ký hiệu khoa học là PE và gồm 2 loại: - PE mềm. - PE cứng. b. Kết cấu hóa học: c.Đặc tính cơ bản: * Polyetylen cứng (High Density PE): - Ký hiệu khoa học: HDPE. - Đặc tính: HDPE được tổng hợp từ Etylen ở áp suất thấp 8 – 40 kg/cm2 và nhiệt độ trung bình 80oC. HDPE có phần tử lượng cao trung bình: 80.000 – 3.000.000. Phân tử lượng càng lớn thì độ bền ứng suất càng lớn (kéo đứt, dãn dài, va đập ... tăng). Độ bền kéo 22 – 30 N/mm2 (có loại tốt cường độ kéo đứt đạt tới 60N/mm2). Độ dãn dài 200 – 400%. Nhiệt độ giòn (-80oC) – (-120oC). Độ bền uốn 17 N/mm2. Độ cứng Brinel 0,4 – 0,5 N/mm2. Chỉ số chảy MI: 0,1 – 20g/10phút. Tính bám dính kèm. Độ kết tinh 85 – 95% nên sản phẩm đục mờ. Tỷ trọng thấp 0,95 – 0,96 (nhẹ hơn nước) Điểm hóa mềm thấp (120oC) nên dễ gia công. HDPE có mức hấp thụ nước <0,01%/24giờ nên không hút ẩm; dễ cháy, cách nhiệt, cách điện tốt. HDPE cháy với ngọn lửa màu xanh, khói trắng, chảy thành dòng nóng, không mùi, không vị, không độc. Chịu hóa chất tốt, không bền vững với axit Crômic và các hợp chất có nitơ. Dưới tác dụng của Oxy trong không khí, PE dễ bị lão hóa. - Ứng dụng HDPE vào sản xuất: Sản phẩm HDPE được ứng dụng rộng rãi vào cuộc sống. + Sản xuất các loại ống dẫn nước, dẫn chất lỏng hóa chất, ống xốp cách nhiệt, ... với chỉ số chảy là 0,01 – 5,5g/10phút. + Sản xuất các loại sản phẩm gia dụng, thùng chưa các loại, giá kê hàng, phụ tùng cho công nghiệp... với chỉ số chảy 2 – 18g/10phút. + Sản xuất loại màng (Film), túi xốp, túi đựng hóa chất, thực phẩm ... với chỉ số chảy thấp 0,5 – 0,35g/10phút. + Sản xuất sợi dệt, sợi đơn làm bao dệt, bao che phủ... chỉ số chảy thường dùng: 0,8 – 1,0g/10phút. + Sản phẩm thổi các loại thùng thứa, chai, lọ ... chỉ số chảy thường dùng: 0,05 – 0,3g/10phút. + Sản xuất các sản phẩm dạng tấm cho những nhu cầu đặc biệt...với chỉ số chảy từ 0,1 – 0,2g/10phút. * Polyetylen mềm (Low Density PE) - Ký hiệu hóa học: LDPE Polyetylen mềm có nhiều đặc tính và ứng dụng giống với polyetylen cứng. Tuy nhiên Polyetylen mềm có những điểm khác với Polyetyeln cứng. - Cấu trúc hóa học: Cấu trúc mạch dài, có chưa nhiều mạch nhánh ngắn và cũng có mạch nhánh dài làm hạn chế sự phân bố đều đặn của phân tử. Cấu trúc này làm cho LDPE có tỷ trọng và độ kết tinh thấp hơn HDPE. Đặc tính: Phân tử lượng trung bình từ 80.000 – 500.000. Độ bền kéo đứt, dãn dài, va đập theo lượng phân tử. Độ bền kéo 11 – 15 N/mm2. Độ dãn dài: 400 – 600%. Nhiệt độ giòn: (-80oC) – (-120oC). Độ bền uốn 6N/mm2. Đố cứng Brinel: 0,18 – 1,25 N/mm2. Chỉ số chảy MI: 0,1 – 60g/10phút. Tính bám dính kém. Độ kết tinh 60 – 70% nên sản phẩm trong hơn HDPE. Tỷ trọng thấp: 0,92 – 0,93 (nổi trong nước) Điểm hóa mềm thấp (90oC) dễ gia công. LDPE có mức hấp thụ nước 0,02%/24h, không hút ẩm, dễ cháy. LDPE cháy với ngọn lửa màu xanh, khói trắng chảy thành dòng nóng, không mùi, không vị, không độc. Chịu hóa chất tốt. Nhưng không bền vững với axit Cromic và các hợp chất có nitơ. Dưới tác dụng của tia cực tím và oxy trong không khí LDPE bị lão hóa. - Ứng dụng LDPE vào sản xuất; - Nhựa sản xuất ra dưới dạng hạt và bột tùy theo yêu cầu. + Sản xuất các sản phẩm gia dụng, các sản phẩm thổi như chai lọ, màng co ... với chỉ số chảy thường dùng là 0,8 – 1g/10phút. + Sản xuất các loại ống mềm. + Sản xuất các loại sợi đơn với các loại dây thường (kết hợp với HDPE) dùng để phủ và cán tráng lên các loại màng mỏng khác, lên giấy Craft. Chỉ số chảy thường dùng 4 – 25g/10phút. 2. Nhựa Polypropylen: Ký hiệu hóa học: PP. a.Kết cấu hóa học: b.Các tính chất của PP: + Có trọng lượng phân tử: 80.000 – 200.000. + Tỷ trọng thấp: 0,9 – 0,92g/cm3.S + PP là loại nhựa có độ kết tinh 70% không màu bán trong. Nhưng trong quá trình gia công có thể tạo ra nhiều pha vô định hình làm sản phẩm rất trong (như màng BOPP). + PP có tính chất hóa học tốt, tính chất cơ học cao trong một số trường hợp có thể thay các loại vật liệu khác như ABS, HIPS, PVC và PS trong một số công dụng thích hợp. + Độ bền kéo 25 – 40N/mm2. + Độ dãn dài 300 – 800% (cao hơn PE). + Nhiệt độ giòn gãy thấp hơn PE: (-5oC) – (-15oC). + Chỉ số chảy khoảng: 260g/10phút. + Độ cứng Brinel: 0,6 – 0,65 N/mm2. + Độ bóng cao, tính bám dính kém, không mùi, không vị, không độc, dễ cháy. + Tính gia công ép phun tốt. c.Ứng dụng PP vào sản xuất: PP thông thường (General Homo PP) để sản xuất các loại vật dụng thông thường. PP trùng hợp khối (block PP) sản xuất các vật dụng chất lượng cao, các chi tiết công nghiệp, các loại van, vỏ hộp acqui, điện gia dụng... PP tính năng co lý cao (High impact PP) dùng sản xuất vật dụng chất lượng cao, chi tiết công nghiệp, các loại van, điện gia dụng... Hiện nay hãng Samsung có sản xuất loại HIPP (High Lotracti City PP). PP đặc biệt: chuyên dùng cho chi tiết sản phẩm công nghiệp, chi tiết nhựa trong xe máy, ô tô, điện gia dụng, điện tử, hộp thực phẩm, ghê, sản phẩm có kích lớn, bộ phận ngòai máy giặt ... PP trong: tức là loại PP có nhiều “pha” vô định hình (không kết tinh) dùng cho bao bì y tế, bao bì thực phẩm khó, kệ video, CD,... Sản phẩm loại đặc biệt trong cho thực phẩm không mùi, có độ bóng bề mặt cao. Tạo ra các sản phẩm thổi và chai trong, c hai cho y tế, bao dệt các loại. Các loại lưới (lưới đánh cá, lưới bóng chuyền, thảm trải,...), các phụ tùng nội thất xe ôtô... 3. Nhựa Polyvinyl Clorit: a.Ký hiệu khoa học: PVC. b.Kết cấu hóa học: c.Đặc tính: Trong PVC các đại phân tử có độ phân nhánh không cao, phân tử lượng trung bình của các PVC cũng gần như nhau. Nhựa PVC có tỷ trọng cao: 1,38 – 1,4 nênPVC nặng hơn một số loại nhựa khác. PVC là loại nhựa vô định hình nên có độ trong cao, chịu thời tiết tốt, có khả năng chống lão hóa cao. Độ bền cơ lý cao, tùy theo công thức khác nhau mà PVC có tính chất cơ lý khác nhau, PVC mềm dẻo khi dùng các chất hóa dẻo, không độc và cách điện tốt, PVC chịu lực va đập kém. PVC có độ bền nhiệt thấp, mềm hóa ở khoảng 60oC – 85oC. Khi nhiệt độ gia công lớn hơn 190oC dễ rạn nứt và tỏa khí độc HCl. Nếu tăng tiếp nhiệt độ sản phảm sẽ biến sang màu vàng nâu, màu sẫm và cháy đen. Khi phân hủy sẽ bị oxy hóa và tạo khí CO và phẩn hủy càng nhanh, tạo ra các sản phẩm phân tử thấp khác nhau. Do đó nhiệt độ gia công thích hợp 150oC – 180oC. PVC là nguyên liệu không dễ cháy bởi vì có mặt Clo trong phân tử (Clo có bản chất chống cháy). Khi cháy PVC ít sinh nhiệt vì có hàm lượng Cacbon thấp. Vì thế căn cứ vào một số xét nghiệm PVC cứng là loại nhựa đầu bảng so với các loại nhựa xét về khả năng chống cháy. a.Phân loại PVC và các ứng dụng: PVC có 2 loại là: PVC cứng và PVC mềm. - PVC cứng: là loại chất dẻo trên cơ sở PVC mà thành phần chủ yếu là bột PVC, chất ổn định nhiệt, chất bôi trơn và các phụ gia khác... Hỗn hợp của chúng được trộn và làm nhuyễn trong máy đùn, máy cán ở nhiệt độ 160oC – 180oC. Vật liệu này có độ đều cơ học và hóa học vững, cách điện tốt và có thể dùng phương pháp gia công thông thường để tạo ra sản phẩm. PVC cứng được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp hóa học và nhiều lĩnh vực kỹ thuật khác. - PVC mềm: PVC mềm (hay PVC được dẻo hóa) là loại vật liệu được tạo ra bởi các trộn bột PVC với chất hóa dẻo, chất ổn định, chất độn và chất tạo màu. Tỷ lệ chất dẻo càng tăng, thì độ bền sẽ giảm và độ dãn dài sẽ tăng. Tính chất cách điện và độ bền hóa cũng giảm theo. PVC mềm được dùng để sản xuất các loại sản phẩm như màng mòng, băng dính ống mềm, phủ lên giấy và bả, bọc dây điện... 4. Nhựa Polyestyren: a.Polystyren: * Ký hiệu hóa học: PS * Cấu trúc hóa học: * Đặc tính: PS thông thường được tạo thành bằng cách trùng hợp các đơn chất Styren. PS trong suốt, không màu và dễ tạo màu, hình thức đẹp dễ gia công (nhiệt độ gia công: 180oC – 200oC) Nhược điểm của PS: dài, dễ rạn nứt, chịu va đập kém, chịu hóa học kém, tan trong dung môi Benzen, Aceton, MEK (Metyl Etylen Keton) Tỷ trọng: 1,05 – 1,1g/cm3. Độ bền kéo đứt: 40 – 45 N/mm2. Độ dãn dài thấp: 1 – 2%. Độ cứng Brinel: 1,4 – 1,6 N/mm2.S Chỉ số chảy MI: 1 – 8g/10phút. Độ bền va đập thấp, cách điện tốt, nhiệt độ biến dạng thấp, vật liệu không phân cực, không hút ẩm. Là vật liệu nhựa vô định hình nên rất trong. Độ co rút khi định hình 0,3 – 0,5%. Như vậy ngòai PS thông thường còn có PS chịu va đập (HÍP) và nhựa EPS (PS có chất tạo xốp, nhẹ hơn PS thường hàng chục lần). * Ứng dụng: PS thông thường: dùng để tạo ra sản phẩm gia dụng rẻ tiền, có tính trong suốt: hộp, cốc, lọ, đồ gia dụng. EPS: làm vật liệu bao bì xốp, cách nhiệt, bao bì thực phẩm giữ lạnh... a.Nhựa Polyacrylonitrit butadien styren. * Ký hiệu hóa học: ABS. * Cấu trúc hóa học: * Đặc tính: ABS: đồng trùng hợp, có phân cực và độ kết tinh thấp. Độ bền kéo đứt 35 – 60 N/mm2. Độ dãn dài: k – 50%. Độ bền va đập và độ bền nhiệt hơn PS nhiều lần. Tính chất của ABS phụ thuộc vào thành phần chất đồng trùng hợp. ABS thường có tỷ lệ (25:25:50) tỷ lệ này thay đổi thì tính chất của ABS sẽ thay đổi theo. Khi hàm lượng Acrylonitrin thấp thì độ bền kéo, độ cứng và tính cách điện sẽ tăng đồng thời, giảm độ bền va đập, tăng khả năng khán dung môi, kháng nhiệt độ. Hàm lượng Styrenl tăng: tăng độ chảy khi có nhiệt, cứng hơn song giòn, độ bóng bề mặt rất tốt. * Ứng dụng: Sử dụng phương pháp ép phun để sản xuất ra: vỏ tivi, vỏ điện thoại, cánh quạt điện... Sử dụng phương pháp ép dài để sản xuất ra các loại nhựa tấm sử sụng cho nhiều phương pháp gia công khác nhau để tạo ra nhiều loại sản phẩm khác nhau. 5. Nhựa Polyamit: a.Ký hiệu khoa học: PA (thường gọi là nylon) b.Cấu tạo phân tử: Có nhiều loại Polyamit vì trong quá trình trùng ngưng tạo ra sản phẩm các axit amin hoặc hợp chất của nó. Polyamit có chứa nhóm (-CO-NH-) Polyamit có phân tử lượng khoảng 8.000 – 25.000. Trong công nghiệp chất dẻo tồn tại các nhóm Polyamit sau: + Nylon 6: [– NH(CH2)5 – CO –]n + Nylon 6.6: [– NH(CH2)6NH – CO(–CH2)4 – CO –]n + Nylon 6.10: [–NH(CH2)6NH – CO(CH2)8 – CO –]n + Nylon 11: [–NH – (CH2)10 – CO –]n + Nylon 12: [–NH – (CH2)11 – CO –]n + Nylon 6.12: [–NH – (CH2]5 – NHO – CO – (CH2)11 – CO –]n a.Đặc tính: Phân tử lượng thấp, mạch đại phân tử ngắn thì polyme có trữ lượng pha kết tinh cao và không phân tán. Do đó khoảng nhiệt nóng chảy nhỏ và PA dễ cháy lỏng. Nếu nhóm (CH2) tăng thì độ cứng của PA giảm, modul đàn hồi nhỏ, độ bền hóa học và tính cách điện tăng. Tỷ trọng: 1,02 – 1,16. Nhựa kết tinh cao, màu trắng sữa hơi vàng, tính hút ẩm cao, kích thuớc và cơ lý biến đổi lớn. Độ bền kéo đứt: 35 – 90N/mm2. Độ dãn dài: 10 – 40 %. Độ bền nhiệt: 140 – 230oC. Nhiệt độ nóng chảy 135 – 238oC. Các tính chất cơ học tốt nhưng chúng phụ thuộc vào nhiệt độ (nhiệt độ lớn honư 50oC và đổ ẩm cao thì tính chất cơ học của chúng giảm). a.Ứng dụng của PA vào sản xuất: Với nhiều tính năng tốt nên PA được ứng dụng rộng rãi trong đới sống hàng ngày và trong công nghiệp. Gia công ép đùn để sản xuất. + màng mỏng bao bì cao cấp cho thực phẩm. + Đùn kéo sợ dệt lưới đánh cá, sợi bàn chải đánh răng, sợi cho các loại dụng cụ thể thao (thường dung nylon 6 và 6.6) + Bọc dây cáp điện (dùng nylon 6 và 10). Sản xuất bằng phương pháp ép phun để làm ra bánh răng hộp số, dụng cụ thể thao, chi tiết quạt điện, vỏ ô tô, phụ tùng cho xe hơi như nắp đậy xilanh, ống chưa nhiên liệu, vòi phun nhiên liệu, puli căng curoa... Khi thềm vào PA một hàm lượng sợi thủy tnh từ 10 – 40% thì cường độ kéo đứt, sức đàn hồi nhiệt độ biến hình tốt hơn hẳn so với PC, ABS, PP, POM. 6. Nhựa Polycacbonat: a.Ký hiệu khoa học: PC. b.Cấu trúc hóa học: c.Đặc tính: Vì có chứa nhóm cacboxyn nên PC có kết câu phân cực mạnh. Tỷ trọng 1,2. Tỷ trọng suất cao. §ộ bền kéo đứt: 68 N/mm2. Độ dãn dài: 110%. Độ bền nhiệt trên 100oC, độ chịu lạnh -100oC. Khó chảy và có khả năng tự tắt, cách điện tốt ở nhiệt độ cao, không độc. So với PA thì PC chịu tải liên tục kém hơn (đây là tính chất kém nhất của PC). Do đó không dùng để chế tạo ra các chi tiết chịu độ rung động và chịu tải liên tục được. Tính chịu hóa chất kém. Tan trong dung môi thơm và Hydrocabon chưa Clo. Tính hấp thụ nước lớn nhất 0,1%. Tính chống ma sát kém. a.Ứng dụng PC vào sản xuất: Dùng PC để sản xuất ra các loại tấm thủy tinh an toàn. Sản xuất ra các ống dùng trong y tế, chai sữa trẻ em chịu nhiệt tốt, không độc, nón bảo hộ, kính mắt, thiết bị chiếu sáng... Khi ta gia cường thêm 30% sợi thủy tinh vào PC thì độ bền kéo tăng 2 lần, nhiệt độ biến dạng tăng lên 10oC, độ giãn nở nhiệt còn 1/3 và độ co rút định hình giảm đi 6 lần. 7. Nhựa Polymetyl metacrylat: a.Ký hiệu hóa học: PMMA. b.Cấu tạo hóa học: c.Đặc tính: Tỷ trọng: 1,17 – 1,20. Cháy với ngọn lửa cháy sáng, có muội, mùi khét hắc và chua nồng, không màu, trong suốt. Tính chất chịu nhiệt kém, biến dạng ở 70o – 110oC. Trong khoảng nhiệt độ 0o – 60oC độ hút nước không đổi. Nếu tăng nhiệt độ thì độ hút nước tăng, còn nếu tăng trọng lượng phân tử thì độ bền vững với nước cũng tăng. PMMA rất bền với thời tiết. Khi cháy tỏa ra lượng lớn Cacbonic, oxit cacbon, hơi nước làm dập tắt đám cháy. Vì thế PMMA được dùng trong kết cấu của thiết bị phóng tia lửa điện tần số cao trong môi trường khô. d.Ứng dụng PMMA trong sản xuất: Dùng PMMA để sản xuất các loại kính như: kính contact lens, mắt kính đồng hồ, thay kính trong xây dựng... Sản xuất ra vỏ tivi, sản phẩm văn phòng... 8. Nhựa Polyetylen teraftalat: a.Ký hiệu khoa học: PET. b.Công thức hóa học: c.Đặc tính: Tỷ trọng:1,33 – 1,4, trong suốt. Độ bền kéo đứt: 100 – 500 N/mm2. Đồ giãn dài: 50 – 60%. Nhiệt độ gia công: 240 – 260oC. Nhiệt độ hóa thủy tinh: 78 – 80oC. Tuy nhiên khả năng chịu nhiệt kém (ở 70oC chai PET đã bị biến dạng). Độ bền hóa chất tốt, chu kỳ ép sản phẩm rất ngắn. Tính hút ẩm thấp, ổn định kích thước, không mùi vị, không độc với con người. a.Ứng dụng của PET: Tạo thành màng để bao gói thực phẩm. Tạo thành các loại sợi (kể cả sợi cho dệt vải). Bao bì to (định hướng 2 chiều) để đựng nước khoáng, nước uống trái cây, nước uống co ga, thực phẩm lỏng ... Trong sản xuất công nghiệp tạo ra các chi tiết có độ trong suốt cao, cường độ va đập tốt. Nhằm mở rộng ứng dụng cũng như gia công người ta cải thiện tính năng của PET bằng cách tạo ra loại Copolyeste PEN – PET để sản xuất các sản phẩm chai lo, tấm trong suốt làm kính máy bay, ô tô, tàu hỏa... PET có độ bền nhiệt đạt tới 115oC (nhựa NOP Lake 931) và dạng sản phẩm trên máy ép phun, đặc biệt dùng cho chi tiết điện. (PEN có tên khoa học: Poly etylen naphtalat). 9. Nhựa Polybutylen terephtalat: a.Ký hiệu khoa học: PBT. b.Cấu tạo hóa học: c.Đặc tính: Độ dai va đập: 0,6 N/mm2. Độ bền kéo: 56 N/mm2. Độ hấp thụ nước thấp (mức hút ẩm ~ 0,08%) Chịu được môi trường hóa chất và chịu mài mòn. Cách điện tốt, điện thế xuyên thủng 17kV/mm. Ở nhiệt độ 60oC môi trường nước nóng thì độ bền kéo không thay đổi sau 5 – 15 ngày ngâm trong đó. Ở 100oC môi trường nước nóng thì độ bền kéo sẽ thay đổi sau 5 ngày. Khi gia cường bằng sợi thủy tinh thì trong nhựa PBT sẽ tăng độ cứng và độ biến dạng nhiệt, độ bền kéo. a.Ứng dụng của PBT: PBT được dùng để sản xuất ra các sản phẩm cách điện như: vỏ động cơ điện, nắp bugi, công tắc điện, chắn bùn xe, nắp các loại thùng thứa nhiên liệu, chi tiết trong xe hơi... 10. Nhựa Polyoxy metylen (hay Polyacetal): a.Ký hiệu khoa học: POM. b.Công thức hóa học: [– O – CH2 –]n c.Đặc tính: Tỷ trọng: 1,41 – 1425. Độ bền uốn, độ bền kéo và modul đàn hồi cao. Độ bền va đập không thay đổi ở nhiệt độ dưới 50%. Chịu hóa chất khá tốt, POM có màu trắng sữa, nhựa bán trong suốt. Tính cháy và tính cách điện ở mức trung bình. Độ hút ẩm: 1,4% (cao hơn PBT, PC). d.Ứng dụng của POM: POM được dùng để sản xuất các sản phẩm có tính năng kỹ thuật cao trong xe máy, ôtô, ... bởi vì POM có độ bền kéo, môđul đàn hồi cao. 11. Nhựa Teflon (hay Polytetra Flo Etylen): a.Công thức hóa học: [CF2 = CF2]n b.Đặc tính: Độ bền nhiệt rất bền, có tính chống cháy tốt. Ở 327oC nhựa teflon mất cấu trúc tinh thể và chuyển sang trạng thái trong suốt vô định hình. Do đó nhựa teflon có thể làm việc liên tục ở 200 – 300oC mà không thay đổi tính chất cơ lý của nó. Độ bền cơ học: teflon có hệ số ma sát thấp và không phụ thuộc vào nhiệt độ vì cấu tạo mạch phân tử của nhựa teflon gồm các liên kết C – F phân bố đồng đều ở mạch cacbon làm cho phân tử không phân cực. Do đó teflon có khả năng chống bám dính tốt, độ bền của nhựa teflon được bảo toàn đến nhiệt độ 300oC. Tính chất điện môi: teflon là một trong những chất điện môi tốt nhất trong kỹ thuật điện, đặc biệt bền với tia lửa điện và có điện thế đánh thủng cao. Độ hòa tan: nhựa teflon không hòa tan với bất kỳ dung môi nào. Vì các nguyên tử Flo che rất kín mạch cacbon nên không phá vỡ được liên kết giữa chúng. CHƯƠNG III NHỰA NHIỆT RẮN I. Khái niệm và các đặc tính chung: 1. Các khái niệm về nhựa nhiệt rắn: Nhựa nhiệt rắn: là loại vật liệu Polyme khi bị tác động của nhiệt, hoặc các giải phá xử lý hóa học khác sẽ trở nên cứng rắn (định hình sản phẩm). Hay nói một cách khác dưới tác động của nhiệt, chất xúc tác hay chất đóng rắn và áp suất nhựa loại này sẽ xẩy ra phản ứng hóa học chuyển từ cấu trúc mạch dài sang cấu trúc không gian 3 chiều (khác nhựa nhiệt dẻo có cấu trúc mạch dài). Như vậy nhựa nhiệt rắn sau khi nóng chảy sẽ đóng rắn và nó không có khả năng chuyển thành trạn thái chảy mềm ra dưới tác dụng của nhiệt nữa. Do đó, nhựa nhiệt rắn không có khả năng tái sinh các loại phế liệu hoặc các sản phẩm đã qua sử dụng. 2. Đặc tính chung của nhựa nhiệt rắn: Nhựa nhiệt rắn có mối quan liên kết giữa các mạch đại phân tử là mối liên kết hóa học chứ không phải do lực liên kết tạo ra như chất nhiệt dẻo. Cấu trúc của nhựa nhiệt rắn là cấu trúc mạch lưới. Năng lượng liên kết của các đoạn mạch tạo ra lưới là như nhau. Vì thế nếu có chuyển dịch tương đối giữa các đoạn mạch so với nhau sẽ dẫn đến hiện tượng phá hủy cấu trúc. Và do đó nhựa nhiệt rắn không hòa tan, không nóng chảy. Theo cơ chế phá hủy chung của nhựa nhiệt rắn là tạo nên vết nứt ở các vùng tập trung ứng suất. Các liên kết đồng hóa trị trong cấu trúc mạch không gian và mạch lưới giúp cho sự phát triển các vết nứt này. II. Một số chất nhựa nhiệt rắn thường gặp: 1. Nhựa Phenolic (Phenol fomaldehit): Nhựa Phenolic hay còn được gọi là nhựa Phenol fomaldehit là loại Polyme được phát hiện ra đầu tiên nên được sử dụng rộng rãi đến ngày nay a.Một số tính chất đáng chú ý của nhựa phonolic: + Độ cách điện cao (điện áp đánh thủng là 8 – 12 kV/mm) + Không chịu tác động của vi khuẩn, bền với hóa chất và các môi trường ăn mòn hóa học khác. + Tổ hợp nhựa Phonofomandehit với sợi amiăng bền trong môi trường axit ở nồng độ < 40%, bền với axeton ở 50oC và bến với axit axetic ở bất kỳ nhiệt độ nào. b.Phương pháp sản xuất: Trong sản xuất nhựa Phenolic người ta sử dụng phương pháp đa tụ, với 2 nguyên liệu chính là Pheno và Fomaldehit. + Phenol (C6H5OH): dạng tinh thể hình tròn, không màu, có mùi đặc trưng. + Fomaldehit (CH2O): rất dễ tan trong nước và tự trùng hợp ở nhiệt độ trong phòng để tạo thành Polyme của Fomaldehit và định hình gọi là Para Fomaldehit (CH2O)n. Phản ứng và cấu tạo hóa học của nhựa Phenolic: Khi gia công nhựa Phenolic thành sản phẩm thì tạo thành kết cấu không gian ba chiều, do đó nó không có khả năng tái sinh. a.Ứng dụng: Như ta biết, nhựa Phenolic chịu cường độ va đập tốt, độ cứng bề mặt cao, cách điện tốt. Vì vậy người ta thường dùng làm các chi tiết trong các dụng cụ điện như: công tắc, ổ cắm, cầu dao điện... hay có thể kết hợp với một số chất độn như vải, sơi amiăng... để sản xuất má phanh ô tô, xe máy, các chi tiết trong môi trường hóa chất... 2. Nhựa Urê (Urê Fomaldehit): a.Một số tính chất Urê: + Khi chưa đóng rắn, nhựa Urê Fomaldehit là loại nhựa ưa nước, dễ hút ẩm và có thể trộn với nước ở bất kì tỷ lệ nào. + Dưới tác dụng của chất đóng rắn (Urê Tropin, Acid Oxalic) và nhiệt độ... nhựa Urê Fomaldehit chuyển sang trạng thái không nóng chảy, không hòa tan. + Urê Fomaldehit có màu sáng, nên có thể nhuộm rất nhiều màu khác nhau. b.Phương pháp sản xuất: Nhựa Urê Fomaldehit được sản xuất theo phương pháp đa tụ (cũng giống như nhựa Phenolic) với 2 nguyên liệu chính là: + Urê (H2NCONH2): có dạng tinh khiết, tinh thể không màu, hình kim tỷ trọng 1,33. + Fomaldehit: (CH2O). Phản ứng và cấu tạo hóa học nhựa Urê Fomaldehit trong môi trường axit yếu: a.Ứng dụng: + Urê Fomaldehit là nguyên liệu chủ yếu làm keo dán gỗ để sản xuất ra các tấm gỗ dán. + Sử dụng nhựa Urê Fomaldhit để tạo ra các sản phẩm gia dụng có màu sáng như: làm mặt bàn, trang hoàng buồng lái máy bay, tàu thủy, tàu hỏa, làm vỏ các dụng cụ âm thanh, âm nhạc. + Sản xuất ra bột ép Urê Fomaldehit... 3. Nhựa Melamin (Melamin Fomaldehit): a.Khái quát: Cũng như nhựa Urê Fomadehit, nhưa Melamin Fomadehit có màu sáng được sản xuất thành bột ép tấm, sơn và keo dán. Một số tính chất: + Nhựa Melamin kháng nước nóng và chất tẩy rửa. + Không cháy nên cho phép sử dụng trong các sản phầm phòng hỏa. + Có độ co ngót cao dễ sinh ra hư hỏng sau khi gia công. + Bền sáng, không độc và nhuộm màu tốt. + Nhựa tấm Melamin đặc biệt là tấm vá vải thủy tinh, sợi thủy tinh có giá trị rất lớn về mặt kỹ thuật vì độ bền dẻo cơ học rất cao và khả năng chịu nhiệt rất lớn. b.Ứng dụng: + Khi thêm chất độn là giấy Xenlulo vào Melamin thì sản phẩm được dùng chủ yếu là vật liệu trang trí nội thất. + Nhựa Melamin dạng bột dùng làm đồ gia dụng như: bát đĩa, cốc chén,... bởi màu sắc đẹp, độ cứng bề mặt cao, không độc. + Cũng như nhựa Urê Fomaldehit, nhựa Melamin có màu sáng được sản xuất thành bột ép tấm, sơn và keo dán. Khi làm keo dán gỗ thì Melamin vượt