CHƯƠNG VI CHẤT DẺO (tải về xem để không bị lỗi font)

CHƯƠNG 6
CHẤT DẺO

Mục tiêu:

- Nắm vững thành phần, tính chất, cách phân loại của chất dẻo
- Nhận biết được tên gọi và tính chất của các chất thuộc nhóm chất dẻo nhiệt dẻo, nhóm chất dẻo nhiệt rắn
- Phân biệt được chất dẻo nhiệt dẻo và chất dẻo nhiệt rắn


I. Thành phần, tính chất và phân loại
1. Đònh nghóa
2. Thành phần
3. Tính chất của chất dẻo
4. Phân loại chất dẻo
5. Một số phương pháp gia công chất dẻo

II. Chất dẻo nhiệt dẻo
1. Chất dẻo nhiệt dẻo không phân cực
2. Chất dẻo nhiệt dẻo phân cực
3. Chất dẻo nhiệt dẻo chòu nhiệt


I. Thành phần, tính chất và phân loại
1. Định nghĩa & thành phần

Chất dẻo là loại vật liệu mà thành phần
chủ yếu của nó là polyme hữu cơ nhân tạo
Polyme: Là hợp chất cao phân tử, gồm các ngun tử,
nhóm ngun tử liên kết với nhau với số lượng lớn
Đơn phân

(monome)
homopolyme
Đại
phân tử


Phân loại:
• Theo nguồn gốc

POLYME

– Thiên nhiên: tinh bột, xenlulo, cao su, amiang…
– Nhân tạo: PE, PP, PVC, PA, PTFE… được sự dụng rộng rãi.

•

Theo thành phần
– Vô cơ: mạch cơ bản không có hidrocacbon (gốm, mica,
amiang…)
– Hữu cơ: mạch cơ bản là một hidrocacbon (cao su & chất dẻo)
– Hữu cơ phân tử: các gốc vô cơ (Si, Ti, Al) nối với gốc hữu cơ
(-CH3, -C2H5, -C6H5…)

•

Theo tính chịu nhiệt

– Nhiệt dẻo: có thể chảy dẻo ↔ đóng rắn
– Nhiệt rắn: nung nóng  mềm ra  phản ứng hóa học 
đông cứng lại

Polymer Chains
Phân loại:
• Theo cấu trúc
–
–
–
–

Mạch thẳng
Mạch nhánh
Mạch lưới
Mạch không gian


POLYME
Tính chất vật lý:
• Trọng lượng riêng: rất nhẹ, nhỏ hơn 0.3g/cm3
• Dẫn điện, dẫn nhiệt kém: làm chất cách điện
• Khả năng hấp thụ sóng đàn hồi tốt → vật liệu cách âm,
giảm chấn
• Sóng điện từ:
– Cho phép ≥ 90% ánh sáng đi qua  trong suốt và không màu
– Bước sóng điện từ càng xa bước sóng ánh sáng  khả năng
hấp thụ rung động tốt


POLYME
Tính chất hóa học:

•
•
•

Hầu như không phản ứng hóa học với các loại axit vô cơ, kềm
Tính trơ giảm khi số lượng liên kết đôi tăng
Khả năng hòa tan trong dung môi hữu cơ tăng khi liên kết đôi
trong mạch tăng

Tính lão hóa:
•

•
•

Sự suy giảm tính chất của polyme theo thời gian do quá trình
oxy hóa chạm chuỗi mạch phân tử dưới tác dụng của lực áp
suất và môi trường như: nước, nhiệt độ, ánh sáng…
Tốc độ lão hóa quyết định tuổi thọ làm việc của vật liệu
Làm chậm quá trình lão hóa bằng các chất thích hợp


POLYME
Tính chất cơ học:
• Tính đàn hồi (ε): phụ thuộc vào số lượng liên kết đôi
trong mạch phân tử
• Tính bền
– Tính bền kéo, bền xoắn, bền uốn thấp; Độ cứng thấp
– Tính ổn định nhiệt thấp ≤ 40 ÷ 45 °C

Polyme không đáp ứng được
các yêu cầu sử dụng trong thực tế
Sử dụng thêm phụ gia:
chất độn
chất chống lão hóa
chất chống tia UV…


I. Thành phần, tính chất và phân loại
1. Định nghĩa & thành phần

Chất dẻo là loại vật liệu mà thành phần chủ yếu của
nó là polyme hữu cơ nhân tạo
Thành phần
•Chất liên kết: thành phần chủ yếu, thường dùng là polyme
tổng hợp
•Chất độn: ở dạng bột, sợi, tấm, vô cơ hoặc hữu cơ. Chất độn
làm tăng độ bền, giảm độ co khi ép…
•Chất hóa dẻo làm tăng độ dẻo
•Chất đông cứng và chất xúc tác
•Đôi khi tùy vào yêu cầu của sản phẩm mà cho vào một số
chất cho phù hợp như chất kìm hãm, chất màu, chất chống
lão hóa…


I. Thành phần, tính chất và phân loại
2. Tính chất của chất dẻo
•
•
•

•
•
•
•
•
•

Mật độ thấp
Rất nhẹ, D = 0,002÷1.2 g/cm3
Rất dẻo, độ trong suốt cao
Rất bền vững trong các dung môi vô cơ và một số dung môi
hữu cơ
Có khả năng cách điện, cách nhiệt và cách âm tốt
Có hệ số ma sát nhỏ, có khả năng chống mài mòn cao
Có tính công nghệ tốt
Độ bền thấp, khả năng chòu nhiệt kém, modun đàn hồi thấp,
độ dai va đập kém hơn kim loại và hợp kim
Dễ bò lão hóa


I. Thành phần, tính chất và phân loại
3. Phân loại chất dẻo

a. Phân loại theo đặc tính của chất liên kết

Chất dẻo nhiệt dẻo:
•Sau khi làm nguội khối chất dẻo sẽ khơi phục liên kết và sắp xếp
ban đầu
•Cho phép lặp lại chu kỳ , có thể tái sử dụng nhiều lần: polyme
mạch thẳng và mạch nhánh

Vd: PE, PVC, PS…
•Sản phẩm gia dụng, xây dựng, điện…

Chất dẻo nhiệt rắn:
•Sau khi làm nguội khối chất dẻo sẽ tạo liên kết mới, khơng cho
phép tái sử dụng
•Chỉ cho phép tạo hình 1 lần: polyme mạch lưới và mạch khơng
gian


I. Thành phần, tính chất và phân loại
3. Phân loại chất dẻo

b. Phân loại theo chất độn

• Chất dẻo độn bột:
mùn cưa, bột giấy, xenlulo, graphit, bột tan, bột thủy
tinh, bột amiăng, mica…
• Chất dẻo độn sợi:
sợi bông, sợi đay, sợi thủy tinh, sợi amiăng…
• Chất dẻo độn tấm:
tờ giấy, vải thủy tinh, vải amiăng, vải bạt, tấm gỗ…
• Chất dẻo độn khí:
các bọt không khí hay các bọt khí trung tính


I. Thành phần, tính chất và phân loại
3. Phân loại chất dẻo

c. Phân loại theo công dụng

• Chất dẻo chòu lực: thuộc nhóm chất dẻo nhiệt rắn
- Chất dẻo kết cấu
- Chất dẻo chòu mài mòn
- Chất dẻo đònh hình
- Chất dẻo cách điện

• Chất dẻo không chòu lực: thuộc nhóm chất dẻo
nhiệt dẻo
- Chất dẻo trong suốt (thủy tinh hữu cơ)
- Chất dẻo ổn đònh hóa học
- Cách điện, cách nhiệt
- Cách âm, trang trí…


I. Thành phần, tính chất và phân loại
3. Phân loại chất dẻo

d. Phân loại theo gốc cấu tạo
• Chất dẻo từ các polime của các hydrocacbon không no (nhóm
olefin)
• Chất dẻo từ polime của rượu vinylic và các dẫn xuất của nó
• Chất dẻo từ các polime của các dẫn xuất halogen etylen
• Chất dẻo từ các dẫn xuất của các axit acrylic và metacrylic
• Chất dẻo từ nhựa fenol-aldehyd
• Chất dẻo từ nhựa amino-aldehyd
• Chất dẻo từ nhựa furan
• Chất dẻo từ nhựa polyamid (PA)
• Chất dẻo từ polyuretan, polyure (PU)
• Nhựa epoxi

• Chất dẻo từ các polyete
• Chất dẻo làm từ các ete xenluloza (tơ nhân tạo)
• Nhựa trao đổi ion



I. Thành phần, tính chất và phân loại
5. Một số phương pháp gia công chất dẻo

a. Phương pháp đùn liên tục (ép đùn)

• Dùng để gia công các loại nhựa nhiệt dẻo và vật
liệu đàn hồi như cao su
• Chế tạo các sản phẩm dạng ống, thanh, tấm, sợi…
chiều dài không hạn chế
• Không áp dụng cho các loại nhựa nhiệt rắn
• ống dẫn nước, dẫn dầu, bọc dây điện, dây cáp điện,
chế tạo các sợi làm lưới đánh cá, dây thừng, sợi dệt
vải, tạo thanh, tạo màng mỏng, tấm phẳng…


Sô ñoà maùy eùp ñuøn




I. Thành phần, tính chất và phân loại
5. Một số phương pháp gia công chất dẻo

b. Phương pháp phun ép (đúc dưới áp suất)

• Còn gọi là đúc tiêm, là phương pháp gia công chủ
yếu và rộng rãi nhất, dùng gia công các loại nhựa
nhiệt dẻo
• Dóa, tô, chén, xô… các chi tiết dạng thành mỏng
• Quá trình gia công được tiến hành qua hai giai
đoạn:
- Nhựa hóa trong xi lanh nguyên liệu
- Tạo hình trong khuôn đúc


Sô ñoà maùy phun eùp



I. Thành phần, tính chất và phân loại
5. Một số phương pháp gia công chất dẻo

c. Phương pháp đúc ép (ép trực tiếp)

• Dùng để gia công nhựa nhiệt dẻo và cả nhựa nhiệt
rắn
• Quá trình gia công để tạo ra sản phẩm từ nhựa
nhiệt rắn được tiến hành qua hai giai đoạn :
- Giai đoạn thành hình
- Giai đoạn đònh hình

• Quá trình gia công để tạo ra sản phẩm từ nhựa
nhiệt dẻo được tiến hành qua hai cách sau:
- Cách 1: Ép nóng trong khuôn nóng

- Cách 2: Ép nóng trong khuôn nguội


Sụ ủo maựy eựp chaỏt deỷo


I. Thành phần, tính chất và phân loại
5. Một số phương pháp gia công chất dẻo

d. Phương pháp ép thổi

• Dùng áp suất của dòng khí nén thổi chất dẻo vào
trong khuôn để tạo hình cho sản phẩm
• Có hai phương pháp thổi:

- Thổi tự do
- Thổi trong khuôn