Tài liệu Bài giảng vật liệu học - Chương 10-Vật liệu hữu cơ (Polyme) ppt

TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
1
1
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
VẬT LIỆU HỌC
VẬT LIỆU HỌC
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
2
2
Chương 10-Vật liệu hữu cơ (Polyme)
10.1.Khái niệm chung
10.1.Khái niệm chung
10.2.Cấu trúc và liên kết trong vật liệu polyme
10.2.Cấu trúc và liên kết trong vật liệu polyme
10.3.Tính chất vật liệu polyme
10.3.Tính chất vật liệu polyme
10.4.Ứng dụng
10.4.Ứng dụng và gia công polyme
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
3
3
Chương 10
Sử dụng vật liệu hữu cơ (Polyme)

10.1.Gia công polyme
10.1.Gia công polyme
10.1.1.Phối liệu
10.1.1.Phối liệu
10.1.2.Các phương pháp gia công
10.1.2.Các phương pháp gia công
10.2.Ứng dụng polyme
10.2.Ứng dụng polyme
10.2.1.Chất dẻo (Plastics)
10.2.1.Chất dẻo (Plastics)
10.2.2.Elastome (Cao su tổng hợp)
10.2.2.Elastome (Cao su tổng hợp)
10.2.3.Sợi
10.2.3.Sợi
10.2.4.Một số ứng dụng khác
10.2.4.Một số ứng dụng khác
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
4
4
10.1.1.Phối liệu
10.1.1.Phối liệu


Hạt nhựa + Chất phụ gia + Chất gia cường
Hạt nhựa + Chất phụ gia + Chất gia cường
•
Hạt nhựa

Hạt nhựa


Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
5
5
•
Chất độn
Chất độn
-Mục đích :
-Mục đích :


Giá thành
Giá thành
-Mùn cưa, đất sét, bột nhẹ…Kích thước ~ 10nm
-Mùn cưa, đất sét, bột nhẹ…Kích thước ~ 10nm
•
Chất hóa dẻo
Chất hóa dẻo
-Mục đích :
-Mục đích :
Xen kẽ giữa các mạch
Xen kẽ giữa các mạch





Khoảng cách
Khoảng cách




Lực liện kết
Lực liện kết




Tính dẻo
Tính dẻo
-Các este: phtalat, adipat, sebacat
-Các este: phtalat, adipat, sebacat
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
6
6
•
Chất ổn định
Chất ổn định
-Làm chậm quá trình phân hủy (lão hóa)
-Làm chậm quá trình phân hủy (lão hóa)
-Muội than
-Muội than

•
Chất tạo màu
Chất tạo màu
-Tạo màu sắc
-Tạo màu sắc
-Thuốc nhuộm
-Thuốc nhuộm
-Bột màu vô cơ
-Bột màu vô cơ
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
7
7
•
Chất chống cháy
Chất chống cháy
-Cơ chế
-Cơ chế
Ức chế p/ư oxy hóa
Ức chế p/ư oxy hóa
Tạo P/ư thu nhiết
Tạo P/ư thu nhiết
Tạo màng trên bề mặt
Tạo màng trên bề mặt
-Các chất :
-Các chất :

Cl
Cl


Polyvinylclorit
Polyvinylclorit


F
F




Polytetra fluoroetylen
Polytetra fluoroetylen
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
8
8
•
Các chất tăng cường
-Sợi thủy tinh
-Sợi thủy tinh





Độ bền
Độ bền
-Sợi graphit
-Sợi graphit






Độ bền
Độ bền
-Sợi polyamit thơm (Kelva)
-Sợi polyamit thơm (Kelva)






Độ bền
Độ bền
-Mica
-Mica







Cách điện, bền hóa, bền nhiệt
Cách điện, bền hóa, bền nhiệt
-Amian
-Amian






Làm phanh, khớp nối
Làm phanh, khớp nối
-Bột graphit
-Bột graphit




Bôi trơn
Bôi trơn
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
9
9
10.1.2.Các phương pháp gia công
10.1.2.Các phương pháp gia công
1-Đúc ép (Compression moulding)
1-Đúc ép (Compression moulding)

Phôi đặt vào khuôn
Phôi đặt vào khuôn


Đóng khuôn
Đóng khuôn


Nung
Nung


Ép
Ép


Mở
Mở
khuôn: lấy sản phẩm
khuôn: lấy sản phẩm
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
10
10
2-Đúc trao đổi (Transfer moulding)
2-Đúc trao đổi (Transfer moulding)
Phôi liệu được nung chảy bên ngoài
Phôi liệu được nung chảy bên ngoài



Phun
Phun
vào lỗ
vào lỗ


khuôn
khuôn
3-Đúc phun
3-Đúc phun
(Injection moulding)
(Injection moulding)
Phễu: nạp nhựa
Phễu: nạp nhựa


Pitong: đẩy nhựa
Pitong: đẩy nhựa




Buồng nung: nhựa chảy lỏng-nhớt
Buồng nung: nhựa chảy lỏng-nhớt


Pitong: đẩy nhựa vào khuôn
Pitong: đẩy nhựa vào khuôn



Đóng rắn
Đóng rắn


Mở khuôn: lấy sản phẩm
Mở khuôn: lấy sản phẩm
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
11
11
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
12
12
4-Đúc đùn (Extrusion)
Phễu: nạp nhựa  Trục vít: đẩy nhựa 
Buồng nung: nhựa chảy lỏng-nhớt 
Trục vít : đùn nhựa qua lỗ khuôn 
Đóng rắn Mở khuôn: lấy sản phẩm
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
13

13
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
14
14
5-Đúc thổi
5-Đúc thổi


(Blow moulding)
(Blow moulding)
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
15
15
6-Đổ khuôn
6-Đổ khuôn
Nhựa dẻo: nóng chảy
Nhựa dẻo: nóng chảy


Đổ khuôn
Đổ khuôn
7-Đúc chân không (Vacuum moulding)
7-Đúc chân không (Vacuum moulding)
Tháng 02.2006

Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
16
16
1. Nhựa nhiệt dẻo
-Sau lần sử dụng I có thể sấy nóng hoặc nấu chảy,
rồi tạo hình để tái sử dụng
-Cấu trúc : bán tinh thể
Mạch thẳng (chính): Tinh thể-Liên kết cộng hóa trị
Mạch nhánh(phụ):Vô định hình-Liên kết Vandevan
-Tính chất :
Độ dẻo cao; T
lv
~ 100
o
C
10.2.1.Chất dẻo (plastics)
10.2.1.Chất dẻo (plastics)
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
17
17
1. Nhựa nhiệt dẻo
Ứng dụng:
Đồ dùng sinh hoạt
-Chai lọ, đồ chơi : PE, PP có độ dẻo cao
-Kính, dụng cụ đo, dụng cụ gia đình :

PMMA, PS có màu trong suốt
-Chia lọ đựng nước uống : PET có độ bền xé rách
 Công nghiệp
- Bọc dây cáp điện, đường ống : PVC
-Kéo sợi, vải bố lốp ôto : PET
10.2.1.Chất dẻo (plastics)
10.2.1.Chất dẻo (plastics)
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
18
18
2-Nhựa nhiệt rắn
-Sau lần sử dụng I không thể sấy nóng hoặc nấu
chảy => không tái sử dụng được
-Cấu trúc : vô định hình
Mạch chính (liên kết cộng hóa trị) nối với nhau
bằng mạch nhánh (phụ-phân tử-liên kết cộng hóa
trị) => Mạng lưới hẹp, mạng không gian
-Tính chất :
Độ dẻo thấp; Độ cứng cao; T
lv
~ 250
o
C
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng

19
19
2.Nhựa nhiệt rắn
Ứng dụng:
Đồ dùng sinh hoạt
Cần độ cứng cao
 Công nghiệp
Chế tạo các chi tiết máy : Epoxy, bakelit
10.2.1.Chất dẻo (plastics)
10.2.1.Chất dẻo (plastics)
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
20
20
2-Nhựa nhiệt rắn
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
21
21
Vật liệu
Vật liệu
Tên th mại
Tên th mại
Tính chất
Tính chất
Ứng dụng

Ứng dụng
Polyme nhiệt dẻo
Polyme nhiệt dẻo
Acrylic
Acrylic
(polymetyl
(polymetyl
metacrilat,
metacrilat,
PMMA)
PMMA)
Lucite
Lucite
Plexiglass
Plexiglass
Truyền ánh sáng
Truyền ánh sáng
Bến với thời tiết
Bến với thời tiết
Cơ tính: t.bình
Cơ tính: t.bình
Kính, cửa máy bay
Kính, cửa máy bay
Dụng cụ đo, thiết kế
Dụng cụ đo, thiết kế
Flocacbon
Flocacbon
(PTFE hay
(PTFE hay
TFE)

TFE)
Teflon TFE
Teflon TFE
HalonTFE
HalonTFE
Trơ với môi trường
Trơ với môi trường
Hệ số ma sát: nhỏ
Hệ số ma sát: nhỏ
T
T
vl
= 260
= 260
o
C
C
Chất bọc chống ăn mòn
Chất bọc chống ăn mòn
Van, đường ống
Van, đường ống
Màng chống dính
Màng chống dính
Chi tiết điện tử T
Chi tiết điện tử T
vl
-cao
-cao
Polyamit
Polyamit

(PA)
(PA)
Nylon
Nylon
Zytel
Zytel
Plaskon
Plaskon
Cơ tính: tốt
Cơ tính: tốt
Hệ số ma sát : nhỏ
Hệ số ma sát : nhỏ
Hút:nước, chất lỏng
Hút:nước, chất lỏng
Ổ trượt, bánh răng
Ổ trượt, bánh răng
Bàn chải, tay cầm
Bàn chải, tay cầm
Bọc: dây, cáp điện
Bọc: dây, cáp điện
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
22
22
Vật liệu
Vật liệu
Tên th mại
Tên th mại

Tính chất
Tính chất
Ứng dụng
Ứng dụng
Polyme nhiệt dẻo
Polyme nhiệt dẻo
Polycacbonat
Polycacbonat
(PC)
(PC)
Merlon
Merlon
Lexan
Lexan
K.thước: ổn định
K.thước: ổn định
Trong suốt
Trong suốt
Cơ tính: a
Cơ tính: a
k
-tốt
-tốt
Hóa tính: t.bình
Hóa tính: t.bình
Bảo hộ lđ: mặt nạ, kính
Bảo hộ lđ: mặt nạ, kính
Chụp đèn
Chụp đèn
Mái che nhà, siêu thi

Mái che nhà, siêu thi
Polyetylen
Polyetylen
(PE)
(PE)
Alathon
Alathon
Petrothene
Petrothene
Hi-fax
Hi-fax
Cách điện tốt
Cách điện tốt
Hóa tính: bền
Hóa tính: bền
Cơ tính: mếm dẻo
Cơ tính: mếm dẻo
Chai, lọ, màng b.gói
Chai, lọ, màng b.gói
Khay đựng đá, đồ chơi
Khay đựng đá, đồ chơi
Vỏ ắc quy
Vỏ ắc quy
Polypropylen
Polypropylen
(PP)
(PP)
Pro-fax
Pro-fax
Tenite

Tenite
Moplen
Moplen
Cách điện
Cách điện
Hóa tính: bền
Hóa tính: bền
Bền với thay đổi T
Bền với thay đổi T
Chai, lọ đựng dược liệu
Chai, lọ đựng dược liệu
Màng bao gói
Màng bao gói
Vỏ TV, valy, túi dulịch
Vỏ TV, valy, túi dulịch
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
23
23
Vật liệu
Vật liệu
Tên th.mại
Tên th.mại
Tính chất
Tính chất
Ứng dụng
Ứng dụng
Polyme nhiệt dẻo

Polyme nhiệt dẻo
Polystyren
Polystyren
(PS)
(PS)
Styron
Styron
Luxtrex
Luxtrex
Rexolite
Rexolite
Cách điện
Cách điện
Chịu nhiệt
Chịu nhiệt
Trong suốt
Trong suốt
K.thước: ổn định
K.thước: ổn định
Làm tường
Làm tường
Vỏ ắcquy
Vỏ ắcquy
Bảng điện
Bảng điện
Đồ chơi, đồ gia đình
Đồ chơi, đồ gia đình
Polyvinyl
Polyvinyl
clorit

clorit
(PVC)
(PVC)
PVC
PVC
Pliovic
Pliovic
Saran,Tygon
Saran,Tygon
Cứng
Cứng


Phụ gia:
Phụ gia:
chất hóa dẻo
chất hóa dẻo
Bọc : dây, cáp điện
Bọc : dây, cáp điện
Ống dẫn
Ống dẫn
Thảm tr.nhà;Băng gh.âm
Thảm tr.nhà;Băng gh.âm
Polyeste
Polyeste
(PTE)
(PTE)
Mylar
Mylar
Celanar

Celanar
Dacron
Dacron
Bền:độ ẩm, axit,
Bền:độ ẩm, axit,
chất béo, d. môi
chất béo, d. môi
Mềm dẻo, bền xé
Mềm dẻo, bền xé
Vải sợi
Vải sợi
Màng lốp xe
Màng lốp xe
Băng từ tính
Băng từ tính
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
24
24
Vật liệu
Vật liệu
Tên th.mại
Tên th.mại
Tính chất
Tính chất
Ứng dụng
Ứng dụng
Polyme nhiệt rắn

Polyme nhiệt rắn
Epoxy
Epoxy
Epon
Epon
Epi-rez
Epi-rez
Araldite
Araldite
Cách điện
Cách điện
Chống ăn mòn
Chống ăn mòn
Độ bền , Dính bám : tốt
Độ bền , Dính bám : tốt
Vật liệu đúc
Vật liệu đúc
Sơn bảo vệ; Keo dán
Sơn bảo vệ; Keo dán
Vật liệu composite
Vật liệu composite
Phenolic
Phenolic
Bakelite
Bakelite
Durite
Durite
Resinox
Resinox
K.thước ổn định

K.thước ổn định
T
T
lv
= 150
= 150
o
C
C
Trộn: nhựa, chất độn
Trộn: nhựa, chất độn
Bọc môtơ, dụng cụ
Bọc môtơ, dụng cụ
điện
điện
Vỏ điện thoại
Vỏ điện thoại
Polyeste
Polyeste
Selectron
Selectron
Laminac
Laminac
Paraplex
Paraplex
Cách điện
Cách điện
Chịu nhiệt tốt
Chịu nhiệt tốt
B.Sung: sợi gia cường

B.Sung: sợi gia cường
Mặt nạ
Mặt nạ
Đ.thuyền composite
Đ.thuyền composite
C.tiết ôtô; Ghế; Quạt
C.tiết ôtô; Ghế; Quạt
Silicon
Silicon
Nhựa DC
Nhựa DC
Cách điện ; Chịu nhiệt
Cách điện ; Chịu nhiệt
Bền hóa
Bền hóa
Chất dẻo lớp
Chất dẻo lớp
Cách điện ở T-cao
Cách điện ở T-cao
Tháng 02.2006
Tháng 02.2006
TS. Hà Văn Hồng
TS. Hà Văn Hồng
25
25
10.2.2.Elastome (cao su tổng hợp)
10.2.2.Elastome (cao su tổng hợp)
•
Đặc điểm:
Đặc điểm:

-Cấu trúc:
-Cấu trúc:
mạng lưới thưa
mạng lưới thưa


Đàn hồi = max
Đàn hồi = max
•
Chế tạo :
Chế tạo :
lưu hóa
lưu hóa
Polyme + Lưu huỳnh (S)
Polyme + Lưu huỳnh (S)


Nung : T-cao
Nung : T-cao
•
Gia công:
Gia công:
Đúc ép
Đúc ép
Đúc đùn
Đúc đùn