tieu luan vat lieu ky thuat (copusite) pdf

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA KỸ THUẬT TÀU THỦY

TIỂU LUẬN MÔN HỌC
VẬT LIỆU KỸ THUẬT
TÊN SẢN PHẨM
THÙNG RÁC CÔNG CỘNG
VẬT LIỆU
COMPOSITE
GVHD: Th.S Lê Văn Bình
SVTH: Phan Minh Thuật
MSSV: 51160684
Lớp: 51CTT

Nha trang, tháng 6 măn 2010
1


TIỂU LUẬN
VẬT LIỆU KỸ THUẬT
Tên sản phẩm: Thùng rác công cộng
Vật Liệu: composite
****
A. LỜI MỞ ĐẦU
Trong cuộc sống hiện nay, vật liệu đóng vai trị hết sức quan trọng phục vụ đời sống
con người. Sự phát triển mạnh mẽ của công nghịêp hiện đại dẫn tới các nhu cầu to lớn về
loại vật liệu đồng thời có nhiều tính chất các vật liệu như kim loại, ceramic, polymer,
composite.… khi đứng riêng rẽ khơng có được những tinh chất như vừa bền lại vừa nhẹ,
rẻ, lại co tính chống ăn mịn cao. Đặc biệt trong công nghệ chế tạo vật liệu, việc nắm bắt
các cơ tính và khả năng làm việc của vật có ý nghĩa hết sức quan trọng trong q trình
xây dựng nên các vật liệu mang tính chất đặc trưng phục vụ cho đời sống.

Đối với vật liệu Composite hiện nay có ứng dụng hết sức rộng rãi trong đời sống và
trong kỹ thuật chế tạo. Vật liệu Composite với nền là các phi kim hay kim loại có ứng
dụng cao trong mọi lĩnh vực. Hiện nay người ta đang tìm cách thay thế các vật liệu khác
bằng các vật liệu Composite nhằm tạo ra những kết cấu có cấu trúc bền và nhẹ vừa đảm
bảo các yêu cầu kỹ thuật, vừa đảm bảo khả năng làm việc của kết cấu với giá thành rẻ,
phù hợp với công nghệ phát triển vật liệu hiện nay. Vật liệu composite với các nền khác
nhau đa dạng và sẽ là vật liệu mới của tương lai. Nó có ứng dụng rất rộng rãi trong tất cả
các lĩnh vực, cả trong dân sự và trong hoạt động quân sự. Trên cơ sở học tập môn học “
Vật Liệu Kỹ Thuật ” và tài liệu tham khảo của các trường như Đại học Nha Trang, các tài
liệu tham khảo trên mạng internet…và các tài liệu khác, cùng với sự hướng dẫn của cac
thầy giáo ‘Lê Văn Bình’. Dưới đây tơi xin trình bày bai tiểu luận về ứng dụng vật liệu
composite về Thùng rác cơng cộng. Trong q trình làm do kiến thức còn chưa được
sâu rộng, rất mong được sự chỉ bảo giúp đỡ của thầy cùng cac giảng viên trong bộ môn,
để bản thân em được hiểu sâu sắc hơn về tổng quan vật liệu composite và ứng dụng của
vật liệu composite trong đời sống rộng rãi hơn.

2


B. KHÁI QUÁT VỀ VẬT LIỆU COMPOSITE
I.Khái niệm vệ composite
1. khái niệm
Vật liệu Composite là loại vật liệu tổ hợp nhiều pha rất khác nhau về tinh chất, khơng hịa
tan hoặc ít hịa tan vào nhau, có phân giới rõ rệt. Vật liệu Composite được chế tạo tổng
hợp từ hai hay nhiều vật liệu khác nhau nhằm mục đích tạo ra một vật liệu mới co tinh
năng ưu việt hơn hẳn vật liệu ban đầu. Vật liệu Composite được cấu tạo từ các thành
phần cốt nhằm đảm bảo cho Composite có được các đặc tính cơ học cần thiết và vật liệu
nền đảm bảo cho các thành phần của Composite liên kết, làm việc hài hịa với nhau.
2. Ưu điểm
Tính ưu việt của vật liệu Composite là khả năng chế tạo từ vật liệu này thành các kết cấu

sản phẩm theo những yêu cầu kỹ thuật khác nhau mà ta mong muốn, các thành phần cốt
của Composite có độ cứng, độ bền cơ học cao, vật liệu nền luôn đảm bảo cho các thành
phần liên kết hài hòa tạo nên các kết cấu có khả năng chịu nhiệt và chịu sự ăn mòn của
vật liệu trong điều kiện khắc nghiệt của mơi trường. Một trong các ứng dụng có hiệu quả
nhất đó la Composite polyme, đây là vật liệu có nhiều tính ưu việt và có khả năng áp
dụng rộng rãi, tính chất nổi bật là nhẹ, độ bền cao, chịu mơi trường, dễ lắp đặt, có độ bền
riêng và các đặc trưng đàn hồi cao, bền vững với môi trường ăn mịn hóa học, độ dẫn
nhiệt, dẫn điện thấp.
II. PHÂN LOẠI COMPOSITE
Vật liệu composite được phân loại theo hình dạng và theo bản chất của vật liệu thành
phần:
1. Phân loại theo hình dạng.
a. Vật liệu composite độn dạng sợi
- Khi vật liệu tăng cường có dạng sợi, ta gọi đó là composite độn dạng sợi, chất độn dạng
sợi gia cường tăng cơ lý tính cho polymer nền.
b. Vật liệu composite độn dạng hạt
- Khi vật liệu tăng cường có dạng hạt, các tiểu phân hạt độn phân tán vào polymer nền.
Hạt khác sợi ở chỗ nó khơng có kích thước ưu tiên.
3


2. Phân loại theo bản chất, thành phần
a. Composite nền hữu cơ ( nhựa, hạt) cùng với vật liệu cốt có dạng: sợi hữu
cơ (polyamide, kevlar…), Sợi khống (thủy tinh, carbon…), sợi kim loại (Bo,nhom...)
b. Composite nền kim loại: nền kim loại ( hợp kim Titan, hợp kim Al,…) cùng với độn
dạng hạt: sợi kim loại (Bo), sợi khoáng ( Si, C)…
c. Composite nền khoáng (gốm) với vật liệu cốt dạng: sợi kim loại (Bo), hạt
kim loại (chất gốm), hạt gốm (cacbua, Nitơ)…
III. CẤU TẠO CỦA VẬT LIỆU COMPOSITE.
1. Thành phần nền

- Vật liệu nền cần có độ cứng cần thiết để đảm bảo cho composite chịu
được tải, và cấu trúc đồng nhất của composite.
- Vật liệu nền giữ vai trị cực kì quan trọng trong việc chế tạo vật liệu
composite.
- Vật liệu nền phải đáp ứng được yêu cầu khai thác và cơng nghệ.
- Là chất kết dính, tạo mơi trường phân tán, đóng vai trị truyền ứng suất sang độn khi có
ngoại lực tác dụng lên vật liệu. Có thể tạo thành từ một chất hoặc hỗn hợp nhiều chất
được trộn lẫn một cách đồng nhất tạo thể liên tục.
2.Một số nền thường gặp trong composite
2.1 Nhựa nhiệt rắn
- Nhựa nhiệt rắn: Trong thực tế, người ta có thể sử dụng nhựa nhiệt rắn hay nhựa nhiệt
dẻo làm polymer nền:
- Nhựa nhiệt dẻo: PE, PS, ABS, PVC…độn được trộn
với nhựa, gia công trên máy ép phun ở trạng thái nóng
chảy.- Nhựa nhiệt rắn: PU, PP, UF, Epoxy, Polyester
khơng no, gia công dưới áp suất và nhiệt độ cao, riêng
với epoxy và polymer khơng no có thể tiến hành ở kiện
thường, gia cơng bằng tay. Nhìn chung, nhựa nhiệt rắn
cho vật liệu cá cơ tính cao hơn nhựa nhiệt dẻo.
- Một số l oại nhựa nhiệt rắn thơng thường:

Hình 1 Cấu trúc composite
4


a. Polyester
Nhựa polyester được sử dụng rộng rãi trong công nghệ composite, Polyester loại này
thường là loại không no, đây là nhựa nhiệt rắn, có khả năng đóng rắn ở dạng lỏng hoặc ở
dạng rắn nếu có điều kiện thích hợp. Thông thường người ta gọi polyester không no là
nhựa polyester hay ngắn gọn hơn là polyester. Polyester có nhiều loại, đi từ các acid,

glycol và monomer khác nhau, mỗi loại có những tính chất khác nhau. Chúng có thể rất
khác nhau trưng các loại nhựa UPE khác nhau, phụ thuộc chủ yếu vào các yếu tố: Thành
phần nguyên liệu (loại và tỷ lệ các chất sử dụng)
+ Phương pháp tổng hợp
+ Trọng lượng phân tử
+ Hệ đóng rắn (monomer, chất xúc tác, chất xúc tiến)
+ Hệ chất độn
Bằng cách thay đổi các yếu tố trên, người ta sẽ tạo ra nhiều loại nhựa UPE có các tính
chất đặc biệt khác nhau tùy thuộc vào yêu cầu sử dụng.
- Có hai loại polyester chính thường sử dụng trong cơng nghệ composite. Nhựa
orthophthalic cho tính kinh tế cao, được sử dụng rộng rãi. Cịn nhựa isophthalic lại có khả
năng kháng nước tuyệt vời nên được xem là vật liệu quan trọng trong công nghiệp, đặc
biệt là hàng hải.
- Đa số nhựa polyester có màu nhạt, thường được pha lỗng trong styrene. Lượng styrene
có thể lên đến 50% để làm giảm độ nhớt của nhựa, dễ dàng cho q trình gia cơng. Ngồi
ra, styrene cịn làm nhiệm vụ đóng rắn tạo liên kết ngang giữa các phân tử mà khơng có
sự tạo thành sản phẩm phụ nào. Polyester cịn có khả năng ép khuôn mà không cần áp
suất.
- Thời gian để polyester tự đóng rắn. Tốc độ trùng hợp quá chậm cho mục đích sử dụng,
vì vậy cần dùng chất xúc tác và chất xúc tiến để đạt độ trùng hợp của nhựa trong một
khoảng thời gian nào đó. Khi đã đóng rắn, polyester rất cứng và có khả năng kháng hóa
chất. Q trình đóng rắn hay tạo kết ngang được gọi là q trình Polymer hóa. Đây là
phản ứng hóa học chỉ có một chiều. Cấu trúc khơng gian này cho phép nhựa chịu tải được
mà khơng bị giịn.
- Este khơng no (UPE), hoặc hỗn hợp chung với nhau hoặc với nhiều phân tử thấp
monomer.
5


b. Nhựa phenolic

- Sản xuất từ q trình polyme hóa phenolic.
- Q trình đóng rắn 120-180oC ở nhiệt độ phịng hoặc dùng axit mạnh.
- ưu điểm : nguyên liệu sẵn có, giá thành rẻ, nhược điểm là làm cho composite giòn, độ
bền thấp và độ rỗng cao.
- Ứng dụng: làm thân và nắp thùng rác.
c. Nhựa Phenol fomandehit
- Tổng hợp bằng cách đa tụ phenol và fomandehit
- Q trình đóng rắn ở 160-200oC, áp suất 30-40Mpa
- Có tính giịn cao
- Chế tạo bán thành phẩm hoặc các chi tiết vỏ dày, như thân thùng rác.
d. Nhựa bitmaleimit
Công thức phân tử H795, chịu nhiệt độ cao, khoảng 180- 200oC. Trên 180% các sản
phẩm, chi tiết composite được khai thác ở nhiệt độ dưới 130oC, vì vậy loại nền hay sử
dụng nhất là các loại nhựa epoxy. Khi đòi hỏi composite polymer làm việc lớn hơn
130oC dùng Bitmaleimit, lớn hơn 180oC là polyimit.
e. Các nhựa cơ silic
Nhận được từ sự đa tụ các sản phẩm của sự thuỷ phân hỗn hợp các mơn, đi, tri, và
tetracloslen; là các chất giịn, cứng.
f. Polyimit
Được trùng hợp từ oligome và hỗn hợp của imit-monme. Thường dùng dung dịch 40%
của chúng trát lên cốt sợi.
g. Vinylester
- Có cấu trúc tương tự như polyester, nhưng điểm khác biệt chủ yếu của nó với polyester
là vị trí phản ứng, thường là ở cuối mạch phân tử do vinyl ester chỉ có kết đơi C=C ở hai
đầu mạch mà thơi. Tồn bộ chiều dài mạch phân tử đều sẵn chịu tải, nghĩa là vinylester
dài và đàn hồi hơn polyester. Vinylester có ít nhóm ester hơn polyester, nhóm ester rất dễ
bị thủy phân, tức là vinylester kháng nước tốt hơn các polyester khác.
- Ứng dụng: làm ống dẫn và bồn chứa hoa chất.

6

h. epoxy
có tính năng cơ lý, kháng mơi trường hơn hẳn các nhựa khác, là loại nhựa được sử dụng
nhiều nhất. Với tính chất kết dính và khả năng kháng nước tuyệt vời của mình, epoxy rất
lý tưởng để sử dụng trong ngành đóng tàu.
- Cả nhựa epoxy lỏng và tác nhân đóng rắn đều có độ nhớt thấp thuận lợi qua
trình gia cơng. Epoxy đóng rắn dễ dàng và nhanh chóng ở nhiệt độ phịng từ
5-150oC, tuỳ cach lựa chọn chất đóng rắn.
- Ưu điểm nổi bật của epoxy cơ tính cao, độ bám dính cao với nhiều loại cốt, có thể
khai thác sử dụng đến 150-200oC. Epoxy là co ngót thấp trong khi đóng rắn. Lực kết
dính, tính chất cơ lý của epoxy được tăng cường bởi tính cách điện và khả năng kháng
hóa chất.
- Ứng dụng keo dán, hỗn hợp xử lý bề mặt, hỗn hợp đổ, sealant, bột tret, sơn.
2.2. Chất nền Polyme dẻo
- Khơng có công đoạn đông rắn, khả năng thi công tạo dáng sản phẩm dễ thực hiện.
- Công nghệ chế tạo: dập, đùn, uốn, hàn..gia thanh thấp.
- Nhược điểm là không chịu được nhiệt độ cao, xử lý độ nhớt của dung dịch khó khăn.
- Vật liệu dẻo: nylon, poly-phenylin, rolivxan, polysonphon và polyester nhiệt dẻo.
2.3. Chất nền Cacbon
- Nền các bon có tính chất cơ lý tương tự như sợi các bon, đảm bảo tính chịu nhiệt độ cao
và khai thác triệt để ưu điểm của cốt sợi cacbon trong vật liệu composite.
- Nền các bon có 3 loại: pirocacbon: thu được do kết lắng từ luồng khí ga, thuỷ tinh
cacbon thu được do xử lý ở nhiệt độ cao các xenlulozo hoặc các polymer nhiệt rắn, nền
cacbon - cốc của pec than đa hoặc dầu mỏ.
2.4.Chất nền kim loại
- Thường là kim loại nhẹ: nhôm, magie, berrili, hoặc các kim loại chịu nhiệt độ cao (titan,
niken, niobi) hoặc là dạng hợp kim.
- Phổ biến hiện nay dùng nền lưới dạng hợp kim nhơm, chúng có khả năng kết hợp hài
hịa với cốt bảo đảm tốt những đòi hỏi cơ lý cũng như công nghệ.

7


3.Thành phần cốt
- Đóng vai trị là chất chịu ứng suất tập trung vì độn thường có tính chất cơ lý cao hơn
nhựa. Đánh giá đặc điểm chất độn
- Tính gia cường cơ học.
- Tính kháng hóa chất, mơi trường, nhiệt độ.
- Phân tán vào nhựa tốt.
- Truyền nhiệt, giải nhiệt tốt.
- Thuận lợi cho q trình gia cơng.
- Giá thành hạ, nhẹ. Phân loại độn
a. Độn dạng sợi
- Sợi có tính năng cơ lý hóa cao hơn độn dạng hạt, tuy nhiên, sợi có giá thành cao hơn,
thường dùng để chế tạo các loại vật liệu cao cấp như: sợi thủy tinh, sợi cacbon, sợi Bo,
sợi cacbua silic, sợi amide…
b. Độn dạng hạt
Thường được sử dụng là : silica, CaCO3, vẩy mica, vẩy kim loại, độn khoáng, cao lanh,
đất sét, hay graphite, cacbon…
- Giảm giá thành
- Tăng thể tích cần thiết đối với độn trơ, tăng độ bền cơ lý, hóa, nhiệt, điện.
- Dễ đúc khn, giảm sự tạo bọt khí trong nhựa có độ nhớt cao.
- Cải thiện tính chất bề mặt vật liệu, chống co rút khi đông rắn, che khuất sợi trong cấu
tạo tăng cường sợi, giảm toả nhiệt khi đông rắn.
- Độ bền cơ học và độ bền hóa học của vật liệu PC như : khả năng chịu được va đập ; độ
gian nở cao ; khả năng cach âm tốt ; tính chịu ma sát- mài mòn ; độ nén, độ uốn dẻo và
độ kéo đứt cao ; khả năng chịu được trong mơi trường ăn mịn như : muối, kiềm, axit...
-Vì những tính năng ưu việt này mà hệ thống vật liệu PC được sử dụng rộng rãi trong sản
xuất cũng như trong đời sống.

- Vật liệu composite có pha nền là nhựa tổng hợp, cốt thường là sợi thuỷ tinh, sợi cacbon,
sợi bor. Các vật liệu composite nền kim loại sử dụng cốt là
sợi thép, vonfram, berili, neobi…

8


3.1. Sợi thủy tinh
a. Cấu tạo
- Sợi thuỷ tinh có 2 dạng: sợi dài (dạng chỉ) và sợi ngắn, có dạng hình trụ trịn, nhiệt độ
làm việc của composite sử dụng sợi thuỷ tinh từ 500 - 700oC
b. Chế tạo
- Được chế tạo từ quá trình nhiệt phân một chất hữư cơ thích hợp để phân hóa thành
Polyme và cacbon, bằng nung nóng rất lâu hàng tuần để pha khí (polyme) khuyếch tán
khỏi vật liệu. Sau khi xử lý như vậy thể tích khối giảm 50% và tinh thể nhỏ mịn, độ bền
cao đạt 70-200 Mpa.
c. Đặc điểm
-Nhẹ, chịu nhiệt khá, ổn định với tác động hóa sinh, có độ bền cơ lý cao và độ dẫn nhiệt
thấp, và giá thành rẻ.
d. Ứng dụng
- Sản xuất composite polymer, chế tạo vỏ tàu thuyền, ôtô, vỏ xe máy, cánh quạt trong tua
bin nước…
3.2. Sợi hữu cơ
a. Cấu tạo
- Gồm 2 loại sợi phổ biến: Sợi hữu cơ aramid và sợi polyetylen, nhiệt độ làm việc của
composite sử dụng sợi hữu cơ thường dưới 200oC.
b. Chế tạo
- Phụ thuộc vào thành phần polymer và phương pháp kéo sợi mà ta thu được sợi hữu cơ
có khối lượng riêng từ 1410-1450 kg/cm3, độ bền kéo 70-150 Pa, nhiệt độ than hóa dưới
180oC.

c. Đặc điểm
Có mođun đàn hồi cao, độ bền cao khi kéo, ổn định cao về nhiệt độ, bền va đập, không
chảy, tính cách điện cao.

9


d. Ứng dụng
-Sử dụng rộng rãi để sản xuất chế tạo thân, vỏ tên lửa, động cơ nhiên liệu rắn, bình, ống
chịu lực, găng tay cách nhiệt, mũ, áo giáp, thiết bị thể thao
- Mac vật liệu: Kevlar-29, Kevlar-129 do Mỹ sản xuất
Armoc, CVM, Terlon do Nga sản xuất
3.3. Sợi cacbon
a. Cấu tạo
- Là loại vật liệu quan trọng nhất, có vai trị ngày càng lớn trong kỹ thuật do khối lượng
riêng nhỏ (khoảng 2g/cm3). Độ bền rất cao 2000-3000 Mpa, nhiệt độ làm việc composite
sử dụng sợi cacbon lên đến 2000oC.
b. Chế tạo
- Sợi cacbon chủ yếu được chế tạo từ 3 nguồn nhiên liệu chính: Polyacrilonitril (pan), thứ
2 từ pec dầu mỏ và than đá, nguồn thứ 3 từ xenlulohidrat.
c. Ưu điểm
- Rất nhẹ, chịu được nhiệt độ cao, hệ số ma sát, giãn nở nhiệt thấp, rất bền vững với khi
hậu, có độ cứng cao. Độ bền từ 2000-4000 Mpa, mođun đàn hồi 200-700 Mpa, composite
polymer sợi cacbon cứng hơn cả sắt.
d. Ứng dụng
-Composite sợi cacbon sản xuất các tấm chịu lực cảu máy bay, thân vỏ ôtô, máy bay, tên
lửa, tàu vũ trụ, thân vỏ các động cơ tên lửa, cánh tua bin, khuôn dập…chi tiết địi hỏi có
độ bền cao và siêu bền khi chịu nhiệt.
- Mac sợi cac bon: BMH-3, Culon, LY (Nga) ; Tornel, Khitecx-46H của Mỹ.
3.4. Sợi bor

a. Cấu tạo
Sợi Bor (B) cho phép tăng độ bền, tăng mođun đàn hồi của vật liệu, nhiệt độ trong
khoảng làm việc nhỏ hơn 500oC.
b. Chế tạo
- Công nghệ sản xuất sợi cacbon trên cơ sở thu được Bor kết tủa từ luồng khi thường sử
dụng H2 và BCl3 (2BCl3 + 3H2 => 2B + 6 HCl). Được sản xuất trong các lò phản ứng.
10


c. Đặc điểm
- Sợi bor dùng sản xuất composite trên nền vật liệu nhôm hoặc polyme, làm giảm độ dẫn
nhiệt, dẫn điện của vật liệu, có độ bền cao hơn hẳn sợi cacbon từ 300-3500 Mpa, nhưng
nhiệt độ làm việc thấp và giá thành rất cao.
d. Ứng dụng
- Composite bor ứng dụng sản xuất các chi tiết cho hàng không, kỹ thuật tên lửa và vũ
trụ, đòi hỏi chỉ tiêu về độ bền và độ cứng cao. Sử dụng để chế tạo các thanh dầm, khung,
tấm, cũng như các chi tiết khác của vật thể bay.
- Mac sợi : Avco(B/W) – Mỹ, SMPE-Pháp.
3.5. Sợi kim loại
- Sợi kim loại dùng làm cốt : Làm việc ở miền nhiệt độ cao dùng vonfram hoặc molipđen,
nhiệt độ thấp, sợi thép hoặc berilic.
- Sử dụng sợi kim loại trong nhiều trường hợp để có hiệu quả và kinh tế hơn.
4.Chất pha lỗng
- Đồng trùng hợp tốt với polyester, không trùng hợp riêng rẽ tạo sản phẩm khơng đồng
nhất, làm ảnh hưởng đến tính chất của sản phẩm, hoặc cịn sót lại monomer làm sản phẩm
mềm dẻo, kém bền.
- Monomer phải tạo hỗn hợp đồng nhất với polyester, tốt nhất là dung môi cho polyester.
Lúc đó nó hịa tan hồn tồn vào giữa các mạch phân tử polyester, tạo thuận lợi cho phản
ứng đông rắn và tạo độ nhớt thuận lợi cho quá trình gia cơng.
- Nhiệt độ sơi cao, khó bay hơi trong q trình gia cơng và bảo quản.

- Nhiệt phản ứng đồng trung hợp thấp, sản phẩm đồng trùng hợp ít co rút.
- Ít độc.
- Để đóng rắn polyester, người ta dùng các monomer : styrene, metyl meta acrylat
(MMA), vinyl, triallil xianuarat,… trong đó styrene được sử dụng nhiều do có những tính
chất ưu việt.
- Có độ nhớt thấp.
- Trùng hợp tốt với polyester, khả năng đồng trùng hợp cao, tự trùng hợp thấp.
- Đông rắn nhựa nhanh.
- Sản phẩm chịu thời tiết tốt, cơ lý tính cao, cách điện tốt.
11


- Khả năng tự bốc cháy thấp.
5. Chất tách khuôn, chất làm kín và các phụ gia khác
a. Chất róc khn: Có tác dụng ngăn cản nhựa bám dính vào bề mặt khuôn. Như wax,
silicon, dầu mỏ, mỡ heo…
b. Chất làm kín: Với khn làm từ các vật liệu xốp như gỗ, thạch cao thì cần phải bơi
chất
làm kín trước khi dùng chất róc khn. Như là Cellulose acetate, wax, silicon, stearic
acid, nhựa furane, véc ni, sơn mài…
c. Chất tẩy bọt khí: Bọt khí làm sản phẩm composite bị giảm độ chịu lực, độ chịu thời tiết
và thẩm mỹ bề mặt. Lượng sử dụng: 0.2-0.5% lượng nhựa.
d. Chất thấm ướt sợi: Có tác dụng tăng khả năng thấm ướt sợi giúp sử dụng độn nhiều
hơn. Lượng dung: 0.5-1.5% so với độn. Cùng với chất tăng độ phân tán và chất thoát hơi
styrene
6. Xúc tác – Xúc tiến
a. Xúc tác: Chỉ được cho vào nhựa trước khi gia cơng. Vai trị của chúng tạo gốc tự do
kích động cho q trình xúc tác phản ứng đồng trùng hợp. Tác nhân kích thích cho sự tạo
thành gốc tự do có thể là chất xúc tiến, bức xạ ánh sáng, tia tử ngoại hay nhiệt độ. Chất
xúc tác gồm các loại: Xúc tác Peroxide, xúc tác azo và diazo.

b. Chất xúc tiến: Là chất đóng vai trị xúc tác cho phản ứng tạo gốc tự do của chất xúc
tác. Dùng chất xúc tiến sẽ giảm được nhiệt độ và thời gian đông rắn một cách đáng kể và
có thể đơng rắn nguội. Gồm cac loại:
- Xúc tiến kim loại: Là muối cuả kim loại chuyển tiếp như: cobalt, chì, mangan, ceri, …
và các acid như: naphthenic, linoleic, octonic,… hòa tan tốt trong polymer.
-Amin bậc ba: Thường được dùng với các chất xúc tác peroxide, thuộc loại này thường
gặp
+ Dimetyl-aniline: C6H5N(CH3)2
+ Dietyl-aniline: C6H5N(C2H5)2
+ Dimetyl-p-toluidin: CH3C6H5N(CH3)2

12


C. VẬT LIỆU COMPOSITE DÙNG LÀM THÙNG RÁC CÔNG CỘNG
I. Giới thiệu và ứng dụng
Trong cuộc sống hiện nay xả rác nơi cơng cộng là một bài tốn khó giải. Để tạo được sự
thuận lợi trong việc bỏ rác dễ dàng nên đã có nhiều loại thùng rác được ra đời. Nhưng
đáng chú ý nhất là thùng rác làm từ vật liệu composite của cơng ty Naaco có thể chịu
được nắng mưa, gió biển, chịu sự va đập tốt được dùng để lắp cố định hay di động tại nơi
công cộng, công viên....Thùng rác composite được sản xuất được chế tạo từ vật liệu nhựa
hỗn hợp sợi thủy tinh nên thừa hưởng các tính chất lý hóa của vật liệu composite nên có
khả năng chống ăn mịn với các hóa chất sinh ra trong mơi trường chứa rác, vì thế sản
phẩm bền hơn so với vật liệu bằng kim loại hay nhựa PVC thông thường khác. Thùng rác
composite dễ lắp đặt và có trọng lượng nhẹ nên dễ dàng vận chuyển và bảo trì.
Thùng rác composite với thể tích từ 90 lít đến 1000 lít hay thùng chứa rác cố định đặt
nơi cơng cộng.
Tiêu chuẩn
- Kích thước theo tiêu chuẩn Châu Âu DIN-EN 840
- Tất cả thông số theo tiêu chuẩn Đức DIN EN 840.

- Sợi thuỷ tinh có mật độ 2400TEX, vải thuỷ tinh có chiều rộng là 20cm, mật độ là
30g/m2 cho lớp bền mặt
- Mac sợi: MAC, ABK, KC của Nga sản xuất
- Mac sợi : Avco(B/W) – Mỹ, SMPE-Pháp.
II.cấu tạo thùng rác công cộng
1. giới thiệu và thông số
- Thùng rác composite của công ty Naaco sản xuất có các thơng số sau:
- Sản phẩm được sản xuất từ nguyên liệu nhựa composite cốt sợi thủy tinh (FRP) nhập
khẩu
- Khả năng chịu nhiệt độ nóng, lạnh cũng như các tác động từ mơi trường bên ngồi
- Khả năng chịu lực tác động cơ học cao mà vẫn duy trì được kích thước, hình dáng ban
đầu
- Màu gelcoat giúp không bay màu dưới ánh nắng mặt trời và thời tiết.
13


- Bề mặt nhẵn dễ dàng vệ sinh làm sạch
- Nắp thùng được lắp với tay cầm INOX tạo thành hệ thống chắc chắn
- Nắp thùng phủ qua vành kín nước, gió, giúp ngăn mùi và đảm bảo vệ sinh
- Khả năng chứa rác phù hợp với nhiều địa điểm phát sinh rác thải
- Bánh xe bằng cao su đặc được lưu hóa chống mài mịn cao, đường kính bánh xe 20 cm
- Bánh xe 04 chiếc chịu tải trọng lớn, quay 360o và có thể khóa cố định theo mọi hướng
- Tay đẩy đúc liền khối với miệng thùng, vị trí tay đẩy được thiết kế nhằm giảm tối đa rác
bẩn bám vào tay.
- Kết cấu miệng thùng vững chắc với gân tăng cứng và lõi thép bên trong
- Nhận diện bằng logo nhà sản xuất (Naaco) dập nổi trên nắp thùng.
- Và có nhiều màu để lựa chọn (xanh, da cam, vàng…)

Kiểu

Mã sản

thùng

phẩm

Thùng
660
Lít

MGB660C

Kích thước tổng thể
(cm)
Rộng, sâu, cao

Dung
tích (L)

130 x 80 x 90

660

Tính năng sản phẩm
- Đặt cố định hoặc di chuyển thùng linh hoạt, có thể đặt trong nhà hoặc ngoài trời
- Lấy rác thải dễ dàng, thuận tiện trong công tác thu gom rác.
- Khả năng chứa rác phù hợp với nhiều địa điểm phát sinh rác thải

14

2. Cấu trúc, tổ chức của vật thùng rác composite
a. Khái niệm sợi thuỷ tinh
có các đặc tính sau, là chất vô cơ dẻo hơn sợi thực
vật hoặc động vật, không thể thắt nút, không đàn
hồi hay dãn rộng ra. Không cháy, không dẫn điện.
Chúng kém mềm dẻo hơn sợi dệt có nguồn gốc
thực vật hoặc động vật (sợi chỉ thuỷ tinh không thể
thắt nút được dễ dàng), chúng không kéo giãn rộng
ra, chúng bền vững (bền vững hơn bất kỳ sợi dệt
nào), chúng khơng cháy, chúng

Hình 3 Cuộn sợi thủy tinh

không mục nát, không thấm nước
và bền với hầu hết các axit, chúng
là một vật dẫn điện kém và trong
một số trường hợp là vật dẫn nhiệt
và âm kém, chúng khơng hút ẩm.

Hình 4 Cấu tạo sợi thủy tinh
b.Phân loại
- Dạng thô, sợi chỉ và sợi bện đã cắt
đoạn
- Dạng tấm mỏng, chiếu, đệm và
các sản phẩm không dệt.
- Loại vải dệt từ các sợi thô.
c.Sản xuất
- Được chế tạo từ quá trình nhiệt phân một chất hữư cơ thích hợp để phân hóa thành
Polyme và cac bon, bằng nung nóng rất lâu hàng tn để pha khí (polyme) khuyếch tán

khỏi vật liệu. Sau khi xử lý như vậy thể tich khối giảm 50% và tinh thể nhỏ mịn, độ bền
cao đạt 70-200 Mpa. Đặc điểm, nhẹ, chịu nhiệt khá, ổn định với tác động hóa sinh, có độ
bền cơ
lý cao và độ dẫn nhiệt thấp, và giá thành rẻ.
+ Sản xuất sợi thủy tinh theo quy trình kéo li tâm:

15


Trong quá trình này thủy tinh được nấu chảy trong một lò nấu và được đổ lên một đĩa sét
chịu lửa quay trịn ở tốc độ cao và có gắn ở đường ngoại vi một lượng lớn các răng. Thủy
tinh được gắn vào đĩa, đĩa được đốt nóng bởi ngọn lửa từ một lị, nhưng đồng thời nó
được kéo thành các loại sợi bởi lực ly tâm. Những sợi này được thổi văng ra lên trên một
bàn tĩnh và được cuộn vào một tang trống làm lạnh. Đây là quá trình sản xuất sợi ngắn
thủy tinh như bơng thủy tinh được sử dụng ở dạng đống mà không cần kéo sợi.
+ Sản xuất theo quy trình chuốt cơ học
Thủy tinh được nấu trong một lò nấu. Thủy tinh được nấu chảy và chảy vào buồng đốt
trước, mặt dưới của nó được gắn với các khuôn kéo sợi thủy tinh (ống lót) được làm từ
kim loại quý (Rudi hoặc Platin) để chịu nhiệt cao. Các khuôn kéo sợi này được khoan các
lỗ nhỏ mà qua đó các sợi thủy tinh nóng chảy chảy qua. Sau một xử lý định cỡ (silicon),
những sợi này được chuyển đến một trục tâm tốc độ cao, truc này kéo chúng ra thành các
sợi nhỏ, thanh mảnh và song song. Như vậy thu được những sợi bện liên tục tương tự với
sợi dệt filament nhân tạo.
Các sợi này có thể thu được theo một q trình hầu như đồng nhất, những sợi này được
quấn ở dạng mạng nhện và được sử dụng trực tiếp theo đúng nghĩa như cách nhiệt hoặc
cách âm.
+ Sản xuất theo quy trình sử dụng dung dịch lỏng
Việc kéo được thực hiện nhờ tia hơi nước có áp suất cao hoặc khơng khí nén được thổi từ
một cạnh vào các sợi thủy tinh nóng chảy từ một lị nấu qua một khn kéo dây. Dưới tác
động của những tia này, các sợi bị đứt thành nhiều đoạn ngắn, những đoạn mà được phủ

chất bơi trơn trong tiến trình sản xuất. Các sợi thu được này được cuộn và một tang trống
hoặc là các tấm được sử dụng theo đúng nghĩa (các lớp phủ cách điện), hoặc các mảnh
liên tục hoặc các sợi thơ từ những sợi mà có thể kéo tiếp tục thành sợi chỉ.
d.Cấu tạo
- Sợi thuỷ tinh có 2 dạng: sợi dài (dạng chỉ) và sợi ngắn, có dạng hình trụ tròn, nhiệt độ
làm việc của composite sử dụng sợi thuỷ tinh từ 500 - 700oC.
- Mac sợi: MAC, ABK, KC của Nga sản xuất
g. Thay thế vật liệu
Có thể thay thế mọt số vật liệu kim loại( sắc, nhôm, tôn…). Nhựa PVC, PE, PP, PC, PET.

16


Đăc tính một số loai nhựa
- Trong suốt, hơi có ánh mờ, có bề mặt bóng láng, mềm dẻo.
- Chóng thắm hước và hơi nước tốt.
- Chống thấm khí O2, CO2, N2 và dầu mỡ đều kém.
- Chịu được nhiệt độ cao (dưới 230o C) trong thời gian ngắn.
- Bị căng phồng và hư hỏng khi tiếp xúc với tinh dầu thơm hoặc các chất tẩy như Alcool,
Acêton, H2O2…
- Có thể cho khí, hương thẩm thấu xun qua, do đó PE cũng có thể hấp thu giữ mùi
trong bản thân bao bì, và cũng chính mùi này có thể đưộc hấp thu bởi thực phẩm được
chứa đựng, gây mất giá trị cảm quan của sản phẩm.
- Sản phẩm PVC trước đây (1920 trở đi) được sử dụng với số lượng rất lớn, nhưng ngày
nay đả bị PE vượt qua. Hiện nay, PVC phần lớn dùng bao bọc dây cáp điện, làm ống
thoát nước, áo mưa, màng nhựa gia dụng…
- Trong PVC có chất vinylchoride, thường được gọi là VCM có khả năng gây ung thư
(phát hiện 1970)
- Tính chống thấm khí, hơi cao hon các loại PE, PVC nhưng thấp hơn PP, PET.
- Trong suốt, tính bền cơ và độ cứng vững rất cao, khả năng chống mài mòn và không bị

tác động bởi các thành phần của thực phẩm.
- Chịu nhiệt cao (trên 100oC ).
3.Các phương pháp kiểm tra đánh giá sản phẩm
a. Kiểm tra chất lượng : chất lượng thùng rác composite 660 lit đều được chứng minh
sau khi trải qua các quá trình kiểm tra. Đầu tiên là kiểm tra quá trình sản xuất như kiểm
tra sợi thủy tinh, hạt nhựa sống, kiểm tra sự nóng chảy của nhựa…..
b.Kiểm tra trong môi trường ẩm: Đảm bảo rằng không bị rạng nức, biến dạng hay thâm
nhập sau 48 giờ kiểm tra trong phòng hơi nước tại nhiệt độ 53 độ C
c. Kiểm tra độ co giãn: Kiểm tra sự va chạm của các phân tử vật liệu tại phịng có nhiệt
độ cao và nhiệt độ thấp 56 độ C.
d. Kiểm tra rơi tự do: Phải đảm bảo chất lượng khi chứa 50kg rơi thẳng đứng từ độ cao
4m.

17


4. Chống ăn mòn và bảo vệ vật liệu, bảo hành sản phẩm
a. chống ăn mòn và bảo vệ vật liệu
- Thùng rác composite được sản xuất được chế tạo từ vật liệu nhựa hỗn hợp sợi thủy tinh
nên thừa hưởng các tính chất lý hóa của vật liệu composite nên có khả năng chống ăn
mịn với các hóa chất sinh ra trong mơi trường chứa rác, vì thế sản phẩm bền hơn so với
vật liệu bằng kim loại hay nhựa PVC thông thường khác.
b. bảo hành sản phẩm
sản phẩm, thùng rác composite 660 lít dươc bảo hành 2 năm.
5.Sử lý rác thải
Thơng thường thì composite sau khi tải ra ngồi để lâu rất khó phân hủy, Hiện nay cơng
nghệ tái chế hữu hiệu là nghiền các sản phẩm composite hư thành dạng bột sau đó đưa
vào trong cơng nghệ SMC để tái chế các sản phẩm khác ….
6 kêt luận
Thùng rác composite của công ty Naaco dược làm bằng 100% sợi thủy tinh và nhựa

polymer, sử dụng công nghệ phun tiên tiến nhất công nghệ này giúp cho các thùng rác
luôn đảm bảo độ cứng trong nhiều năm ngay cả khi chịu nhiệt độ nhưng ấn tượng sau đó
là khả năng làm việc của thùng rác composite đã được sử dụng trên 20 năm vẫn còn dùng
tốt. Chỉ duy nhất cách thiết kế của công ty Naaco đảm bảo triệt tiêu các ứng suất như
thanh nâng, móc chốt, đai ốc không rỉ các bánh xe được đúc bàng cao su được đặt lên
trục thép. Thùng rác composite là kết quả của nhiều năm kinh nghiệm trong việc thiết kế
và dụng cụ thu chứa rác và các hệ hống sử lý rác. Các loại thùng rác công cộng
composite của công ty Naaco có sức chứa từ 90 lít đến 1000 lít.
Trong đó ( 90 lít,120 lít, 240 lít, 360 lít, 450 lít, 660 lít, 810 lít, 1000 lít.)
-Đề xuất
- Thùng rác composite làm bằng vật liệu composite đã phù hợp với điều kiện sử dụng và
khí hậu ở nước ta vì nước ta có khí hậu nhiệt đới ẩm gió mùa. Khi làm việc trong môi
trường khắc nhiệt của nước ta và trong điều kiện nhiệt độ cao, gió mưa liên tục dẫn đến
18


sự ăn mịn vật liệu như kim loại, thì với nhưng đặc điểm ưu việt chống ăn mòn cao của
vật liệu composite, chịu bền,và chống khả năng xâm nhập từ môi trường tốt và khả năng
làm việc trong môi trường tạp chất bẩn, mùi hơi,… bên cạnh đó nó cịn tạo ra vẻ đẹp của
công viên hoặc nơi công cộng. Qua đó nó đã thể hiện được khả năng thích nghi của vật
liệu cũng như của sản phẩm về thùng rác composite đã được sử dụng rộng rãi trên thị
trường.
- Phù hợp với công nghệ sản xuất ra vật liệu và sản phẩm: Với một thung rác công cộng
làm bằng composite giá thành rẻ và rất bền nên được sử dụng nhiều ở hầu hết các công
viên, hoặc nơi công cộng. Thời gian sử dụng( tuổi thọ) lâu dài, do có những đặc tính lí,
hóa tốt, bền và có nhiều mẫu mã đẹp.
- phù hợp với năng lực thuyết trình về sự lưa chọn: Trong cuôc sống hiện nay rác thải là
một bài tốn khó giải của tồn xã hội về ý thức của người dân vức rác bừa bãi vì thế cần
phải có thùng rác vì nó là vật dụng không thể thiếu ở công viên hoặc nơi công cộng bằng
vật liệu composite. Vật liêu này rất phổ biến trong cuộc sống. Nước ta là nước đang phát

triển thì ý thức của người dân về trình độ dân trí cũng chưa đươc phát triển lắm.
Những thông tin vô tận của con người trên mang internet và sách vật liệu kỹ thuật của
trong sách vật liệu kỹ thuật của th.s Lê Văn Bình đã cung cấp cho em rất nhiều thông tin
vế vật liệu cũng như sản phẩm này. Điều đó đã giúp em nhiều trong bài tiểu luận này.
Bên cạnh đó có những phần mà em khơng biết, em chưa tìm hiểu kỹ đã gây cho em mơt
số khó khăn trong bài tiểu luận này.
- Cảm nhận
Qua bài tiểu luận này em cảm thấy bài tiểu luận này đã giúp em hiểu thêm rất nhiều về
sản phẩm cũng như vật liệu mà mình đã chọn. Tích lũy cho bản thân nhiều kiến thức,
giúp em cách làm việc trên máy tính, cách cập nhật thơng tin trên mạng internet và tìm tài
liệu rất nhiều kiến thức khác để giúp em trong việc học tập. Bài tiểu luận của em còn
nhiều thiếu xót mong thầy giup đỡ em. Qua đây em xin cảm ơn thầy Lê Văn Bình và các
bạn trong tập thể lớp 51CT đã giúp đỡ em rất nhiều trong bài tiểu luận này.

19


Một số hình ảnh về thuàng rác composite
20


Tài liệu tham khảo
/> /> /> />
21


2
3

MỤC LỤC

ang
A. LỜI MỞ ĐẦU
B. KHÁI QUÁT VỀ VẬT LIỆU COMPOSITE
I.Khái niệm vệ composite
1. khái niệm
2. Ưu điểm

4

II. PHÂN LOẠI COMPOSITE
1. Phân loại theo hình dạng
2. Phân loại theo bản chất, thành phần
III. CẤU TẠO CỦA VẬT LIỆU COMPOSITE

7

1. Thành phần nền
2.Một số nền thường gặp trong composite
2.1 Nhựa nhiệt rắn
2.2. Chất nền Polyme dẻo
2.3. Chất nền Cacbon

8
9
10

2.4.Chất nền kim loại
3.Thành phần cốt
3.1. Sợi thủy tinh

11

3.2. Sợi hữu cơ
3.3. Sợi cacbon

12

3.4. Sợi bor
3.5. Sợi kim loại

13

4.Chất pha loãng
5. Chất tách khn, chất làm kín và các phụ gia khác
6. Xúc tác – Xúc tiến
C. VẬT LIỆU COMPOSITE DÙNG LÀM THÙNG RÁC CÔNG CỘNG.
I. Giới thiệu và ứng dụng
Tiêu chuẩn
II.cấu tạo thùng rác công cộng
1. giới thiệu và thông số
22


2. Cấu trúc, tổ chức của vật thùng rác composite

14

a. Khái niệm sợi thuỷ tinh
b.Phân loại

c. kiểm tra sự co dãn
d.Cấu tạo
g. Thay thế vật liệu
3.Các phương pháp kiểm tra đánh giá sản phẩm
4. Chống ăn mòn và bảo vệ vật liệu, bảo hành sản phẩm

16
17
18

a. chống ăn mòn và bảo vệ vật liệu
b. bảo hành sản phẩm
5.Sử lý rác thải
6 kêt luận
- Đề xuất

19

- Cảm nhận
- một số tài liệu tham khảo

21

Ge thể thao. Loại ống xả này có đặc điểm là tối ưu hóa cân bằng trọng lượng của –-

23