GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU NHỰA pptx

4/20/2011
13
4/20/2011
14
4/20/2011
15
4/20/2011
16
4/20/2011
17
2. Chất đàn hồi
 Định nghĩa:Chất đàn hồi là loại vật liệu có thể giãn ra xấp
xỉ hai lần so với chiều dài gốc dưới tác dụng một ứng suất
thấp ở nhiệt độ phòng và nó quay trở về kích thước và hình
dáng ban đầu khi lực dãn dài được giải phóng.
Thí dụ
- Butadiene Rubber CH
2
= CH-CH=CH
2
- Isoprene Rubber CH
2
= CCH
3
-CH=CH
2
- Chloroprene (Trade Name) CH
2
= CCl-CH=CH
2
- Silicone rubber

- PU rubber
- Fluorocarbon rubber
- Thermoplastic rubber
- Ethylene Propylene Diene Terpolymer (EPDM)
NhữngNhững đặcđặc trưngtrưng củacủa chấtchất đànđàn hồihồi
Cao su
Trạng thái đàn hồi
Khi lưu hoá cao su (Tạo liên kết ngang)
 Cao su có thể gia công như vật liệu nhựa nhiệt dẻo.
 Sau khi lưu hoá chất đàn hồi không thể gia công
nóng, nó chỉ có trạng thái vật liệu vô định hình.
4/20/2011
18
Đặc trưng của chất đàn hồiĐặc trưng của chất đàn hồi
 Polymer có mạng không gian (Liên kết ngang yếu)
 Chất tạo liên kết ngang thường dùng: lưu huỳnh (chất lưu hoá)
or peroxide
 Vùng Vô định hình (Tg) và một phần nhỏ vùng kết tinh (Tm)
 Không thể chảy, đúc khuôn và hoà tan
 Đúc khuôn được định hình trước khi lưu hoá
 Sự biến dạng rõ ràng có thể xảy ra, hình dạng ban đầu có thể
thu lại hoàn toàn sau khi ứng suất thôi tác dụng.
 Một số chất đàn hồi quan trọng: chloroprene-, isoprene-, styrene-
butadiene- (SBR), ethylene-propylene- (EPDM), acronitrile-
butadiene (FPM)
Những sản phẩm chính của chất đàn hồiNhững sản phẩm chính của chất đàn hồi
Đồ trang sứcĐồ trang sức
Dây curoaDây curoa
Ống Ống
Khung, van, và màngKhung, van, và màng

Bọc cáp điệnBọc cáp điện
etc.etc.
4/20/2011
19
3. Nhựa nhiệt rắn3. Nhựa nhiệt rắn
 Là lại vật liệu sẽ trải qua hoặc có phản ứng hoá học xảy ra
do các tác nhân như: nhiệt độ. Phụ gia, ánh sáng tử ngoại,
…, Ảnh hưởng liên quan đến trạng thái không nóng chảy.
Thí dụ
- Aminos (melamine and
urea: MF and UF)
- Alkyd resin
- Epoxy resin
- Phenolic resin (PF)
- Unsaturated Polyester
(UPE)
 Những Polymer có mạng không gian 3 chiều, liên kết ngang
giữa các mạch phân tử lớn bởi liên kết công hoá trị
 Vô định hình (Tg)
 Vật liệu ban đầu ở trạng thái lỏng và đóng rắn khi gia công
đúc sản phẩm nhựa nhiệt rắn.
 Quá trình đóng rắn bao gồm các tác nhân như: nhiệt độ, hỗn
hợp phản ứng và sự chiếu xạ.
 Tách khuôn ở trạng thái nóng chảy hoặc hoà tan trong dung
môi sau khi liên kết ngang không hình thành.
 Một số loại nhựa quan trọng: phenolics, ureas, melamines,
epoxy systems, polyesters,silicones and polyurethanes
4/20/2011
20
Phản ứng đóng rắnPhản ứng đóng rắn

Hệ ban đầu
Nhựa nhiệt rắn
 Phản ứng đóng rắn có thể thực hiện bởi các tác nhân: hoá học, nhiệt và
UV
 Phản ứng đóng rắn xảy ra trong khi đổ khuôn, thường đóng rắn sau khi
gia nhiệt. Về sau, không thể tái tạo hình dạng ban đầu.
 Là phản ứng toả nhiệt và đi kèm là giảm thể tích (Hiện tượng co rút)
Tính chất của mạng liên kết được xác định bởi lượng liên kết ngang phụ
thuộc vào mức độ chuyển hoá.
III. ĐƯỜNG CONG CƠ NHIỆT
4/20/2011
21
 Đoạn 1: trên đường cong cơ nhiệt ứng với trạng thái thuỷ
tinh, đặc trưng của đoạn này là độ biến dạng bé khi ứng
suất không lớn.
 Đoạn 2: đây là trạng thái mềm cao, đặc trưng của đoạn này
là biến dạng thuận nghịch lớn. Trên độ biến dạng này có
biến dạng chảy, độ biến dạng chảy tăng khi nhiệt độ tăng.
Khi nhiệt độ cao, sự chuyển dịch tương đối của mạch sẽ
dễ dàng nên khi đó gọi là sự chảy của polyme.
 Đoạn 3: trạng thái chảy nhớt, đặc trưng của đoạn này là
đại lượng biến dạng tăng lên rất mạnh.
 Nhiệt độ chuyển từ trạng thái mềm cao sang trạng thái
chảy nhớt không phải là một điểm xác định. Nhiệt độ trung
bình của một khoảng nhiệt độ xảy ra quá trình chảy thực
của polyme được gọi là nhiệt độ chảy.
 Nhiệt độ chảy cũng như nhiệt độ hoá thuỷ tinh của
polyme đều phụ thuộc vào chế độ biến dạng. Bởi vậy chỉ
có thể so sánh nhiệt độ chảy của các polyme có cấu tạo
khác nhau trong trường hợp nếu chúng có cùng điều kiện

như nhau.
4/20/2011
22
Các giá trị nhiệt độ đặc trưng
 Tg: nhiệt độ chuyển thủy tinh là nhiệt độ chuyển
Polymer từ trạng thái thủy tinh sang trạng thái mềm
cao, nhiệt độ tại đó các đoạn mạch polymer bắt
đầu dao động.
 Tf: nhiệt độ chảy nhớt là nhiệt độ tại đó mọi mạch
phân tử dao động.
 Td: nhiệt độ phân hủy là nhiệt độ tại đó mạch
polymer phân hủy tạo các tieåu phân nhỏ hơn.
Sự chuyển hoá thuỷ tinhSự chuyển hoá thuỷ tinh
Trạng thái thuỷ tinh Trạng thái cao su
T < TgT < Tg T > Tg
Vô định hình, cứng, Giòn Vô định hình, mền (như cao su)
Những phân tử bị đóng
cứng trên một vùng
Các mạch phân tử dao động
xung quanh sự di chuyển của
khối
Sự thay đổi từng bước trong khoảng chuyển hoá thuỷ tinh:
 Hệ số giản nở nhiệt (CTE)
 Modul đàn hồi
 Nhiệt dung riêng
 Ứng xử hồi phục
4/20/2011
23
Sự chuyển hoá thuỷ tinhSự chuyển hoá thuỷ tinh
 Là khoảng nhiệt độ mà tại đó Polymer vô định hình chuyển từ

trạng thái rắn thuỷ tinh sang trạng thái cao su mà không thay đổi
cấu trúc.
 Một số vật liệu vô định hình: PS, PMMA, cao su; thuỷ tinh hữu
cơ, quenched materials (e.g. PET) …
 Sự chuyển hoá thuỷ tinh là hiện tượng thuộc động học. Việc đo
nhiệt độ Tg phụ tuộc vào tốc độ gia nhiệt và lịch sử cơ nhiệt của
mẫu và phương pháp đánh giá.
 Đỉnh năng lượng Enthalpy hồi phục được quan sát. Năng lượng
Enthalpy phụ thuộc vào lịch sử của mẫu. Sự lão hoá vật lý lâu hơn
dưới nhiệt độ Tg kéo dài năng lượng hồi phục enthalpy rõ ràng hơn.
 Nếu nhiệt độ hoá thuỷ tinh được thuật lại, nó sẽ luôn phụ thuộc
điều kiện đo.
Nóng chảy và Sự kết tinhNóng chảy và Sự kết tinh
 Là khoảng nhiệt độ mà polymer kết tinh chuyển từ trạng thái
rắn (kết tinh) sang trạng thái lỏng với sự thay đổi cấu trúc.
4/20/2011
24
Polymer trộn hợpPolymer trộn hợp
 Mục đích: - Tăng: khả năng kháng va đập, ổn định kích
thước dưới tác dụng nhiệt …
- Giảm: sự hình thành vết nứt, khả năng cháy…
 Trộn lẫn đồng nhất (Trộn ở mức phân tử)
 Trộn lẫn đồng nhất (Trộn ở mức hình thái học)
 Cải thiện sự kết dính và tính trộn lẫn
 Khả năng tương hợp
Polymer biến tính