Đồ án thiết kế máy đùn nhựa

Trường đại học dân lập Phương Đông

LỜI MỞ ĐẦU
Trong thời đại công nghiệp hoá hiện nay các sản phẩm công nghiệp đã gắn liền với
nhu cầu cuộc sống của con người. Sản phẩm từ công nghiệp mang lại cho đời sống vật
chất phong phú hơn, tạo cho cuộc sống tiện nghi hơn. Tùy thuộc vào nhu cầu cần sử dụng
mà các loại sản phẩm khác nhau được ra đời. Từ xưa tới nay, nhựa và các sản phẩm của
nó đã đóng một vai trò hết sức quan trọng trong lĩnh vực kinh tế quốc dân và sự phát
triển của con người. Nhựa cung cấp đồ dùng trong sinh hoạt hằng ngày và ứng dụng
trong nhiều lĩnh vực của đời sống. Nhựa cũng được sử dụng rộng rãi làm đồ chơi trẻ em,
vỏ máy tivi, tủ lạnh, ống nước, cáp điện…
Trước kia sản xuất nhựa chủ yếu bằng thủ công. Nhưng do nhu cầu của con người
ngày càng cao cả về chất lẫn về lượng. Cho nên đòi hỏi con người không ngừng cải tiến
thiết bị, phương pháp tiến hành để đem lại hiệu quả cho sản phẩm nhựa là cao nhất. Do
đó, công nghệ đùn ra đời. Công nghệ đùn đã đem lại nhiều ứng dụng để sản xuất các loại
sản phẩm nhựa, đặc biệt trong đó là công nghệ đùn trục vít đem lại sự phát triển cao cho
các ngành công nghiệp.
Máy đùn trục vít là một loại máy gia nhiệt làm chảy lỏng nhựa rắn thành dung dịch
chảy nhớt và nhựa lỏng được định hình, làm lạnh trong khuôn tạo thành nhiều sản phẩm
khác nhau. Vì vậy, máy đùn là một loại thiết bị không thể thiếu trong lĩnh vực sản xuất
các mặt hàng từ nhựa trong công nghiệp để phục vụ cho cuộc sống con người.
Trong phần đề tài này, nhóm chúng em xin được giới thiệu về “Máy đùn trục vít
đơn”. Qua quá trình tìm hiểu qua sách vở, tài liệu tham khảo, trao đổi ý kiến của bạn bè,
do kiến thức còn hạn chế nên không tránh khỏi những sai sót. Vì vậy, nhóm em mong
được sự góp ý và chỉ bảo của thầy để nhóm em có thể hoàn thành tốt bài đề tài của mình

Trang 1


Trường đại học dân lập Phương Đông

MỤC LỤC
LỜI
MỞ
ĐẦU............................................................................................................1
MỤC LỤC…………………………………………………….…………………....2
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN…………………………………………..…………...3
1.1.Tổng quan về máy đùn trục vít …………..………………………………….....3
1.1.1. Lịch sử phát triển và ứng dụng của máy đùn.……...………………….
……..3
1.1.2. Cấu tạo cơ bản của máy đùn trục vít …….............……………...…….
……..4
1.1.3. Năng suất của máy đùn……...……………..............……………...…….
…..15
1.1.4. Nguyên tắc hoạt động của máy đùn.………............……………...…….
…..16
1.1.5. Một số quy trình công nghệ sản xuất có sử dụng máy đùn trục
vít………….16
1.2. Nguyên liệu và các chất phụ gia.………............…………………...…….…..17
1.2.1.
PVC…………………………………........…………..…………...…….
…..17
1.2.2. Các chất phụ gia cho PVC …………….....…………..…………...…….
…..19
1.2. 3. PE, PP…………………...…………….....…………..…………...…….
…..30
1.2.4. Chất độn và màu cho PP, PE …………….....………..…………...…….
…..36
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ MÁY ĐÙN TRỤC VÍT ĐƠN…….................…….…..38
2.1. Bố trí lắp ráp…………………………….....…………..…………...…….…..38
2.2. Bản vẽ thiết kế…………….…………….....…………..…………...…….…..38

2.3. Các thông số tính toán…….…………….....…………..…………...…….…..39
2.4. Thực nghiệm…………………………….....…………..…………...…….…..40
2.4.1 Bài thí nghiệm: VẬN HÀNH MÁY ĐÙN TRỤC VÍT…………...…….…..40
2.4.2. Nhận xét……………………………….....…………..…………...…….…..45
2.5. Bảng chiết tính giá thành chế tạo.……….....…………..…………...…….
…..46

Trang 2


Trường đại học dân lập Phương Đông

CHƯƠNG 3 : KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ……………….……….......…….
…..47
3.1. Một số sự cố nguyên nhân và cách khắc phục.………....…………...…….
…..47
3.1.1. Năng suất không ổn định.………………...…………..…………...…….
…..47
3.1.2. Nhựa bị cháy.……….....……………………………..…………...…….…..47
3.1.3. Độ đồng nhất kém…......……………………………..…………...…….
…..48
3.1.4. Lẫn tạp chất.……….....……………..………………..…………...…….
…..48
3.1.2. Bọt trong sản phẩm.……….....…..…………………..…………...…….…..48
3.2. Bảo trì máy đùn……..……….....…..…………………..…………...…….
…..48
3.3. Một số tiến bộ gần đây của máy đùn nhựa………………..………...…….
…..49
3.3.1. Bọt trong sản phẩm.……….....…..…………………..…………...…….…..49
3.3.2. Đùn nhựa phản ứng.……….....…..…………………..…………...…….

…..50
3.3.3. Máy đùn nhựa trong tương lai.……….....…..………..…………...…….
…..50

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN
1.1.Tổng quan về máy đùn trục vít
1.1.1. Lịch sử phát triển và ứng dụng của máy đùn
Nguồn gốc của máy đùn, theo lịch sử có thuyết nói đó là một cây súng nước
làm bằng ống tre. Ngày xưa, từ trước đây cả trăm năm những loại mì ống, đất sét,
xà bông đã được chế tạo bằng phương thức đùn. Những máy này có thể được gọi là
máy đùn kiểu RAM, khác hẳn với máy đùn nhựa ngày nay. Phương thức đùn ra
liên tục nhờ vít đùn được khai thác trong thời gian tương đối gần đây, xác lập

Trang 3


Trường đại học dân lập Phương Đông

quyền sáng chế đầu tiên trên thế giới vào năm 1879. Ba năm sau đó, công ty Paul
Troester đưa ra thị trường máy đùn cao su trục vít, trong vòng 20 năm kế tiếp đã
sản xuất và bán ra 600 máy. Dựa trên kỹ thuật này công ty Paul Troester đã hoàn
thành máy đùn nhựa cơ cấu biến tốc xoắn gia nhiệt bằng điện và tự động điều nhiệt
vào năm 1939, lần đầu tiên thử nghiệm tạo hình đùn nhựa bằng loại hai ống cứng.
Đấy là hình dạng gốc của máy đùn nhựa hiện nay.
Máy đùn nhựa là máy gia công các nguyên liệu có tính tạo hình, vì vậy đã
phát triển cùng với việc sản xuất chất tổng hợp thời hậu chiến. Đặc biệt các loại
nhựa sợi Olefin, sợi Styrene, sợi Polyamid không thể tạo hình được bằng phương
pháp Roll Calendar vì vậy máy đùn nhựa cần tồn tại. Hậu thập kỷ 1950, thời kỳ
sản xuất số lượng lớn nhờ công nghệ hoá dầu, đánh dấu một thời kỳ mới máy đùn

nhựa và kỹ thuật tạo hình tiến bộ vượt bực. Thời gian ấy các kỹ thuật thực dụng
hoá đều đùn chữ T dùng trong phạm vi rộng, đùn nhựa nhiều lớp, đùn nhựa
Tandem (ghép nối), đùn nhựa hai trục các loại, phương pháp cán tấm hai trục, kỹ
thuật đùn nhựa phức hợp… khai thác rất nhiều kỹ thuật khác nhau.
Thời kỳ đen tối của tạo hình Plastic trong và sau chiến tranh đã qua đi, năm
1949 hãng NRM (Mĩ), năm 1952 hãng Windsor (Anh) đã đưa kỹ thuật đùn nhựa
vào nâng cao kỹ thuật quốc hữu hoá sản xuất, thêm nữa kỹ thuật gia công và máy
đùn nhựa của Nhật Bản hiện nay đã vượt qua được biến cố dầu lửa và phát triển,
đạt mức hàng đầu trên thế giới.
Máy tạo hình nhựa bằng phương pháp đùn theo sự phát triển kỹ thuật bằng
những kinh nghiệm như vậy, bên cạnh các máy tạo hình Calendar hiện đại, máy
tạo hình phun là ba loại máy tạo hình lớn dùng nhựa tổng hợp.
Ngoài ra máy đùn nhựa có nhiều phạm vi lựa chọn vật liệu và chủng loại sản
phẩm tạo hình, có khả năng ứng dụng tạo hình từ sản xuất nguyên liệu, nguyên liệu
trung gian đến các sản phẩm cuối cùng, vì vậy có thể nói nó là máy tiêu thụ
nguyên liệu nhiều nhất trong công nghệ sản xuất nhựa.

Trang 4


Trường đại học dân lập Phương Đông

1.1.2. Cấu tạo cơ bản của máy đùn trục vít

Hình 1. Cấu tạo cơ bản của máy đùn trục vít

Cho biết các bộ phận chính của máy đùn một vít. Thành phần chính của máy
là một xylanh làm bằng trụ thép, bên trong có một trục rỗng hay đặc có tạo các
rãnh xoắn trên bề mặt. Trục này gọi là trục vít, do vậy máy đùn được gọi là máy
đùn trục vít. Cỡ máy đùn thường do kích thước trong của xylanh quyết định và

thường được chuẩn hoá theo các số sau: 30, 45, 65, 80, 90, 100, 120, 150, 200mm.
Chẳng hạn máy đùn Φ90 nghĩa là đường kính trong của xylanh là 90mm.
Năng lượng để làm quay trục vít được cung cấp bởi bộ truyền động có tốc độ
thay đổi theo từng bậc (khi thay đổi ở hộp số) hay vô cấp (dùng động cơ có tốc độ
thay đổi được).
Quá trình đùn như sau: nguyên liệu nhựa được cho vào xylanh qua phễu nạp
liệu, được trục vít vận chuyển lên phía trước, trong quá trình vận chuyển nguyên
liệu bị ép nén sinh ra nhiệt ma sát kết hợp với nhiệt gia nhiệt từ bên ngoài bị nóng
chảy và được ép qua lưới lọc, tấm đỡ lưới lọc và vào đầu khuôn có hình dạng
thường là giống với hình dạng sản phẩm. Áp lực nhựa trước khi vào đầu khuôn có
thể thay đổi có thể điều chỉnh được bằng cách thay đổi cỡ lưới và số lưới.
Sau khi ra khỏi đầu khuôn, nhựa nóng chảy được làm lạnh, định hình cho ra
kích thước cuối cùng và cắt thành sản phẩm.
Xy lanh

Trang 5


Trường đại học dân lập Phương Đông

Xy lanh là một ống thành dày được đặt cố định trên giá đỡ. Hệ thống giá đỡ
này phải đảm bảo khi gắn đầu khuôn xylanh không bị cong (khi đầu khuôn quá
nặng phải dùng bộ phận đỡ phụ bên ngoài) và bộ phận đỡ xylanh phải đảm bảo
xylanh có thể giãn nở được theo chiều dài khi nung nóng và co lại được khi làm
nguội.
Vật liệu chế tạo xylanh phải có tính bền mài mòn, chống ăn mòn và có độ bền
cơ học tốt. Vì vậy phải dùng thép có độ bền cao và bề mặt làm việc thường được
thấm Nitơ.
Tỷ lệ chiều dài/đường kính trong của xylanh là (L/D) là một đặc tính quan
trọng trong xylanh vì nó xác định tỉ lệ giữa bề mặt xylanh dùng để trộn và tạo nhiệt

masat (kết hợp với trục vít) và bề mặt xylanh dùng để nhận / thải nhiệt gia nhiệt
từ / ra bên ngoài. Chẳng hạn nếu xylanh ngắn thì rõ ràng diện tích để trao đổi nhiệt
với bên ngoài giảm đi, còn nhiệt masat gần như không đổi (nhiệt masat phụ thuộc
nhiều vào cấu tạo, tốc độ quay của trục vít) nên máy ngắn đòi hỏi nhiệt độ gia
nhiệt cao hơn hoặc nếu cần giải nhiệt thì hiệu quả giải nhiệt phải tốt. Tỷ lệ L/D của
xylanh được định nghĩa là tỷ lệ giữa chiều dài xylanh ứng với phần trục vít có răng
và đường kính trong của xylanh. Tỷ lệ này thường nằm trong khoảng 16/1 – 32/1
nhưng thông thường là các tỷ lệ sau: 20/1, 24/1, 28/1.
Xylanh thường được gia nhiệt bằng điện trở quấn ở bên ngoài có công suất
nằm trong khoảng 25 – 45 W/in 2 (1in = 2.54cm). Khi cần giảm nhiệt độ thì xylanh
phải được làm nguội. Tác nhân làm nguội có thể là không khí (dùng quạt gió) hay
một chất lỏng tải nhiệt khác (như nước, dầu) trong đó giải nhiệt bằng không khí là
phương pháp ưa dùng nhất giá thành lắp đặt thấp, dễ điều khiển. Nước hay dầu chỉ
dùng khi cần tốc độ giải nhiệt cao khi bị quá nhiệt.

Trang 6


Trường đại học dân lập Phương Đông

Xylanh
Điện trở gia nhiệt
Quạt giải nhiệt

Xy lanh
Ði?n tr? gia nhi?t
Qu?t
làm
mát

Hình 2: Quạt làm mát xylanh

Bề mặt trong xylanh thường trơn láng, tuy nhiên khi cần tăng năng suất phần
ngay dưới phễu bên trong xylanh có thể tạo các rãnh có hình dạng thích hợp
thường có đầu vào lớn đầu ra nhỏ. Khi hạt nhựa vào rãnh, nó bị nén lại một phần
khi chạy trong rãnh vì vậy năng suất sẽ tăng lên vì tác dụng nén xảy ra ngay ở đoạn
đầu xylanh (bình thường đối với xylanh trơn, tác dụng nén do trục vít tạo ra).
Trục vít
Đây là thành phần chính của máy đùn, hình dạng trục vít quyết định tính năng
của máy đùn. Có hai dạng trục vít sau đây:

Vùng 3
Vùng 2

Vùng 1

Hình 3.1: Trục vít phân thành ba vùng
Vít có ba vùng phân biệt rõ rệt, vít này hay gặp trong máy đùn Nylon (PA).
Vùng 1: Vùng cấp liệu, răng có độ sâu nhất. Mục đích vùng cấp liệu là để vận
chuyển nguyên liệu từ phễu vào các vùng sau của vít. Cần tránh gia nhiệt mạnh
vùng này để nguyên liệu không bị dính vào các rãnh vít, khi bị dính nhiều thì nhựa
không thể đi vào xylanh được nữa.
Trang 7


Trường đại học dân lập Phương Đông

Vùng 2: Vùng nén có độ sâu răng giảm nhanh. Tại vùng này nguyên liệu bị
nén mạnh và nóng chảy, đồng thời chất khí sẽ bị đẩy ngược lại và thoát ra khỏi
máy qua phễu hoặc lỗ xylanh có lỗ thoát khí thì khí sẽ thoát ra đường này.

Vùng 3: Vùng bơm, có độ
sâu răng nông nhất. Tại vùng này nhựa tiếp tục được đồng nhất và tạo áp lực cao
để đẩy nhựa nóng chảy vào đầu khuôn.

Hình 3.2: Trục vít có độ sâu rãnh giảm dần
Vít có độ sâu rãnh giảm dần đều từ đầu vít đến cuối vít. Như vít cho PVC,
PE. Vít vẫn có ba chức năng như trên.
Chiều dài các vùng phụ thuộc nhiều vào loại nhựa gia công, chúng ta hãy xét
chiều dài các vùng này của trục vít cho gia công PE và PA:
Nhựa PE có điểm nóng chảy thấp và khoảng nóng chảy rộng.
Nhựa PA có điểm nóng chảy cao hơn và khoảng nóng chảy hẹp hơn.
Như vậy:
Chiều dài vùng 1 của vít PE phải ngắn để nhựa PE không bị nóng chảy trong
vùng này, trái lại vùng 1 của vít PA phải dài để có thể cung cấp đủ nhiệt cho nhựa
nóng chảy được khi vào vùng 2.
Chiều dài vùng 2 của vít PE phải dài vì do PE có khoảng nóng chảy rộng, cần
phải có thời gian để các phần có khối lượng phân tử cao hay thấp nóng chảy được.
Trái lại chiều dài vùng 2 của vít PA ngắn vì nhựa PA nóng chảy rất nhanh khi đạt
nhiệt độ nóng chảy. Cũng vì lý do này vùng 3 của vít PA dài hơn để nhựa có thời
gian đồng nhất hoàn toàn khi nóng chảy nhanh hơn PE.
Qua ví dụ trên có thể thấy được ảnh hưởng của loại nhựa đến cấu tạo trục vít.
Chính vì vậy khi gia công các loại nhựa khác nhau thì phải thay đổi trục vít. Tuy
nhiên cũng có nhiều loại nhựa có thể sử dụng cùng một trục vít như PE, PP, PS
chẳng hạn.
Trang 8


Trường đại học dân lập Phương Đông
e

t
e

D

t

D
h

h

2

1

h2

L

φ

h1
L

Các thông số
cấu tạo của một trục vít như sau:

Hình 3.3. Các thông số của trục vít

D: đường kính ngoài trục vít
L: chiều dài phần trục vít có răng
t: bước vít, thông thường t = D
φ : góc nghiêng của răng vít, thường φ = 17,5o
e : bề rộng răng vít
h1 : độ sâu răng vít tại vùng cấp liệu
h2: độ sâu răng vít tại vùng bơm liệu
Tỷ số nén là tỷ số giữa thể tích một bước vít tại đầu nạp liệu với thể tích một
bước vít tại đầu bơm liệu, h1/h2 là tỷ số nén của trục vít, khi trục vít có bước vít
không đổi. Tỷ số này phụ thuộc vào loại nhựa (PE, PVC...) dạng vật lý của nguyên
liệu (bột hay hạt) và khối lượng của phân tử nhựa.

Trục vít cũng có thể có cấu
tạo đặc biệt hơn, chẳng hạn tại vùng 2 có hai đường răng để tăng cường quá trình
làm nóng chảy:

Trang 9


Trường đại học dân lập Phương Đông

Hình 3.4 : Trục vít có hai đường răng

Hoặc có thể trang bị thêm nhân tố nhào trộn để làm tăng hiệu quả trộn vì đi
qua bộ phận này dòng nhựa bị chảy hỗn loạn:

Phần đầu trục vít có trang bị nhân tố nhào trộn

Ðo?n tr?c ví t c ó trang b? nhân t? nhào tr ?n( có th? c ó
nhi ?u lo?i có hình d

?ng k hác nhau,có th? d?t ?
d?u vít hay t rong v ùng bomv à d?
ng lu ? ng)

Hình 3.5 : Trục vít có trang bị nhân tố nhào trộn

Giữa xylanh và đỉnh răng vít phải có khe hở bằng khoảng 0,10mm, khe hở
này tăng lên khi trục vít bị mòn. Trục vít còn có thể có lõi rỗng để cho nước giải
nhiệt vào khi cần giải nhiệt mạnh (trong gia công nguyên liệu sinh nhiệt masat
lớn).

Lưới lọc và tấm đỡ lưới lọc
Mục đích:
Lưới lọc tạp chất khỏi khối nhựa nóng chảy, không cho vào đầu khuôn.
Tạo ra áp lực ngược để làm tăng hiệu quả trộn và nhựa hoá của vít.
Giữ cho dòng nhựa vào đầu khuôn được ổn định.
Cấu tạo:
Lưới lọc là lưới thép không gỉ có cỡ lưới từ thô (20 – 40mesh) đến mịn
(200mesh) khi sử dụng thì sử dụng nhiều lưới kết hợp với nhau để tạo ra hiệu quả
cao nhất.

Trang 10


Trường đại học dân lập Phương Đông

Tấm đỡ lưới lọc là một tấm kim loại tròn có khoan nhiều lỗ nhỏ có đường
kính 3 – 5mm, có hai mặt được vát để giảm bớt trở lực cục bộ vòng ngoài các lỗ
này phải nằm sát với xylanh để loại trừ những vùng chết do nguyên liệu bị ứ đọng
và bề mặt phía đặt lưới lọc phải làm lõm.

Phễu cấp liệu
Nguyên liệu nhựa có hai dạng :
Dạng bột : PVC bột
Dạng hạt : hạt PP, PE, PET...
Việc cấp liệu dạng hạt có ưu điểm là không gây bụi, không gây nghẹt cổ
phễu, ít không khí bị kéo vào máy đùn (gây bọt cho sản phẩm), dễ sấy khô khi
nguyên liệu cần sấy trước khi đùn. Thường chỉ cần dùng phễu thông thường để cấp
nguyên liệu dạng hạt, hạt nhựa sẽ đi vào xylanh máy đùn do trọng lực và do tác
dụng quay của các răng vít của vùng cấp liệu.
Đối với nguyên liệu dạng bột có thể dùng phễu có hút chân không thay cho
phễu thường để loại trừ hiện tượng sản phẩm bị bọt khí vì bột chứa nhiều không
khí bên trong. Đôi khi việc dùng phễu có hút chân không gặp nhược điểm là cổ
phễu có thể bị tắc do không có không khí làm trơn giúp cho việc chảy dễ dàng hơn.
Hiện tượng này phụ thuộc vào cỡ hạt và công thức sản xuất.
Ngoài ra đối với bột cũng thể dùng việc cấp liệu cưỡng bức như các hình vẽ
sau :
Phễu cấp liệu
Ph?u c?p li?u
Vít khu?y

Máy m?t vít

Vít khuấy
Máy một vít

Trang 11


Trường đại học dân lập Phương Đông
Phiễu

Vít tải

Ph?u

Vít
t?i

Trục vít máy đùn 2 vít

Tr?c vít máy
dùn hai tr?c vít

Hình 4 : Các loại phễu cấp liệu
Trong trường hợp dùng phễu thường cấp liệu cho bột khi tạo hạt thì nguyên
liệu phải có tính chảy tốt, chẳng hạn bột PVC sau khi trộn phải tơi xốp.
Hầu hết các phễu cấp liệu đều trang bị quạt hút để hút nguyên liệu từ bồn
chứa vào phễu. Quạt này hoạt động theo chu kỳ để hút nguyên liệu lên từng đợt
một cách tự động.
Phễu cấp liệu có thể đóng cả vai trò phễu sấy trong trường hợp ẩm bề mặt có
thể sục dòng khí nóng từ dưới lên trên vào khối hạt. Các loại nhựa về mặt hấp thụ
ẩm có thể chia làm hai loại :
Loại không ưa nước : ẩm chỉ bị tích tụ trên bề mặt.
Loại ưa nước : ẩm có mặt cả bên trong hạt.
Ẩm bề mặt có thể loại bằng cách cho một luồng không khí nóng vào khối
nguyên liệu. Máy dùng để gia nhiệt không khí thường bao gồm một bộ lọc không
khí vào, một quạt, một bộ điện trở điều khiển bằng bộ vi xử lý hoặc các thiết bị
điện khác.
Với loại nhựa ưa ẩm như PET, người ta hay dùng phương pháp tách ẩm là
dùng không khí có điểm sương thấp (điểm sương của không khí là nhiệt độ tại đó
Trang 12

Trường đại học dân lập Phương Đông

ẩm bị ngưng tụ) để sấy và tái sinh không khí (tách ẩm) sau khi sấy bằng chất hấp
phụ. Trong máy sấy có chất hấp phụ nước, chất hấp phụ này có các lỗ li ti trên bề
mặt. Khi không khí ẩm đi qua chất hấp phụ, nước được giữ lại trên các lỗ li ti và
được tách ra ở chu kì tái sinh bằng nhiệt mà không làm thay đổi tính chất nào của
chất hấp phụ. Vì vậy chu kỳ sấy có thể lặp lại được liên tục như sau.
Không khí sấy được lấy từ bên ngoài do một quạt, qua một bộ lọc, sau đó
được gia nhiệt đến nhiệt độ thích hợp và vào ngăn sấy có chứa hạt nhựa chưa sấy.
Không khí sau khi sấy tiếp tục đi qua một hệ thống chứa chất hấp phụ ẩm. Tại
đây ẩm được tách ra và không khí khô lại được gia nhiệt đến nhiệt độ thích hợp để
vào ngăn sấy chứa hạt nhựa, quá trình này xảy ra trong một ngăn riêng, ngăn còn
lại đồng thời xảy ra quá trình tái sinh (tách ẩm) khỏi chất hấp phụ.
Tại ngăn tái sinh không khí ngoài môi trường được kéo vào trong bằng một
quạt khác thông qua một bộ lọc khí (lọc bụi) được gia nhiệt và đưa vào hệ thống
chứa chất hấp phụ để tái sinh chất hấp phụ. Sau khi sấy chất hấp phụ, không khí
này được kéo ra ngoài môi trường.
Tổng thời gian cho một máy sấy thường là 8 giờ trong đó 4 giờ dùng để sấy
và 4 giờ để tái sinh chất hấp phụ. Lý do chính của thời gian chu kỳ dài là cần có
thời gian để hệ thống chứa chất hấp phụ lặn xuống sau khi chất hấp phụ được tái
sinh ở nhiệt độ cao, sau đó quá trình hấp phụ mới xảy ra. Thời gian chu kỳ dài
cũng giúp cho tuổi thọ máy sấy cao (ví dụ bộ gia nhiệt cho không khí tái sinh chỉ
hoạt động 25% thời gian so với toàn bộ chu kỳ).
Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả quá trình sấy là : nhiệt độ, điểm sương,
lưu lượng của không khí sấy, hàm lượng ẩm ban đầu và cuối cùng cần đạt được
của nguyên liệu và dạng hình học của hạt nhựa, trong đó ảnh hưởng của nhiệt độ là
quan trọng nhất.
Truyền động cho máy đùn

Chức năng của bộ truyền động cho máy đùn là làm quay trục vít (khi trục vít
quay sẽ tạo ra năng lượng vận chuyển nguyên liệu dọc theo xylanh, tạo ra áp lực để
đẩy nhựa nóng chảy ra khỏi đầu khuôn). Bộ truyền động cho máy đùn gồm có :
động cơ, hộp số, ổ đỡ cho trục vít :
Động cơ : thường dùng hai loại động cơ la DC và AC. Động cơ DC có giá
thành thấp hơn AC, nhưng có hiệu suất thấp hơn, vận tốc có thể bị giảm khi chịu

Trang 13


Trường đại học dân lập Phương Đông

tải nặng. Ngoài ra các tính năng khác của hai loại này là như nhau. Động cơ DC có
thể thay đổi tốc độ bằng cách thay đổi điện áp vào, còn động cơ AC thay đổi tốc độ
bằng cách thay đổi tần số dòng điện.
Thông số quan trọng của động cơ là công suất động cơ, công suất động cơ sẽ
tăng khi :
Tăng năng suất
Tăng đường kính xylanh (hay đường kính vít)
Tăng chiều dài trục vít
Và còn phụ thuộc vào loại nhựa gia công (ví dụ gia công PVC cần động cơ có
công suất cao hơn gia công LDPE) và đặc điểm đầu khuôn (cụ thể là trở lực đầu
khuôn).
Thông số hoạt động quan trọng nhất của động cơ là cường độ dòng điện (đơn
vị đo là Ampe). Ampe động cho cho biết tình trạng hoạt động của máy đùn, ví dụ
nếu đặt nhiệt độ quá thấp, hoặc khi có vật lạ lọt vào máy thì Ampe máy có thể lên
cao. Nếu Ampe quá cao có thể gây cháy động cơ, vì vậy một máy đùn hiện đại
thường có trang bị hệ thống bảo vệ tự ngắt dòng khi Ampe quá cao.
Hộp giảm tốc
Vì động cơ thường có tốc độ từ 1750V/ph – 2000/ph, trong khi đó tốc độ trục

vít chỉ từ 15 – 200V/ph nên giữa động cơ và trục vít phải có hộp số. Hộp số cấu tạo
chủ yếu gồm các cặp bánh răng ăn khớp với nhau và Puly để gắn với nhau truyền
động từ động cơ vào hộp giảm tốc. Thông số quan trọng nhất của động cơ là tỷ số
truyền (tỷ số vận tốc đầu vào/ đầu ra), thường tỷ số truyền của hộp số từ 6 : 1 cho
đến 12 : 1.
Ngoài cách thay đổi tốc độ trục vít bằng cách thay đổi tốc độ động cơ, tốc độ
trục vít còn có thể thay đổi bằng cách thay đổi vị trí các cần gạt ở hộp số để thay
đổi, lựa chọn các cặp bánh răng truyền động thích hợp.
Tốc độ trục vít phụ thuộc chủ yếu vào loại nhựa và cấu tạo đầu khuôn, thường
có các vùng vận tốc sau đây : 2 - 35V/ph, 10 – 90V/ph, 15 – 150V/ph. Ví dụ gia
công PVC cứng tốc độ trục vít thường thấp hơn gia công LDPE để hạn chế nhiệt
masát sinh ra quá mức.
Ổ đỡ : tại chân trục vít có gắn một ổ đỡ. Ổ đỡ này phải chịu được lực đẩy từ
đầu vít (do áp suất ngược) nên thường là loại ổ đũa đỡ chặn (bi có dạng trụ) khi
Trang 14


Trường đại học dân lập Phương Đông

hoạt động ổ này luôn bị mài mòn, vì vậy phải thường xuyên kiểm tra và có chế độ
bôi trơn đúng. Nếu bi quá mòn, có thể làm cho trục vít không quay đồng tâm và có
thể chạm vào xylanh gây hư hỏng bề mặt xylanh và trục vít.
Đầu khuôn
Đầu khuôn là bộ phận dùng để tạo hình sơ bộ sản phẩm sao cho gần giống
nhất với dạng sản phẩm. Vì vậy có rất nhiều dạng đầu khuôn khác nhau tuỳ theo
sản phẩm sản xuất.
Đầu khuôn phải đáp ứng các yêu cầu sau :
Khi ra khỏi đầu khuôn, vận tốc của dòng nhựa phải như nhau tại mọi vị trí.
Rõ ràng tại một vị trí nào đó dòng nhựa có vận tốc cao hơn các vùng lân cận thì
chỗ đó sẽ dày hơn và gây hiện tượng nhăn. Còn ngược lại vận tốc chậm hơn thì sẽ

bị mỏng.
Phôi đùn sau khi đã bị trương phồng

Phần lối ra nhựa chảy trong hai thành kim loại song song có chiều dài L
Chiều rộng miệng đầu khuôn: d

Khi ra
khỏi đầu khuôn, nhiệt độ của dòng nhựa cũng phải như nhau tại mọi vị trí. Trong
quá trình tạo hình trong đầu khuôn, nhựa bị nén lại (chịu lực nén ép), hình dạng bị
thay đổi. Khi ra khỏi đầu khuôn, dòng nhựa sẽ có xu hướng khôi phục lại trạng thái
ban đầu. Xu hướng khôi phục này phải như nhau tại mọi vị trí khi nhựa ra khỏi đầu
khuôn. Hiện tượng dòng nhựa có xu hướng khôi phục lại hình dạng ban đầu của nó
gọi là hiện tượng trương phồng.

Trang 15


Trường đại học dân lập Phương Đông

Hình 5 : hiện tượng trương phồng của sản phẩm
Và với kích thước như hình vẽ tỷ số D/d được gọi là độ trương phồng. Một ví
dụ thực tế là trong khi sản xuất màng, nếu đặt miệng líp có khe hở là 1,0mm thì
chắc chắn độ dày lớp nhựa khi ra khỏi đầu khuôn phải lớn hơn nhiều. Để đạt độ
dày cuối cùng của sản phẩm phải kéo mỏng đi nhiều.
Nhựa không được bị cháy trong đầu khuôn :
Không có những vùng gây ứ đọng nhựa. Có thể đó là những vùng chết (nhựa
không ra được khi chảy vào đó) hoặc chất lượng bề mặt kém (bị tróc lớp xi mạ
chẳng hạn) gây dính cháy.
Thời gian lưu của nhựa trong đầu khuôn phải thích hợp. nếu đầu khuôn chứa
được quá nhiều nhựa thì nhựa sau khi đi vào thì lâu ra, tức là thời gian lưu lớn. Tại

đầu khuôn thường có nhiệt độ cao, nếu thời gian lưu lớn có thể gây cháy nhựa.
Độ bóng bề mặt của dòng nhựa khi ra khỏi đầu khuôn phải tốt: nếu như chiều
dài L (xem hình vẽ trên) càng lớn thì nhựa càng bóng. Tất nhiên nếu lớp mạ tốt,
nhiệt độ nhựa cao thì nhựa cũng bóng trơn. Nói chung độ bóng sẽ không cao và
nếu được thì cần công đoạn tạo bóng thêm, như dùng các cục bóng để tiếp nhận và
làm lạnh phôi đùn.
Kích thước rãnh chảy phải đủ lớn : đôi khi nhựa có thể thể bị lẫn tạp chất, bị
dính cháy. Nếu kích thước rãnh chảy quá nhỏ thì khi bị lẫn tạp chất dòng nhựa có
thể bị tắc. Để ngăn ngừa hiện tượng này chiều rộng rãnh phải đủ lớn.
Trở lực đầu khuôn : không quá nhỏ cũng không quá lớn :
Nếu trở lực quá lớn : sẽ gây nặng tải. Từ đó làm giảm tuổi thọ của máy, gây
rò rỉ nhựa tại các chỗ nối, tăng nhiệt masát, tăng tốc độ mài mòn trục vít.
Nếu áp suất quá thấp sự phân bố độ dày sẽ không đều, độ đồng nhất kém, có
thể thấy các vết hàn trên bề mặt sản phẩm.
Bảo trì đầu khuôn : đầu khuôn phải dễ tháo lắp, như thế đầu khuôn càng nhỏ
gọn càng tốt. Vật liệu làm đầu khuôn thường là thép có xử lý tăng cứng, hoặc thép
đã Nitrit hoá (xử lý trong môi trường Amoniac), hoặc thép chịu ăn mòn có hàm

Trang 16


Trường đại học dân lập Phương Đông

lượng Crôm cao (~15%), bên trong đầu khuôn thường được mạ một lớp Crôm dày
khoảng 0,025mm.
Làm lạnh
Sau khi ra khỏi đầu khuôn nhựa ở trạng thái nóng chảy (lỏng), vì vậy cần phải
làm lạnh để định hình sản phẩm.
Làm lạnh trực tiếp hay gián tiếp : nếu cho sản phẩm chạy thẳng vào trong
nước (ví dụ : ống nước ) thì phương pháp này là làm lạnh trực tiếp. Còn nếu nước

hay dầu chạy vào một ống kim loại , bề mặt trục này mới làm lạnh sản phẩm thì
gọi là làm lạnh gián tiếp (các sản phẩm dạng tấm, màng mỏng ). Ngoài ra ta cũng
có thể dùng không khí từ quạt gió là tác nhân làm lạnh trực tiếp.
Giá thành : rõ ràng nếu cho sản phẩm chạy thẳng vào trong nước và sử
dụng quạt gió thì chi phí về thiết bị sẽ thấp hơn phương pháp gián tiếp cần sử
dụng các trục làm lạnh đắt tiền.
1.1.3. Năng suất của máy đùn
Khi trục vít quay nếu như không bị trở lực gì cả (tức là không dùng lưới lọc,
tấm đỡ lưới, đầu khuôn) và nếu khe hở giữa đỉnh trục vít và xylanh bằng 0, thì
dòng nguyên liệu vận chuyển lên phía trước là lớn nhất. Dòng này gọi là dòng dọc
trục.
Tuy nhiên trên thực tế có một khe hở nhỏ giữa đỉnh răng vít và xylanh nên có
một dòng vật liệu rò qua khe hở này. Dòng này gọi là dòng rò.
Khi lắp đầu khuôn vào, áp suất trước đầu khuôn sẽ tăng lên và lớn hơn áp suất
trong xylanh. Nguyên liệu sẽ tự chảy tại vùng có áp suất cao sang vùng có áp suất
thấp, tức là có một dòng nguyên liệu chảy từ đầu vít ra phía chân vít, dẫn đến giảm
lưu lượng của máy đùn. Dòng này gọi là dòng áp suất.
Năng suất máy đùn như vậy được tính như sau :
Năng suất M = dòng dọc trục – dòng áp suất – dòng rò
Người ta đã xác định được công thức tính toán sau đây :
Dòng dọc trục = 1/2∏2.D2.n.H.sinφ.cosφ
Trong đó :
D : đường kính trục vít
n : tốc độ quay của trục vít (vòng/phút)
H : độ sâu rãnh vít trong vùng bơm và định lượng
Trang 17


Trường đại học dân lập Phương Đông

φ : góc nghiêng của răng vít
Dòng áp suất = ∏.D.H3.Psin2φ/12.µ.t
Trong đó :
P : áp suất trước đỉnh vít
t : khoảng cách giữa hai đỉnh răng vít liên tiếp
µ : độ nhớt của nhựa tại vùng bơm (không đổi)
Dòng rò thường có giá trị nhỏ và được bỏ qua.
Như vậy :
M = 1/2∏2.D2.n.H.sinφ.cosφ – ∏.D.P.H3.sin2φ/12µ.t
Bây giờ nếu đặt :
α = 1/2∏2.D2.H.sinφ.cosφ
β = 1/2∏.D.H3.sin2φ/12.t
Thì công thức trên có thể viết gọn lại là :
M = α.n – β.P/µ
Rõ ràng α và β là các hằng số chỉ phụ thuộc vào cấu tạo trục vít. Nếu như cấu
tạo của trục vít không đổi thì năng suất của máy đùn chỉ phụ thuộc vào :
n : tốc độ quay của trục vít, n càng lớn thì M càng lớn.
P : khi áp suất trước đầu vít (ví dụ khi giảm nhiệt độ, dùng lưới
lọc mịn, dùng đầu khuôn có trở lực lớn) thì năng suất sẽ giảm.
1.1.4. Nguyên tắc hoạt động của máy đùn
Do có nguồn nhiệt cung cấp làm nóng chảy vật liệu và nhờ chuyển động của
trục vít tăng khả năng trộn đồng đều giữa phụ gia và nhựa. Đưa vật liệu vào tới
giới hạn gia công.
Vùng phối liệu nhiệt độ rất phức tạp, độ nhớt của vật liệu thay đổi tuỳ theo
vận tốc.
Trục vít có thêm các cánh phụ thì dòng chảy của nhựa trong xy lanh rất phức
tạp, nhưng có khả năng trộn rất cao, ngày nay đã có loại máy đùn ở cuối trục vít có
cánh phụ hoặc kết cấu răng để tăng khả năng làm đồng đều vật liệu.
Mức độ hình thành áp lực trong xy lanh tuỳ thuộc vào cấu trúc của trục vít:
bước vít và việc tính toán chiều sâu rãnh vít. Ngoài ra áp lực trong xy lanh còn phụ

thuộc vào độ lớn của momen quay, mức độ của dòng chảy, khe hở giữa trục vít và
xy lanh, sức cản của dòng chảy.

Trang 18


Trường đại học dân lập Phương Đông

Trên máy đùn trục vít thường có lắp đặt đồng hồ đo áp suất nhựa nóng chảy
trong xy lanh, từ đó có thể theo dõi được áp suất trong máy đùn đồng thời có thể
điều chỉnh áp suất kịp thời.
1.1.5. Một số quy trình công nghệ sản xuất có sử dụng máy đùn trục vít
Quy trình sản xuất sợi

Sản phẩm dạng sợi

Hình 13: Dây chuyền sản xuất sợi và sản phẩm

1.2. Nguyên liệu và các chất phụ gia
1.2.1. PVC
PVC được trùng hợp theo sơ đồ sau:
N CH2 = CH (- CH2 – CH - ) n
Cl

Cl

Trang 19


Trường đại học dân lập Phương Đông

Phương pháp trùng hợp này có thể tiến hành theo phương pháp:
Trùng hợp khối: tao ra PVC trùng hợp khối (phương pháp này ít sử dụng)
Trùng hợp huyền phù: tạo ra PVC – S có đặc tính hút dầu tốt, độ trong cao,
giá thành rẻ để sản xuất các sản phẩm bằng phương pháp cán , đùn, đúc tiêm.
Trùng hợp nhũ tương: tạo ra PVC – E có cấu trúc chặt, ít hút dầu để sản xuất
các sản phẩm từ hỗn hợp PVC + DOP như các sản phẩm tráng, đúc quay, để làm
hồ.
PVC là một loại nhựa vô định hình (có độ kết tinh thấp ), Tg ∼ 800C nên ở
nhiệt độ bình thường PVC cứng nếu không hóa dẻo. Chính vì vậy người ta cần
phân biệt PVC cứng và PVC mềm khi nói về sản phẩm PVC. Sau đây là cách phân
biệt 3 loại sảm phẩm PVC:
PVC cứng

: hàm lượng hóa dẻo từ 0 – 5 %

PVC bán cứng: hàm lượng hóa dẻo từ 5 – 15 %
PVC mềm

: hàm lượng hóa dẻo từ > 15%

Nhiệt độ gia công của PVC từ 150 – 220 o C, tuy nhiên PVC bị phân hủy ở
nhiệt độ trên 140oC nên khi gia công phải sử dụng chất ổn định nhiệt. PVC cũng dễ
bị ánh sáng lão hóa, vì vậy trong nhiều trường hợp phải sử dụng chất ổn định
quang.
Sau đây là một số tính chất quan trọng của PVC:
Bằng cách thêm chất hóa dẻo, có thể sản xuất ra sản phẩm có độ cứng thay
đổi
Có thể sử dụng hầu hết các phương pháp gia công đối với PVC.
Có thể sản xuất sản phẩm trong hay đục từ PVC.

PVC có nhiều tính chất cơ học tốt như độ bền kéo đứt, độ giãn đứt, tính cách
điện, chịu ăn mòn cao.
Có thể sản xuất sản phẩm có màu sắc đa dạng.
PVC bền với acid, kiềm, chất tẩy rửa…
PVC là loại nhựa khó cháy vì có Clo trong phân tử.
Giá thành vừa phải.

Trang 20


Trường đại học dân lập Phương Đông

Các tiêu chuẩn cần lưu ý đối với PVC:
Giá trị K: người ta xác định giá trị K bằng cách đo độ nhớt của dung dịnh
PVC trong cyclohexanone, sau đó dùng công thức để tính ra K. Như vậy giá trị K
phản ánh độ nhớt của dung dịch PVC, do đó phản ánh trọng lượng phân tử của nó.
Khi lựa chọn PVC giá trị K là giá trị cần xét đến đầu tiên ví tính chất sản phẩm và
gia công phụ thuộc vào K,vì vậy cần phải lựa chọn cẩn thận.
Ví dụ: Đối với sản phẩm thông thường như tole, màng, ống nước…. dùng
PVC có K = 65 – 68
Đối với màng bán cứng, khớp nối … dùng PVC có K = 57 – 62
Khối lượng riêng thể tích (g/cm3): là đại lượng phản ánh mức độ nén chặt của
PVC dạng bột. Tuy nhiên không thể tăng đại lượng cao quá mức được vì sẽ nằm
ngoài khả năng thiết kế của máy (mỗi máy đùn có trục vít được thiết kế cho một
dạng nguyên liệu thích hợp). Ví dụ không thể dùng máy thiết kế trục vít cho máy
chạy dạng hạt mà chạy cho dạng bột và ngược lại (hạt có khối lượng riêng thể tích
lớn hơn bột nhiều). Khi trộn cao tốc, bột sau khi trộn thường có thể tích lớn hơn
thể tích trước khi trộn do mức độ nhựa hóa tốt hơn, vì vậy thời gian trộn có ảnh
hưởng đến giai đoạn tạo hạt.
Độ hấp thụ và tốc độ hấp thụ dầu DOP: đối với những sản phẩm có độ DOP

cao, PVC phải có khả năng hấp phụ DOP tốt để tạo ra hỗn hợp bột khô có tính
chảy tốt (tất nhiên để trợ giúp quá trình này cần dùng thêm nhiệt hay trộn cao tốc
độ lợi dụng nhiệt ma sát). Nếu tốc độ hấp phụ DOP (phản ánh bằng lượng hấp phụ
trong một đơn vị thời gian ) và độ hấp phụ (phản ánh bằng lượng DOP hấp thụ
trong một 100g nhựa) thấp thì bột sau khi hấp thụ không được khô, thậm chí DOP
không thấm được vào nhựa, như vậy chất lượng trộn không đạt yêu cầu, năng suất
trộn giảm xuống khi thời gian trộn kéo dài. So sánh về mức độ hấp phụ DOP thì
PVC – S có độ hấp phụ tốt hơn PVC – E nhiều.
Hàm lượng bụi bẩn: là những chấm li ti trong sản phẩm. Bụi bẩn có thể gây ra
do bụi lẫn vào. Do công thức bôi trơn không hợp lý nên nhựa nóng chảy không
đều, hoặc do PVC có những khối lượng phân tử quá lớn thì cũng có thể tạo ra
những chấm li ti này.
Hàm lượng chất dễ bay hơi: chất dễ bay hơi ẩm có thể gây bọt cho sản phẩm
vì vậy chất dễ bay hơi phải nhỏ hơn 0,3%.

Trang 21


Trường đại học dân lập Phương Đông

1.2.2. Các chất phụ gia cho PVC
Chất hóa dẻo
Như ở trên đã nói PVC là loại nhựa vô định hình có độ kết tinh thấp (5 – 10
%) có nhiệt độ chuyển thủy tinh cao (Tg ∼ 80oC) vì vậy ở nhiệt độ thường PVC rất
cứng, khi cần làm dẻo hơn người ta trộn thêm với chất hóa dẻo. Khi đưa chất hóa
dẻo vào trong PVC, các phân tử hóa dẻo sẽ len lỏi vào mạch phân tử PVC làm yếu
liên kết giữa các mạch và làm các mạch bị cách ly nên mạch mềm hơn cuối cùng
tạo ra PVC mềm.
Theo hiệu quả hóa dẻo các chất hóa dẻo được phân làm hai loại:
Chất hóa dẻo chính: có độ tương hợp cao với PVC và vì vậy có thể sử dụng

một mình. Ví dụ DOP là một chất hóa dẻo chính điển hình.
Chất hóa dẻo phụ: vì một lý do nào đó người ta không sử sụng một mình. Ví
dụ chúng có độ tương hợp giới hạn với PVC, có giá thành cao nên chỉ dùng khi cần
đạt được một vài tính chất đặc biệt nào đó.Ví dụ: dùng thêm DOP để tăng khả năng
chịu lạnh của sản phẩm, dùng BBP để tăng khả năng nhựa hóa. Paraffin clo hóa
giảm giá thành sản phẩm.
Để lựa chọn một chất hóa dẻo thích hợp cần xét đến các yếu tố sau đây: hiệu
quả hóa dẻo và độ tương hợp với PVC: để tạo ra một độ mềm dẻo nào đó cần dùng
một lượng hóa dẻo nhất định.
Các tính chất gia công như: độ bay hơi phải thấp ở nhiệt độ gia công, khả
năng ảnh hưởng đến thời gian nhựa hóa của hỗn hợp (ví dụ BBP gây nhựa hóa
nhanh), hay có ảnh hưởng tính ổn định nhiệt của PVC hay không (dầu Epoxy làm
tăng tính ổn định nhiệt còn prafin clo gây giảm tính ổn định nhiệt).
Các tính chất sử dụng của sản phẩm: như độ chịu lạnh, tính chống cháy, khả
năng bị trích ly bởi các dung hóa chất và nước, tính độc hại, di hành. Ví dụ nếu sản
phẩm thường xuyên tiếp xúc với nước thì phải dùng chất hóa dẻo khó bị trích ly
bởi nước.
Giá thành: tất nhiên càng thấp càng tốt. tuy nhiên loại chất hóa dẻo càng rẻ
tiền thì chất lượng càng thấp vì vậy cần xét chất hóa dẻo trên cơ sở so sánh tính
năng / giá thành.

Trang 22


Trường đại học dân lập Phương Đông

Người ta thường dùng chất hóa dẻo DOP làm chất hóa dẻo chính vì nó có tính
năng tốt ở mức giá thành thích hợp. Chỉ khi nào cần các tính chất đặc biệt khác thì
người ta mới sử dụng thêm các chất hóa dẻo khác.
Sau đây là vài loại hóa dẻo thông dụng:

DOP Dioctylphthalate.
DOA DioctylAdipate.
DINP Disonylphthalate.
BBP

Butylbenzylphthalate .

EBSO Dầu đậu nành epoxy hóa…
Trong PVC cứng người ta chỉ được dùng một lượng nhỏ chất hóa dẻo vì chất
hóa dẻo làm gia công dễ dàng hơn nhưng nếu dùng nhiều sẽ làm cho các tính chất
cơ lý giảm mạnh và nhiệt độ biến dạng giảm xuống, sản phẩm dễ bị biến dạng
nhiệt khi sử dụng.

Chất bôi trơn cho PVC
Công dụng của chất bôi trơn
Ngăn chặn PVC không dính vào bề mặt kim loại (nếu bị dính PVC sẽ bị cháy,
vì vậy cũng có thể hiểu chất bôi trơn cũng là một dạng chất ổn định). Tác dụng bôi
trơn này gọi là tác dụng bôi trơn ngoại.
Giảm ma sát nội sinh ra khi gia công, tạo ra độ nhớt và tính chảy thích hợp
cho hỗn hợp (lưu ý là PVC cứng có độ nhớt rất cao, nếu tăng nhiệt độ nhớt thì gần
điểm phân hủy của PVC, PVC dễ bị phân hủy, gây cháy nên phải sử dụng chất bôi
trơn). Tác dụng bôi trơn này gọi là chất bôi trơn nội.
Phân loại theo bản chất hóa học có các loại sau:
Hydro carbon: paraffin, polyethylene wax…
Các xà phòng kim loại: Cd – St, Ca – St, Pb – St, Zn – St…
Acid béo: acid stearic ( A – St )…
Ester: butyl stearate, glycerin Stearate…
Alcohol

: polyor, polygycol…

Trang 23


Trường đại học dân lập Phương Đông

Cơ chế tác dụng của chất bôi trơn nội, ngoại:
Chất bôi trơn ngoại có độ tương hợp kém với PVC nên tạo ra một lớp màng
chất bôi trơn giữa bề mặt kim loại và nhựa. Do ngăn chặn được PVC bám vào bề
mặt kim loại. Ví dụ polyethylene wax, acid stearic …
Chất bôi trơn có độ tương hợp tốt với PVC nên nằm xen vào các phân tử PVC
và làm giảm ma sát giữa các phân tử nhựa PVC, nên giảm được độ nhớt của PVC
nóng chảy. Theo cơ chế trên thì PVC cũng được xem là một chất bôi trơn nội nên
PVC mềm ít khi phải dùng đến chất bôi trơn nội. Ví dụ butyl stearate, Ca – St …
Trong thực tế nhiều chất bôi trơn vừa có tác dụng bôi trơn ngoại vừa có tác
dụng bôi trơn nội. Ngoài tác dụng bôi trơn nội hay ngoại còn phụ thuộc vào hàm
lượng sử dụng. Ví dụ có chất bôi trơn có tác dụng bôi trơn nội ở hàm lượng thấp
nhưng khi tăng hàm lượng thì bôi trơn ngoại là chủ yếu.
Các ưu nhược điểm của chất bôi trơn nội và ngoại:
Các ưu nhược điểm của chất bôi trơn nội
Tăng tốc độ của nhựa nóng chảy, giảm được nhiệt độ gia công.
Giảm được độ trương phồng trong công nghệ đùn.
Hạn chế xuất hiện các việt “đường hàn” do nhựa bị tách dòng khi chảy trong
đầu khuôn.
Ít ảnh hưởng đến độ bám dính của mực in, sơn lên sản phẩm.
Tạo độ trong sản phẩm tốt.
Ít ảnh hưởng đến khă năng tạo vết nứt, gãy khi bẻ gập sản phẩm.
Giảm nhiệt độ biến dạng nhiệt (sản phẩm bị biến dạng nhiệt ở nhiệt độ thấp
hơn).
Đôi khi làm giảm độ bền va đập của sản phẩm.

Có thể gây plate-out (hiện tượng các phụ gia không tương hợp và trôi ra bề
mặt thiết bị gia công: trục cán, trục vít, đầu định hình).
Cần dùng hàm lượng cao mới cho tác dụng hiệu quả.
Các ưu nhược điểm của chất bôi trơn ngoại.
Ngăn chặn PVC không bị dính vào bề mặt kim loại.

Trang 24


Trường đại học dân lập Phương Đông

Sảm phẩm dễ xuất hiện đường hàn.
Dễ gây tách lớp khi sản phẩm gồm có nhiều lớp PVC ghép lại.
Làm giảm độ bám dính của mực in và sơn lên sản phẩm.
Làm chậm thời gian nhựa hóa.
Chất ổn định
Định nghĩa: chất ổn định là chất ngăn chặn sự phân hủy của PVC bằng
phản ứng hóa học.
Bằng tác dụng bôi trơn, giảm ma sát hay ngăn chặn sự dính vào bề mặt kim
loại (chất ổn định có tác dụng này còn gọi là chất bôi trơn).
a. Phân loại chất ổn định
Gồm có các loại sau:
Chất ổn định chì
Chất ổn định xà phòng kim loai.
Chất ổn định thiếc.
Chất ổn định phụ (ổn định chứa photpho, epoxy, chất hấp thụ tia UV. Chất
chống oxy hóa).
Chất ổn định chì. Ví dụ một số loại sau:
Tribasic chì sunphat (TS): 3Pb.PbSO4.H2O.
Dibasic chì stearat (DS): 2PbO.Pb(C17H35COO)2 (có tác dụng bôi trơn).

Stearat chì

(Pb – St ): Pb(C17H35COO)2 (có tác dụng bôi trơn).

Ưu điểm của chất ổn định chì:
Có tính ổn định nhiệt mạnh.
Có tính cách điện tốt.
Vùng nhiệt độ gia công rộng.
Chịu thời tiết tốt.
Giá thành vừa phải.
Nhược điểm của chất ổn định chì:
Nếu không xử lý bề mặt thì độ phân tán kém.
Trang 25