tiểu luận vật liệu composite

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA KỸ THUẬT TÀU THỦY


GVHD: LÊ VĂN BÌNH
SVTH: NGUYỄN TRUNG DŨNG
LỚP: 51TTDT-2
NHA TRANG,THÁNG 6 NĂM 2011
1
ĐỀ TÀI: BỒN NƯỚC COMPOSITE FRP/GPS LẮP GHÉP

2
LỜI MỞ ĐẦU
Trong cuộc sống hiện nay, vật liệu đóng vai trò 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 không có được những tinh chất như vừa bền
lại vừa nhẹ, rẻ, lại co tính chống ăn mòn 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 quá 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.
Trong các sản phẩm composite đó có bồn nước composite.

Bồn nước là sản phẩm không thể thiếu trong mỗi hộ gia đình, các công sở, các nhà
máy xí nghiệp. bồn nước có vai trò cực kì quan trọng không thể thiếu trong cuộc sống
của chúng ta.
3
I. GIỚI THIỆU VỀ VẬT LIỆU COMPOSITE
Vật liệu Composite là vật liệu được chế tạo tổng hợp từ hai hay nhiều vật liệu khác
nhau nhằm mục đích tạo ra một vật liệu mới có tính 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 hoà với nhau.
1. Lịch sử hình thành và phát triển:
Vật liệu Composite đã xuất hiện từ rất lâu trong cuộc sống, khoảng 5.000 năm trước
Công nguyên người cổ đại đã biết vận dụng vật liệu composite vào cuộc sống (ví dụ:
sử dụng bột đá trộn với đất sét để đảm bảo sự dãn nở trong quá trình nung đồ gốm).
Người Ai Cập đã biết vận dụng vật liệu Composite từ khoảng 3.000 năm trước Công
nguyên, sản phẩm điển hình là vỏ thuyền làm bằng lau, sậy tẩm pitum về sau này các
thuyền đan bằng tre chát mùn cưa và nhựa thông hay các vách tường đan tre chát bùn
với rơm, rạ là những sản phẩm Composite được áp dụng rộng rãi trong đời sống xã
hội. Sự phát triển của vật liệu composite đã được khẳng định và mang tính đột biến
vào những năm 1930 khi mà stayer và Thomat đã nghiên cứu, ứng dụng thành công
sợi thuỷ tinh; Fillis và Foster dùng gia cường cho Polyeste không no và giải pháp này
đã được áp dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp chế tạo máy bay, tàu chiến phục vụ
cho đại chiến thế giới lần thức hai. Năm 1950 bước đột phá quan trọng trong ngành vật
liệu Composite đó là sự xuất hiện nhựa Epoxy và các sợi gia cường như Polyeste,
Nylon,… Từ năm 1970 đến nay vật liệu composite nền chất dẻo đã được đưa vào sử
dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp và dân dụng,y tế, thể thao, quân sự vv…
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 hoà tạo nên các kết cấu có khả năng chịu nhiệt và chịu sự
ăn mòn của vật liệu trong điều kiện khắc nghiệt của môi trường. Một trong các ứng
dụng có hiệu quả nhất đó là 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 môi trường, rễ
lắp đặt, có độ bền riêng và các đặc trưng đàn hồi cao, bền vững với môi trường ăn mòn
4
Hình 1 Cấu trúc composite
hoá học, độ dẫn nhiệt, dẫn điện thấp. Khi chế tạo ở một nhiệt độ và áp suất nhất định
dễ vận dụng các thủ pháp công nghệ, thuận lợi cho quá trình sản xuất.
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 không có kích thước ưu tiên.
2 - Phân loại theo bản chất, thành phần
• Composite nền hữu cơ (nhựa, hạt) cùng với vật liệu cốt có dạng: sợi hữu cơ
(polyamide, kevlar…), Sợi khoáng (thủy tinh, carbon…), sợi kim loại (Bo, nhôm…)
• 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)…
• 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 trò cực kì quan trọng trong việc chế tạo vật liệu
composite.
- Vật liệu nền phải đáp ứng được yêu cầu khai thác và công nghệ.
- Là chất kết dính, tạo môi trường phân tán, đóng vai trò 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:
5
- 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 không no,
gia công dưới áp suất và nhiệt độ cao, riêng với epoxy và polymer không no có thể
tiến hành ở kiện thường, gia công 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 thông thường:
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 công nghệ composite. Nhựa
orthophthalic cho tính kinh tế cao, được sử dụng rộng rãi. Còn 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 loãng trong styrene. Lượng
styrene có thể lên đến 50% để làm giảm độ nhớt của nhựa, dễ dàng cho quá trình gia
công. Ngoài ra, styrene còn làm nhiệm vụ đóng rắn tạo liên kết ngang giữa các phân tử
mà không có sự tạo thành sản phẩm phụ nào. Polyester còn 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. Quá trình đóng rắn hay tạo kết ngang được gọi là quá trình Polymer
hóa. Đây là phản ứng hóa học chỉ có một chiều. Cấu trúc không gian này cho phép
nhựa chịu tải được mà không bị giòn.
6
- Este không no (UPE), hoặc hỗn hợp chung với nhau hoặc với nhiều phân tử thấp
monomer.
b. Nhựa phenolic
- Sản xuất từ quá trình polyme hóa phenolic.
- Quá trình đóng rắn 120-180oC ở nhiệt độ phòng 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
- Quá trình đóng rắn ở 160-200oC, áp suất 30-40Mpa
- Có tính giòn 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 môn, đi, tri, và
tetracloslen; là các chất giòn, 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
đôi C=C ở hai đầu mạch mà thôi. Toàn 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.
h. epoxy
7
có tính năng cơ lý, kháng môi 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 công. Epoxy đóng rắn dễ dàng và nhanh chóng ở nhiệt độ phòng 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
- Không 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 nhôm, chúng có khả năng kết hợp hài
hòa với cốt bảo đảm tốt những đòi hỏi cơ lý cũng như công nghệ.
3.Thành phần cốt
- Đóng vai trò 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, môi trường, nhiệt độ.
- Phân tán vào nhựa tốt.
- Truyền nhiệt, giải nhiệt tốt.
8
- Thuận lợi cho quá trình gia công.
- 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 khuôn, 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 môi trường ăn mòn 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…
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 tròn, 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.
9
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.
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 trò 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. Ứ ng d ụ ng
10
-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 đòi
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. C ấ u t ạ o
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. Ch ế t ạ o
- 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.
c. Đ ặ c đi ể m
- 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. Ứ ng d ụ ng
- 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 loãng
- Đồng trùng hợp tốt với polyester, không trùng hợp riêng rẽ tạo sản phẩm không đồng
nhất, làm ảnh hưởng đến tính chất của sản phẩm, hoặc còn 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 hòa tan hoàn toàn 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 công.
- Nhiệt độ sôi cao, khó bay hơi trong quá trình gia công và bảo quản.
- Nhiệt phản ứng đồng trung hợp thấp, sản phẩm đồng trùng hợp ít co rút.
- Ít độc.
11
- 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.
- Khả năng tự bốc cháy thấp.
5. Chất tách khuôn, chất làm kín và các phụ gia khác
a. Chất róc khuôn: Có tác dụng ngăn cản nhựa bám dính vào bề mặt khuôn. Như wax,
silicon, dầu mỏ, mỡ heo…
b. Chất làm kín: Với khuôn làm từ các vật liệu xốp như gỗ, thạch cao thì cần phải bôi
chất
làm kín trước khi dùng chất róc khuôn. 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 công. Vai trò của chúng tạo gốc tự do
kích động cho quá 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 trò 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 đông 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
IV. VẬT LIỆU COMPOSITE DÙNG LÀM BỒN NƯỚC COMPOSITE FRP/GPS:
1. thông số kỹ thuật chung
Thông số sản phẩm:
Chiều dài:9m. Chiều rộng: 8m. chiều cao: 4m.
Tiêu chuẩn kỹ thuật:
Tiêu chuẩn Singapore SS245: 1995 tham chiếu chéo với tiêu chuẩn Anh BS 7491
Part 3:1994 & Tiêu Chuẩn Châu Âu BS EN 13280:2001
Nguyên Liệu nhựa:
Sợi Thủy Tinh- Sợi thủy tinh hàm lượng kiềm thấp theo tiêu chuẩn JIS R3411 to
R3417 or BS 33396, BS 3496 & BS 3749
Phương pháp sản xuất:
Hệ gia cường bên ngoài bồn- Thép mạ kẽm, Hệ thống gia cường bên trong bồn-
(1) Tiêu chuẩn: Thanh giằng Inox 304

(2) Optional: Thanh Giằng Inox 316
Optional: Không có hệ thống gia cường bằng kim loại bên trong bồn (Thiết kế đặc biệt
theo yêu cầu)
Gia cường toàn bộ bên ngoài bồn đối với bồn không có vách ngăn
Hệ cột chống nóc bồn: Cột nhựa PVC & Các phụ kiện bằng Composite
Seal Kín nước:
Seal PVC dạng mềm, không độc tố
Buloong, tán, long đền:
Bên ngoài bồn - Tiêu chuẩn : Thép mạ kẽm
Optional : Inox 304/A2 hoặc Inox SS 316/A4
Bên trong bồn – Tiêu chuẩn: Inox 304/A2
Optional : Inox 316/A4
Thang Leo :
Bên ngoài bồn– Tiêu chuẩn: Thép mạ kẽm
13
Bên Trong bồn – Tiêu chuẩn : PVC
Optional : GRP or Inox 316
W Thước hiển thị mực nước :
Tiêu chuẩn: dạng cơ dùng phao đọc ngược
Optional :Ống thủy trong suốt (Clear PVC) hiển thị trực tiếp
Panel đấu nối đường ống:
Panel dạng phẳng thích hợp với tất cả chủng loại đường ống & phụ kiện
CÔNG NGHỆ ÉP NÓNG (SMC) SHEET MOULDING COMPOUND
Công Nghệ SMC (Ép nóng) được áp dụng để sản xuất các tấm Panel với kích thước
chính xác & khả năng chịu lực cao cùng với các đặc tính ưu việt. Các sản phẩm kỹ
thuật sử dụng công nghệ SMC được sử dụng rộng rãi trên thế giới . Bao gồm cả cánh
máy bay, sản phẩm đòi hỏi kết cấu siêu bền & kín nước tuyệt đối.

• THIẾT KẾ CÁC TẤM PANEL
• PANEL CÓ BỌC CÁCH NHIỆT

• CÁC THÔNG SỐ CỦA PANEL
• BỒN CHỨA NƯỚC DẠNG PANEL LẮP GHÉP

2. Cấu trúc, tổ chức của bồn nước 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 hông thể thắt
nút được dễ dàng), chúng không kéo giãn rộng ra, chúng bền vững (bền vững hơn bất
kỳ sợi dệt nào), chúng không cháy, chúng không mục nát, không thấm nước và bền với
14
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 không hút ẩm.
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
- Dập nóng hỗn hợp SMC đặc biệt ở nhiệt độ lên tới 150
o
C tạo thành các tấm có độ
bền rất cao cả về mặt hoá lý và cơ học.
15
Hình 4 Cấu tạo sợi thủy tinh
Cuộn sợi thủy tinh
- 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 tuân 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:
Trong quá trình này thủy tinh được nấu chảy trong một lò nấu và được đổ lên một đĩa
sét chịu lửa quay tròn 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 lò, 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 bông 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 quá 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 không khí nén được thổi
từ một cạnh vào các sợi thủy tinh nóng chảy từ một lò nấu qua một khuôn kéo dây.
Dưới tác động của những tia này, các sợi bị đứt thành nhiều đoạn ngắn, những đoạn
mà được phủ chất bôi trơn trong tiến trình sản xuất. Các sợi thu được này được cuộn
16
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 thô 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 - 700
o
C.
- Mac sợi: MAC, ABK, KC của Nga sản xuất
e. Thay thế vật liệu
Có thể thay thế mọt số vật liệu kim loại( sắc, nhôm, tôn…). Nhựa PVC, PE, PP, PC,
PET.
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 230
o
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 xuyên 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 100
o

C ).
17
3.Các phương pháp kiểm tra đánh giá sản phẩm, bảo hành sản phẩm
a. Kiểm tra chất lượng :
chất bồn nước composite 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 từ bên ngoài, bằng cách
đưa vào dùng thử nghiệm.
c. Kiểm tra độ co giãn:
Kiểm tra sự va chạm của các phân tử vật liệu tại phòng có nhiệt độ cao và nhiệt độ
thấp 56 độ C.
d. bảo hành sản phẩm
sản phẩm bồn nước composite được bảo hành miễn phí 5 năm.
4. chống ăn mòn và bảo vệ vật liệu.
- bồn 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 mòn
với các hóa chất sinh ra trong môi trường chứa rác, vì thế sản phẩm bền hơn so với vật
liệu bằng kim loại hay nhựa PVC thông thường khác.
5. một số tính năng của bồn composite FRP/GRP lắp ghép.
a. Về mặt an toàn.
Bồn chứa nước FRP/GRP không độc hại và có thể được dùng để chứa nước uống. Vật
liệu đặc biệt có khả năng chống được tia cực tím rất tốt và không cho ánh sáng đi qua
sẽ làm giảm thiểu sự phát triển của rong tảo trong bồn.
Dễ dàng được bảo trì
Các tấm đáy được thiết kế lồi và chỉ có tấm xả nước lõm sẽ tạo khả năng xả nước
trong bồn hoàn toàn. Với đường kính 600mm, manhole trên bồn chứa nước cho phép
việc ra vào một cách dễ dàng.
b. Lắp đặt.

GRP có tỉ trọng rất thấp. Một tấm FRP/GRP chuẩn có trọng lượng chỉ bằng 1/3 so với
tấm băng thép. Khối lượng thấp sẽ tiết kiệm được chi phí vận chuyển, lắp đặt cũng như
mọi thao tác đều dễ dàng.
Hơn nữa bồn chứa nước lắp ghép FRP/GRP còn có khả năng lắp ghép rất linh động
theo nhiều hình dạng và kích thước cũng như dung tich khác nhau để đáp ứng mọi yêu
cầu của khách hàng về tính năng cũng như điều kiện cụ thể.
18
6.Sử lý rác thải
Thông thường thì composite sau khi tải ra ngoài để lâu rất khó phân hủy, Hiện nay
công nghệ tái chế hữu hiệu là nghiền các sản phẩm composite hư thành dạng bột sau
đó đưa vào trong công nghệ SMC để tái chế các sản phẩm khác ….
7. Đề xuất
- Bồn nước 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 sự ăn mòn 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.
- Phù hợp với công nghệ sản xuất ra vật liệu và sản phẩm: bồn nước làm bằng
composite giá thành rẻ và rất. Thời gian sử dụng( tuổi thọ) lâu dài, do có những đặc
tính lí, hóa tốt, bền và có nhiều mẫu mã đẹp.
19
MỘT SỐ HÌNH ẢNH VỀ BỒN NƯỚC COMPOSITE FRP/GPS LẮP GHÉP
20
PHỤ LỤC
21