thành phần, tính chất và phân loại chất dẻo

8.3 THÀNH PHẦN, TÍNH CHẤT
VÀ PHÂN LOẠI


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 cao
nhân
Polyme: Là hợp chất
phântạo
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 (): 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
Chất
Chất
Chất

dẻo

dẻo
dẻo
dẻo

kết cấu
chòu mài mòn
đònh hình
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
5. Một số phương pháp gia công
loại
a. Phương
chất
dẻo 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
5. Một số phương pháp gia công
loại
b. Phương
chất
dẻo 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
5. Một số phương pháp gia công
loại
c. Phương
chất
dẻo 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
5. Một số phương pháp gia công
loại

chất
dẻo pháp ép thổi
d. Phương

• 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