ĐỀ CƯƠNG GIA CÔNG CHẤT dẻo(2)

ĐỀ CƯƠNG GIA CÔNG CHẤT DẺO
1.Tính chất chung của chất dẻo:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•

Nhẹ
Tỉ trọng từ 0,8-2,2 g/cm3
Dẫn nhiệt kém hơn kim loại 3 lần
Dẫn điện kém hơn kim loại 2.1022 lần
Kn tái SD cao
Nhiệt độ gia công thấp 250-400℃
Polyme đc gia công bằng nhiều pp như đùn, đúc phun, thổi, ép,…
Polme bền vs hóa chất ở đk thích hợp
Plm dễ bị thẩm thấu(bởi các chất khí)
Dễ gia công, tạo hình

2. Phân biệt chất dẻo và hợp chất thấp pt
Chất dẻo
Có klg pt rất lớn, gấp nhiều lần so vs hc
thấp pt
Ko thể làm sạch bằng các pp thông
thường(chưng luyện, trích ly, cô đặc vì
chưa đến nđ sôi plm đã bị phân hủy

Độ nhớt lớn hơn rất nhiều so vs hc thấp
pt
Qt hòa tan xảy ra chậm vì còn qua
gđ“trương”
Có kn tạo màng khi tách dm(uwd:làm
sơn, vecni)
Nhiệt độ nóng chảy là một khoảng
Có tính biến dạng đàn hồi cao
Lâu phân hủy>gây hại vs mtrg
Thay đổi tc đáng kể dưới td của một lg
chất rất nhỏ

Hợp chất thấp pt
Có klg pt nhỏ
Dễ dàng làm sạch bằng các pp thông
thường
Có độ nhớt thấp
Qt hòa tan xảy ra nhanh
Khi tách dm tạo tinh thể chứ ko tạo
màng
Nhiệt độ nóng chảy là 1 gt xác định
Ko có tc biến dạng đàn hồi
Dễ phân hủy
Thay đổi chậm tc, thường là tạo rah c
mới do pư hh xảy ra

3. Phân biệt nhựa nhiệt rắn và nhựa nhiệt dẻo
Nhựa nhiệt dẻo
Trong qt gia nhiệt chuyển từ tt rắn>tt
lỏng và làm lạnh thì đông cứng thì ko

xảy ra pwhh mà chỉ xảy ra sự chuyển tt.
Có khả năng tái sinh được
Tc cơ học kém hơn NNR
1

Nhựa nhiệt rắn
Trong qt chuyển pha rắn>lỏng và ngc
lại xảy ra pưhh
Ko tái sinh dc
Tc cơ học cao hơn NND
1


Vd minh họa:
-Một số NND như: PP,PE,PS, PVC,…
-MỘt số NNR như: PF, poly este ko no, nhựa epoxy, urefomandehit(UF),…
4. Các lỗi thường xảy ra trong công nghệ ép và biện pháp khắc phục:
* Các lỗi:
- Định lượng chưa chính xác dẫn đến có thể vật liệu ít dẫn đến sp bị xốp hoặc vật
liệu quá nhiều dẫn đến bavia.
-khuôn chưa sạch dẫn đến sp kém chất lg do có tạp bẩn bám vào
- Sự tạo lưới ko đầy đủ làm cho sp có độ cứng thấp, cong vênh khi ra khỏi
khuôn,bề mặt xốp.
- Bề mặt Sp có các vết rạn, nứt do độ đông cứng quá cao
- Qt nung chưa tốt(Thời gian nung chưa đủ, nhiệt độ nung thấp hoặc cao quá,..)
đều làm cho sp kém chất lg
- Sp có thể xuất hiện các bọt khí
* Bp khắc phục:
- Định lượng chính xác
- Làm sạch khuôn trước khi cho nhựa vào

-Tính toán cài đặt các thông số công nghệ chính xác: nhiệt độ, áp suất, thời gian
-Chất lg sp cần đc kt một cách lien tục,thích hợp.
5. Trình bày quy trình công nghệ ép:
Quy trình CN ép gồm có các qt chuẩn bị và qt ép. Cụ thể như sau:
Các quá trình chuẩn bị:
• Định lượng: có 2 cách: theo thể tích và theo klg: Định lg cxac lượng vật liệu
đc đưa vào khuôn để tránh đc các gia công bổ trợ.
• Nguyên công ngiền nhỏ VL: làm giảm kích thước của các phần tử VL, dùng
các máy nghiền trục cán, máy xay = búa, dao, đinh, máy nghiền dao
2

2


• Nguyên công pha trộn VL: trộn đều các loại VL khác nhau, dùng các máy
như:máy khuấy, máy trộn VL li tâm, máy khuấy dòng xoáy, máy trộn trục
cán, máy trộn trục vít,…
• Nguyên công tạo viên: đc thực hiện =2 pp: tạo viên ở trạng thái nóng và
trạng thái nguội
• Nung sơ bộ: nung nóng làm mềm vật liệu và trong quá trình nóng lên đó, lớp
VL txuc với thành khuôn sẽ bắt đầu tạo lưới.
• Làm dẻo hóa và làm nhuyễn VL: làm VL mềm dẻo ở 1 mức độ xđ và loại
các chất dễ bay hơi ra khỏi VL còn làm nóng chảy VL tạo thành thể đồng
nhất, SD tbi là máy trục vít
QT ép: Nhựa chiếm 35-60% phần klg+chất độn+chất màu+chất bôi trơn đc trộ
trong máy trộn & khuếch tán đều trong các chất phụ gia ủ trong 24h sau đó sấy ở
NĐ 70-80℃. Tiến hành nghiền, sang

6. Công nghệ sx dây điện dây cáp

Ngl là các NND PE,PP,PVC,PS,…Lõi dây ở dạng cuộn đc tháo ra &sấy qua hệ
thống con lăn đưa vào máy phủ nhựa. Dây KL đc đưa qua một thanh dẫn vuốt thon
đc vuốt thẳng đi qua dd nhựa ở trạng thái nóng chảy. Khoang dd nhựa nc gọi là
khoang kết dính. Dây KL đã đc phủ nhựa đc đưa ra ngoài nhờ 1 máy cuộn ở phía
sau. Dây Kl này đc làm lạnh nhờ các bể nc or máng nc ở nđ khác nhau. Trong
khoảng ko kết dính có thể tạo 1 P nhỏ vs mđ tách đc bọt khí ở trong khoảng ko đó.
Sauk hi dây KL đc phủ nhựa và làm lạnh hoàn toàn ng ta cuộn lại có thể trc khi
cuộn lại đc qua máy thử đánh lửa để phát hiện những sợi đứt.
3
3


7. Công nghệ sx màng mỏng:

Ngl từ máy đùn qua đầu định hình tạo ra ống nhựa ở trạng thái mềm dẻo đàn hồi
cao nhờ kk làm mát ở xq→trạng thái mềm dẻo cao. Thổi kk từ phía dưới làm V
tăng theo yc KT qua thanh đánh xẹp màng mỏng đc cuộn lại chuyển sang dây
chuyền cắt dán để tạo túi xách.
8. Công nghệ đùn thổi vật thể rỗng:

- Gđ1: hỗn hợp chất dẻo đc phun vào khuôn tạo ra ống mềm đc làm lạnh nhờ
kk xq chuyển sang tt mềm dẻo đàn hồi cao, cắt 1 đoạn ống mềm dài hơn
kthc’ của khuôn di chuyển vào khoảng ko giữa 2 nửa khuôn.
- Gđ2: Tiến hành thổi kk vào trong ống nhựa mềm & đóng khuôn lại, phần
đáy của ống nhựa đc cắt rời ra & hàn kín ở phía đáy.
- Gd3: Ống nhựa áp sát vào bề mặt của khuôn do kk nén, vật thể rỗng có kthc’
của khuôn, khuôn đc làm lạnh cho đến khi sp hóa cứng.
9. Cấu tạo máy đùn 1 trục vít gồm:
- Phễu cấp liệu dạng hình nón hoặc hình côn có lỗ nạp liệu thông vs xilanh cấp liệu
cho ống xilanh lien tục, có thể trang bị một hệ thống sấy khô trc khi VL vào ống

xilanh, sấy bằng khí nóng or điện.
- Xilanh là ống hình rụ, mặt trong nhẵn, cấu tạo bằng thép đặc biệt or đc mạ. trên
bề mặt ngoài có các khoang gia nhiệt khác nhau nđ đc đo cxac’. Gọi nđ T1(nđ
khoang cấp liệu) < T2 (nđ khoang chuyển tiếp) ống nối vs khuôn định hình).
4

4


- Trục vít: Hay còn gọi là pittong, chuyển nhựa đã dẻo hóa vào khuôn định hình.
- Hệ thống dẫn động trục vít(tạo CĐ quay cho trục vít) gồm mô tơ và hộp giảm tốc.
- Lỗ thoát khí nằm trên ống xilanh& nối vs máy hút ck
- Lưới lọc đc đặt trc khuôn định hình.
- Đồng hồ đo P
- Hệ thống làm mát(=nc)
Toàn bộ máy đc đặt trên một cán đế.

10. Nguyên lý đúc phun:
11. Chu trình đúc phun:
- Chuẩn bị ngl là NND (PE,PP,PVC,PS,PMMA,…)
- Chất phụ gia: bột màu, chất chống cháy,…
- Tiến hành sấy hỗn hợp nhằm tách hàm lg ẩm còn dư vì nếu lẫn hơi nc sẽ làm
giảm tc cư học của sp, bề mặt bị rỗ, có bọt khí, dễ bị rạn nứt tạo nên vết rạn trên bề
mặt. Có thể sấy bằng khí nóng, =tủ sấy, tủ sấy ck or sấy bằng dòng điện cao tần.
- Tiến hành gia công: Trục vít chuyển động tịnh tiến phun nhựa vào khuôn . Khi
nạp đủ lượng nhựa vào khuôn thì trục vít lùi tự nhiên làm cho nhựa ko đc nén tốt,
chứa nhiều bọt khí gây nên lỗi xước tia, do đó phải đặt một P để hạn chế tốc độ lùi
của trục vít. Kết thúc nạp là quá trình làm nguội sp(có thể dùng nc or làm nguội tự
nhiên). Sau đó tháo khuôn và lấy sp.

12. cấu tạo máy đúc phun:
Cấu tạo máy đúc phun gồm 2 Bp: Bp phun và Bp khuôn:
5

5


Bp phun gồm:
- phễu nạp liệu có trang bị hệ thống sấy & hệ thống định lượng.
- Xilanh: một ống hình trụ mặt trong đc mạ & nhẵn, mặt ngoài có các vòng
băng gia nhiệt (bằng dòng điện) vs các nđ khác nhau.
- Trục vít(pittong): hđ trong ống xilanh như 1 công cụ dẻo hóa, trục vít có các
bước ren khác nhau, khi trục vít quay thì P tăng dần. Ng ta chia thành các
vùng trên trục vít:
+ V1: tiền dẻo hóa.
+ V2: vùng dẻo hóa
+ V3: làm nhuyễn
Bp khuôn gồm 2 nửa khuôn : 1 nửa cố định & 1 nửa di động.
Có hệ thống gia nhiệt và làm mát, nđ khuôn đc đo chính xác, đóng mở tự động hóa
hoàn toàn. Ngoài ra có hệ thống dẫn động bằng thủy lực or bằng cơ cấu trục
khuỷu.
13. Các yếu tố công nghệ ảnh hưởng đến tiến trình đúc phun:
- P phun: Nếu P phun ko đủ lớn để phun nhựa vào khoang khuôn trong tg cần
thiết thì khi dòng nhựa đó đông cứng hoàn toàn vẫn chưa điền đầy đc trong
khoang khuôn, do đó tạo ra lỗi thiếu sp. Nếu P phun quá cao, dòng nhựa sẽ
chảy vào các khe hở trong khuôn tạo ra bavia.
- Tốc độ phun: Tốc độ phun nhựa nhỏ thì đạt đc P dòng nhựa lớn, sp bớt co
ngót nhưng thường gây nên lỗi thiếu nhựa cho sp và tạo vết khép nhựa; Tốc
độ phun lớn thì vết khép nhựa sẽ mờ có thể tới mức ko nhìn thấy tuy nhiên
sp co ngót nhiều hơn. Nếu tốc độ phun quá nhanh thì tạo via trên sp, tạo ra

vết cháy nhựa và vết dòng chảy nhựa.
- Thời gian phun: tg phun càng lâu thì

- Nhiệt độ: nđ khuôn cao thì mức độ nguội đi của dòng nhựa nóng chảy sẽ
chậm lại, dòng nhựa chảy trong khuôn dễ dàng, tg phun thực tế ngắn,điều
này dẫ tới các lỗi sp xảy ra khi phun quá nhanh.
14. các lỗi sp xảy ra trong quá trình gia công và bp khắc phục:
a. Lỗ khí →kp:
- Thiết kế bề dày sp hợp lí
6

6


- Bố trí hệ thống thoát khí hợp lí
- Bố trí hệ thống kênh dẫn nhựa đc điền đầy sau cùng nằm ở vị trí thoát khí
thích hợp.
- Giảm vận tốc phun vì vận tốc phun lớn sẽ làm cho nhựa bắn thành tia và khí
dễ dàng lọt vào.
b. Sp bị giòn=> Kp:
- Sấy kĩ trc khi gia công
- Hạn chế nghiền VL để SD lại
- Thay VL mới
- Điều chỉnh máy đúc phun: điều chỉnh nđ ở khoang chứa nhiên liệu để tránh
gây quá nhiệt ở VL
c. Các đốm cháy:=>kp:
- Thiết kế lại hệ thống thoát khí
- Giảm P phun
- Giảm vận tốc phun
- Giảm vận tốc quay của trục vít

d. Vết rạn nứt:=>kp: tăng bề dày sp để giảm ứng suất dư, giảm sự co ngót VL
theo nhiều hướng.
e. Chốc bề mặt:=>kp:
- tránh dùng VL ẩm và chứa nhiều Vl nghiền lại
- Làm trownlangs các góc sạnh của miệng phun và kênh dẫn vì nếu góc cạnh
sắc bén sẽ làm dòng nhựa bị tách lớp.
f. SP bị hụt: => kp:
- Loại hơi ẩm ra khỏi VL= cách sấy khô trc khi gia công.
- Giảm VL nghiền để có qt trộn tốt& nđ chảy cùng lúc
- Đổ lô Vl mới, ktra lại hệ thống làm lạnh để chắc rằng nđ khuôn đồng đều.
g. SP bị đổi màu:=> kp: giữ VL luôn đc sạch sẽ.
h. Mát cá trên bề mặt sp:=>kp:
- Giảm VL nghiền lại, tránh việc lẫn ngl
- Tăng nđ khoang cấp liệu.
i. Bavia:=>kp:
- Phải phay ht mặt phân khuôn để đảm bảo sự đông kín giữa các mặt phân
khuôn, giữa khuôn đực &khuôn cái.
- Mặt phân khuôn phải sạch sẽ, trc khi đưa lên máy đúc phun phải đảm bảo
các tấm khuôn khớp vs nhau ht.
15. Khái niệm và phân loại VL compozit:
* Kn: compozit là VL nhiều pha. Các pha tạo nên compozit thường rất khác nhau
về bản chất, ko hòa tan lẫn nhau, phân cách = bề mặt phân chia pha. Pha liên tục
trong toàn khối compozit đc gọi là nền, pha gián đoạn đc gọi là cốt.
* phân loại:
7

7


-

Theo bản chất Vl nền: compozit nền polymer, gốm, graphit, KL
Theo hình học cốt: compozit cốt hạt (thụ, mịn), compozit cốt sợi(dài, ngắn)
Theo cấu trúc VL: compozit tấm, lớp, tấm 3lowps, khối, tổ ong,…
Theo pp chế tạo: đúc, ép, đúc phun, lăn lô,…
Theo phạm vi ứng dụng: compozit cao cấp, compozit kĩ thuật.

16. Trình bày các chất gia cường: có 2 dạng : dạng sợi và dạng hạt
* Dạng sợi:
- Sợi thực vật: tre luồng, xơ dừa, dứa, bong, đay,… có thành phần chính là sợi
xenlulozo. Sợi TV dễ hút ẩm làm cho sợi này khó dùng cho VL compozit
SD ngoài trời.
- Sợi thủy tinh: Có 6 loại cơ bản: thủy tinh E(SD rộng rãi, ưd chung), thủy
tinh D(dẫn điện cao), thủy tinh A(nhẹ hơn và tương đối bền nh chịu nc kém
hơn nhiều so vs thủy tinh E), thủy tinh C(có độ bền hóa cao), thủy tinh S và
R(độ bền cao, SD trong KT hàng ko vũ trụ)
- Sợi aramit: là những polymit thơm, trong đó có ít nhất 85% nhóm amin liên
kết trực tiếp vs 2 nhân thơm.
- Kevlar: một loại VL siêu việt, bền hơn thép, dẻo, chịu đc sự quá nhiệt.
- Sợi gốm: sợi bo, sợi B4C, sợi SiC. Cơ tính của các loại sợi gốm rất ổn định ở
nđ cao.
- Sợi Cacbon: có độ bền cao, bền nhiệt, bền hóa chất,…là VL gia cường cho
các Vl compozit cao cấp, SD trong chế tạo máy bay, tên lửa, tàu vũ trụ, dụng
cụ thể thao.
• Dạng hạt: thường SD là silica CaCO3, vẩy mica, vẩy Kl, cao lanh, đất sét, …
Dạng hạt này có ưu điểm là giảm giá thành sp, tăng độ bền cơ lý hóa, nhiệt,
điện,kn chậm cháy, dễ đúc khuôn, giảm đc sự tạo bọt khí trong nhựa, cải thiện
tc bề mặt VL, chống co ngót khi đóng rắn, che khuất sợi trong cấu tạo tăng cg,
giảm giải tỏa nhiệt khi đóng rắn.
17. Phương pháp gia công lăn ép bằng tay:

- Khuôn đc làm bằng Kl bề mặt nhẵn ko có khuyết tật đc làm sạch cẩn thận ko
để lại dầu mỡ và bụi bẩn.
- Đầu tiên xử lý = Wax(chất chống dính): bôi 3 lớp Wax đê làm bong bề mặt
khuôn
- Dùng vải cotton sạch cắt nhỏ xoa len bề mặt khuôn.
• Thao tác: đầu tiên quét một lớp nhựa mỏng lên bề mặt của khuôn sau đó xếp
nhựa gia cg lên trên(VD:sợi thủy tinh) dùng chổi có sợi cứng phết nhựa lên
trên bề mặt của sợi gia cg dập dập đều đặn lên sợi gia cg cho thấm đều nhựa,
chú ý ko quét hay miết để tránh rút sợi lên khỏi nhựa. Sau đó dùng con lăn
8

8


thép có khía để lăn ép cho sợi lèn chặ & thấm đều nhựa, qt tiếp tục cho đến
khi đạt đc độ dày thích hợp sau đó tiến hành đóng rắn ở đk thg or đk nđ cao.
Sau đó tháo khuôn và lấy sp.
• Pp này có ưu điểm là có thể sx đc sp có bề mặt rất lớn mà ko cần yêu cầu
cao về thẩm mĩ.
18. Phương pháp quấn sợi:
- CN quấn sợi là qt trong đó sợi đc ngâm tẩm trong nhựa lỏng rồi quấn theo 1
góc nhất định đã định trc quanh 1 lõi quay, lõi quay này để lại trong sp or
tách ra khỏi sp tùy theo hình dáng, kích thước của sp. Khi chế tạo ống tròn
thường dùng=KL & đc tháo ra khỏi sp sau khi đóng rắn, Vs những cấu hình
phức tạp ko phải lúc nào cũng tháo lõi đc. Trong TH đó lõi phải có nhiều
phần or = VL hòa tan đc(muối trộn cát) or = KL dễ nóng chảy.
- 1 hệ thống dẫn sợi chạy vs tốc độ xđ theo 2 hướng ngc chiều nhau / cùng 1
trục(chạy đi, chạy lại) còn lõi tròn thì quay tròn theo tốc độ ấn định trc =
cách kiểm soát tốc độ chạy của hệ thống dẫn sợi và tốc độ quay của lõi góc
quấn sợi đc duy trì theo thiết kế. Qt này rất thích hợp để chế tạo các loại ống

có kích thước từ nhỏ đến lớn & các kết cấu chuyên dụng như bình chứa làm
việc dưới P.

9

9