Đồ án tốt nghiệp khuôn nhựa catia MODFLOW master cam x

đồ án tốt nghiệp

Mục lục
Mục lục ..........................................................................................................1
Lời nói đầu. ..................................................................................................4
PHần I : lý thuyết tổng quan ..........................................................6
ch-ơng I : tổng quan về chất dẻo và công nghệ gia công
chất dẻo ........................................................................................................6
I.Tình hình ngành công nghiệp nhựa trên thế giới và Việt Nam .........................6
1.Tình hình ngành công nghiệp nhựa trên thế giới..........................................6
2. Ngành nhựa tại Việt Nam và xu h-ớng phát triển. ......................................6
II.Giới thiệu chung về vật liệu chất dẻo Polymer. ...............................................8
2.1,Định nghĩa. ............................................................................................8
2.2.Những đặc điểm và tính chất chung của chất dẻo .................................9
2.3.Phân loại chất dẻo............................... Error! Bookmark not defined.
2.4.Cơ sở hóa học của chất dẻo ................ Error! Bookmark not defined.
2.5.Chất phụ gia trong chất dẻo................ Error! Bookmark not defined.
2.6.Các thông số quan trọng của chất dẻo................................................ 17
2.7.Phân biệt các chất dẻo ........................................................................ 19
2.8.Một số ứng dụng của chất dẻo nhiệt dẻo và chất dẻo nhiệt rắn .. Error!
Bookmark not defined.
III.Điều kiện kỹ thuật cần có đối với một sản phẩm nhựa.Error! Bookmark not
defined.
IV.Các ph-ơng pháp gia công chất dẻo .............................................................31
1.Công nghệ đùn........................................................................................... 32
2.Công nghệ cán vật liệu ...............................................................................32
3.Công nghệ phủ chất dẻo .............................................................................32
4.Công nghệ gia công vật thể rỗng. .............................................................. 33
5.Thiết kế sơ bộ kết cấu của khuôn ép nhựa. ............................................... 35
6.Công nghệ tạo xốp chất dẻo. ..................... Error! Bookmark not defined.
7.Công nghệ hàn chất dẻo .............................................................................37

8.Công nghệ dán chất dẻo ............................ Error! Bookmark not defined.
9.Công nghệ gia công chất dẻo bằng ph-ơng pháp ép phunError! Bookmark
not defined.
CHƯƠNG : Tổng quan về công nghệ ép phun,Máy đúc áp l-c...
Error! Bookmark not defined.
1.Vật liệu dùng trong công nghệ ép phun .... Error! Bookmark not defined.
2.Máy đúc áp lực. ......................................................................................... 40
2.1.Phân loại. ............................................................................................ 40
2.2.Cấu tạo ................................................ Error! Bookmark not defined.
1
2.3.Nguyên lý làm việc..............................................................................43
2.4.Các thông số cơ bản của máy ............. Error! Bookmark not defined.
Giáo viên h-ớng dẫn : Ths.Đỗ Anh Tuấn
Sinh viên thực hiện : Tô Anh Tuấn


đồ án tốt nghiệp

2.5.Tính toán và chọn máy ép nhựa.......... Error! Bookmark not defined.
2.6.Một số loại máy đúc áp lực. ............................................................... 48
3.Quá trình đúc phun xảy ra trong máy đúc áp lực ..... Error! Bookmark not
defined.
4.Công nghệ đúc phu gia công sản phẩm từ chất dẻo nhiệt dẻoError! Bookmark
not defined.
4.1.Quá trình dẻo hóa vật liệu chất dẻo ... Error! Bookmark not defined.
4.2.Quá trình tạo hình sản phẩm trong khuônError! Bookmark not defined.
5.Các thông số công nghệ ảnh h-ởng đến chất l-ợng sản phẩm ........... Error!
Bookmark not defined.
5.1.Nhiệt độ. ............................................ Error! Bookmark not defined.
5.2.áp suất ................................................ Error! Bookmark not defined.

5.3.Tốc độ chảy ....................................... Error! Bookmark not defined.
6.Sản xuất đúc phun có khuyết tật,cách khắc phục. .... Error! Bookmark not
defined.
ch-ơng III : Tổng quan về khuôn ... Error! Bookmark not defined.
1.Các bộ phận chính của khuôn ................... Error! Bookmark not defined.
1.1.Chức năng các bộ phận của khuôn nhựaError! Bookmark not defined.
1.2.Các kiểu khuôn phổ biến . ................. Error! Bookmark not defined.
2.Các hệ thống của khuôn. ........................... Error! Bookmark not defined.
2.1.Hệ thống đẩy ..................................... Error! Bookmark not defined.
2.2.Hệ thống chốt hồi về. ........................ Error! Bookmark not defined.
2.3.Hệ thống cung cấp nhựa .....................................................................70
2.4.Lõi mặt bên của khuôn ...................... Error! Bookmark not defined.
2.5.Hệ thống làm nguội của khuôn.. ....... Error! Bookmark not defined.
2.6.Các bộ phận định vị ........................................................................... 83
2.7.Miếng ghép. ....................................................................................... 84
2.8.Rãnh thoát khí. .................................................................................. 84
3.Giới thiệu các hãng sản xuất chi tiết tiêu chuẩn và các chi tiết tiêu chuẩn
của khuôn. ........................................................................................................ 84
phần ii : thiết kế,gia công,tính giá thành khuôn cho chi
tiết mũ bảo hiểm xe máy .................................................................. 90
ch-ơng i: cơ sở dữ liệu thiết kế khuôn cho chi tiết ............90
1.Cơ sở dữ liệu. ..............................................................................................90
1.1.Sản phẩm thiết kế. ...............................................................................90
1.2.Trình tự thiết kế,chế tạo khuôn............................................................90
1.3.Phần mềm thiết kế và gia công khuôn................................................ 90
2.Thiết kế khuôn cho chi tiết nhựa. ...................................................................91
2.1.Thiết kế và phân tích sản phẩm ứng dụng Moldflow .........................91
2.2.Giới thiệu phần mềm CATIA P3V5 ...................................................95
2
2.3.Thiết kế khuôn ứng dụng phần mềm CATIA. .....................................99

Giáo viên h-ớng dẫn : Ths.Đỗ Anh Tuấn
Sinh viên thực hiện : Tô Anh Tuấn


đồ án tốt nghiệp

ch-ơng ii : thiết kế khuôn mũ bảo hiểm xe máy. ..................104
1.Tính toán lựa chọn kết cấu khuôn ............. Error! Bookmark not defined.
2.Kết cấu khuôn............................................ Error! Bookmark not defined.
Ch-ơng iii : thiết kế quy trình công nghệ gia công khuôn
Trên,khuôn d-ới. .................................... Error! Bookmark not defined.
i.lập ph-ơng án chế tạo lòng,lõi khuôn .. Error! Bookmark not
defined.
ii.lập quy trình công nghệ chế tạo lòng,lõi khuôn. .. Error!
Bookmark not defined.
1.Một số l-u ý tr-ớc khi lập quy trình công nghệError! Bookmark not defined.
2.Xác định dạng sản xuất ............................................................................109
2.1.Tấm khuôn trên .................................. Error! Bookmark not defined.
2.2.Tấm khuôn d-ới.................................. Error! Bookmark not defined.
3.Xác định phôi ............................................ Error! Bookmark not defined.
3.1.Xác định phôi. .................................... Error! Bookmark not defined.
3.2.Chọn ph-ơng pháp chế tạo phôi. ........ Error! Bookmark not defined.
3.3.Xác định l-ợng d- và kích th-ớc phôi Error! Bookmark not defined.
III.thiết kế quy trình công nghệ gia côngError! Bookmark not
defined.
1.Lập thứ tự các nguyên công. ..................... Error! Bookmark not defined.
2.Quy trình công nghệ gia công tấm khuôn trênError! Bookmark not defined.
3.Quy trình công nghệ gia công tấm khuôn d-ới.Error! Bookmark not defined.
IV.Tính toán thiết kế đồ gá .............. Error! Bookmark not defined.
1.Vai trò và nhiệm vụ của đồ gá ................... Error! Bookmark not defined.

2Thiết kế đồ gá cho nguyên công khoan,khoét,doa lỗ dẫn h-ớng chốt hồiError!
Bookmark not defined.
ch-ơng iv : sửa chữa,bảo d-ỡng khuôn .... Error! Bookmark not
defined.
1.Mục đích bảo d-ỡng khuôn .... Error! Bookmark not defined.
2.Quy trình bảo d-ỡng khuôn ép nhựa .......... Error! Bookmark not
defined.
3.Các lỗi th-ờng xảy ra trong khuôn. ........... Error! Bookmark not defined.
4.Đánh bóng khuôn. ..................................... Error! Bookmark not defined.
5.Lắp đặt khuôn ............................................ Error! Bookmark not defined.
6.L-u giữ khuôn. .......................................... Error! Bookmark not defined.
ch-ơng v : tính toán và -ớc l-ợng giá thành khuôn Error!
Bookmark not defined.
1.Chi phí mua phôi thép. .............................. Error! Bookmark not defined.
2.Chi phí mua chi tiết tiêu chuẩn sử dụng làm khuôn. Error! Bookmark not
defined.
3
3.Chi phí gia công......................................... Error! Bookmark not defined.
Giáo viên h-ớng dẫn : Ths.Đỗ Anh Tuấn
Sinh viên thực hiện : Tô Anh Tuấn


đồ án tốt nghiệp

4.Chi phí cho ng-ời thiết kế ......................... Error! Bookmark not defined.
5.Tổng giá thành khuôn ................................ Error! Bookmark not defined.
kết luận và h-ớng phát triển của đồ ánError! Bookmark not
defined.
tài liệu tham khảo ............................. Error! Bookmark not defined.
phụ lục ........................................................ Error! Bookmark not defined.

1.Vật liệu khuôn và sản phẩm trong chế tạo khuôn mẫuError! Bookmark not
defined.
2.Gia công tấm khuôn trên,tấm khuôn d-ới ứng dụng phần mềm
MASTERCAMX3. ..........................................................................................201
3.Các bản vẽ chi tiết khuôn. ........................................................................205

Lời nói đầu
Tr-ớc đây,các sản phẩm đ-ợc 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 tr-ờng. Bởi vì lúc đó lĩnh vực gia công
chế tạo khuôn ch-a có điều kiện phát triển do gặp phải khó khăn về trình độ khoa
học công nghệ và đội ngũ kỹ thuật.
Ngày nay, sản phẩm nhựa xuất hiện ngày càng nhiều trong tất cả các lĩnh
vực KHKT cũng nh- trong đời sống hàng ngày. Trong các ngành công nghiệp nhẹ
đã xuất hiện nhiều sản phẩm từ vật liệu Polymer. Trong ngành công nghiệp nặng
vật liệu Polymer đ-ợc sử dụng để chế tạo các chi tiết máy, cá biệt một số loại nhựa
có tính chịu lực cao, chịu nhiệt, chịu ma sát mài mòn và chịu đ-ợc môi tr-ờng mà
các loại thép bị phá huỷ. Trong điều kiện làm việc nh- vậy, vật liệu Polymer đ-ợc
sử dụng để thay thế các vật liệu kim loại.
Thiết kế theo ph-ơng pháp truyền thống gặp nhiều khó khăn nh- : Thay đổi
các ph-ơng án thiết kế đòi hỏi nhiều thời gian và công sức, hơn nữa không thể biết
tr-ớc sự hoạt động của cơ cấu nếu chúng ch-a đ-ợc sản xuất và cho vào hoạt
động Quá trình tạo ra các sản phẩm nhựa theo công nghệ đúc ép th-ờng xuất
hiện rất nhiều các khuyết tật dẫn đến phế phẩm nếu khi thiết kế khuôn có sự 4
sai sót. Mặt khác, các sản phẩm nhựa ngày càng có hình dạng phức tạp dẫn
Giáo viên h-ớng dẫn : Ths.Đỗ Anh Tuấn
Sinh viên thực hiện : Tô Anh Tuấn


đồ án tốt nghiệp

đến việc chế tạo lòng khuôn và lõi khuôn theo ph-ơng pháp truyền thống là không
thể thực hiện đ-ợc.
Với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ thông tin đặc biệt là sự ra đời của hệ
thống CAD/CAM/CAE đã liên thông các quá trình thiết kế và chế tạo. Với công
nghệ CAD việc xây dựng mô hình cơ cấu và mô phỏng hoạt động của nó trên máy
vi tính đ-ợc thực hiện nhanh chóng và dễ dàng. Qua kết quả mô phỏng, ta có thể
phân tích và đ-a ra ph-ơng án tối -u nhất. Với công nghệ CAM việc gia công các
chi tiết đ-ợc lập trình trực tiếp trên máy công cụ hoặc lập trình tự động trên các
phần mềm CAM hoặc các phần mềm tích hợp CAD/CAM nh-: CATIA,
Mastercam,Pro WildFire, Cimatron Do đó, có thể gia công đ-ợc các chi tiết có
hình dạng phức tạp hoặc với những chi tiết làm từ những vật liệu khó gia công. Sau
một thời gian tìm hiểu nghiên cứu với sự chỉ bảo nhiệt tình của thầy Ths.Đỗ Anh
Tuấn đến nay em đã hoàn thành đề tài tốt nghiệp:
"Thiết kế công nghệ chế tạo lòng khuôn ép phun và quy trình công nghệ gia
công tấm khuôn tr-ớc,tấm khuôn sau của sản phẩm mũ bảo hiểm xe máy ".
Đồ án tốt nghiệp sau đây là đồ án tổng quát về quy trình thiết kế để có đ-ợc
sản phẩm thiết kế khuôn mẫu hoàn chỉnh.Trong quá trình làm thiết kế em có sử
dụng một số phần mềm thiết kế,mô phỏng tính toán và gia công khuôn: Solidworks
,Catia, Moldflow, MastercamX.
Trong quá trình làm đồ án này, mặc dù gặp rất nhiều khó khăn, nh-ng đ-ợc sự
giúp đỡ,h-ớng dẫn tận tình của thầy Ths.Đỗ Anh Tuấn và các thầy cô trong bộ
môn công nghệ chế tạo máy giúp em hoàn thành đồ án này.
Em xin chân thành cảm ơn!
H-ng yên, Ngày 25 tháng 07 năm 2010
Sinh Viên Thực Hiện
Tô Anh Tuấn

5
Giáo viên h-ớng dẫn : Ths.Đỗ Anh Tuấn

Sinh viên thực hiện : Tô Anh Tuấn


đồ án tốt nghiệp

Phần I : lý thuyết tổng quan.
ch-ơng I : tổng quan về chất dẻo và công nghệ gia công
chất dẻo .
I.Tình hình ngành công nghiệp nhựa trên thế giới và Việt Nam.
1.Tình hình ngành công nghiệp nhựa trên thế giới.
Hiện nay công nghiệp nhựa trên thế giới ngày càng phát triển và phát triển cao
hơn.Ngành công nghiệp nhựa ngày càng phát triển và có mặt trên mọi lĩnh vực
cuộc sống .Xu h-ớng phát triển ngành công nghiệp nhựa trên thế giới là nhựa hoá
các sản phẩm sử dụng,các loại vật liệu truyền thống ,gia tăng sự phong phú về
chủng loại và nâng cao chất l-ợng ,ở hầu hết các n-ớc công nghiệp trên thế giới,
ngành công nghiệp nhựa cũng là một ngành công nghiệp chủ lực không kém gì các
ngành công nghiệp khác .Cùng với sự phát triển của khoa học,kỹ thuật một số các
chi tiết máy trong một số môi tr-ờng làm việc mà không thể sử dụng vật liệu kim
loại để chế tạo ,thay thế vào đó yêu cầu cao hơn cần phải sử dụng vật liệu nhựa.
Trong các vấn đề mà các nhà sản xuất nhựa trên thế giới cần tiếp tục giải quyết
bao gồm cả vấn đề về môi tr-ờng.Rõ ràng là trong quá trình sản xuất và phát
triển ngành nhựa không thể không giải quyết tốt việc xử lý các chất thải,tái 6
chế phế liệu nhựavà các vấn đề khác tránh gây ô nhiễm môi tr-ờng.Trong
Giáo viên h-ớng dẫn : Ths.Đỗ Anh Tuấn
Sinh viên thực hiện : Tô Anh Tuấn


đồ án tốt nghiệp

vấn đề này cần đề cập đến vấn đề tái sinh bằng hệ thống tái sinh Erema.Hệ thống

này có thể tái sinh toàn bộ mọi chất plastic ,không cần thay đổi bằng cách xử lý
nhiệt.Nên hệ thống này rất uyển chuyển và cải thiện hiệu năng.
Ngành công nghiệp nhựa ở một số n-ớc trong khu vực nh-:
- Thái Lan : Ngành công nghiệp nhựa rất phát triển với khoảng 5000 nhà máy sản
xuất nguyên liệu nhựa,thành phẩm và bán thành phẩm nhựa.Năm 1994 công nghiệp
Thái Lan tăng 18%,tiêu thụ 1,5 triệu tấn nhựa chủ yếu ngành công nghiệp xe
hơi.Để chuẩn bị cho sự phát triển ngành nhựa,Thái Lan có chiến l-ợc cung cấp
800000 tấn nhựa PP/năm.760000tấn nhựa HDPE/nămĐầu t- vào phát triển các
máy gia công chất dẻo.
- MALAYSIA : năm 1994 tổng doanh thu ngành nhựa đạt 1,9tỷ USD.Theo số liệu
của hiệp hội nhựa Malaysia thì sự tăng tr-ởng của ngành nhựa chủ yếu do sự đầu tcủa các công ty đa quốc gia về các loại sản phẩm nhựa kỹ thuật.Hiện nay doanh thu
đ-ợc khoảng 20tỷ USD,giá trị xuất khẩu tăng 25% ,sự tăng tr-ởng tiếp tục bao gồm
các sản phẩm nhựa bao bì ,ôtô ,đồ gia dụng
2.Ngành nhựa tại Việt Nam và xu h-ớng phát triển.
Sau nhiều năm thực hiện ch-ơng trình đầu t- thay đổi công nghệ, hiện đại
hoá thiết bị,ngành nhựa đã đủ sức đáp ứng nhu cầu cung ứng hàng tiêu dùng và các
sản phẩm phục vụ nhu cầu công nghiệp,nông-ng- nghiệp trong cả n-ớc,đồng thời
đang từng b-ớc mở rộng ra thị tr-ờng xuất khẩu.
Hiện nay Tổng công ty nhựa Việt Nam thuộc bộ công nghiệp đã sản xuất
đ-ợc hơn5,8 triệu mét màng mỏng PVC,hơn 2908 tấn ống nhựa cứng với kích cỡ
khác nhau,hơn hàng chục triệu sản phẩm bao bì in sách màu,chai PET,đ-a mức
sản xuất hãng tăng 69% so với mức thựa hiện các năm tr-ớc,sản phẩm sản xuất
chất l-ợng cao,tiêu thụ nhanh,giao hàng đúng thời gian hợp đồng,đạt doanh thu hơn
890.000USD và hơn 210 tỷ đồng.
Theo số liệu của Hiệp Hội Nhựa Việt Nam,chỉ trong bảy năm kể từ năm
1989 đến 1996 toàn ngành đã thu hút trên 600 triệu USD vốn đầu t- mới trong đó
có 30 dự án đầu t- n-ớc ngoài trị giá trên 335 triệu USD.Nhờ vậy toàn ngành đã đạt
mức tăng tr-ởng hàng năm bình quân từ 21% đến 31%,riêng trong những
năm1995,1996 đạt mức kỷ lục 45% đến 50% .Kim ngạch xuất khẩu trong năm
2006 là 500 triệu USD tăng 380 triệu USD so với năm 2005và xu h-ớng tiêu thụ

nhựa trong n-ớc tăng theo đầu ng-ời hàng năm từ 23kg trong năm 2006 đến 3840kg năm 2010 (khoảng 28-30%/năm).
Đến nay hầu hết các công ty xí nghiệp quốc doanh và t- nhân thuộc 7
ngành nhựa trong cả n-ớc đã cơ bản hiện đại hoá trên 80% thiết bị máy
Giáo viên h-ớng dẫn : Ths.Đỗ Anh Tuấn
Sinh viên thực hiện : Tô Anh Tuấn


đồ án tốt nghiệp

móc,nhiều đơn vị đã hiện đại hoá toàn phần thiết bị nh- công ty nhựa bao bì Tân
Tiến với công nghệ mới nhất của Nhật Bản,hoặc hiện đại hoá các thiết bị chủ lực để
sản xuất các thiết bị chủ yếu nh- công ty nhựa Rạng Đông (sản xuất các màng
mỏng,giả da,chai PET)các công ty nhựa Bình Minh và nhựa Tiền Phong(Hải
Phòng),nhựa tp.Hồ Chí Minh(các loại ống nhựa sản xuất theo công nghệ của áo,
Hàn Quốc.Dự án xây d-ng nhà máy sản xuất PVC resin lớn tại tỉnh Đồng Nai và
Bà Rịa Vũng Tàu với công suet của hai nhà máy lên tới 108000 tấn;hai dự án
sản xuất nguyên liệu PP,PE màng BOPP làm bao bì,tấm PS,tấm PVC,PMMA,tơ sợi
tổng hợpđang đ-ợc nghiên cứu.
Ngành nhựa cả n-ớc tiếp tục thu hút đ-ợc vốn đầu t- mới khoảng 500 triệu
USD,trong đó vốn đầu t- của các doanh nghiệp trong n-ớc chiếm khoảng 150 triệu
USD. Các sản phẩm nhựa chiếm một tỷ trọng ngày càng lớn trong kỹ thuật và đời
sống của con ng-ời,nh-ng hàng năm 90% số nguyên liệu để sản xuất chủ yếu nhập
khẩu từ n-ớc ngoài.So với các ngành công nghiệp khác trong cả n-ớc,ngành nhựa
đ-ợc xem là một trong những ngành hàng đầu nh-ng so với các n-ớc công nghiệp
khác,ngành nhựa Viêt Nam chỉ đ-ợc đánh giá là năng động .Đối với doanh nghiệp
xuất khẩu,thiếu kinh nghiệm,thiếu thông tin cũng nh- trao đổi,phối hợp nên giá
bán của chúng ta đa số là thấp hơn các n-ớc khác trong khu vực .Trong t-ơng
lai,ngành nhựa sẽ rất phát triển do nhu cầu sử dụng trong tiêu dùng và trong toàn
bộ lĩnh vực khoa học cũng nh- đời sống xã hội .Hiện sản phẩm nhựa của Việt Nam
đã xuất khẩu sang rất nhiều quốc gia,thị tr-ờng lớn nh- Hoa Kỳ,Châu Âu.Nhật

Bản,đ-a kim ngạch xuất khẩu tăng trên 50%.

Biểu đồ sản xuất chất dẻo tại Việt Nam.
Bên cạnh những sản phẩm nhựa đạt chất l-ợng,yêu cầu,mẫu mã phải kể đến
việc thiết kế khuôn mẫu hết sức quan trọng.Tại Việt Nam hiện nay việc thiết kế
khuôn còn thiếu bài bản kỹ thuật do không có một truờng Đại Học trong 8
n-ớc nào đào tạo chuyên sâu về lĩnh vực này .Các n-ớc công nghiệp tiên tiến
Giáo viên h-ớng dẫn : Ths.Đỗ Anh Tuấn
Sinh viên thực hiện : Tô Anh Tuấn


đồ án tốt nghiệp

nh- Nhật Bản,Hàn Quốc ,...đã hình thành mô hình liên kết tổ hợp để sản xuất
khuôn mẫu chất l-ợng cao cho tong lĩnh vực công nghệ khác nhau: thiết kế chế tạo
khuôn(dập nóng,dập nguội,..) chế tạo các cụm chi tiết tiêu chuẩn(các bộ đế khuôn
tiêu chuẩn ,trụ dẫn h-ớng ,lò xo,..).cung cấp các phần mềm thiết kế ,mô phỏng
CAD/CAM/CAE chuyên dùng.
Kết quả khảo sát về nhu cầu thực tế đến năm 2010 đơn cử riêng về khuôn
dập một số công ty nh- sau: Công Ty Cơ Khí Thăng Long (1500 bộ),Công ty Điện
Cơ Thống Nhất (75 bộ),Công ty Xích và Líp Đông Anh (500 bộ)Cùng với đó là
nhu cầu rất lớn về khuôn ép nhựa,khuôn đúc áp lực.Nhu cầu thị tr-ờng khuôn mẫu
rất cao,vấn đề đặt ra cho các cơ quan quản lý Nhà N-ớc là :cần phải tiến hành công
tác quy hoạch định h-ớng phát triển ngành công nghiệp sản xuất khuôn mẫu ;thực
hiện công tác tổ choc,phối hợp,hợp tác liên kết sản xuất giữa các cơ sở ,đầu t- và
phát triển công nghiệp sản xuất khuôn mẫu đạt hiệu quả tối đa.
iI.Giới thiệu chung về vật liệu chất dẻo polymer.
2.1.Định nghĩa :
* Theo công dụng : nhựa là vật liệu chất dẻo có thể nung nóng cho mềm ra nhiều
lần sau khi nguội,có thể đ-ợc phun vào khuôn,đ-ợc nghiền vụn và lặp lại quá trình

đó một số lần.Tất nhiên là vật liệu dẻo sẽ bị mất đi phẩm chất (độ bền,cơ
tính,)khi quá trình đó lập đi lập lại nhiều lần và nó sẽ mất đi các tính chất mong
đợi. Vậy chất dẻo là loại vật liệu bao gồm:
- Chất cao phân tử : là các hợp chất hữu cơ mà tính chất cơ lý của nó chỉ
thay đổi chút ít trong khi đại phân tử của nó tiếp tục tăng.
- Chất độn gia c-ờng (dạng bột ,dạng sợi,) nhằm tăng c-ờng cơ tính
cho vật liệu.
- Chất phụ gia tăng c-ờng phù hợp cho mục đích sử dụng ( chất ổn
định,chất bôi trơn,chất hoá dẻo,).
- Chất tạo màu sắc cho sản phẩm để đáp ứng nhu cầu ng-ời sử dụng về
mặt cảm quang.
* Theo tính chất hoá học :
- Nhựa là một hợp chất cao phân tử có trọng l-ợng phân tử khối trung bình là M và
độ trùng hợp trung bình là P .
Ví dụ nhựa PVC có M = 25.000 ~ 100.000 ; P = 400 ~1600 .
- Độ trùng hợp có một khoảng dao động lớn .
Giáo viên h-ớng dẫn : Ths.Đỗ Anh Tuấn
Sinh viên thực hiện : Tô Anh Tuấn

9


đồ án tốt nghiệp

- Độ trùng hợp tăng ,nhiệt độ mềm và độ nhớt nóng chảy tăng,đồng thời một số
tính chất động học đ-ợc cải thiện nh- độ bền kéo và độ bền va đập.
2.2.Những đặc điểm và tính chất chung của chất dẻo .
* Tính chất vật lý :
- Độ bền đứt : Đặc tr-ng cho khă năng chống lại lực kéo của vật liệu.Độ bền đứt là
tỷ số giữa lực kéo và tiết diện ngang nhỏ nhất của mẫu thử vật liệu đúc ch-a kéo.

Đơn vị: N/mm2
- Độ bền cắt : Là tỷ số độ dãn dài đo đ-ợc tại thời điểm đứt trong quá trình kiểm tra
với độ dãn dài tr-ớc khi kéo.Giá trị độ dãn dài khi đứt đối với chất dẻo giòn khoảng
vài trăm phần trăm trong khi độ dãn dài của chất dẻo dai đạt 50-150%.
- Độ bền nén : là tỷ lệ giữa lực nén cần thiết để làm vỡ mẫu thử đạt d-ới nó trong
quá trình tải nén.
Đơn vị : N/mm2.
- Độ bền uốn : Đặc tr-ng cho sự chống đối của vật liệu với sự tác dụng phối hợp
của lực nén và lực kéo.Giá trị của nó th-ờng ở giữa giá trị bền nén và bền kéo.
Đơn vị : N/mm2.
- Độ dai va đập : Sự chống lại tải trọng động của chất dẻo, th-ờng có thể phân tích
bằng kết quả do thu nhận đ-ợc bằng thí nghiện kiểm tra độ dai va đập.
- Môđun đàn hồi : Đặc tr-ng cho độ cứng của vật liệu hoặc tính chất của vật liệu
mà d-ới tác dụng của một lực đă cho thì sự biến dạng của mẫu thử xảy ra đến mức
độ nào.Vật liệu đàn hồi một cách hoàn hảo trong quá trình chịu tải, cho đến giới
hạn chảy thì thì độ dãn dài tỷ lệ với ứng suất. Hệ số tỷ lệ chính là mô đun đàn hồi.
Ký hiệu E , đơn vị: N/mm2.
Môđun đàn hồi của chất dẻo nhiệt dẻo nhỏ, của PE :130-1000N/mm2.chất dẻo khác
từ : 1500-4000 N/mm2.
- Độ cứng:
Là tỷ lệ giữa lực gây ra độ lún và có hình dạng của vật cứng hình cầu hoạc có
hình dạng khác với mặt phẳng bị ấn lún của vật liệu.Đơn vị N/mm2.
- Các tính chất phụ thuộc vào thời gian:
Hiện t-ợng xảy ra trong quá trình chịu tải của chất dẻo có nhiều điều thể hiện khác
biệt với hiện trạng của vật liệu cổ truyền nh- kim loại, gỗ.Trong quá trình
kiểm tra các tính chất của chất dẻo có một vài khái niệm chỉ dùng riêng cho 10
Giáo viên h-ớng dẫn : Ths.Đỗ Anh Tuấn
Sinh viên thực hiện : Tô Anh Tuấn

đồ án tốt nghiệp

chất dẻo nh- chảy lạnh. Nếu một vật thể chất dẻo trong một thời gian chịu một tải
trọng không đổi, d-ới tác dụng của tải trọng đó sự biến dạng xảy ra sẽ tăng lên
theo sự kéo giãn của thời gian. Hiện t-ợng đó gọi là sự chảy lạnh.
* Tính chất nhiệt học:
Trong sự hình thành các tính chất cơ học và một số loại tính chất của sản phẩm
chất dẻo, nhiệt độ đóng vai trò rất quan trọng.Các tính chất nhiệt học của vật liệu
làm ra vật liệu có ảnh h-ởng một cách thực tế đến tuổi thọ cũng nh- sự sử dụng của
các sản phẩm đ-ợc chế tạo từ chất dẻo.
- Độ bền nhiệt: Đó là nhiệt độ của mẫu thử của vật liệu cần kiểm tra chịu một sự
biến dạng nhất định của một tải trọng đã cho.
- Độ bền lạnh: Về ph-ơng diện ứng dụng của sản phẩm chúng ta đã biết đến vai trò
quan trọng của tính chất này. Giữa độ bền lạnh của các loại chất dẻo khác nhau có
sự khác nhau rất lớn. Đặc tr-ng cho độ bền lạnh ng-ời ta th-ờng xác định nhiệt độ
dạn vỡ.
- Độ giãn nở nhiệt: Hệ số giãn nở nhiệt tuyến tính của chất dẻo so với thép lớn hơn
từ 7-15 lần. Do đó việc thiết kế, sản xuất khuôn mẫn chất dẻo luôn luôn phải quan
tâm đến yếu tố này. Đơn vị 1/K.
- Khả năng dẫn nhiệt: Chất dẻo có khẳ năng dẫn nhiệt kém. Việc đạt đ-ợc nhiệt độ
vật liệu đống nhất và đều khắp chỉ có thể đạt đ-ợc khi nung nóng chậm.
- Nhiệt dung: Đó là nhiệt độ cần thiết để nâng nhiệt độ lên 1 0K cho 1Kg chất dẻo.
Nhiệt dung của chất dẻo phụ thuộc vào nhiệt độ.
Đơn vị: J/kg0K.
- Tính chất điện :Chất dẻo th-ờng có tính cách điện tốt .
Độ kháng thể tích: đo độ kháng điện phụ thuộc vào loại chất độn.Nhựa có độ kháng
thể tích cao: PS, PE, PMMA, PTFE.
Độ bền điện môi: Đo điện để đánh thủng.
Nhựa có độ bền điện môi tốt : PPO, PE, PTFE.
* Tính chất hoá học của chất dẻo:

- Độ hấp thụ n-ớc cao đối với nhựa có nhóm phân cực.Độ hấp thụ n-ớc thấp thì tốt
hơn vì n-ớc hấp thụ làm một số tính chất cơ lý kém.
Polyme không phân cực nh-: PE, PP thì không hấp thụ n-ớc.
11
Giáo viên h-ớng dẫn : Ths.Đỗ Anh Tuấn
Sinh viên thực hiện : Tô Anh Tuấn


đồ án tốt nghiệp

Polyme phân cực nh-: PVC, ABS, AS, PMMA, PC,POM có độ hấp thụ n-ớc cao.
- Độ kháng n-ớc:
Độ kháng n-ớc chủ yếu khi có mối liên kết: -OH, -COOH,-NH.
Chất dẻo hoàn tan trong n-ớc PA, MC, CC, SA.
- Độ khán hoá chất: Phân tử l-ợng càng cao càng bất lợi cho hiện trạng chảy của
các polyme vì độ nhớt của chúng càng lớn.
- Độ bền thời tiết: Đ-ợc thể hiện qua sự chống lại sự bão hoà của vật liệu do ánh
sáng mặt trời tia tử ngoại.
- Kháng UV kém nh-: PE, PS, PP, cao su thiên nhiên.
- Bền màu d-ới ánh sáng mặt trời: PVC, Polyeste.
* Đặc tr-ng vật lý của Polyme:
Hiện trạng vật lý của chất dẻo phụ thuộc vào cấu trúc hoá học của phân tử, phân tử
l-ợng trung bình, độ cản trở của mạch, độ kết tinh, lực liên kết giữa các phân tử,
mức độ tạo l-ới.
Các polyme có trong các trạng thái vật lý khác nhau phụ thuộc vào hình thức dịch
chuyển có mức độ của phân tử và cấu trúc của chúng.Mối quan hệ giữa năng l-ợng
chuyển động nhiệt và năng l-ợng tác động t-ơng hỗ của các phân tử tạo nên vật
liệu sẽ quyết định trạng thái của chúng.Năng l-ợng tác dụng t-ơng hỗ thì phụ thuộc
nhiều vào khoảng cách giữa các phân tử.Năng l-ợng dịch chuyển nhiệt phụ thuộc
nhiều vào nhiệt độ.

* Đặc tr-ng chảy của chất dẻo:
Hiện trạng chảy của chất dẻo phụ thuộc vào cấu trúc riêng của đại l-ợng phân tử.
Ngoài các đặc tr-ng liên quan đến vật liệu, hiện trạng chảy còn phụ thuộc vào tốc
độ chảy và nhiệt độ dòng chảy.
- Đặc tr-ng chảy của chất dẻo nhiệt dẻo:
Nguyên lý kiểm tra: với nhiệt độ, áp lực đã cho và khoảng thời gian xác định, ng-ời
ta ép chất dẻo chảy qua khe hở trung bình có kích th-ớc chuẩn và đo khối l-ợng vật
liệu chảy qua nó cùng với sự tăng của các giá trị MFI đo đặc tr-ng chảy đ-ợc hoàn
thiện. Số đo MFI chỉ đ-ợc sử dụng cho việc kiểm tra, đối chiếu nhóm vật liệu cơ
sở, nh-ng đối với việc xác định thông số gia công, nó chỉ đóng vai trò chất chỉ dẫn.
- Đặc tr-ng chảy của chất dẻo nhiệt cứng: Vật liệu từ một trụ tròn đ-ợc nung
nóng bị ép vào một kênh bị thu hẹp lại. Trong tr-ờng hợp kiểm tra đ-ợc thực 12
hiện với các điều kiện kỹ thuật nh- nhau, với chiều dài thanh đ-ợc ép song
Giáo viên h-ớng dẫn : Ths.Đỗ Anh Tuấn
Sinh viên thực hiện : Tô Anh Tuấn


đồ án tốt nghiệp

ng-ời ta phân tích đặc tr-ng chảy. Đ-ờng chảy càng dài thì đặc tr-ng chảy càng
tốt.
Kiểm tra nhào trộn: với thử nghiệm này, ng-ời ta đo sự thay đổi trạng thái vật liệu
phụ thuộc vào thời gian.
Nguyên lý: vật liệu đ-ợc đặt vào khoang nung nóng đến nhiệt độ nhất định, trong
khoang đó ng-ời ta quay cho cánh trộn và mômen cần thiết để quay cánh trộn đó.
Sự thay đổi mômen đo đ-ợc trong quá trình quay cho thông tin về sự tạo l-ới không
gian xảy ra với các điều kiện kỹ thuật nhất định.
2.3.Phân loại chất dẻo :
* Theo cấu trúc phân tử.
- Vật liệu vô định hình: Vật liệu dẻo vô định hình có thể dễ dàng nhận thấy bởi

các tính chất cứng trong suốt của nó. Ngoài ra nó có màu sắc tự nhiên là màu trắng
nh- n-ớc hoặc gần nh- màu cát vàng hoặc màu mờ đục. Loại vật liệu này có độ co
rút rất nhỏ chỉ bằng 0,5 0,8%. Một vật liệu thuộc dạng này có tên th-ơng mại là:
Polycarbonate (PC), Styrene Acrylonitrile (SAN), Polystyrene (PS),
Polymethylmethacrylate Chúng đ-ợc sử dụng rất thông dụng cho các mặt công
nghiệp và gia dụng đòi hỏi độ trong suốt cao.
- Vật liệu tinh thể: Loại vật liệu nhiệt dẻo này th-ờng cứng và bền dai về đặc tính
nh-ng th-ờng không trong suốt do cấu trúc tinh thể đã gây cản trở cho sự đi qua
của ánh sáng. Các vật liệu này th-ờng đ-ợc sử dụng trong công nghiệp làm đồ gia
dụng. Bao gồm: Polypropylene (PP), Low density polyethylene (LDPE), High
density polyethylene (HDPE) Còn đối với một số lĩnh vực công nghiệp thì các
loại vật liệu sau đ-ợc sử dụng thông dụng: Polyester (PBT PETP), Polyacetal
(POM), Nylon
Nhận thấy rằng sự phát triển của tinh thể của cả hai loại vật liệu nêu trên đều
đóng vai trò quan trọng tới sự thay đổi các tính chất của chúng. ở Polyme vô định
hình thì tinh thể của chuỗi thiên về bất định còn các tinh thể thì lại có cấu trúc trật
tự và đối xứng làm cho lực giữa các mắt xích có khả năng phát triển làm cho tinh
thể lớn lên chiếm hết khoảng trống. Mức độ hình thành tinh thể (độ trong suốt) của
vật liệu dẻo phụ thuộc một phần vào tốc độ làm nguội trong quá trình gia công. Tốc
độ nguội thấp sẽ tạo ra độ trong suốt cao hơn. Do đó các chuỗi polymer chuyển
động có quy luật đòi hỏi quá trình làm nguội diễn ra nhanh để ngăn cản chuyển
động của chuỗi và ngăn cản sự phát triển của tinh thể. Tính chất của các vật liệu có
thể bị thay đổi bởi sự sửa đổi trọng l-ợng phân tử và sự chia nhánh chuỗi. Sự
thay đổi nh- thế sẽ có hiệu quả không chỉ đòi với các tính chất cơ học mà 13
còn ảnh h-ởng tới quá trình điền đầy khuôn của vật liệu.
Giáo viên h-ớng dẫn : Ths.Đỗ Anh Tuấn
Sinh viên thực hiện : Tô Anh Tuấn


đồ án tốt nghiệp

* Theo công nghệ gia công.
- Chất dẻo nhiệt dẻo: Là loại vật liệu d-ới tác dụng của nhiệt hoặc dung môi thì
nó nóng chảy hoặc hoà tan. Khi làm nguội hoặc làm bay hơi dung môi thì nó trở lại
trạng thái rắn (Loại này có khả năng tái sinh đ-ợc).
- Chất dẻo nhiệt rắn: Là loại vật liệu mà nguyên liệu ban đầu sẽ nóng cháy và hoà
tan đ-ợc khi có nhiệt độ hoặc dung môi tác dụng. Nh-ng khi gia công thành sản
phẩm hoặc bán sản phẩm thì nó chuyển sang trạng thái rắn, không nóng chảy và
hoà tan nữa (Loại này không có khả năng tái sinh đ-ợc). Sở dĩ có hiện t-ợng đó vì
trong quá trình gia công d-ới tác dụng của nhiệt độ và các nhân tố hoá học đ-ợc
trộn trong nguyên liệu ban đầu, chúng gây ra phản ứng hoá học với nhau gọi là
phản ứng khâu mạch. Năng l-ợng cần để phá vỡ liên kết hoá học này có khi lớn
hơn năng l-ợng cần thiết để phá huỷ vật liệu.
* Theo cấu trúc phân tử.
- Cấu trúc của nhiệt dẻo ở dạng sợi: Sợi trơn và sợi phân nhánh.
- Cấu trúc của nhiệt rắn ở dạng l-ới: l-ới phẳng và l-ới không gian.
2.4.Cơ sở hoá học của chất dẻo.
VD : Hình thành chất dẻo Polypropylene (PP).
Ban đầu các đơn vị cơ sở hình thành nên của chất dẻo Polypropylene (PP) là
propylen (CH2= CH - CH3) tồn tại độc lập. D-ới tác dụng của điều kiện môi tr-ờng
xung quanh (Nhiệt độ, áp suất và các chất hoá học khác) các đơn tinh thể đó liên
kết lại với nhau tạo thành một đa tinh thể (Quá trình này gọi là Polymer hoá). Nếu
coi đơn tinh thể là một mắt xích thì đa tinh thể chính là một chuỗi các mắt xích
đ-ợc ghép lại với nhau.

Một phân tử

Chuỗi các phân tử

Sơ đồ hình thành một mạch polymer thẳng loại đơn giản.

* Các thông số công nghệ của chất dẻo.
Phân tử l-ợng và độ trùng hợp:
Đây là hai đại l-ợng phụ thuộc và ảnh h-ởng tới nhau.
VD : PE có phân tử l-ợng trung bình M = 56000 đơn vị còn phân tử khí Etylen =
28 đơn vị. Nh- vậy mức độ trung hợp sẽ là nTH = 56000/28 = 2000.
14
Giáo viên h-ớng dẫn : Ths.Đỗ Anh Tuấn
Sinh viên thực hiện : Tô Anh Tuấn


đồ án tốt nghiệp

Nh- vậy cùng một loại Polyme (Cao phân tử) thì khi phân tử l-ợng tăng thì tất cả
các tính chất cơ lý: độ bền hoá học, độ bề khí hậu, độ bền cơ học đều tăng theo.
Tuy nhiên khi phân tử l-ợng tăng lên thì độ nhớt của phân tử khi nóng chảy cũng
tăng theo sẽ làm cho quá trình gia công khó khăn hơn.
Tỷ trọng và hệ số lèn chặt .
- Tỷ trọng (g/cm3) là đại l-ợng sử dụng để xác địch xem vật liệu dẻo ở dạng hạt
hay dạng bột. Đại l-ợng này đ-ợc sử dụng trong tính toán công nghệ và thiết kế
khác.
- Hệ số lèn chặt của một chất dẻo đ-ợc sử dụng để tính toán kích th-ớc cần thiết
cho khoang nạp nhiên liệu. Hệ số lèn chặt đ-ợc xác định bởi tỉ số giữa thể tích
(hoặc khối l-ợng) của vật liệu tr-ớc gia công với thể tích (hoặc khối l-ợng) của vật
liệu đó sau khi đã thành sản phẩm.


Trong đó:

V1
2,2 2,4

V2

- V1 là thể tích của vật liệu tr-ớc khi gia công.
- V2 là thể tích của chính vật liệu sau khi gia công.

Đặc tr-ng chảy của chất dẻo nhiệt dẻo.
Đây là một trong những đặc điểm cần phải biết của vật liệu dẻo khi muốn chế
tạo sản phẩm từ chất dẻo. Đặc tr-ng này phụ thuộc vào mức độ trùng hợp, hình
dạng của đại phân tử, tốc độ và nhiệt độ của dòng vật liệu khi nóng chảy. Đ-ợc
biểu thị quá hai chỉ số: Chỉ số chảy MFI (melt-flow-index), giá trị K.
- Chỉ số chảy MFI (melt-flow-index): Với nhiệt độ to xác định, áp suất xác định
trong khoảng thời gian 10 phút. Ng-ời ta tiến hành ép chất dẻo nóng chảy qua một
khe hẹp hình trụ với kích th-ớc chuẩn và tiến hành đo khối l-ợng vật liệu chảy qua
đó. Số chỉ MFI sử dụng để so sánh các nhóm vật liệu cơ sở cùng loại và dùng để
định h-ớng khi xác định các thông số công nghệ để gia công chất dẻo.
- Thử nghiệm xoắn ốc
Thử nghiệm này cũng chỉ sử dụng cho việc kiểm tra đối chiếu vật liệu cơ sở,
đầu tiên ng-ời ta sử dụng để kiểm tra đối chiếu các vật liệu có thể đúc đ-ợc kể cả
chất dẻo nhiệt cứng nữa.
Nguyên lý của phép thử nghiệm này là bên cạnh các thông số cố định ( nhiệt
15
Giáo viên h-ớng dẫn : Ths.Đỗ Anh Tuấn
Sinh viên thực hiện : Tô Anh Tuấn


đồ án tốt nghiệp

độ, áp lực ) ng-ời ta đo khối l-ợng vật liệu chảy vào khuôn có rãnh dài hình xoắn
ốc và trên cơ sở số đo này ng-ời ta so sánh các chất dẻo. Vật liệu càng chảy nhiều
vào khuôn, đặc tr-ng chảy càng hoàn thiện hơn.

- Chỉ số K: Giá trị này đặc tr-ng cho phân tử l-ợng của Polyvinyclorid (PVC). Nó
thay đổi nh- độ nhớt. Nghĩa là giá trị K càng lớn thì phân tử l-ợng của PCV càng
lớn.
Đặc tr-ng chảy của chất dẻo nhiệt rắn.
Đặc tr-ng chảy của các chất dẻo nhiệt cứng khác hẳn các chất nhiệt dẻo vì
trên cùng nhiệt độ, mà nói chung có thể đo đ-ợc đặc tr-ng chảy thì quá trình tạo
l-ới không gian cũng sảy ra. Những chất dẻo nhiệt cứng, mà với nhiệt độ trong
phòng ở trạng thái rắn và quá trình tạo l-ới không gian của chúng ch-a đ-ợc kết
thúc, do tác dụng của nung nóng độ nhớt của chúng giảm, song phụ thuộc vào nhiệt
độ đã cho tr-ớc với một tốc độ xác định sự tạo l-ới của chúng lại tiếp tục, và nhvậy độ nhớt xuất hiện - đặc tr-ng chảy luôn luôn bị hai quá trình ảnh h-ởng tới.
Sự giảm độ nhớt do tác dụng của sự tăng nhiệt độ và sự tăng độ nhớt đ-ợc tạo ra do
sự tạo l-ới không gian của vật liệu không thể đo riêng biệt đ-ợc. Để đo và phân
tích đặc tr-ng chảy của chất dẻo nhiệt cứng trong thời gan qua đã hình thành một
loạt các ph-ơng pháp, mà sự trình bày chúng sẽ v-ợt quá khuôn khổ của ch-ơng
này, do đó chúng ta chỉ chú ý đến nguyên lý cơ bản của một vài ph-ơng pháp đo.
- Đo độ dài đ-ờng chảy:
Vật liệu từ một khoang trụ tròn đ-ợc nung nóng và bị ép vào một kênh bị thu
hẹp lại trong cùng một điều kiện nhiệt độ, áp suấtnh- nhau. Ta tiến hành so sánh
chiều dài các thanh đ-ợc ép ra thanh nào có độ dài lớn thì đặc tr-ng chảy của vật
liệu đó càng tốt. Trong tr-ờng hợp kiểm tra đ-ợc thực hiện giữa các điều kiện nhnhau, với chiều dài thanh đ-ợc ép ra ng-ời ta phân tích đặc tr-ng chảy. ý nghĩa của
nó là đ-ờng chảy càng dài thanh càng dài - đặc tr-ng chảy càng tốt.
- Đo thời gian chảy:
Cách phổ biến nhất của ph-ơng pháp này là mẫu thử hình chén . Trong
quá trình đo điều cơ bản là chế tạo ra một cái chén bằng ph-ơng pháp ép và
đo thời gian cần thiết để điền đầy khuôn. Trong tr-ờng hợp ép sảy ra giữa các điều
kiện nh- nhau đặc tr-ng chảy của vật liệu sẽ hoàn thiện hơn nếu thời gian điền đầy
khuôn của nó nhỏ.
Kiểm tra nhào trộn:
Với thử nghiệm này ng-ời ta đo sự thay đổi trạng thái vật lý của vật 16
liệu phụ thuộc vào thời gian.

Giáo viên h-ớng dẫn : Ths.Đỗ Anh Tuấn
Sinh viên thực hiện : Tô Anh Tuấn


đồ án tốt nghiệp

Nguyên lý của ph-ơng pháp này là vật liệu đ-ợc đặt vào khoang đ-ợc nung
nóng đến nhiệt độ nhất định, trong khoang đó ng-ời ta cho quay cánh trộn với vận
tốc quay 10-300 vòng/phút và đo mô men cần thiết để quay cánh trộn đó.
Sự thay đổi mô men đo đ-ợc trong quá trình quay cho ta thông tin sự tạo
l-ới không gian sự mềm xảy ra giữa các điều kiện nhất định. Trên cơ sở các giá
trị mô men có thể so sánh hoàn chỉnh các chất dẻo có đặc tr-ng chảy khác nhau.
2.5.Chất phụ gia trong chất dẻo:
Để cải thiện cơ tính của vật liệu dẻo, cải thiện chế độ công nghệ gia công
cũng nh- bảo vệ phẩm chất của sản phẩm d-ới tác dụng của các yếu tố cơ học, vật
lý hoá học Ng-ời ta đã phải sử dụng đên các phụ gia thông dụng sử dụng cho vật
liệu dẻo.
* Chất bôi trơn:
+ Chất bôi trơn nội: Gồm sự ma sát giữa các mạch hay đoạn mạch cao
của chất dẻo và cải thiện tính chất chảy d-ới tác dụng của nhiệt độ.

phân tử

+ Chất bôi trơn ngoại: Tránh sự bám dính giữa nhựa với bề mặt trong lòng xilanh,
bề mặt trục vít, khuôn.
+ Các loại chất bôi trơn: R-ợu béo, acid béo, amine của acid béo, xà phòng, kim
loại,parafin.
* Chất dẻo hoá:
+ Đ-ợc sử dụng để cải thiện sự dẻo hoá và sự dễ dàng chảy đầy lòng khuôn và tạo
nên sự mềm dẻo cho sản phẩm.Chất dẻo hoá gồm 2 loại : chất dẻo háo chính, chất

dẻo hoá phụ.
+ Các loại chất dẻo hoá: các loại este của acid hay r-ợu, những acid có vòng (
Bezoic, trimellitic) hay thẳng ( Adipic,aelaic, sabenic).Những r-ợu có thể là
Monohydric hay Polyhydric.Các loại dầu thơm và béo, parafin clo hoá và este la
những chất hoá dẻo phụ.
* Chất ổn định:
+ Chất ổn định nhiệt: chủ yếu dùng cho nhựa cứng và mềm, tránh cho sự tạo thành
nối đơn trong quá trình gia công.
Sản phẩm chất dẻo đ-ợc gia công ở nhiệt độ chảy thuộc nhiệt độ phân huỷ. Chất ổn
định nhịêt đ-ợc thêm vào chất dẻo để đảm bảo gia công đ-ợc ở nhiệt độ trên.Các
loại chất ổn định nhiệt: chất hữu cơ, muối cadmium, cacilum, kẽm dùng cho
17
PVC.
Giáo viên h-ớng dẫn : Ths.Đỗ Anh Tuấn
Sinh viên thực hiện : Tô Anh Tuấn


đồ án tốt nghiệp

+ Chất ổn định ánh sáng: dùng để bảo vệ chất dẻo d-ới ánh sáng mặt trời ( tia tử
ngoại, tia cực tím, UV). Bằng cách làm chậm quá trình giảm cấp chất l-ợng khi
sử dụng ngoài trời.
2.6.Các thông số quang trọng của vật liệu nhựa .
Bảng 1 : Nhiệt độ gia công .
Nhiệt độ ở
cuối
Tên gọi đầy đủ
pistonvít(0C)
220
Polyropylene

10 - 80
235
200
Polystyrene
10 - 75
280
200
10 - 80
Acrylonnitrile butadiene styrene
280
170
20 60
Polyvinyle chlorid
200
190
30 70
Polymethyl metacrylace
240
250
50 - 80
Polyamide (nylon 6)
280
250
50 80
Polyamide (nylon 6,6)
280
300
40 80
Phelynene oxide
330

300
Polycarbonate
70 115
350
190
60 90
Poly acetatic reins
210
160
50 70
Low density polyethylens
260
30 - 70
75 110
High density polyethylens
Nhiệt độ
khuôn
(0C)

TT

Nhựa

1

PP

2

ps

3

abs

4

PVc

5

pmma

6

pa6

7

Pa66

8

ppo

9

pc

10

pom

11

ldpe

12

hdpe

Ghi chú : nhựa ABS dễ bị ôxi hoá trong khuôn nếu gián đoạn sản xuất quá 15 phút.

Bảng 2 : Nhiệt độ phá huỷ một số loại nhựa .
TT
Nhựa
Nhiệt độ phá huỷ (rữa nát) ( 0C)
1
2

ABS
PA66

Giáo viên h-ớng dẫn : Ths.Đỗ Anh Tuấn
Sinh viên thực hiện : Tô Anh Tuấn

310
320 330

18

đồ án tốt nghiệp

3
4
5

PS
PP
PVC

250
280
180 220

Bảng 3 : Độ co rút một số loại vật liệu nhựa.
TT
Nhựa
Độ co ( % )
1
PS
0,3 0,6
2
ABS
0,4 0,7
3
LDPE
1,5 5,0
4

HDPE
1,5 3,0
5
PP
1,0 2,5
6 PVC mềm
> 0,5
7 PVC cứng
0,5
8
POM
1,9 2,3
9
PPO
0,5 0,7
10
PC
0,8
11
PA6
0,5 2,2
12
PA66
0,5 2,5
13
PF
1,2
14
MF
1,2 2,0

15
MPF
0,8 1,8
16
UP
0,5 0,8
17
EP
0,2
18
PMPA
0,1 0,8

Mật độ (g/cm3)
1,05
1,06
0,954
0,92
1,15
1,38
1,38
1,42
1,06
1,2
1,14
1,15
1,4
1,5
1,6
2,0 2,1

1,9
1,18

Bảng 4 : Chiều dày thành sản phẩm nhựa nhiệt dẻo.
TT Vật liệu
Chiều dày min Chiều dày trung
(mm)
bình (mm)
1
PA
0,38
1,6
2
PC
1,0
2,4
3
LDPE
0,5
1,6
4
HDPE
0,9
1,6
5
PP
0,63
2,0
6
PS

0,76
1,6
7
PVC
1,0
2,4

Chiều dày max
( mm)
3,2
9,5
6,4
6,4
7,6
6,4
9,5

Bảng 5 : Nhiệt độ sản phẩm của một số loại nhựa .
Loại nhựa

ABS

PC

PC/ABS

PBT

Nylon

TE (0C )

82

118

93

116

170

Bảng 6 : Độ dẫn nhiệt của một số loại nhựa.
Loại nhựa
ABS
PC
PC/ABS
Giáo viên h-ớng dẫn : Ths.Đỗ Anh Tuấn
Sinh viên thực hiện : Tô Anh Tuấn

19
PBT

Nylon


đồ án tốt nghiệp

K(W/m.0K)

0,264

0,190

0,246

0,264

0,250

PBT

Nylon

1741

4400

PBT
1310

Nylon
961

Bảng 7 : Nhiệt dung riêng của một số loại nhựa.
Loại nhựa
ABS
PC
PC/ABS
Cp

1314
1298
1252
(J/kg.0K)
Bảng 8 : Khối l-ợng riêng của một số loại nhựa.
Loại nhựa
ABS
PC
PC/ABS
3
(kg/m )
1040
1200
1120
2.7. Phân biệt các chất dẻo :
Dùng ph-ơng pháp thử nung nóng:

Chất nhiệt dẻo sẽ trở nên mềm tr-ớc khi đạt tới 200 o C
Chất dẻo đặt nhiệt sẽ sủi bọt và bắt đầu rữa nát tr-ớc khi mềm ra
Dùng kìm giữ 1 mẫu chất dẻo trên ngọn lửa xanh của đèn cồn. Quan sát và
bằng khứu giác có thể nhận biết khá chính xác các loại chất dẻo.
TT

1

Nhựa

ABS

Mềm ra

Có

Bắt
lửa

Màu lửa

Dễ

Vàng bồ
hóng
xanh
lơ.đỉnh
vàng
Vàng,
xanh lơ ở
đáy
Vàng
xanh lục
ở đáy

Dấu
hiệu
khác

Cháy
tiếp

Khói

Có

Bồ
hóng

Hăng

Không

ít

Gỗ

ít

Dầu
nóng

Không

Trắng

Hăng

Dễ bắt
lửa

Mùi

Hơi
giống
cao su
Sủi bọt
khí bắt
lửa
Mềm ở
nhiệt
độ cao

2

PA

Không

Khó

3

PP

Có

Dễ

4

PVC

Có

Khó

5

PS

Có

Dễ

Da cam

Có

Bồ
hóng

dịu

Khói
bẩn

6

PF

Không

Khó

Vàng

Không

ít

khét

Lửa sủi

Có

2.8. Một số ứng dụng của chất dẻo nhiệt dẻo và chất dẻo nhiệt rắn .
Ngày nay nhu cầu sử dụng chất dẻo trên thế giới trong lĩnh vực kĩ thuật cũng
nh- trong các lĩnh vực khác của ngành kinh tế quốc dân là rất rộng lớn. 20
Chính vì vậy mà vai trò của chất dẻo là rất quan trọng. Chúng ta sẽ tìm hiểu
Giáo viên h-ớng dẫn : Ths.Đỗ Anh Tuấn
Sinh viên thực hiện : Tô Anh Tuấn


đồ án tốt nghiệp

một số ứng dụng thông dụng nhất của chất dẻo nhiệt dẻo và nhiệt rắn trong ngành
công nghiệp.
2.8.1.ứng dụng chất dẻo nhiệt dẻo .
Khái niệm về chất dẻo nhiệt dẻo: Chất dẻo nhiệt dẻo là chất dẻo d-ới tác
dụng của nhiệt chuyển từ trạng thái rắn sang trạng thái lỏng hoặc mềm. Khi đ-ợc
làm nguội trở nên rắn. Loại này có thể tái sinh đ-ợc và hòa tan đ-ợc trong dung

môi.
2.8.1.1.Acrylonitril Butadien-Stiren (ABS).
* Đặc điểm :
Nhựa ABS có màu trắng đục, hơi vàng cho nên sản phẩm phải pha màu.
Độ hút ẩm lớn. Nhiệt độ gia công 170 220 oC.
Nhựa ABS dai, bền, chống x-ớc, nhẹ.
* ứng dụng :
ứng dụng sản xuất mũ bảo hiểm, nội thất ôtô, vỏ xe máy, vỏ điện thoại,
vỏ máy ảnh, vỏ tivi, vỏ máy giăt, đồ đạc nội trợ
2.8.1.2 Polyetylen (PE).
Trong thực tế tồn tại các PE sau:
PELD: Là Polyetylen tỉ trọng thấp, có tỉ trọng 0.93 0.94 g/cm3
PEHD: Là Polyetylen tỉ trọng cao, có tỉ trọng 0.96 0.97 g/cm3
PELLD: Là Polyetylen có mạch tuyến tính, tỉ trọng 0.92 0.93 g/cm3
PEVLD: Là Polyetylen rất nhẹ, với tỉ trọng là 0.91 0.91 g/cm3
PE : Là vật liệu mà ở nhiệt độ th-ờng không tan trong dung môi, để tan
trong dung môi thì nhiệt độ 80oC. Vì vậy tất cả các PE không thể dùng dung môi
để dán đ-ợc mà chỉ dùng ph-ơng pháp hàn.
* Đặc điểm:
Là vật liệu hầu nh- không hút ẩm
Là loại vật liệu cách điện tốt.
Là vật liệu có cơ tính kém, độ dãn dài lớn.
Là loại vật liệu dễ bị ôxi hóa và chảy lạnh cao.
* ứng dụng :
Giáo viên h-ớng dẫn : Ths.Đỗ Anh Tuấn
Sinh viên thực hiện : Tô Anh Tuấn

21

đồ án tốt nghiệp

PE th-ờng để bọc dây điện.
PE dùng làm các sản phẩm dân dụng: chậu xô, chai lọ, dùng để bao gói
trong công nghiệp thực phẩm.
PE cho hầu hết các tia tử ngoại đi qua nên dùng thay thế cho kính trong
các nhà kính trồng cây.
Dùng chế tạo các loại bánh răng quay với tốc độ cao, lực nhỏ, chủ yếu
các bánh răng trong đầu video, trong radio, máy ghi âm.
Dùng làm màng và đóng gói nhất là các chi tiết máy.
Dùng làm ống n-ớc, ống dẫn khí, làm các dung tích để chứa các vật liệu
hoạt hóa.
2.8.1.3. Polypropylen (PP).
* Đặc điểm :
PP làm việc đ-ợc ở 100oC, nhiệt độ nóng chảy 230 260oC, chịu đ-ợc lạnh
đến -35oC, th-ờng thì PP dễ bị hóa già do đó phải thêm các chất chống hóa già.
PP rất bền vững trong các môi tr-ờng axít, chịu đ-ợc các dung dịch kiềm,
muối, có tính cách điện tốt, nh-ng chịu lạnh kém.
* ứng dụng :
Làm ống, màng để đóng gói và làm tấm phôi liệu để dập nóng.
Làm vật liệu cho công nghệ đúc để làm ra các chi tiết của vật dụng gia
đình: cánh quạt gió, chi tiết máy hút bụi
2.8.1.4. Polyvinil clorit (PVC)
* Đặc điểm :
Tất cả các PVC đều dạng bột, ít khi tạo hạt, là loại vật liệu không màu,
không mùi, là sản phẩm của vinilclorit.
PVC là loại vật liệu nhạy nhiệt: ở 140 oC bắt đầu phân hủy trong khi nhiệt độ
nóng chảy của nó là 140 170oC vì thế cần phải cho chất ổn định nhiệt vào, đó là
các oxit vô cơ, hữu cơ, các stearat. Các chất ổn định chiếm 1 2.5%.
PVC dễ hòa tan trong dung môi, hòa đồng đ-ợc các chất hóa dẻo.

Cách nhận biết PVC : Khi cháy cho ta ngọn lửa xanh lá cây xám, mùi là mùi khét
của HCl.
22
* ứng dụng :
Giáo viên h-ớng dẫn : Ths.Đỗ Anh Tuấn
Sinh viên thực hiện : Tô Anh Tuấn


đồ án tốt nghiệp

PVC cứng dùng làm các vỏ hộp, đ-ờng ống, các bể chứa.
PVC mềm th-ờng chế tạo các màng đóng gói, tấm,.
2.81.1.5. Polystyren(PS).
* Đặc điểm :
Có 2 loại PS là:
PS kính: Là loại trong suốt và cho lọt qua 90% ánh sáng, có cơ tính là
cứng và giòn.
PSHI ( Hight Impact): Là vật liệu có độ dai va đập cao.
Cách nhận biết: Khi cháy là cháy sáng, có muội, mùi hắc giống mùi khí
ga.


Tỉ trọng của PS là 1.03 1.08 g/cm3

Đây là vật liệu giòn, trong suốt, có độ cứng bề mặt và cứng vững cao, dễ
tan trong các dung môi ở nhiệt độ th-ờng.
PS dễ nhuộm màu, th-ờng nhuộm màu sau khi đúc.
Cách điện tốt, độ ổn định kích th-ớc cao, chịu đ-ợc axit, kể cả axit đặc,
kiềm. Đây cũng là loại vật liệu dễ tạo xốp, ít hút ẩm, độ bền thời tiết
kém.

* ứng dụng :
Dùng làm bao bì mĩ phẩm, chi tiết đồng hồ, các đồ da dụng: cốc chén, lọ,
hộp.
Dùng để làm màng cách điện, các chi tiết trong tủ lạnh.
PS dùng làm vật liệu xốp (bọt biển) tỉ trọng 0.06 0.18 g/cm3. Nếu ta
thêm bột kim loại vào bột xốp thì đ-ợc vật liệu hấp thụ âm thanh, th-ờng
dùng trong công nghiệp đóng tàu và -ớp lạnh.
2.8.1.6. Poly amid (PA).
* Đặc điểm :
PA là sản phẩm cứng có màu trắng đến vàng sáng, chịu va đập, chịu
xăng, dầu, hệ số ma sát thấp. Nếu pha thêm sợi thủy tinh thì nâng cao
đ-ợc nhiệt độ làm việc, mô đun đàn hồi và ổn định kích th-ớc.
Các chất oxi hóa HNO3 , H2O2, KN2O4, và các chất tẩy trắng có 23
chứa Cl2 tự do sẽ phá hủy nhanh PA.
Giáo viên h-ớng dẫn : Ths.Đỗ Anh Tuấn
Sinh viên thực hiện : Tô Anh Tuấn


đồ án tốt nghiệp

PA bị ánh sáng mặt trời, tia tử ngoại phân hủy do đó th-ờng dùng với các
amin thơm để làm tăng độ bền ánh sáng.
Nhiệt độ sử dụng của nó là 80 100oC
* ứng dụng :
Dùng làm sợi dệt: tất, quần áo, l-ới đánh cá, dây thừng, lót trong lốp
ôtôVải PA dùng cho đai trong máy nén, băng tải.
Dùng làm ổ tr-ợt hay bánh răng vì tải trọng lớn gấp 3 lần bạc đồng,
không cần bôi trơn và có khả năng làm việc trong môi tr-ờng n-ớc, dung
dịch kiềm, hệ số ma sát thấp chịu đ-ợc mài mòn.
Dùng chế tạo các ống dẫn dầu, xăng. Nếu pha thêm bồ hóng thì độ bền

khí quyển rất cao.
Dạng PA màng dùng làm bao gói, đệm, lót thiết bị.
Kết hợp các loại nhựa khác nhau của nhóm mêtilit dùng làm keo dán.
Keo mêtilit poliamid có giá trị trong công nghiệp máy bay, ôtô, in và
nhiều lĩnh vực khác.
Capron (polycaprolactan) dùng làm vòng bi, trục, bánh răng, vòng đệm
đây là một dạng của Polyamid.
2.8.1.7.Polymetyl metacrilat( PMMA).
* Đặc điểm :
Là loai chất dẻo vô định hình. Có khả năng cho lọt qua 92% ánh sáng
th-ờng.
Là loại vật liệu dễ tan trong dung môi ở nhiệt độ th-ờng nên dễ dàng cho
công nghệ dán.
Là loại vật liệu có độ cứng bề mặt, độ bền cào x-ớc và độ bóng bề mặt
cao. Là loại vật liệu có độ trong suốt và các tính chất cơ học của nó chỉ
đứng sau thủy tinh pha lê.
Không bị nát vụn khi va đập, bền với thời tiết, với ánh sáng, chậm lão
hóa, bền với sự thay đổi của nhiệt độ và là vật liệu cách điện tốt. Tuy
nhiên vật liệu này ít dùng cho nghành điện vì rất dễ cháy.
Cách nhận biết: Khi đốt cháy cho ngọn lửa sáng, có muội, mùi khét hắc
và chua nồng.
24
Loại vật liệu này có nh-ợt điểm là độ chảy lạnh cao.
Giáo viên h-ớng dẫn : Ths.Đỗ Anh Tuấn
Sinh viên thực hiện : Tô Anh Tuấn


đồ án tốt nghiệp

* ứng dụng :

Đ-ợc dùng để làm thấu kính, chụp đèn, các sản phẩm quang học, kính máy
bay, mặt đồng hồ, đèn đ-ờng
2.8.1.8. Polycacbonat(PC).
* Đặc điểm :
Vật liệu này có cấu trúc vô định hình. Là vật liệu trong suốt cho lọt qua
91% ánh sáng th-ờng.
Vật liệu này khó cháy, cháy có muội than, đ-a ngọn lửa ra xa thì tắt, ở
chỗ cháy thì giòn, có bụi than, nùi khét hắc, đây là loại vật liệu có khả
năng biến dạng tốt. Độ bền cơ học cao, các chỉ số kéo, nén, uốn cao. Là
vật liệu chịu lạnh tốt, đồng thời có nhiệt độ làm việc gần bằng nhiệt độ
làm mềm (140oC).
Đây là loại vật liệu ít hấp thụ n-ớc, nhiệt độ cũng nh- độ ẩm ít làm ảnh
h-ởng tới kích th-ớc, mô đun đàn hồi của nó.
Là loại vật liệu cách điện tốt, rất bền với thời tiết, rất phù hợp với khí hậu
nhiệt đới.
PC có nhiệt độ làm việc là -45 140oC, là loại vật liệu bền với nhiệt độ.
Có nhiệt độ nóng chảy là 230 270oC, độ nhớt khi nóng chảy khá cao nên
khó khăn cho việc gia công.
* ứng dụng :
Làm các bình n-ớc tinh khiết.
Làm vỏ các thiết bị điện, điện tử, y tế, điện thoại, dùng trong quang học,
làm ống nhòm, lớp ngoài của đĩa CD, làm kính chống đạn, làm vỏ ngoài
của máy rút tiền tự động,
Dùng làm các g-ơng cầu.
2.8.1.9.Polyetylen tereftalat(PET).
* Đặc điểm :
Là loại vật liệu có độ cứng vững cao, khả năng biến dạng tốt, bền với thời
tiết, không gây ảnh h-ởng tới sức khỏe con ng-ời. Có khả năng ngăn cản
sự thẩm thấu khí.
Tốc độ kết tinh chậm dễ tạo ra vật liệu bán tinh thể hay vô định 25

hình.
Giáo viên h-ớng dẫn : Ths.Đỗ Anh Tuấn
Sinh viên thực hiện : Tô Anh Tuấn