Tài liệu Khuôn mẩu Phần 3 pptx

Chương 3 Tìm hiểu vật liệu nhựa và sản phẩm thiết kế 

36
CHƯƠNG 3
TÌM HIỂU VỀ VẬT LIỆU NHỰA VÀ SẢN PHẨM THIẾT KẾ
3.1 Tìm hiểu vật liệu nhựa
3.1.1 Phân loại vật liệu nhựa
Trong sản xuất, vật liệu nhựa được chia thành 2 loại: nhựa nhiệt dẻo và nhựa
phản ứng nhiệt (nhựa nhiệt rắn).

Hình 3.1 Phân loại vật liệu nhựa
• Nhựa nhiệt dẻo được sử dụng rất phổ biến, có thể tái sử dụng nhiều lần tuy
nhiên sẽ mất dần chất lượng.


Chương 3 Tìm hiểu vật liệu nhựa và sản phẩm thiết kế 

37

Hình 3.2 Cấu trúc nhựa nhiệt dẻo
• Nhựa phản ứng nhiệt ít sử dụng trong sản xuất. Khi nung nóng, lúc đầu nhựa
phản ứng nhiệt chảy dẻo ra nhưng sau đó thì đông cứng lại và không có khả năng tái
sinh như nhựa nhiệt dẻo.
Theo trạng thái pha chúng ta có thể chia nhựa nhiệt dẻo thành 2 loại: nhựa có cấu
trúc vô định hình và nhựa có cấu trúc tinh thể. Ngoài ra, theo phạm vi sử dụng chúng ta
cũng có thể chia nhựa nhiệt dẻo thành 2 loại: nhựa gia dụng và nhựa kỹ thuật.
• Nhựa có cấu trúc vô định hình (PS, PC…) dễ dàng nhận thấy bởi tính chất
cứng và trong suốt. Màu sắc tự nhiên của loại này là trong như nước hoặc gần như cát
vàng hoặc màu mờ đục. Loại nhựa này có độ co rút rất nhỏ, chỉ bằng 0,5 - 0,8%.
• Nhựa có cấu trúc tinh thể (PP, PE, PA…) loại nhựa này thường cứng và bền dai,
nhưng không trong suốt, thường được dùng trong làm đồ gia dụng.

• Nhựa gia dụng dùng để chế tạo các chi tiết hay các sản phẩm có độ chính xác
và cơ tính không yêu cầu cao như vỏ bọc dây điện, dép nhựa, thau giặt đồ, ống nước…
• Nhựa kỹ thuật dùng để chế tạo các chi tiết máy, các chi tiết lắp hay các sản
phẩm có yêu cầu về độ chính xác và cơ tính cao như bánh răng, bu lông, đai ốc, vỏ
máy…

3.1.2 Một số loại nhựa thông dụng
a) Các loại nhựa gia dụng
• PA (Poly Amide)
Còn gọi là nylon, có cấu trúc tinh thể, màu từ trắng đục đến vàng xám, độ bền cao,
chống va đập tốt nhưng lão hoá bởi ánh sáng, các loại tia.
Nhựa PA dùng để chế tạo bánh răng, ổ lăn, ổ trượt, đai ốc… các chi tiết trong máy
dệt, ống dẫn xăng, vật liệu trong các sợi dệt, dây cước, độn với cao su làm vỏ xe…
• PC (Poly Cacbonat)
Có cấu trúc phân tử, độ cứng cao nên khó gia công, ổn định kích thước khá cao, lão
hoá chậm, độ dãn dài cao và chịu va đập tốt nhưng chịu tải có chu kỳ yếu, tính cách
điện ở nhiệt độ cao tốt.
Nhựa PC dùng để chế tạo các chi tiết giống như nhựa PA.
• PE (Poly Etylen)
Không màu, độ cứng không cao, dạng tinh thể, oxy hoá chậm ở nhiệt độ thấp nhưng
tương đối nhanh ở nhiệt độ cao. PE bền trong nước, chống thấm khí tốt.
Chương 3 Tìm hiểu vật liệu nhựa và sản phẩm thiết kế 

38

Do độ bền không cao nên dùng để chế tạo các sản phẩm dạng màng, các sợi, dây
bọc dây điện, các ống dẫn nước chịu áp lực không cao, chế tạo các chai lọ bằng phương
pháp thổi …
• PP ( Poly Propylen)
Trong suốt, không màu, dạng tinh thể, độ dai va đập kém, có độ bền kéo và độ ổn

định nhiệt cao, khó dán.
Nhựa PP dùng làm nắp chai, vỏ bút, chai lọ trong y tế, bao bì, dùng trong ngành dệt,
giả da, bọc dây điện …
• PS (Poly Styren)
Không màu, dạng vô định hình, có độ cứng khá tốt, độ dai va đập kém, dễ gia
công bằng phương pháp ép phun hoặc đúc áp lực, chịu ăn mòn hoá học tốt.
Nhựa PS dùng làm các sản phẩm gia dụng, bàn ghế, ly tách hoặc kết hợp với cao su
làm vỏ ruột xe có tính đàn hồi cao…
• PVC (Poly Vinyclorid)
Màu trắng, dạng vô định hình, độ bền thấp, kháng thời tiết tốt, ổn định kích
thước, độ bền sử dụng cao, dễ tạo màu sắc.
Nhựa PVC có thể cán mỏng 0,01 - 0,05 mm, làm ống nước bằng phương pháp đùn
liên tục, các sản phẩm dạng tấm, cách điện, có thể cán lên vải …
• PET (Poly Etylen Terephatale)
Có cấu trúc tinh thể, trong suốt, khá bền. Thường dùng để tạo màng mỏng, kéo dài
thành các sợi có tính co giãn như len, tơ…
b) Các loại nhựa kỹ thuật
• PA6 (Polyamide 6, hay Nylon 6, hay Polycaprolactam)
Phân tử gồm các nhóm amide (CONH). Có độ bền, độ cứng cao, chịu nhiệt tốt. Được
sử dụng làm khung, dầm, các giá đỡ cần độ bền và độ cứng vững cao.
• PA 66 (Polyamide hay Nylon 6,6)
Có độ bền và độ cứng cao, là một trong các loại nhựa có nhiệt độ nóng chảy cao nhất,
hấp thụ độ ẩm trong quá trình ép phun. Thuỷ tinh là chất thêm vào thông dụng nhất để
tăng cơ tính vật liệu, ngoài ra còn thêm các chất đàn hồi như: EPDM, SBR để tăng độ
bền. Có độ nhớt thấp, dễ dàng chảy vào lòng khuôn, do đó cho phép tạo các vật có thành
mỏng. Độ co rút từ 1% đến 2%.
Nhựa PA66 dùng để chế tạo các chi tiết trong xe hơi, dùng làm vỏ các thiết bị máy
móc…
Chương 3 Tìm hiểu vật liệu nhựa và sản phẩm thiết kế 

39

• POM (Poly Acetatic)
Nhựa Acetals có hai loại Homopolymers và Copolymers. Homopolymer có độ bền
kéo tốt, độ bền mỏi cao, cứng nên khó gia công. Copolymers ổn định nhiệt tốt, ít bị ảnh
hưởng bởi hoá chất, dễ gia công. Cả hai nhựa Homopolymers và Polymers là nhựa tinh
thể, hút ẩm kém. Nhựa Acetals có hệ số ma sát thấp và ổn định kích thước tốt, nên thích
hợp cho việc chế tạo bánh răng và trục. Nhựa Acetals chịu nhiệt tốt, nên được sử dụng
chế tạo các chi tiết trong máy bơm, van…
• ABS (Acrylonitrile-Butadiene-Styrene)
Được tạo từ ba đơn phân tử: acrylonitrile, butadiene, và styrene. Mỗi đơn phân tử có
tính chất khác nhau như: tính cứng, bền với nhiệt độ và hoá chất là của acrylonnitrile, dễ
gia công, độ bền của styrene và độ dẻo độ dai va đập của butadiene
Nhựa ABS dùng để chế tạo các chi tiết trong xe hơi (nắp của các ngăn chứa, vỏ bánh
xe…), tủ lạnh, các thiết bị trong gia đình (máy sấy tóc, các thiết bị chế biến thực phẩm,
bàn phím máy tính, điện thoại bàn, ván trượt tuyết…)
• PMMA (Polymethyl Methacrylate)
Có tính chất quang học rất đặc biệt, có thể truyền ánh sáng trắng cao đến 92%, các chi
tiết đúc có thể có tính lưỡng chiết rất thấp, do đó rất lý tưởng để chế tạo các đĩa hát.
Nhựa PMMA dùng trong xe hơi (các thiết bị báo hiệu, các bảng dụng cụ…), công
nghiệp (đĩa hát, các kệ trưng bày …), y tế…
• PBT (Polybutylene Terephthalates)
Là một trong những nhựa nhiệt dẻo kỹ thuật có cơ tính rất cao. PBT là một loại nhựa
bán tinh thể, có tính kháng hoá chất rất tốt, hút ẩm rất ít, có tính trở nhiệt và trở điện cao,
ổn định dưới các điều kiện môi trường.
Nhựa PBT dùng để chế tạo các thiết bị, dụng cụ trong gia đình và công nghiệp (lưỡi
trong các thiết bị chế biến thực phẩm, các chi tiết trong máy hút bụi, quạt, máy sấy tóc,
cửa, vỏ máy, các chi tiết trong xe hơi …), các thiết bị trong ngành điện (công tắc, vỏ cầu
chì, bàn phím máy tính, những đầu nối …)
Chương 3 Tìm hiểu vật liệu nhựa và sản phẩm thiết kế 

40

Hình 3.3 Cho chúng ta một cái nhìn tổng quan về sự tiêu thụ các loại nhựa nhiệt
dẻo kỹ thuật trên thế giới (năm 1999).

Bảng 3.1: Dấu hiệu nhận biết các chất dẻo
TT Nhựa Mềm
ra
Bắt
lửa
Màu lửa Cháy tiếp Khói Mùi Dấu hiệu
1
ABS Có Dễ Vàng bồ
hóng
Có Bồ
hóng
Hăng Hơi giống
mùi cao su
2
PA Không Khó Xanh lơ,
đỉnh vàng
Không Ít Gỗ Sủi bọt khi
bắt lửa
3
PP Có Dễ Vàng, xanh
lơ ở đáy
Có Ít Dầu
nóng
Mềm ở

nhiệt độ cao
4
PVC Có Khó Vàng, xanh
lục ở đáy
Không Trắng Hăng Dễ hàn gắn
5
PS Có Dễ Da cam Có Bồ
hóng
Dịu Khói bẩn
6
PF Không Khó Vàng Không Ít Khét Lửa sủi

3.1.3 Các thông số quan trọng của vật liệu nhựa
Bảng 3.2 Nhiệt độ gia công
TT Nhựa Tên gọi đầy đủ Nhiệt độ
khuôn (
0
C)
Nhiệt độ ở cuối
piston-vít(
0
C)