Đồ án tốt nghiệp: Tổng quan về công nghệ và gia công chất dẻo, ứng dụng phần mềm CAD, CAM trong việc thiết kế và chế tạo khuôn phun ép gia công sản phẩm cốc

ỏn tt nghip
Bộ giáo dục và đào tạo Cộng hoà xã hội chủ nghĩa
Trờng đhbk hà nội Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

Nhiệm vụ
thiết kế đồ án tốt nghiệp 2014
H : Ti chc
Ngnh hc : Cụng ngh ch to mỏy
Họ và tên :
:
Lớp : .
I.Đ ti thit k:
Tng quan v cụng ngh v gia cụng cht do, ng dng phn mm CAD, CAM
trong vic thit k v ch to khuụn phun ộp gia cụng sn phm cc
II.Cỏc s liu ban u:
Mẫu sản phẩm
Vật liệu : Nhựa GPPS
Dạnh sản xuất : loạt , khối
III.Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:
Tỡm hiu cụng ngh gia cụng cht do, phng phỏp thit k khuụn phun ộp
Tớnh toỏn thit kờ khuụn phun ộp cho sn phm cc ru
Thit k quy trỡnh cụng ngh ch to chy ci
IV.Các bản vẽ Ao
4.1 Bn v sn phm
4.2 Bn v kt cu lp khuụn
4.3 Bn v chi tit chy khuụn
4.4 Bn v chi tit ci khuụn
4.5 Bn v nguyờn cụng chy khuụn
4.6 Bn v nguyờn cụng ci khuụn
Giỏo viờn hng dn
TS Phan Vn

Nhn xột ca giỏo viờn hng dn
SVTH: Lp
1
Đồ án tốt nghiệp
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
…………………………….
Nhận xét của giáo viên duyệt đồ án
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………
LêI NãI §ÇU
SVTH: …………………… Lớp ……
2
ỏn tt nghip
Trớc đây, các sản phẩm đợc sản xuất nhờ công nghệ đúc áp lực, ép phun, ép đùn, đột
dập. nói chung và các sản phẩm nhựa nói riêng ít phát triển. Do kiểu dáng mẫu mã đơn
điệu, ít xuất hiện trên thị trờng. Bởi vì lúc đó lĩnh vực gia công chế tạo khuôn cha có
điều kiện phát triển do gặp phải khó khăn về trình độ khoa học công nghệ của đội ngũ
kỹ thuật.
Ngày nay, con ngời không ngừng nghiên cứu khoa học nên đạt đợc các thành tự nhất
định trong các lĩnh vực: Vật liệu, điều khiển điện tử, cơ khí tự động hoá. Cho nên đã
chế tạo thành công đợc nhiều loại vật liệu mới có khả năng tạo hình nhanh nhờ phơng
pháp định hình) mang các u điểm vợt trội về mặt vật lý,hoá học và kinh tế nên đợc sử
dụng rất nhiều để phục vụ nhu cầu sinh hoạt của con ngời. Đồng thời nền cơ khí đã chế
tạo thành công đợc nhiều chủng loại máy khả năng gia công chế tạo linh hoạt hơn nh:
Máy phay CNC, máy tiện CNC, máy gia công tia lửa điện EDM. Các loại máy này có
các u điểm nổi trội hơn hẳn so với các loại máy gia công truyền thống nh: Phay, tiện,
bào, ở các điểm sau:
- Chuyện động tạo hình của dụng cụ cắt phong phú hơn.
- Độ chính xác gia công và định vị của dụng cụ tốt hơn.
- Độ cứng của vật liệu cần gia công chế tạo luụn ỏp ng c yờu cu
- Việc thiết lâp chơng trình để máy gia công đợc các bề mặt định hình một cách tự
động diễn ra nhanh tróng và thuận lợi hơn nhờ sự hỗ trợ của máy tính điện tử.
Cho nên, lĩnh vực khuôn mẫu đã có điều kiện phát triển nhanh và mạnh, để đáp
ứng kịp thời nhu cầu sử dụng của con ngời trên thị trờng. Đứng trớc tình hình đó các
đơn vị sản xuất kinh doanh muốn sản phẩm cạnh tranh tốt trên trên thị trờng thì ngoài
việc nâng cao chất lợng và giảm giá thành cho sản phẩm thì việc tạo mẫu hay thay đổi
mẫu mã cũng là công việc rất cần thiết.
Hơn nữa đây là công việc sáng tạo không lặp lại, đòi hỏi ngời thiết kế phải có kiến

thức cơ bản và chắc chắn về công nghệ chế tạo gia công ra sản phẩm cơ khí. Vậy vấn
đề thiết kế và chế tạo khuôn mẫu là một đề tài rất phù hợp với nội dung đồ án tốt
nghiệp cho một sinh viên năm cuối chuyên ngành công nghệ chế tạo máy .
Sau một thời gian tìm hiểu và với sự chỉ bảo, giúp đỡ rất nhiệt tình của Thầy giáo:
TS. Phan vn cùng các thầy cô giáo trong bộ môn máy,ma sát của trờng đại học Bách
Khoa Hà Nội , đến nay em đã hoàn thành xong toàn bộ nội dung của đồ án tốt
nghiệp đã đợc giao.
Tuy nhiên trong quá trình tính toán và thiết kế vẫn có những sai sót nhất định. Em
rất mong đợc sự chỉ bảo của các thầy cô giáo trong bộ môn
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Tin Anh
H Vn Bng
SVTH: Lp
3
Đồ án tốt nghiệp
Môc lôc
Lời nói đầu
Chương I: Tổng quan về vật liệu Polyme 8
Khái niệm và sự hình thành
1.1. Khái niệm 9
1.2. Sự hình thành 10
1.3. Phân loại 11
1.4. Các tính chất của polymer 12
1.5. Một số loại polyme thường gặp 14
A. Nhựa nhiệt dẻo 14
B. Nhựa nhiệt rắn 23
1.6. Các phương pháp gia công vật liệu polymer 27
Chương 2: Thiết kế khuôn để gia công vật liệu polyme bằng phương pháp
phun ép 37
2.1. Cấu tạo chung 37

2.2. Các hệ thống cơ bản của khuôn 41
2.3. Quy trình thiết kế khuôn phun ép 76
Chương 3: Thiết kế khuôn phun ép cho sản phẩm cốc rượu 77
3.1. Giới thiệu chung 78
3.2. Xác định thông số kỹ thuật 79
3.3. Xác định kiểu khuôn 79
3.4. Chọn mặt phân khuôn 80
3.5. Kết cấu khuôn 81
3.6. Hệ thống dẫn nhựa 84
3.7. Hệ thống dẫn hướng 85
3.8. Hệ thống đẩy 86
3.9. Tấm kê và chống khuôn 88
3.10. Tấm kẹp cầu 89
3.11. Hệ thống làm mát 90
3.12. Vòng định vị 92
1.13. Lắp giáp các chi tiết vào khuôn 93
SVTH: …………………… Lớp ……
4
Đồ án tốt nghiệp
1.14. Nguyên lý hoạt động của khuôn 94
Chương 4: Thiết kế qui trình công nghệ gia công chày khuôn 96
4.1. Phương pháp tính toán 96
4.2. Qui trình công nghệ gia công chày khuôn 98
Chương 5:Thiết kế qui trình công nghệ gia công chi tiết cối khuôn 135
5.1. Phương pháp tính toán 135
5.2. Qui trình công nghệ gia công cối khuôn 135
Tài liệu tham khảo 162
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU POLYME
SVTH: …………………… Lớp ……
5

Đồ án tốt nghiệp
Khái niệm và sự hình thành:
1.1. Khái niệm
Khái niệm về vật liệu polyme:
Polyme là những hợp chất cao phân tử được hình thành do sự lặp lại nhiều lần
một hay nhiều loại nguyên tử hay một nhóm phân tử (monome là đơn vị cấu tạo của
polyme) liên kế với nhau với số lượng khá lớn để tạo nên một số loại tính chất mà
chúng không thay đổi đáng kể khi lấy đi hoặc them vào vài đơn vị cấu tạo .
1.2. Sự hình thành :
 Phản ứng trùng hợp gốc:
1.2.1 Trùng hợp gốc
Trùng hợp gốc nói chung là phản ứng tạo polyme từ monome chứa các liên
kết etylen.
Trong trùng hợp chuỗi thì việc hình thành và độ bền của các gốc tự do là rất quan
trọng nó phụ thuộc vào các nhóm chức lân cận.
Gốc tự do hình thành từ sự kết hợp của monome với gốc tự do ban đầu càng bền,
do hiệu ứng cộng hưởng thì monome này càng dễ kết hợp với các gốc tự do:
–C6H5 > –CH=CH2–CON > –R > –CO–OH.
Thứ tự trên phụ thuộc vào sự gia tăng độ bền do cộng hưởng của gốc tự do hình
thành từ monome.
Hợp chất không no cho gốc tự do bền do điện tử linh động tạo nên sự cộng
hưởng che phủ bền:
–CH2–CH=CH–CH2 –CH2–CH–CH=CH2
Nhóm thế như halogen, ete,… ít hoạt động hơn vì e- tự do của halogen hay
oxygen chỉ tác dụng đối với gốc tự do.
1.2.2 Đồng trùng hợp
Đồng trùng hợp là quá trình trùng hợp đồng thời hai hay nhiều monome với nhau.
Sản phẩm của phản ứng đồng trùng hợp là polyme đồng trùng hợp (copolyme) có
chứa trong mạch phân tử từ hai hay nhiều mắc xích cơ sở khác nhau.
Có hai loại phản ứng tổng hợp copolyme là: phản ứng đồng trùng hợp và phản

ứng đồng trùng ngưng:
SVTH: …………………… Lớp ……
6
Đồ án tốt nghiệp
Đồng trùng hợp (đồng trùng ngưng) được ứng dụng nhiều trong thực tế vì làm
thay đổi, cải thiện tính chất của cao phân tử theo mục đích sử dụng.
Các polyme thiên nhiên thông thường là các homopolyme, tuy nhiên protein và
nucleit axit là copolyme. Tương tự đa số polyme tổng hợp là homopolyme, tuy nhiên
ta cũng có các copolyme như SBR (tổng hợp từ Styren và Butadien), ABS
(Acrylonnitrile Butadien Styren).
Ví dụ: PS chịu được nhiệt độ, giá thành rẻ, tuy nhiên có nhược điểm là giòn và
khó nhuộm màu. Để cải thiện tính chất của PS ta tiến hành như sau:
Giảm tính giòn, đồng trùng hợp PS với cao su butadien ta có được cao su SBR:
nCH2=CH–CH=CH2 + mCH2=CH–C6H6 –(CH2–CH=CH–CH2–CH2–CH–
C6H6)z –
Tăng khả năng nhuộm màu, đồng trùng hợp PS với vinyl pridil.
Phản ứng đồng trùng hợp được sử dụng nhiều trong cao su tổng hợp.
Cao su butadien-nitryl (NBR) có khả năng chịu được dung môi không phân cực
như xăng dầu:
–(CH2–CH=CH–CH2–CH2–CH–CN)z–
Cao su butyl được trùng hợp từ isobutylen và một lượng nhỏ isopren có khả năng
chống thấm khí cao.
Copolyme có thể là đều đặn phân bố (M1M2M1M2…), có thể là thống kê
(M1M1M2M1M1M2M2…), có thể là copolyme khối (M1nM2n…) hoặc là
copolyme ghép nhánh…
1.2.3 Trùng ngưng
Chưa có những định nghĩa thống nhất.
Trong hóa học hữu cơ, phản ứng trùng ngưng theo cơ chế cộng và có phân tử nhỏ.
Tuy nhiên trong phản ứng trùng ngưng cao phân tử đôi khi không loại phân tử nhỏ.
Phản ứng trùng ngưng là phản ứng tổng hợp các cao phân tử mà cơ sở phát triển

mạch là các phản ứng hóa học cổ điển giữa những nhóm chức hóa học mang ở hai
đầu mạch.
Hoạt độ của những phân tử trung gian (oligimer) giống như hoạt độ của các
monome khởi đầu. Giá trị phân tử mạch polyme sẽ gia tăng tuần tự và từ từ.
SVTH: …………………… Lớp ……
7
Đồ án tốt nghiệp
Cơ chế tổng hợp:
· Mi + Mj Mi + j
· Mi + M Mi + 1
· Mi, Mj – polyme đang phát triển; M – monome.
1.3. Phân loại
Polyme rất đa dạng và phong phú. Tùy theo từng tính chất và khả năng ứng dụng ta
có thể chia ra như sau:
1.3.1 Phân loại dựa vào thành phần hóa học mạch chính
Polyme mạch cacbon (Polyme đồng mạch) la các Polyme trong mạch chính chỉ có
các nguyên tử cacbon như PE, PS, PP.
Polyme dị mạch là các Polyme mà trong mạch chính có chứa các nguyên tử khác
khác cacbon như N, O…, polyester, polyamit…
1.3.2 Phân loại dựa vào cấu trúc
Polyme mạch thẳng: mạch phân tử dài, tính bất đẳng hướng rất cao.
Polyme mạch nhánh: có các mạch chính dài và có những mạch nhánh ở 2 bên mạch
chính.
Polyme mạch không gian (Polyme mạng lưới): cấu tạo từ các mạch đại phân tử kết
hỗp với nhau bằng liên kết hóa học ngang: nhựa rezolic, nhựa reformandehit…
Ba nhóm Polyme trên khác nhau về tính chất vật lý.
1.3.3 Phân loại dựa vào thành phần của monome (mắt xích cơ bản)
Polyme đồng đẳng: khi mạch phân tử chỉ chứa một mắt xích cơ sở:
…-A-A-A-A-A-…
Polyme đồng trùng hợp: trong thành phần mạch phân tử chứa trên hai loại mắt xích

cơ sở:
…-A-A-B-A-B-A-B-B-B-A-…
1.3.4 Phân loại dựa vào cách sắp xếp các nhóm chức không gian
Polyme điều hòa lập thể: các nhóm thế chỉ ở 1 phía so với mạch chính (Isotactic), các
nhóm thế lần lượt ở 2 bên so với mạch chính (Syndiotactic).
Polyme không điều hòa: các nhóm thế phân bố một cách ngẫu nhiên trên mạch chính
(atactic).
SVTH: …………………… Lớp ……
8
Đồ án tốt nghiệp
1.3.5 Phân loại dựa trên tính chất cơ lý:
Polyme nhiệt dẻo : polyme mạch thảng dưới tác dụng của nhiệt độ nó bị chảy ra ,
khi làm nguội nó rắn lại , loại polyme này có đặc điểm là có thể tái sinh lại , nên
người ta thường dùng để làm các đồ gia dụng .
Polyme nhiệt rắn : hay còn gọi là polyme đặc nhiệt , là mạch không gian , dưới tác
dụng của nhiệt độ hay chất đóng rắn nó chở nên cứng , quá trình này không lặp lại .
ưu diểm của loại này là có cơ tính tốt , nên được dùng nhiều trong kí thuật .
Vật liệu compozit - Ứng dụng của nhựa nhiệt rắn
1.3.6 Phân loại theo ứng dụng :
-polyme thông dụng : dùng để sản xuất các đồ dân dụng thông thường ví dụ :PE ,
PP ,PS, PMMA …
- polyme kỹ thuật : dùng để sản suất các chi tiết kĩ thuật đòi hỏi các tính chất cơ lí
hóa cao ví dụ : PA , PC , PF …
1.4 Các tính chất của polime
Các tính chất cơ bản chung của polyme là :
• Trọng lượng nhẹ , độ cứng bề mặt không cao .
• Là vật liệu cách điện , cách nhiệt và cách âm .
• Chảy tốt , có thể dùng nhiều phương pháp gia công .
• Kháng nước và hóa chất .
• Nhiều ứng dụng tùy thuộc vào công nghệ sản xuất .

• Giá thành rẻ .
• Có những tính chất đặc biệt tùy thuộc vào cấu trúc hóa học .
• Không chịu nhiệt .
• Độ kháng dung môi thấp - ứng suất nứt thấp .
• Tính chất tĩnh điện thấp .
1.4.1.Độ bền : được đặc trương bởi :
Độ bền nén : khả năng chống lại biến dạng theo phương lực tác dụng , là lực nén
cần thiết đặt nên một đơn vị mẫu để làm vỡ mẫu thử
SVTH: …………………… Lớp ……
9
Đồ án tốt nghiệp
Độ bền uốn : đặc trương cho khả năng chống lại biến dạng vuông góc với với
phương lực tác dụng , là lực cần thiết để đặt nên một đơn vị diện tích để làm gẫy mẫu
thử .
1.4.2.Độ dai :
Độ dai là khả năng của vật liệu chống lại sự biến dạng và phá hủy dọc theo lực tác
dụng
Độ dai được đo bằng tỉ số giữa lực kéo và tiết diện ngang nhỏ nhất của mẫu thử
lúc chưa kéo .
2
( / )
k
F
N mm
S
δ
=
Độ dai cũng có thể coi tương đương với độ dãn dài mẫu thử khi đứt so với mẫu
thử trước khi tiến hành kéo thử . Ta gọi đây là độ dai tương đương .
Tùy thuộc vào loại polyme mà ta có độ dai tương đương lớn hay nhỏ . Với

polyme giòn như PS thì độ dai chỉ khoảng vài % . Còn với những polyme dai như PA
thì độ dai tương đương có thể đạt 50% đến 150% .
Độ dai va đập :
Độ dai va đập đặc trương cho khả năng của vật liệu chống lại sự phá hủy do tải
trọng động gây nên , đo bằng (KJ/m
2
)
Module đàn hôi :
Module đàn hồi đặc trưng cho khả năng biến dạng của vật liệu . khi tăng ứung
suất tác dụng đến một giá trí , ta có biến dạng tỷ lệ thuân với ứng suất . giá trị này
chính là modun đàn hồi E , đo bằng N/mm
2
Module đàn hồi của polyme nói chung là nhỏ , như E
PE
= 130 – 1000 N/mm
2
; các
chất khác khoảng 1500-4000 N/mm
2
( so với thép khoảng 2x10
4
N/mm
2
) .
Tuy nhiên , còn một tính chất mà ta cần chú ý ở nhiều polyme là ngoài khả năng
biến dạng do nhiệt độ cao , do lực kéo nén chúng còn có khả năng chảy lạnh .Đây là
hiện tượng xảy ra khi polyme chịu mọt tải trọng không đổi trong một thời gian dài ,
mẫu thử dần dần bị biến dạng . Hiện tượng chảy lạnh sẽ tăng theo thời gian chịu tải
trọng .
SVTH: …………………… Lớp ……

10
Đồ án tốt nghiệp
1.4.3.Độ cứng :
Độ cứng của chất dẻo được do bằng các phương pháp thông thường như kim
loại . Tuy nhiên người ta hay đo bằng phương pháp đo độ cứng brinell ( HB ).
1.4.4.Độ bền hóa học : do đặc điểm cấu tạo bền vững nên polyme bền với các tác
nhân hóa học như kiềm ,axid …
ảnh hưởng của nhiệt độ :
Nhiệt độ ảnh hưởng rõ rệt đến tính chất của polyme . khi thay đổi nhiệt độ một
loạt tính chất cơ bản thay đổi . Ví dụ : độ bền nhiệt , độ bền lạnh , độ dẫn nhiệt , hệ số
ma sát , nhiệt dung …
Ảnh hưởng của các yếu tố tự nhiên :
Các yếu tố tự nhiên như thời gian có ảnh hưởng đến tính chất của chất dẻo . gọi là
sự lão hóa của polyme – đây là hiện tượng giảm cơ tính hóa tính … của polyme khi
tiếp xúc với tự nhiên như ánh sang , độ ẩm , oxy , bức xạ điện từ … Tùy từng loại mà
mức độ lão hóa cũng khác nhau . Ví dụ : PMMA , PVC , PA … có độ bền khí hậu tốt
hơn PP .
Để khắc phục hiện tượng này , các nhà sản xuất thường thêm vào các chất phụ gia
, chất độn chống oxy hóa , áp dụng chế độ sản xuất riêng tùy theo mục đích sử dụng
của từng sản phẩm
1.5 . Một số polyme thường gặp
A.NHỰA NHIỆT DẺO
1. PE ( Polyethlene )
a, Công thức cấu tạo
(- CH
2
- CH
2
-)
n

b, Phân loại
STT TÊN TỈ TRỌNG
Chỉ số chảy
(g/10phút)
1 HDPE (high
density
polyethylene)
0.95 – 0.97 (độ kết tinh
lớn có cấu tạo mạch thẳng)
0.1 - 20
2 LDPE (low 0.91 – 0.93 (độ kết tinh 0.1 – 60
SVTH: …………………… Lớp ……
11
Đồ án tốt nghiệp
density
polyethylene)
thấp)
3 LLDPE (linear
low density
polyethylene)
Có khối lượng riêng
thấp, mạch thẳng, có T
0
nc

thấp.
0.9 – 50
Bảng 1.1: Phân loại PE
c, Các thông số cơ bản
Thông số HDPE LDPE

Tỉ trọng 0.95 – 0.96 0.92 – 0.93
Độ hút nước trong 24
giờ
< 0.01% < 0.02%
Độ kết tinh (%) 85 – 95 60 – 70
Điểm hoá mềm (
0
C) 120 90
Nhiệt độ chảy (
0
C) 133 112
Chỉ số chảy g/10phút 0.1 – 20 0.1 – 60
Độ cứng Shore 60 – 65 30 – 35
Độ dãn dài (%) 200 – 400 400 – 600
Lực kéo đứt (kg/cm
2
) 220 – 300 114 – 150
Bảng 1. 2: các thông số cơ bản của nhựa PE
d, Tính chất
+ Mờ và màu trắng, tỉ trọng nhỏ hơn 1.
+ Là polymer kết tinh, mức độ kết tinh phụ thuộc mật độ mạch nhánh, mạch
nhánh nhiều thì độ kết tinh thấp.
• Độ hoà tan:
+ Ở nhiệt độ thường, PE không tan trong bất cứ dung môi nào, nhưng để tiếp
xúc lâu với khí hidrocacbon thơm đã clo hóa thì bị trương.
+ Ở nhiệt độ trên 70
o
C, PE tan yếu trong toluene, xilen, amin axetat, dầu thông,
paraffin…
+ Ở nhiệt độ cao, PE cũng không tan trong nước, rượu béo, acid axetic, acetone,

ête êtylic, glyxêrin, dầu lanh và một số dầu thảo mộc khác…
• Khi đốt với ngọn lửa có thể cháy và có mùi paraffin.
• Cách điện tốt.
• Độ kháng nước cao, không hút ẩm.
SVTH: …………………… Lớp ……
12
Đồ án tốt nghiệp
• PE không phân cực nên có độ chống thấm cao đối với hơi của những chất lỏng
phân cực.
• Kháng hóa chất tốt.
• Kháng thời tiết kém, bị lão hóa dưới tác dụng của oxi không khí, tia cực tím,
nhiệt. Trong quá trình lão hóa độ dãn dài tương đối và độ chịu lạnh của polymer
giảm, xuất hiện tính giòn và nứt.
• Độ bám dính kém.
e, Ứng dụng
• Giấy cách điện, dây cáp và chi tiết điện, màng và tấm
• Sản phẩm kháng dung môi và dầu nhớt: thùng chứa dung môi, chai lọ, bao
bì…
 Sản phẩm công nghiệp: két nước ngọt, két bia (cần chất chống UV), nắp
chai nước tương, nắp chai tương ớt (không cần chất chống UV)…
2 . PP (polypropylene)
a, Công thức cấu tạo
n
CH
3
CH
2
- CH
b, Các thông số cơ bản
+ Tỉ trọng : 0,9 - 0,92

+ Độ hấp thụ nước trong 24h: <0,01%
+ Độ kết tinh : 70%
+ Nhiệt độ nóng chảy : 160
o
C – 170
o
C
+ Chỉ số chảy : 2 – 60 g/10 phút
+ Độ cứng Shore (ASTM – D2240 ) : 90-95
+ Lực kéo đứt : 250 – 400 kg/cm
2
+ Độ dãn dài : 300 – 800%
c, Tính chất
+ Không màu, bán trong suốt.
+ Độ bền kéo, độ cứng cao hơn PE.
SVTH: …………………… Lớp ……
13
Đồ án tốt nghiệp
+ Cách điện tần số cao tốt.
+ Chịu va đập kém.
+ Kháng nhiệt tốt hơn PE, đặc biệt tính chất cơ học tốt ở nhiệt độ cao.
+ Dòn ở nhiệt độ thấp.
+ Kém bền UV.
+ Dễ cháy.
+ Bám dính kém.
d, Ứng dụng
• Sản phẩm cần độ cứng : nắp chai nước ngọt, thân và nắp bút mực, hộp nữ
trang, hộp đựng thịt…
• Sản phẩm kháng hóa chất : chai lọ thuốc y tế, màng mỏng bao bì, ống dẫn,
nắp thùng chứa dung môi…

• Dùng cách điện tần số cao : tấm, vật kẹp cách điện…
3 , ABS (Arylonitrile Butadiene Styrene)
a, Công thức cấu tạo
[ ]
n
CHCNCHCHCHHCCHCHCHCH −−−−−= )()()(
225622
b, Các thông số cơ bản
 Tỉ trọng: 1,04 – 1,06
 Nhiệt độ biến dạng nhiệt: 60 – 120
0
C
 Độ bền đứt: 350 – 600 Kg/cm
2
 Độ dãn dài: 10 – 50%
c, Tính chất
• Đồng trùng hợp, độ kết tinh thấp.
• Độ bền nhiệt, độ bền va đập tốt hơn PS.
• Tính chất phụ thuộc vào các thành phần đồng trùng hợp.
• Khi hàm lượng acronitrile tăng thì:
 Giảm độ bền kéo, modun đàn hồi, độ cứng và độ cách điện tần số cao.
 Tăng độ bền va đập, kháng dung môi, kháng nhiệt.
• Khi hàm lượng Butadiene tăng thì:
 Giảm độ bền kéo, modun đàn hồi, độ cứng.
SVTH: …………………… Lớp ……
14
Đồ án tốt nghiệp
 Tăng độ bền va đập, kháng mài, mòn độ dãn dài.
• Khi hàm lượng Styrene tăng: độ chảy khi gia nhiệt tăng, cứng hơn nhưng
giòn.

d, Ứng dụng
• Làm suốt chỉ, nút tivi, vỏ tivi, vỏ máy giặt, vỏ điện thoại, cánh quạt điện, vỏ
máy ảnh, vỏ vali…
• Ép đùn ra các loại tấm sử dụng cho nhiều phương pháp gia công khác nhau cho
ra nhiều sản phẩm khác nhau.
4, PET (Polyethylene Terephtalate)
a, Công thức cấu tạo
n
OCH
2
CH
2
OHCOOCH
2
CH
2
OOCCOHOCH
2
CH
2
OOC
b, Các thông số cơ bản
o Tỉ trọng : 1,33 – 1,4
o Nhiệt độ gia công: 240 - 260
o
C.
o Nhiệt độ hóa thủy tinh: 78 – 80
o
C
o Độ bền kéo đứt: 1000 – 1500 kg/cm

2
.
o Độ dãn dài : 50 – 60 %
c, Tính chất
• Trong như thủy tinh
• Độ hút ẩm thấp, ổn định kích thước.
• Khả năng giữ khí cao (chai nước có gas)
• Kháng va đập tốt.
• Khả năng chịu nhiệt kém (ở 70
o
C chai PET đã bị biến dạng)
• Chu kỳ ép sản phẩm rất ngắn.
d, Ứng dụng
• Chi tiết trong xe hơi, điện và điện tử
• Chai nước giải khát.
SVTH: …………………… Lớp ……
15
Đồ án tốt nghiệp
• Màng bao gói thực phẩm, sợi…
5, PS ( Polystyren)
a, Công thức cấu tạo
b, Các thông số cơ bản
o Tỉ trọng: 1.05 – 1.1
o Chỉ số chảy: 1 – 8 g/10phút
o Độ bền kéo đứt : 400 – 450 kg/cm
2
o Độ dãn dài thấp: 1 – 2 %
o Độ cứng Brinel: 14 – 16 kg/mm
2
c, Tính chất

o Vô định hình
o Không phân cực, độ kết tinh thấp, độ trong suốt cao, dễ nhuộm màu.
o Độ bền cơ học thấp, độ dãn dài thấp, độ bền va đập kém, giòn.
o Nhiệt độ biến dạng nhiệt thấp.
o Cách điện tần số cao tốt.
o Hòa tan trong benzen, aceton, MEK.
o Chịu hóa chất (kiềm, H
2
SO
4
, HCl, các axit hữu cơ) và nước cao.
d, Ứng dụng
o Sản phẩm nhựa tái sinh: ly, hộp…
o Cách điện tần số cao: vỏ hộp, thùng điện, ống, vật liệu cách điện…
o Sơn: nhựa Alkyd biến tính Styren, sơn Epoxy biến tính Styren…

6, POM (Polyoxymethylene)
SVTH: …………………… Lớp ……
16
Đồ án tốt nghiệp
a, Công thức cấu tạo
[–O –CH
2
–]
n
b, Các thông số cơ bản
Tỉ trọng: 1.41 – 1.425.
Độ kết tinh: khoảng 75%.
Chịu được nhiệt độ: 120 – 150
0

C
c, Tính Chất
o Nhựa kết tinh, màu trắng sữa, nhựa bán trong suốt.
o Độ kéo càng căng, độ bền uốn và module đàn hồi cao.
o Hút ẩm thấp.
o Chịu hóa chất khá tốt.
d, Ứng dụng
o Bánh răng, hộp số, sốt cam, tay quay….
o Lò xo đàn hồi, lò xo đĩa….
7, PBT(polybutylene terephtalate)
a,Công thức cấu tạo:
b, Các thông số cơ bản
o Nhiệt độ thủy tinh hóa: 22
0
C.
• Nhiệt độ nóng chảy: 224 - 228
0
C.
• Độ bền kéo: 560 kg/cm
2
.
c,Tính chất:
• Nhựa kết tinh.
• Kháng nhiệt cao.
• Hấp thụ nước thấp, ổn định kích thước.
• Kháng hóa chất.
• Kháng mài mòn cao.
SVTH: …………………… Lớp ……
17
Đồ án tốt nghiệp

• Cách điện tốt
• Nếu được gia cường sợi thủy tinh thì độ bền kéo tăng, điện thế xuyên thủng
tăng.
d, Ứng dụng
Công tắc điện, vỏ động cơ điện, nắp bugi, chốp đèn, tay nắm cửa xe ôtô, nắp
thùng chứa nhiên liệu,……
8. PA (Poliamide)
a, Công thức cấu tạo:
b, Các thông số cơ bản
o Tỉ trọng: 1.02 – 1.16.
o Độ bền đứt: 350 – 900 kg/cm
2
o Độ dãn dài: 10 – 40 %
o Nhiệt độ nóng chảy: 135 – 238
0
C
c, Tính chất
o Độ kết tinh cao, màu trắng sữa.
o Độ hấp thụ nước cao.
o Tính chống ma sát và tính bơi trơn tốt.
o Cách điện tốt.
SVTH: …………………… Lớp ……
18
Đồ án tốt nghiệp
o Kháng hóa chất (trừ phenol, crezol, acid mạnh).
d, Ứng dụng
Gia công ép đùn để sản xuất:
o Màng mỏng bao bì cho các sản phẩm.
o Kéo sợi dật lưới đánh cá, sợi bàn chảy răng, sợi cho các loại dụng cụ thể
thao (thường dùng Nylon 6; Nylon 6,6).

o Sản xuất ống các loại ( Nylon 11 – 12 ).
o Bọc dây cáp điện ( Nylon 6 – 10 )
Gia công ép phun: bánh răng hộp số, bánh xe nhựa, dụng cụ thể thao, vỏ ôtô, chi
tiết quạt điện.
B. NHỰA NHIỆT RẮN
1 Khái niệm
Là loại Polyme khi bị tác động của nhiệt hoặc các giải pháp xử lí hóa học 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 loại nhựa này xảy ra phản ứng hóa học và
tạo bên trong mạng lưới các liên kết ngang (khâu mạch) tạo thành cấu trúc không
gian ba chiều.
2 Các loại nhựa nhiệt rắn thông dụng và ứng dụng
2.1 Nhựa UPE ( Unsaturated Polyester )
2.1.1 Giới thiệu
Nhựa polyester được sử dụng rộng ri trong cơng nghệ composite, polyester
loại này thường là loại không no, 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.
Về mặt hĩa học, nĩ cịn có khả năng tham gia phản ứng hóa học với cc nhĩm
khc (tức l tạo liên kết) nhờ chất xuc tac, xuc tiến, để tạo ra sản phẩm cuối cùng đóng
rắn. Quá trình phản ứng này sinh nhiệt, được gọi là phản ứng kết nối ngang.
Phụ thuộc vào loại và tỉ lệ hàm lượng nguyên liệu thô, người ta tạo ra nhiều
loại nhựa ( resin ) khác nhau có đặc tính cơ lí trội khác nhau cho nhiều mục đích sử
dụng.
SVTH: …………………… Lớp ……
19
Đồ án tốt nghiệp
Ví dụ: Resin đa dụng, Resin chống cháy, Resin chịu hoá chất, Resin giảm mùi
Styren, Resin đúc, Resin dẻo, Resin chảy….
2.1.1 Công thức cấu tạo: -R-COO-R-

Với R là nhóm có nối đôi,không no.
 Ty thuộc vào nguyên liệu tổng hợp.Ví dụ như anhydrite maleic:
2.1.3 Phân loại
Polyester có nhiều loại, đi từ các acid, glycol và monomer khác nhau, mỗi loại có
những tính chất khác nhau.
Có hai loại polyester chính thường sử dụng trong công nghệ composite:
 Nhựa orthophthalic cho tính kinh tế cao, được sử dụng rộng ri, dùng làm các
sản phẩm compozit đa dụng chủ yếu đặt dưới mái che, ít chịu ảnh hưởng thời tiết và
ánh sáng mặt trời .
 Nhựa isophthalic có khả năng chịu môi trường ngoài trời,chịu hoá chất tốt hơn
ortho-resin. Loại này ứng dụng làm Gelcoat, làm khuôn, các sản phẩm đặt ngoài trời
(thùng chứa, bể bơi….)
2.1.4 Tính chất
Nó được hiểu là tính chất vật lý phụ thuộc nhiều vào các yếu tố:
+ Thành phần nguyên liệu (loại tỷ lệ tính 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
Đặc tính vật lí chủ yếu :
Trọng lượng riêng : 1,1 – 1,46 kg/l
SVTH: …………………… Lớp ……
20
Đồ án tốt nghiệp
Độ cứng (Rockwell) : 70-115
Sức bền ko (MN/m
2
): 42-91
Môđun kéo (GN/m

2
): 2-4,5
Sức bền nén (MN/m
2
): 90-250
Co ngót (%): 0,004-0,008
Hệ số thấm nước (%): 0,15-0,6
Hệ số dẫn nhiệt (W/m.
o
C): 0,21
Hệ số dãn nở (/
o
C): (9,9-18)*10
-5
2.1.5 Ứng dụng
Nhựa Polyester được ứng dụng rộng ri như những vật liệu Compozit. Sự phát
triển của nó định hướng ngành công nghiệp nhựa tạo ra những sản phẩm ứng dụng
thú vị.Có lẽ hầu hết trong lĩnh vực xây dựng và hàng không vũ trụ.
2.2 Nhựa Vinylester
2.2.1 Giới thiệu
Vinylester 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 đôi C=C ở hai đầu mạch.
2.2.2 Tính chất
Toàn bộ chiều dài mạch phân tử đều sẵn chịu tải, nghĩa là vinylester dai và đàn
hồi, chịu ứng suất mỏi tốt hơn polyester. Vinylester có ít nhóm ester hơn polyester
(UPE), nhóm ester rất dễ bị thủy phân, tức là vinylester kháng nước tốt hơn các
polyester khác, do vậy nó thường được ứng dụng làm ống dẫn và bồn chứa hố chất.
Vinylester chịu nhiệt tốt (chỉ biến dạng ở nhiệt độ cao)
2.2.3 Ứng dụng

Khi so snh với polyester thì số nhĩm ester trong vinyl ester ít hơn, nghĩa là vinyl
ester ít bị ảnh hưởng bởi phản ứng thủy phân. Thường dùng vật liệu này như là lớp
phủ bên ngoài cho sản phẩm ngập trong nước, như là vỏ ngoài của tàu, thuyền.
Giá thành Vinylester đắt gấp 2-3 lần UPE.
SVTH: …………………… Lớp ……
21
Đồ án tốt nghiệp
2.3 Nhựa Epoxy
2.3.1 Giới thiệu
Nhựa epoxy được tạo thành từ những mạch phân tử dài, có cấu trúc tương tự
vinylester, với nhóm epoxy phản ứng ở vị trí cuối mạch.
Epoxy là đại diện cho một số nhựa có tính năng tốt nhất hiện nay. Nói chung,
epoxy có tính năng cơ lý, khng mơi trường hơn hẳn các nhựa khác, là loại nhựa được
sử dụng nhiều nhất trong các chi tiết máy bay. 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,
là lớp lót chính cho tàu chất lượng cao hoặc là lớp phủ bên ngoài vỏ tàu hay thay cho
polyester dễ bị thủy phân bởi nước và gelcoat.
Cơng thức cấu tạo:
2.3.2 Tính chất
Khả năng kháng nước của epoxy rất tốt do nhựa epoxy không có nhóm ester. Do
đó:
 Chịu ứng suất cơ và nhiệt tốt , dai và kháng nhiệt tốt hơn mạch thẳng do có
hai vịng thơm ở vị trí trung tâm.
 Cả nhựa epoxy lỏng và tác nhân đóng rắn đều có độ nhớt thấp thuận lợi quá
trình gia cơng.
 Epoxy đóng rắn dễ dàng và nhanh chóng ở nhiệt độ phịng từ 5-150
o
C, tuỳ
cách lựa chọn chất đóng rắn.
 Độ 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 hĩa chất.
Đặc tính vật lí chủ yếu :
Trọng lượng riêng : 1,11 – 1,4 kg/l
Độ cứng (Rockwell) : 80-110
Sức bền kéo(MN/m
2
): 28-91
Môđun kéo(GN/m
2
): 2,4
SVTH: …………………… Lớp ……
22
Đồ án tốt nghiệp
Sức bền nén(MN/m
2
): 100-175
Co ngót(%): 0,001-0,004
Hệ số thấm nước(%): 0,08-0,15
Hệ số dẫn nhiệt (W/m.
o
C): 0,21
Hệ số dãn nở (/
o
C): (8,1-11,7)*10
-5
2.3.3 Ứng dụng
Ứng dụng của epoxy rất đa dạng, nó được dùng làm: keo dán, hỗn hợp xử lý bề
mặt, hỗn hợp đổ, sealant, bột trét, sơn….
1.6` .CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG VẬT LIỆU POLYME
1.6.1 Phương pháp đùn

*Khái niệm :
Đùn là phương pháp gia công chủ yếu dùng cho nhựa nhiệt dẻo và các vật liệu
đàn hồi như cao su trong đó vật liệu ở trạng thái chảy nhớt được chảy qua một khe hở
có tiết diện nhất định gọi là tiết diện tạo hình .
Phương pháp đùn liên tục chỉ áp dụng cho nhựa nhiệt dẻo và vật liệu đàn hồi, còn
đối với nhựa nhiệt rắn chỉ áp dụng được phương pháp đùn gián đoạn trên máy đùn
pittông .
Đặc điểm của phương pháp đùn là :
Năng suất rất cao .
Sản phẩn được định hình theo 2 chiều . Do đó mức độ chính xác phụ thuộc vào
nhiều yếu tố như chế độ gia công ( nhiệt độ , áp suất …) chế độ sử lí sau khi sản
phẩm ra khỏi đầu tạo hình .
Bằng cách thay đổi đầu tạo hình hoặc kết hợp với các bộ phận sử lí phôi đùn khác
nhau , máy đùn có thể tạo ra nhiều mặt hành khác nhau như : màng mỏng , tấn
phẳng , sợi , thanh , ống , bọc cáp dây dẫn , các sản phẩm rỗng , lưới …Ngoài ra ,
SVTH: …………………… Lớp ……
23
Đồ án tốt nghiệp
thiết bị đùn trục vít còn có thể sử dụng để nhựa hóa tạo hạt , trộn .
Hình 1.1 : Máy đùn trục vít
Hình 1.2 : Đầu tạo hình chi tiết dạng ống
SVTH: …………………… Lớp ……
24
Đồ án tốt nghiệp
Hình 1.3 : Đầu tạo hình chi tiết dạng màng mỏng
1.6.2. Phương pháp thổi (blowing molding)
Là phương pháp trong đó khí nén được thổi vào một “ống” nhựa dẻo để ép nhựa dẻo
lên bề mặt của khuôn. Đây là một phương pháp để tạo ra những sản phẩm có thành
mỏng như các loại chai, lọ và thùng, Những sản phẩm dùng cho ngành thực phẩm,
dược phẩm.

Phương pháp thổi có thể chia thành hai bước:
- Bước thứ nhất là tạo ra một ống nhựa dẻo, hay thường gọi là parison.
- Bước thứ hai là thổi khí nén vào ống nhựa đã nung nhiệt để ép nhựa dẻo lên bề mặt
trong của khuôn tạo thành hình dáng theo mong muốn.
Tuỳ theo loại sản phẩm (phụ thuộc vào loại vật liệu nhựa gia công) mà ta có hai
phương pháp thổi
- Phương pháp đùn – thổi (extrusion blow molding):
Phương pháp này được mô tả bằng hình vẽ sau:
Hình 1.4. Sơ đồ khuôn đùn thổi
SVTH: …………………… Lớp ……
25