Nghiên cứu chế tạo go biên cho máy dệt kim thay thế nhập ngoại

BỘ CÔNG THƯƠNG
TẬP ĐOÀN DỆT MAY VIỆT NAM
VIỆN DỆT MAY





Báo cáo tổng kết đề tài :
NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO GO BIÊN CHO
MÁYDỆT KIẾM THAY THẾ NHẬP NGOẠI

Mã số: 09-09RD/HĐ- KHCN
Chủ nhiệm đề tài: Ths
PHẠM VĂN LƯỢNG




7675
05/02/2010

Hà nội 2009


2

MỤC LỤC Trang
A. MỞ ĐẦU: 4
1-Lời nói đầu

4
2- Môc tiªu cña ®Ò tµi
4
3- Nội dung của đề tài
4
4- Go biên và ứng dụng của go biên
5
4.1 - Liên kết bằng sợi ngang liên tục 6
4.2- Dạng biên gấp 6
4.3- Biên dệt quấn 7
B - triển khai và kết quả đạt được
8
1- Nghiên cứu về công nghệ dệt quấn
8
2- Nghiên cứu về vật liệu chế tạo go biên
11
2.1- Vật li
ệu nhựa để chế tạo vỏ ngoài 12
2.1.1- Khái niệm về vật liệu composit 13
2.1.2- Lịch sử phát triển của composit 13
2.1.3- Các loại vật liệu tạo composit 14
2.2- Các loại vật liệu sử dụng để chế tạo go biên
nhựa và tính chất của nó
16
2.2.1- Polyetylen (PE) 16
2.2.2- Propylen (PP) 19
2.2.3- Nhựa Epoxy 22
2.2.4- Polyester không no 24
3- Quá trình hoạt động của go biên máy dệt kiếm
Picanol

27
4-Quy trình chế tạo go biên
29
4.1- Quy trình chế tạo phần vỏ nhựa 29
4.1.1- Nguyên li
ệu và phối trộn các chất, các keo
thành hỗn hợp composit
29
4.1.2- Quy trình ép go biên nhựa 29
4.1.3- Lựa chọn phương án hợp lý cho phối trộn
nguyên liệu
31
4.1.4- Kết quả thử nghiệm mẫu 32
4.2- Quy trình chế tạo lá thép go
34

3
C- KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
36
1- Kết luận
36
2-Kiến nghị
36
TÀI LIỆU THAM KHẢO
37
PHỤ LỤC
38

4
A- MỞ ĐẦU:
1- Lời nói đầu

Công nghệ dệt là công đoạn quan trọng góp phần tạo ra nhiều mặt
hàng vải có chất lượng cao, kiểu dệt phong phú phục vụ cho may mặc trong
nước và xuất khẩu …Trên thế giới có nhiều hãng sản xuất và cung cấp cho thị
trường thiết bị và vật tư ngành dệt với nhiều chủng loại đa dạng đáp ứng được
yêu cầu c
ủa khách hàng.
Ở Việt Nam hiện nay cũng có một số cơ sở sản xuất bắt đầu quan tâm
đến việc chế tạo các thiết bị phụ tùng thay thế ngoại nhập cho ngành dệt, giá
thành rẻ hơn so với nhập ngoại, nhưng chất lượng, kiểu dáng chưa hấp dẫn.
Việc nghiên cứu chế tạo go biên cho máy dệt kiếm thay thế nhập ngoại ở
trong nước là cần thiết
để phục vụ kịp thời cho sản xuất góp phần vào sự
nghiệp công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước.
Hiện nay, trong xu thế hội nhập quốc tế, trước những cơ hội và thách
thức mới, ngành Dệt may Việt Nam đã đặt ra những mục tiêu cơ bản trong
chiến lược của Ngành. Bên cạnh mục tiêu tăng kim ngạch xuất khẩu và thu
hút lao động, mục tiêu quan trọng hàng đầu là nâng cao giá tr
ị nội địa trên sản
phẩm dệt may. Nói cách khác, mục tiêu của Ngành là nội địa hoá một số vật
tư, trang thiết bị tiến tới sản xuất chế tạo hoàn chỉnh một số loại máy ở trong
nước.
Để chủ động cho Ngành, một trong những nhiệm vụ của công tác khoa
học kỹ thuật là nghiên cứu chế tạo các chi tiết mà hiện các công ty dệt trong
nước đang phải nh
ập ngoại để đáp ứng kịp thời cho sản xuất của các công ty
dệt trong nước.

Được sự ủng hộ và giúp đỡ của Bộ Công Thương, Viện Dệt May, năm
2009 đề tài "Nghiên cứu chế tạo go biên cho máy dệt kiếm thay thế ngoại
nhập” đã được phê duyệt và triển khai nghiên cứu với mục tiêu sau.

2- Mục tiêu của đề tài.
Thiết kế chế tạo bộ go biên cho máy dệt kiếm thay thế nhập ngoại
3- Nội dung của đề tài :
- Nghiên cứu, thiết k
ế chế tạo go biên cho máy dệt kiếm.
- Chế tạo thử nghiệm go biên ứng dụng vào sản xuất

5

4- Go biên và ứng dụng của go biên
Vải dệt thoi được tạo từ 2 hệ sợi dọc và ngang đan kết vuông góc với
nhau theo một thứ tự nhất định (theo kiểu dệt nhất định), ví dụ:


Hình 1 Hình ảnh vải dệt thoi
Đặc điểm của vải dệt thoi là:
+ Đối với vải thưa, sợi trơn nhẵn, các sợi dọc và ngang có thể dịch
chuyển vị trí so với ban đầu hay gọi là dạt sợi.
+ Tại mép vải hay tại các vị trí cắt, sợi hay bị bong (bị sổ) khỏi cấu
trúc vải.
Để khắc phục nhược điểm trên, người ta sử dụ
ng kiểu dệt đặc biệt gọi
là dệt quấn tạo liên kết chặt giữa sợi dọc và ngang, vải không bị hiện tượng
dạt sợi trong quá trình gia công và sử dụng.
Đối với một số mục đích sử dụng đặc biệt cần sự liên kết vải chặt chẽ
(vải lưới, vải rèm ), người ta dệt toàn khổ rộng vải bằng kiểu dệt qu
ấn hoặc
dệt xen kẽ giữa kiểu dệt cuốn và kiểu dệt thường.
Vải dệt thoi từ công đoạn dệt tới công đoạn cắt may qua rất nhiều khâu
xử lý: rũ hồ, nấu tẩy, nhuộm, văng sấy định hình như vậy biên vải cần bền

6
chắc để đảm bảo quá trình gia công biên không bị rách, sợi dọc không bị tuột
ra khỏi cấu trúc vải.
Có một số liên kết biên chính sau:
4-1. Liên kết bằng sợi ngang dệt liên tục:

HÌnh 2. Vải dệt biên liên tục

Biên được liên kết tự nhiên bằng việc dệt sợi ngang liên tục liền nhau.
Dạng biên liên tục chỉ thực hiện được trên máy dệt thoi (suốt), loại máy dệt
cũ, hiện nay ít sử dụng loại máy dệt này.

4.2. Dạng biên gấp:
Hình ảnh vải mô phỏng dạng biên gấp thể hiện dưới đây.


7

Hình 3. Hình ảnh vải biên gấp
Dạng biên gấp thường được sử dụng cho máy dệt kẹp, đuôi sợi trước
được gấp lại và dệt cùng với sợi ngang tiếp theo. Dạng biên gấp có ưu điểm
bền chắc, tuy nhiên biên gấp có một số nhược điểm:
+ Cơ cấu tạo biên gấp phức tạp.
+ Với vải có mật độ cao, vải rất khó dệt, khó t
ạo biên.
+ Khó khăn trong việc cắt may công nghiệp khi trải lớp cắt mẫu do độ
dầy của biên lớn hơn.
Vì những nhược điểm trên nên biên gấp hiện nay ít được sử dụng.
4.3. Biên dệt quấn:

Hình 4. Hình ảnh vải biên quấn

8
Liên kết giữa sợi dọc và đầu sợi ngang bằng kiểu dệt quấn. Để dệt được
biến cuốn, người ta sử dụng dạng go đặc biệt gọi là go biên. Đây là dạng biên
được sử dụng nhiều nhất hiện nay: cơ cấu tạo biên đơn giản, phù hợp với các
máy dệt kiếm, khí nước Hầu hết các máy dệt không thoi hiện nay tại Việt
nam đều sử dụ
ng dạng biên quấn hay gọi là biên xoắn.
Dạng biên xoắn là dạng biên rất đễ sử dụng, cơ cấu điều khiển đơn giản
dễ chế tạo và hiện nay là loại biên phổ biến được dùng rộng rãi cho các loại
máy dệt không thoi, đặc biệt là máy dệt kiếm Picanol chiếm tỷ trọng lớn nhất
trong các chủng loại máy dệt ở Việt Nam. Vì vậy đề tài lựa chọn biên xoắn
dùng cho máy dệt Picanol để nghiên cứu và chế tạo thử nghiệm

B- TRIỂN KHAI THỰC HIỆN VÀ KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC
1- Nghiên cứu về công nghệ dệt quấn
Vải với kiểu dệt quấn khác với kiểu dệt khác nó có những lỗ tương đối
xuyên suốt và có khối lượng nhẹ.



Hình 5. Hình ảnh vải dệt quấn
Để sản xuất vải dệt quấn, có thể dùng nhiều loại sợi kéo từ vật liệu khác
nhau. Vải dệt quấn dùng may quần áo, dùng trong sinh hoạt (rèm) dùng trong
công nghiệp ( rây băng tơ v.v) Ngoài ra, khi dệt vải khổ hẹp trên máy dệt khổ
rộng thì kiểu dệt quấn được dùng để dệt biên vải.

9

Vải dệt quấn từ nguyên liệu khác nhau có cách mắc khác nhau, sau đây
trình bầy một số cách mắc điển hình.


HÌnh 6. Hình ảnh dệt quấn
Để tạo vải với kiểu dệt quấn đơn giản nhất, cần không ít dưới hai hệ sợi
dọc. Mỗi hệ sợi quấn trên trục cửi riêng, và một hệ sợi ngang. Trong trường
hợp cá biệt, người ta dùng một trục cửi như sản xuất rây bằng tơ.
Trong hai hệ sợi dọc, một loại mang tên sợi dọc trụ (nền), còn lo
ại kia
mang tên sợi dọc quấn . Trục cửi của sợi dọc quấn được đặt bên trên trục sợi
dọc trụ.
Sợi dọc trụ thường mảnh hơn và trong quá trình dệt trục cửi của nó
được hãm vừa đủ do đó sợi dọc trụ có sức căng lớn, sợi dọc quấn thường
dùng sợi xe ít săn và chi số thấp hơn nhiều so với sợi dọ
c trụ.
Trục cửi sợi dọc quấn so với trục cửi sợi dọc trụ được hãm yếu hơn,
ngoài ra khi mở miệng vải sợi dọc quấn còn được bổ xung độ chùng.
Trong quá trình mở miệng vải, sợi dọc quấn được nâng lên, khi thì từ
bên phải khi thì từ bên trái của sợi dọc trụ và trong miệng vải kiểu đó sợi
ngang được đưa vào để dệt.

Sợi trụ
Sợi
quấn

10

Hình 7. Mô phỏng sợi quấn
Một sợi trụ và một sợi quấn lập lên một cặp quấn hay là một nhóm

quấn và được xâu vào cùng một khe lược.
Phần uốn cong tạo bởi sợi quấn quanh sợi trụ sẽ làm cho các sợi ngang
không thể nằm sát nhau tạo nên lỗ hổng giữa khoảng trống của các sợi dọc và
độ uốn cong của các sợi quấn tạo nên đặc điể
m của loại vải này.
Đối với kiểu dệt quấn, việc mở miệng vải được thực hiện bởi thiết bị go
đặc biệt và cách luồn go riêng cho sợi dệt quấn . Sợi dọc quấn khi luồn vào go
quấn sẽ được luồn xuống dưới hoặc đi bên trên sợi dọc trụ tuỳ thuộc vào vải
đựơc dệt.
Go cho vải dệt quấn gồm hai go thông thường: Go th
ứ nhất là go trụ
còn go thứ hai gọi là go quấn
Trên cơ sở của kiểu dệt quấn người ta đi nghiên cứu chế tạo các go
biên dùng cho maý dệt không thoi như máy dệt kiếm. khí, nước
Do điều kiện có hạn nhóm đề tài chỉ nghiên cứu chế tạo go biên nhựa
cho máy dệt kiếm với chỉ tiêu:
- Các kích thước tương tự như go biên nhựa dùng cho máy dệt kiếm
Picanol
- Về chất lượng: Tố
t hơn go biên nhập của Trung Quốc
Để đạt được các chỉ tiêu như trên nhóm đề tài phân tích để lựa chọn
nguyên liệu dùng để chế tạo go biên nhựa cho máy dệt kiếm Picanol

11
2- Nghiên cứu vật liệu chế tạo go biên
Go biên nhựa dùng cho máy dệt kiếm hiện nay ở Việt Nam chủ yếu
là dùng loại go biên xoắn, một sợi thẳng và sợi kia được xoắn sang trái và
xoắn sang phải sợi thẳng đó sau mỗi lần đan sợi ngang.

Bộ go biên nhựa cho máy dệt kiếm gồm có hai loại vật liệu chính

Hình vẽ 8. Sơ đồ mắc sợi biên quấn

- Vật liệu nhựa để chế tạo vỏ ngoài
- Vật liệu bằng thép lò so lá để chế tạo lá thép go

Lá thép go
Go biên nhựa
Sợi dọc biên
Lò so lá dẫn sợi

12

Go biên trên máy dệt kiếm Picanol


Hình vẽ 9. Biên dệt quấn máy dệt Picanol

2.1- Vật liệu nhựa để chế tạo vỏ ngoài

Qua phân tích thành phần nguyên liệu của go biên nhựa cho máy dệt
kiếm nhóm đề tài đã xác định nguyên liệu để chế tạo go biên nhựa đó là một
dạng nhựa composit.

M« t¬
truyÒn
chuyÓn ®éng
Go biªn

Thanh
g
o
biªn

13

hình vẽ 10. Hình ảnh go biên nhựa
2.1.1- Khái niệm về nhựa composit:

Vật liệu composite là vật liệu tổng hợp từ hai hay nhiều vật liệu khác
nhau tạo lên vật liệu mới có tính năng hơn hẳn các vật liệu ban đầu, khi những
vật liệu này làm việc riêng rẽ.
2.1.2 - Lich sử phát triển của Composit

Những vật liệu composit đơn giản đã có từ rất xa xưa. Khoảng 5000
năm trước công nguyên con người đã biết trộn những viên đá nhỏ vào đất
trước khi làm gạch để tránh bị cong vênh khi phơi nắng. Và điển hình về
composit chính là hợp chất được dùng để ướp xác của người
Ai Cập.
Chính thiên nhiên đã tạo ra cấu trúc composite trước tiên, đó là thân
cây gỗ, có cấu trúc composite, gồm nhiều sợi xenlulo dài được kết nối với
nhau bằng keo licnin. Kết quả của sự liên kết hài hoà ấy là thân cây vừa bền
và dẻo- một cấu trúc composite lý tưởng.
Người Hy Lạp cổ cũng đã biết lấy mật ong trộn với đất, đá, cát sỏi làm
vật liệu xây dựng. Và ở Việt Nam, ngày xưa truyền l
ại cách làm nhà bằng bùn
R·nh l¾
p
thanh

go biªn trªn
Nöa
g
o biªn
nhùa
R·nh tr−ît cña l¸
thÐp go
Lç l¾
p
nam
ch©m
R·nh l¾
p
thanh
go biªn dưới

14
trộn với rơm băm nhỏ để trát vách nhà, khi khô tạo ra lớp vật liệu cứng, mát
về mùa hè và ấm vào mùa đông
Mặc dù composite là vật liệu đã có từ lâu, nhưng ngành khoa học về vật
liệu composite chỉ mới hình thành gắn với sự xuất hiện trong công nghệ chế
tạo tên lửa ở
Mỹ từ những năm 1950. Từ đó đến nay, khoa học công nghệ vật
liệu composite đã phát triển trên toàn thế giới và có khi thuật ngữ "vật liệu
mới" đồng nghĩa với "vật liệu composite".
Nhìn chung, mỗi vật liệu composite gồm một hay nhiều pha gián đoạn
được phân bố trong một pha liên tục duy nhất. (Pha là một loại vật liệu thành
phần nằm trong cấu trúc của vật liệu composite.) Pha liên tục gọi là vật liệu
nền (matrice), thường làm nhiệm vụ liên kết các pha gián đoạn lại. Pha gián
đoạn được gọi là cốt hay vật liệu tăng cường (reinfort) được trộn vào pha nền

làm tăng cơ tính, tính kết dính, chống mòn, chống xước
2.1.3- Các loại vật liệu tạo composit

Nhóm sợi khoáng chất: sợi thủy tinh, sợi cacbon, sợi gốm; nhóm sợi
tổng hợp ổn định nhiệt: sợi Kermel, sợi Nomex, sợi Kynol, sợi Apyeil. Các
nhóm sợi khác ít phổ biến hơn: sợi gốc thực vật (gỗ, xenlulô): giấy, sợi đay,
sợi gai, sợi dứa, xơ dừa, ; sợi gốc khoáng chất: sợi Amiăng, sợi Silic, ; sợi
nhựa tổng hợp: sợi polyeste (tergal, dacron, térylène, ), sợi polyamit, ; sợi
kim lo
ại: thép, đồng, nhôm,
Sợi thủy tinh, được kéo ra từ các loại thủy tinh kéo sợi (thủy tinh dệt),
có đường kính nhỏ vài chục micro mét. Khi đó các sợi này sẽ mất những
nhược điểm của thủy tinh khối, như: giòn, dễ nứt gẫy, mà trở nên có nhiều ưu
điểm cơ học hơn. Thành phần của thủy tinh dệt có thể chứa thêm những
khoáng chất như: silic, nhôm, magiê, tạo ra các loại sợ
i thủy tinh khác nhau
như: sợi thủy tinh E (dẫn điện tốt), sợi thủy tinh D (cách điện tốt), sợi thủy
tinh A (hàm lượng kiềm cao), sợi thủy tinh C (độ bền hóa cao), sợi thủy tinh
R và sợi thủy tinh S (độ bền cơ học cao). Loại thủy tinh E là loại phổ biến,
các loại khác thường ít (chiếm 1%) được sử dụng trong các ứng dụng riêng
biệt.
Sợi kenvlar cấu tạo từ h
ợp chất hữu cơ cao phân tử aramit, được gia
công bằng phương pháp tổng hợp ở nhiệt độ thấp (-10°C), tiếp theo được kéo
ra thành sợi trong dung dịch, cuối cùng được xử lý nhiệt để tăng mô đun đàn

15
hồi. Sợi kenvlar và tất cả các sợi làm từ aramit khác như: Twaron,
Technora, có giá thành thấp hơn sợi thủy tinh nhưng cơ tính lại thấp hơn:
các loại sợi aramit thường có độ bền nén, uốn thấp và dễ biến dạng cắt giữa

các lớp.
Sợi cacbon chính là sợi graphit (than chì), có cấu trúc tinh thể bề mặt,
tạo thành các lớp liên kết với nhau, nhưng cách nhau khoảng 3,35 A°. Các
nguyên tử cacbon liên kết với nhau, trong một mặt phẳng, thành m
ạng tinh
thể hình lục lăng, với khoảng cách giữa các nguyên tử trong mỗi lớp là 1,42
A°. Sợi cacbon có cơ tính tương đối cao, có loại gần tương đương với sợi
thủy tinh, lại có khả năng chịu nhiệt tốt.
Sợi Bor hay Bore (ký hiệu hóa học là B), là một dạng sợi gốm thu được
nhờ phương pháp kết tủa. Sản phẩm thương mại của loại sợi này có thể ở các
dạng: dây sợi dài gồm nhiều sợi nhỏ song song, băng đã tẩm thấm dùng để
quấn ống, vải đồng phương.
Sợi Cacbua Silic (công thức hóa học là: SiC) cũng là một loại sợi gốm
thu được nhờ kết tủa.
Cốt vải là tổ hợp thành bề mặt (tấm), của vật liệu cốt sợi, được thực
hiện bằng công nghệ dệt. Các kỹ thuậ
t dệt vải truyền thống thường hay dùng
là: kiểu dệt lụa trơn, kiểu dệt xa tanh, kiểu dệt vân chéo, kiểu . Kỹ thuật dệt
cao cấp còn có các kiểu dệt đa phương như: bện, tết, và kiểu dệt nhiều lớp tạo
nên vải đa phương.
Nhựa polyeste và nhóm nhựa cô đặc như: nhựa phenol, nhựa furan,
nhựa amin, nhựa epoxy.
Nền của vật liệu là nhựa nhiệt d
ẻo như: PVC, nhựa polyetylen, nhựa
polypropylen, nhựa polyamit,
Composite nền hữu cơ: composite nền giấy (cáctông), composite nền
nhựa, nền nhựa đường, nền cao su (tấm hạt, tấm sợi, vải bạt, vật liệu chống
thấm, lốp ô tô xe máy), Loại nền này thường có thể kết hợp với mọi dạng
cốt liệu, như: sợi hữu cơ (polyamit, kevlar (là sợi aramit cơ tính cao), ), sợi
khoáng (sợi thủy tinh, sợ

i cacbon, ), sợi kim loại (Bo, nhôm, ). Vật liệu
composite nền hữu cơ chỉ chịu được nhiệt độ tối đa là khoảng 200 ÷ 300°C.

16
Composite nền kim loại: nền hợp kim titan, nền hợp kim nhôm,
Thường kết hợp với cốt liệu dạng: sợi kim loại (Bo, ), sợi khoáng (cacbon,
SiC, ).
Composit nền kim loại hay nền khoáng chất có thể chịu nhiệt độ tối đa
khoảng 600 ÷ 1.000°C (nền gốm tới 1.000°C).
Sợi là loại vật liệu có một chiều kích thước (gọi là chiều dài) lớn hơn
rất nhiều so với hai chiều kích thước không gian còn lại. Theo hai chi
ều kia
chúng phân bố giãn đoạn trong vật liệu composite, còn theo chiều dài thì
chúng có thể ở dạng liên tục hay gián đoạn. Ta thường thấy các loại vật liệu
cốt sợi này gắn liền với từ composite trong tên gọi. Các sản phẩm composite
dân dụng thường là được chế tạo từ loại vật liệu composite cốt sợi, trên nền
nhựa là chủ yếu.
2.2- Các loại vật liệu sử dụng để
chế tạo go biên nhựa và tính chất
của nó
2.2.1 - Polyetylen (PE)

2.2.1.1 - Sơ lược sản xuất PE

N ăm 1873 Butlero A.M đã nghiên cứu cách trùng hợp PE
N ăm 1884 Gustavson thực hiện PE với chất xúc tác Promit nhôm. Sản
phẩm của PE ở dạng chất lỏng phân tử thấp.
N ăm 1938 PE được sản xuất trong công nghiệp tại Anh ở áp suất cao.
Sau đó ít lâu được sản xuất ở Đức.
N ăm 1952 một nhóm nhà bác học Đức đưa ra phương pháp trùng hợp

PE ở áp suất thấp (35-70atm) và được sản xuất ở Mỹ
.
Nguyên liệu gồm: Khí etylen CH
2
= CH
2
thu nhận bằng các phương
pháp khác nhau ở nồng độ 97 -98%.
Tinh cất bằng cách làm lạnh sâu khí dầu mỏ (-100 đến -118
o
C)
Dùng cách tinh cất hấp phụ, đầu tiên dùng dung môi để hấp phụ tất cả
các khí dầu mỏ, sau đó tinh cất ở -20 – 30
o
C
2.2.1.2 - Về tính chất

a. Độ bền hóa học


17
Ở nhiệt độ thường PE bền vững hơn so với H
2
SO
4
và HNO
3
(ở nồng độ
loãng) với HCl, H
3

PO
4
, HCOOH và CH
3
COOH đặc.
PE còn bền vững với NH
3
và các muối amoni, các dung dịch kiềm.
PE không bền vững với các môi trường H
2
SO
4
đặc và HNO
3
, không
bền với axitcromic.
b. Độ bền thời tiết
.
Dưới tác dụng của oxi trong không khí cùng với các tia cực tím làm cho
tính chất cơ lý của PE giảm xuống, tính cách điện giảm, vật liệu trở nên giòn,
trên bề mặt có những vết nứt, độ giãn dài giảm, độ chịu lạnh giảm. Hiện
tượng đó người ta gọi là hiện tượng bị lão hóa. Thực chất quá trình phân hủy
là do bị oxi hóa.
N ếu ở điều kiện bình thường, tác dụng của oxi x
ảy ra yếu, nhiệt độ tăng
thì quá trình oxy hóa tăng. Khi đã xuất hiện quá trình oxy hóa thì việc hấp thụ
oxy ở xung quanh quá trình lão hóa càng tăng.
Điều này thể hiện các sản phẩm PE dưới ánh sáng mặt trời quá trình lão
hóa càng tăng nhiều so với quá trình oxy hóa khi gia công và khi sử dụng. Để
chống hiện tượng oxy hóa do các tia bức xạ hay ánh sáng mặt trời người ta

thêm muối công nghiệp có kích thước 30µm khoảng 1 – 2 %. Muốn cho màu
sắc tươi sáng phải cho thêm chất ổ
n định khác.
Hệ số giãn nở nhiệt của PE tương đối cao
Theo chiều dài là 2,2.10
-4
÷ 5,5.10
-4
(1/
o
C)
Theo thể tích 6,7.10
-4
÷ 165.10
-4
(1/
o
C)
Nhiệt dung của Pe theo cal/g.
o
C)
PELD: 0,50 ÷ 0,68
PEHD: 0,55 ÷ 0,58
Tính chất cơ học của PE phụ thuộc vào phân tử lượng và mức độ tinh
thể. Phân tử lượng càng tăng thì tính chất cơ học càng hoàn thiện.
c. Tính chất cơ học của PE
Phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ. Khi nhiệt độ
thay đổi độ kết tinh, tỷ trọng và các chỉ số cơ học của PE cũng thay đổi. Độ
bền của PE giảm khi nhiệt đọ tăng và ngược lại. Các màng PE mỏng có độ
mềm dẻo khá lớn nhưng ở các tấm có bề dày thì vật liệu trở nên cứng hơn. Để

18
tăng cường tính chất cơ học của PE người ta thường trộn các phụ gia, gia
cường các dạng sợi ngắn từ 3 ÷ 9mm
Tính chất cách điện.
PE là loại vật liệu có tính cách điện có chất lượng cao, dùng trong kỹ
thuật điện có chất lượng cao, tuy nhiên tính cách điện của PE cũng thay đổi
theo nhiệt độ.
Bảng 1


Chỉ số PE cao áp PE hạ áp PE trung áp
Điện trở suất
(Ω.cm)
10
17
10
17
10
17

Tgδ(tg góc hao
tổn điện môi), tần
số10
16
Hz
(2 - 3) 10
-4
(2 - 5) 10
-4

(2 - 4) 10
-4

Điện thế đánh
thủng (kV/mm)
45 ÷ 60 45 ÷ 60 14 ÷ 60
PE có thể nhuộm với các loại màu khác nhau, kể cả màu vô cơ lẫn hữu
cơ. Người ta có thể trộn bằng máy trộn hoặc cho PE nóng chảy với bột tạo
màu rồi trộn.
PE có tính phối hợp kém với các polymer khác tuy nhiên để biến tính
PE ngưới ta có thể trộn PE với các chất:
2.2.1.3- Ứng dụng của PE
:
- Sản xuất loại màng (túi xốp, túi đựng hóa chất, thực phẩm…)
Để sản xuất màng, chỉ số chảy (MI) < 0,05 – 3,5 gr/10 phút.
- Sản xuất các loại ống dẫn nước, hóa chất…
- Sản xuất các loại màng trong, màng che phủ, màng co, màng che phủ nhà
vườn…
Để sản xuất mang, chỉ số chảy 0,3 – 6 gr/10 phút
- Sản xuất các loại ống.


19

2.2.2- Propylen (PP)

2.2.2.1- Công thức cấu tạo.
CTCT: C
3
H

6
CH
2
= CH
2
← CH
3

Propylen là chất khí có nhiệt độ sôi là - 47,7
o
C và Nhiệt độ nóng chảy -
185,2
o
C, tỷ trọng của nó 0,610 g/cm
3

Do ảnh hưởng của nhóm -CH
3
nên phân tử Propylen có sự phân cực.
Phần lớn là isostactic, một phần nhỏ là syndiotactic và atacti. Khi nhiệt
độ phản ứng t = 50
o
C và dùng xúc tác TiCL
3
-Al(C
2
H
5
)
3

thì hàm lượng
isostactic: 85÷95% hàm lượng kết tinh lớn.
Vì mỗi mắt xích có một nhóm CH
3
nên mạch cứng hơn PE vì thế độ
bền cơ, bền nhiệt lớn hơn PE.
Công thức cấu tạo: -(CH
2
-CH-)
n
׀

3
CH
Ta thấy công thức của PP có nguyên tử H ở C bậc 3 rất linh động do đó
PP dễ bị oxi hóa, lão hóa.
2.2.2.2- Tính chất

Tính chất nhiệt (độ bền nhiệt)
- Nhiệt độ nóng chảy: t
nc
= 160-17
o
C
- Ổn định ở 150
o
C khi không có ngoại lực
- Chịu được nước sôi lâu, không bị biến dạng.
- Ở 155
o

C, PP vẫn ở thể rắn, nhưng đến gần nhiệt độ nóng chảy, PP
chuyển sang trạng thái mềm cao (như cao su)
- Khi giảm từ nhiệt độ nóng chảy đến 120
o
C, PP bắt đầu kết tinh Æ
nhiệt độ kết tinh cao.
- Khi tiếp xúc với các tạp chất và với các kim loại như: Cu, M, hoặc các
hợp kim chứa kim loại đó, có ảnh hưởng lớn đến tính chịu nhiệt của vật liệu,
do đó phải hết sức tránh.
Khả năng chịu ánh sáng mặt trời:

20
Do có nguyên tử H ở C bậc 3 rất linh động do đó PP dễ bị oxi hóa, lão
hóa.
- PP không có tính chất ổn định
+ Dưới ánh sáng khuếch tán vẫn ổn định tính chất trong 2 năm.
+ Có ánh sáng trực tiếp thì chỉ sau vài tháng sẽ bị giòn và phá hủy ngay.
Độ bền hóa học
- ở nhiệt độ thường, PP không tan trong các dung môi hữu cơ, ngay cả khi
tiếp xúc lâu, mà chỉ trương trong các cacbuahydro thơm và clo hóa. Nhưng ở
nhiệt độ trên 80
o
C thì PP bắt đầu tan trong 2 loại dung môi trên.
- Polymer có độ kết tinh lớn bền hóa chất hơn polymer có độ kết tinh bé.
- PP thực tế xem như không hút nước, mức hút ẩm <0.01%
Độ bền cơ học
- Trọng lượng phân tử nằm trong khoảng 80.000÷200.000
- Tỷ trọng thấp d= 0,9 ÷ 0,92
- Độ bền kéo đứt: σ
k

= 300 ÷ 350 (kg/cm
2
)
σ
n
= 600 ÷ 700 (kg/cm
2
)
σ
n
= 900 ÷ 1200 (kg/cm
2
) Æ cao hơn PE
- Độ dãn dài: ε % = 300 – 800% (cao hơn PE)
- Độ bền nhiệt (theo Vica)
o
C = 105 – 110
- Nhiệt độ giòn gãy thấp hơn PE: (-5
o
C) ÷ (-15
o
C)
- Độ cứng Brinel: 6 – 6,5 kg/cm
2

- Tính bám dính kém.
- Chỉ số chảy từ 2 – 60 gr/10phút
2.2.3- Ứng dụng:

- Loại thông thường để sản xuất các loại vật dụng thông thường. Loại

trùng hợp khối: Sản xuất các loại vật dụng chất lượng cao, chi tiết công
nghiệp, các loại van, vỏ hộp acqui….
- Loại tính năng cơ lý cao: Dùng sản xuất các vật dụng chất lượng cao.

21
- Loại đặc biệt: chuyên dùng cho chi tiết sản phẩm công nghiệp, chi tiết
nhựa trong xe máy, ôtô, điện tử, hộp thực phẩm, máy giặt…
- Loại trong: nhiều pha vô định hình dùng cho bao bì y tế, bao bì thực phẩm,
xylanh tiêm, CD, VCD, sản phẩm loại đặc biệt cho thực phẩm, không mùi, có
độ bóng bề mặt cao.
Tính chất về nhiệt
Nhiệt độ nóng chảy cua PP: 160 – 170
o
C
Nếu không có tác dụng của tải trọng từ bên ngoài thì các sản phẩm của
PP có thể giữ nguyên hình dạng tới 150
o
C
Tải trọng đặt vào P= 150 N/cm
3
, tại thời điểm t
o
= 140
o
với tải trọng đã
cho người ta có thể lưu giữ được mẫu thử PP từ 60 – 80 ngày không bị phá
hủy, còn ở nhiệt độ 120
o
C có thể giữ được nửa năm.
Chỉ số về nhiệt của PP

Nhiệt dung kcal/kg
o
C 0,4 – 0,6
H ệ số giãn nhiệt kcal/m.h
o
C 0,12 – 0,18
H ệ số giãn nở nhiệt theo chiều dài: (1,1 – 2,1).10
-4

H ệ số dãn nở nhiệt theo thể tích (4,6 – 6,0). 10
-4
Với nhiệt độ 155
o
C PP vẫn ở thể rắn, khi nhiệt độ ≈ nhiệt độ nóng chảy
thi PP ở dạng dẻo nhất (như cao su sống). nếu PP đang ở nhiệt độ nóng chảy
và làm nguội dần tới 120
o
C thì trong lòng vật thể xuất hiện các pha tinh thể.
Nếu trong PP có chứa chất ổn định nhiệt có thể nung nóng PP tới 300
o
C
mà không xảy ra hiện tượng phân hủy do oxy hóa và do đoản mạch.
Với ánh sáng ban ngày bình thường thì cả PP không chứa chất ổn định,
tính chất cơ lý hóa của nó sẽ bị thay đổi rõ rệt. Điều đó chứng minh tia cực
tím có ảnh hưởng lớn tới quá trình oxy hóa của PP. Để khắc phục hiện trạng
này ta thường hay cho 2% chất muối công nghiệp. các sản phẩm được tăng
cường muội công nghiệp có th
ể để trực tiếp dưới ánh sáng mặt trời hơn 2
năm.
Để chống lại sự đoản mạch do quá trình oxy hóa ta có thể dùng tetraxyt

phenol – sunfit và các hợp chất chống oxy hóa khác với liều lượng 1 – 2 %.
PP chịu lạnh kém (ở nhiệt độc -5 – 15
o
C bị giòn)

22
Khoảng nhiệt độ làm việc thích hợp của PP (-5 - 40
o
C)
Tính chất hóa học
Với nhiệt độ bình thường PP không tan trong các dung môi, nó chỉ
trương nở trong cacbua thơm hoặc cacbua cascbua được clorua hóa, ở nhiệt
độ ≥ 80
o
C, PP tan trong dung môi như C
6
H
6
, silen, tetra clorua metan (CCl
4
),
CHCl
3
cloruaform. Mức độ hòa tan của PP còn tùy thuộc vào lượng pha phi
qui luật hay độ kết tinh trong vật liệu càng tăng thì càng khó tan.
Người ta ngâm PP trong dầu thực vật cũng như dầu khoáng trong 30
ngày lượng hấp phụ rất ít.
PP bền vững với các axit loãng xong với nhiệt độ tăng tới 90
o
C thì mức

độ bền vững cũng kém đi.
Tính chất cơ học
Tính chất cơ học của PP phụ thuộc vào phân tử lượng trung bình của nó
vào trữ lượng các pha trung bình của nó (phi qui luật – actatic), phụ thuộc vào
độ đa phân tán của các pha phi qui luật polydissper. Pha phi qui luật ta có thể
xác định rõ ràng bằng cách cho hòa tan PP ở hectan (C
7
H
16
) sau đó chưng cất
ở C
7
H
16
sau đó cân phần còn lại. Các pha quy luật izotatic, và izotatic giảm
xuống thì pha phi qui luật tăng lên, tính chất cơ học của PP sẽ giảm xuống.
Dựa vào chỉ số chảy đo được phân tử lượng của PP. Chỉ số cháy của
PP càng thấp thì càng phân từ lượng càng cao với sự tăng của phân tử lượng,
tính chất PP cũng tăng.
PP cứng hơn rất nhiều so với PE, độ bền cơ họ
c của PP phụ thuộc rất
mạnh vào tốc độ chất tải. Nếu tốc độc chất tải càng thấp thì giá trị của các chỉ
số cơ học của PP càng cao.
Độ dai va đập 3,4 Ncm/cm
2

Độ cứng Brinen 63N/mm
2

Tính chất cách điện cũng như độ bền nước của PP gần như PE, hao tổn

điện môi tăng chút ít trong 20 – 60
0
C, sau đó hầu như không phụ thuộc vào
nhiệt độ (60 - 120
o
C) (thử nghiệm trong dải tần số 10
2
- 10
6
Hez)
2.2.3- Nhựa EPOXY

Nhựa epoxy có độ bám dính cao, độ nhớt cao. Các đoạn mạch giữa 2
mạch khâu là rất dài nên có độ linh động cao hơn, nó dẻo hơn các loại khác.

23
Cơ chế đóng rắn: Dùng các chất diamin đóng rắn
Nguyên lý đóng rắn của Epoxy nhờ sự tác động của các nhóm Epoxy
và các nguyên tử hidro linh động trong các hợp chất khác nhau. Khi khâu
mạch lại ta thu được các nhóm hydrooxy mới hình thành. Nhựa epoxy dưới
tác dụng của amin làm phá vỡ các vòng Epoxy để liên kết với amin, khi đóng
rắn không có sản phẩm phụ, làm cho độ co ngót nhỏ. Ở nhiệt độ 100
o
C đóng
rắn thì co ngót 0,5%, nhiệt độ 200
o
C thì co ngót 2,3 %. Tác dụng của nguyên
tử hydro linh động trong amin với nhóm epoxy xảy ra nhanh hơn so với các
nguyên tử hydro của các chất đóng rắn khác. Chất đóng rắn là diamin thì cho
ta một lượng nhiệt lớn tỏa ra.

2.2.3.1Tính chất

Bảng 3.

Tính chất ED-6 ED-5
30%
anhydric
maleic
65%
polyetylen
polyamin
7%
hexametylen
diamin
10%
polyetylen
polyamin
40%
ashydryc
maleic
σ
uốn
[kg/cm
2
] 1000 1000 750
σ
uốn
[kg.cm /cm
2
] 8,65 7,1 7,0

Độ bền nhiệt (Martens) ≥100 ≥100 ≥100 ≥100 ≥100
Độ hút ẩm (7 ngày đêm,
nhiệt độ phòng)

0,04 ÷ 0,05%
- Nhựa Epoxy cùng với các chất độn cho ta các tính chất:
- Độ bền cơ học cao vì do có độ linh động cao, bám dính tốt.
- Cách điện tốt
- Có độ bền nhiệt, độ bền hóa học tốt, bền với thời tiết
- Do trong mạch nhựa Epoxy có mặt của nhóm Epoxy làm tăng khả năng
ẩm hóa bề mặt các chất độn tạo khả năng bám dính tốt của nhựa Epoxy với tất
cả các loạ
i vật liệu khác. Mặt khác nhựa này cũng có thể thẩm thấu tốt,
thường làm vật liệu nền cho composite
2.2.3.2 - ứng dụng

- Sơn, vecni, keo dán
- Làm vật liệu composit (với sợi vải thủy tinh, sợi cascbon…)

24
- Trộn với nhiều polymer khác để làm vật liệu ép (với PVC,
phenolformandehyt…)
- Dùng làm các tấm cách điện cao tần, ổ điện, công tắc, vỏ hộp điện nhờ nó
có thể đóng rắn trong trạng thái nóng, nguội vì vậy tạo ra sản phẩm thuận lợi
cho việc sản xuất hàng loạt cũng như sản xuất đơn chiếc.
- Người ta dùng như Epoxy để sản xuất các chi tiết máy cầ
n độ bền cao như
trục khớp nối, thanh truyền, thân và cánh máy bơm, cánh quạt.
- Người ta sử dụng epoxy để làm khuôn đúc trộn với bột đá, bột thạch anh.
- Dùng nhựa Epoxy tạo vách ngăn có cấu trúc kẹp tầng.

- Dùng nhựa Epoxy để dẫn chứa, bể chứa các hóa chất.
- Dùng nhựa Epoxy với sợi thủy tinh để làm các chi tiết trong máy bay như
cửa, cánh quạt, khoang hàng thậm chí vỏ và thân máy bay.
- Sừ dụng nó để
tăng độ bám dính cho các chất dẻo nhiệt rắn khác.
- Nhựa Epoxy có phân tử lượng thấp làm chất dính kết, phân tử lượng cao
làm lớp phủ bảo vệ.
2.2.4 - Polyester không no

2.2.4.1 Tính chất của poly este không no được xác định bởi thành phần
và cách thu nhận. Trong trạng thái chưa đóng rắn, nhựa có thể có độ nhớt cao,
thấp, trung bình.
Nhựa có độ nhớt cao có thể quét lên thành thẳng đứng, đối với nhựa có
độ nhớt thấp sẽ trôi đi, còn nhựa có độ nhớt thấp thường được sử dụng ở nơi
cần thẩm thấu sâu và nhanh cho chất độn.
Ở trạng thái đ
óng rắn, polyeste không no là loại vật liệu cứng trong
suốt, hoặc không trong suốt
Vật liệu trong suốt cho qua 92% ánh sáng, dưới tác dụng của các tia có
bước sóng < 390 µm. Vật liệu ngả màu vàng. Để nâng cao độ bền ánh sáng
nên cho thêm 2-oxy-4-metoxy benzophenol, hoặc phenyl-salixylat (chất đầu
có tính kích hoạt hơn)
Ngoài các loại nhựa polyeste không no, cứng dòn và đàn hồi cao su,
người ta còn sản xuất các loại nhựa bán cứng và đàn hồi cứng, có độ bền cao

25
về uốn, kết hợp với modun đàn hồi khác thấy loại này bền hơn và ít giòn hơn
là loại polyester cứng giòn ở trên, nhưng nhiệt độ biến dạng chảy cao hơn.
Đóng rắn Polyeste không no sau khi tạo thành sản phẩm, cần gia công
cơ khí phải sau 14 ngày vì sau 14 ngày thì sự thay đổi về sự hút nước, độ

cứng cũng sẽ kết thúc vì lúc đó mới đóng rắn hết.
2.2.4.2 - ứng dụng

- Keo dính (oxyt silic và dioxyt silic)
- Phủ bảo vệ: tạo ra lớp phủ dày 200 - 400 µm nên cứng vững bề mặt và
bền cơ cao (loại phân tử lượng cao), bền nhiệt, bền vững với sự thay đổi của
thời tiết, bền nước, rượu, xăng, dầu, axit lỏng, kiềm và một loạt các nhân tố
hoạt hóa khác phủ lên tất cả các loại vật liệu.
- Chỉ có điền lớp phủ
mỏng nên styrene bay hơi rất nhanh, mất nhiệt do
phản ứng tạo ra vì vậy cần phải đưa vào một lượng lớn chất để tăng nhanh
quá trình đồng trùng hợp styrene và polyester, và ngăn cản tác động của oxy
trong không khí vào quá trình làm khô.
- Hai yếu tố: bay styrene, mất nhiệt chỉ đóng vai trò thứ yếu, còn các yếu
tố tác dụng của oxy làm cản trở đồng trùng hợp mới là chính, vì vậy lớp phủ
cần bền, dính.
- Cho thêm >0,1% parafin, sáp, sfeanin
để tạo ra lớp bọc ngoài.
- Cho thêm >0,25 – 1% (dầu lanh hay nhựa alkid…) có khả năng liên kết
với oxy làm cho khô nhanh thì lớp phủ sẽ thô. Tăng tuổi thọ của vecni cho
thêm 1% metan hoặc axeton. Lớp phủ sau 24h được mài và đánh bóng tới độ
bóng cần thiết. Làm vật liệu ép
2.2.5- Vật liệu ép nhựa Fenol

Đây là loại vật liệu tổ hợp từ nhựa phenol hoặc nhựa phenol biến tính
cùng các chất độn và các phụ gia khác: chất đóng rắn, chất tạo màu, chất bôi
trơn được gia công bằng phương pháp cơ nhiệt.
Trên cơ sở nhựa phenol ta phân ra: vật liệu ép dạng rezol và dạng
novolac
Trên cơ sở chất độn:

- Dạng bột hữu cơ, bột khoáng (than cốc, grafit, mùn cưa)