Tài liệu Giới thiệu về ngành nhựa và kinh tế hội nhập doc

ĐỒ ÁN MÔN HỌC
1
CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN

1. GIớI THIệU Về NGÀNH NHựA KINH Tế HộI NHậP
Bộ thương mại dự báo năm 2006, xuất nhập khẩu sản phẩm nhựa của Việt
Nam sẽ đạt 500 triêu USD và năm 2010 sẽ tăng lên 1,3 tỷ USD. Mặt hàng nhựa Việt
Nam có khả năng xuất khẩu với qui mô lớn do nhu cầu nhập khẩu trên thế giới rất
cao (200 tỷ USD năm 2005 tăng 8% so với năm trước).
Theo qui hoạch phát triển ngành nhựa đến năm 2010 của bộ công nghiệp,
ngành nhựa Việt Nam có được sự tăng trưởng ổn định và lâu dài. Trong những năm
qua tăng trưởng của ngành nhựa vẫn giữ ở mức 20 – 25%/ năm và dự kiến sẽ giữ
vững tốc độ này đến năm 2010.
Đặt biệt từ nay đến năm 2010 ngành ô5i địa hoá nguyên vật liệu nhựa lên trên
50% và dần dần thay thế nguyên liệu nhập khẩu. Ngoài ra, chính phủ cũng đã thông
qua kế hoạch dành g
ần 1 tỷ USD để hỗ trợ việc xây doing và cải tạo nhà máy sản
xuất nguyên vật liệu thô như PE và PP để có thể đáp ứng 50 -60% nhu cầu nguyên
vật liệu thô ngành nhựa.
2. TổNG QUAN Về CÔNG NGHệ ÉP PHUN – THổI
2.1. Công nghệ ép phun
2.1.1 Giới thiệu
Công nghệ ép phun là công nghệ truyền thống của ngành sản xuất nhựa, được
phát triển qua 4 thế hệ máy, thế hệ thứ 4 là các loại máy ép điện, ép gaz đang dược
áp dụng phổ biến ở các quốc gia có công nghiệp nhựa tiên tiến như Mỹ, Đức,
Nhật… đang thâm nhập vào thị trường Châu Á. Loại công nghệ này phục vụ cho các
ngành công nghiệp điện tử,
điện dân dụng, sản xuất xe hơi và các ngành công
nghiệp khác, đỉnh cao của công nghệ này là công nghệ nhựa vi mạch điện tử. Tại
Việt Nam, hiện có gần 3000 thiết bị ép phun trong đó có 2000 máy ở thế hệ thứ 2,
thứ 3. trước đây công nghệ ép phun được sử dụng sản xuất hàng gia dụng nay đã

chuyển sang hàng nhựa công nghiệp phục vụ cho các ngành công nghiệp khác, sản
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
2
phẩm của nó được thay thế các chất liệu khác như gỗ, sắt, nhôm, trong công nghiệp
bao bì và hàng tiêu dùng.
2.1.2 Đặc điểm công nghệ
 Ép phun (đúc dưới áp suất hay đúc tiêm) là phương pháp gia công chủ yếu
trong công nghiệp gia công polymer.
 Các nhựa nhiệt dẻo thường được gia công bằng phương pháp này.
 Phương pháp ép phun thuộc nhóm 1 theo cách phân nhóm trạng thái vật liệu.
 Sản phẩm gia công có kích thước khá chính xác theo 3 chiều vì được tạo hình
trong khuôn kín.

Quá trình gia công gồm 2 quá trình:
* Nhựa hoá trong xi lanh nguyên liệu.
* Tạo hình trong khuôn.
 Quá trình tạo hình chỉ tiến hành khi làm khít 2 nửa khuôn lại với nhau.
 Tùy theo nguyên liệu đúc, chế độ nhiệt độ của khuôn đúc khác nhau (nhựa
nhiệt dẻo khác nhựa nhiệt rắn).
 Vật liệu chảy vào khuôn qua các rảnh, cửa tiết diện nhỏ.
 Khi vùng tạo hình của khuôn đã được lấp đầy nguyên liệu thì khuôn mới chịu
tác dụng c
ủa lực ép.
 Năng suất cao, chu kỳ ngắn.
 Gia công bằng phương pháp ép phun tiết kiệm được nhiều nguyên liệu. Ít tốn
công hoàn tất.
 Quá trình ép phun không ổn định về nhiệt độ và áp suất. Đây là một đặc điểm
không thuận lợi của phương pháp và chất lượng sản phẩm chịu ảnh hưởng rất lớn
đặc điểm này.
2.1.3 Máy ép phun

Các loại máy: Máy đ
úc piston, máy đúc có bộ phận gia nhiệt sơ bộ và máy đúc
trục vít.
2.1.3.1 Phân loại máy
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
3
Năng suất máy biểu diễn theo: Lượng nhựa đúc được tối đa 1 lần, theo công
suất nhiệt và theo lực đóng khuôn.
2.1.3.2 Cấu tạo
2.1.3.2.1 Máy ép phun trục vít:
 Cụm nhựa hoá trong xi lanh nguyên liệu:
+ Phễu nạp liệu: đưa nguyên liệu vào
+ Xy lanh nguyên liệu:
* Cấu tạo:làm bằng thép đúc bề mặt trong được tôi cứng và xi mạ nhẵn
bóng để thuận lợi cho việc thay đổi màu nguyên liệ
u không bám dính, giảm ma sát
tránh tổn thất. Phía ngoài có gắn các vòng điện trở để gia nhiệt. Xylanh khá dài vì
phải có chỗ chứa keo phía trước để phun ép.
* Nhiệm vụ quan trọng: tạo bề mặt truyền nhiệt.
+ Trục vít:
* Cấu tạo:được chế tạo bằng thép cứng để chống mòn, được xy mạ tránh
bám dính và giảm ma sát. Khe hở của vít thu hẹp dần để giảm thể tích nhờ đó áp
suấ
t kéo nén lên phía trên cũng tăng theo. Phía trước của vít có cơ cấu van một chiều
chỉ cho phép nguyên liệu đi lên phía trên khi nạp liệu nhưng khi bơm sẽ đóng lại
không cho nhựa đi về phía sau.
* Trục vít quay để lấy nguyên liệu nhờ motor dầu ở phía sau xylanh thuỷ
lực.
* Trục vít chuyển động tịnh tiến nhờ xylanh thuỷ lực nằm phía sau trục
vít.

* Nhiệm vụ: vừa làm nhiệm vụ
nhựa hoá vừa giữ nhiệm vụ tạo áp suất
đẩy vào vùng tạo hình của khuôn đúc, để thực hiện được nhiệm vụ này, bộ phận
truyền động của bộ phận trục vít phải tạo được chuyển động quay tròn và chuyển
động tinh tiến.
+ Bộ phận truyền động: Trục vít hoạt động nhờ hai bộ phận truyền động
khác nhau:
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
4
* Chuyển động tới lui nhờ vào xylanh thuỷ lực lắp sau xylanh nguyên
liệu.
* Chuyển động quay tròn có thể do động cơ điện truyền động qua bộ phận
giảm tốc bằng bánh răng và cũng có thể nhờ vào bộ phận truyền động thuỷ lực. Hiện
nay người ta dùng động cơ thuỷ lực, vì phạm vi điều chỉnh vận tốc rộng, mặ
t khác
cơ cấu vận động kiểu này đơn giản hơn.
+ Đầu phun: Là bộ phận nối tiếp giữa xylanh nguyên liệu,nó giữ nhiệm vụ dẫn
nguyên liệu từ xylanh nguyên liệu đến khuôn. Cấu tạo và hình dạng cua đầu phun có
ảnh hưởng rõ rệt đến áp suất và nhiệt của nhựa, đồng thời nó cũng ảnh hưởng tới
thời gian duy trì áp suất, nghĩa là ảnh hưở
ng đến chu kì đúc. Cấu tạo của đầu phun
phải đảm bảo 3 yêu cầu sau:
* Không có điểm dừng trên đầu nguyên liệu.
* Tổn thất áp suất nhỏ nhất.
* Có khả năng ăn khớp với lỗ phun keo trên khuôn không cho nhựa lỏng
trong xylanh nguyên liệu chảy ra ngoài trong khi phun ép đúc sản phẩm.
 Cụm đóng mở khuôn:
Bộ phận này rất đa dạng, g
ồm các loại thuỷ lực,cơ học, thuỷ lực kết hợp cơ
học,cơ điện… Mỗi kiểu có những ưu điểm và nhược điểm của nó và hiện nay người

ta có khuynh hướng sử dụng tổ hợp các xylanh thuỷ lực khác nhau và không dùng
thuỷ lực cơ học. Dù kiểu nào đi nữa thì bộ phận này cũng phải đáp ứng hai yêu cầ
u
sau:
+ Kết cấu gọn nhẹ.
+ Đảm bảo độ cứng vững, chịu được lực lớn khi đóng khuôn.
- Ưu và nhược điểm của máy ép phun trục vít:
+ Ưu điểm:
* Nguyên liệu được đốt nóng nhanh và điều, vì trong xylanh nguyên liệu,
nguyên liệu vừa được tạo thành các lớp mỏng,vừa được trộn liên tục.
* Thời gian lưu của nguyên liệu trong xylanh nguyên li
ệu ngắn.
* Cấu tạo của máy gọn nhẹ nhất là bộ phận nạp liệu.
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
5
* Tuy không đòi hỏi đo lường, nhưng lượng vật liệu đi vào máy khá đồng đều
giúp cho việc đảm bảo áp suất đúc ổn định, chất lượng sản phẩm đồng đều.
* Tổn thất áp suất trong vùng nguyên liệu trước trục vít ít do chúng đã được
đốt nóng đến trạng thái chảy nhớt.
+ Nhược điểm:
* Không tạo được áp suất lớn do có khe hở giữa răng vít và xylanh.
2.1.3.2.2 Máy ép phun pitton:
- Ra đời sớm nhất.
- Vật liệu được nhựa hóa trong xy lanh nguyên liệu gọi là xy lanh đốt nóng.
- Bên trong xy lanh đốt nóng có đặt các lõi gia nhiệt giúp hiệu suất gia nhiệt tăng
và nhiệt độ vật liệu đồng đều.
2.1.3.2.3 Máy đúc có bộ phận nhựa hóa sơ bộ
- Mục đích: tăng hiệu suất gia nhiệt
- Có một bộ phận nhựa hóa sơ bộ lắp kề với xy lanh nguyên liệu.
- Vật liệu sau khi nhựa hóa ở phần rời này sẽ được nạp vào xy lanh nguyên liệu

và sau đó được đẩy vào khuôn.
- Thuận lợi: giảm được áp suất đúc do khi đúc pittông tác dụng lên khối nhựa
lỏng không có sự tổn hao áp suất bởi nén các hạt vật liệu.
- Bộ phận nhựa hóa sơ bộ có thể là dạng xy lanh đốt nóng với pittông đẩy hoặc
dạng vít đùn.
- Dạng vít đùn có nhiều thu
ận lợi hơn:
+ Trộn vật liệu tốt hơn
+ Hiệu quả gia nhiệt tốt
+ Sản phẩm tạo được có chất lượng tốt do tính đồng nhất của vật liệu tăng.
2.1.4 Khuôn đúc
2.1.4.1 Phân loại khuôn đúc.
- Khuôn kết cấu khối: không có lỏi tạo hình
+ Khuôn 2 mảnh: Loại 1 lỗ khuôn và nhiều lỗ khuôn
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
6
+ Khuôn 3 mảnh: Loại 1 lỗ khuôn và nhiều lỗ khuôn.
- Khuôn kết cấu rời.
+ Lắp ghép dùng chốt trượt.
+ Lắp ghép dùng mặt bích.
+ Lắp ghép dùng răng vít.
+ Các loại khác
2.1.4.2 Cấu tạo khuôn
Hệ thống dẫn nhựa: là phần đường dẫn cơ bản trong khuôn ép phun nối liền
đầu phun với vùng tạo hình. Hệ thống dẫn nhựa bao gồm:
+ Cổ phun.
+ Rãnh nhựa.
+ Cửa khuôn
2.1.4.2.1Cổ phun
- Cổ phun: Kích thước phụ thuộc:

+ Khối lượng và bề dày của sản phẩm.
+ Loại vật liệu được sử dụng.
- Góc thoát:
+ Tối thiểu là 15
0
để dễ lấy sản phẩm.
+ Được đánh bóng theo hướng bơm nhựa để tránh các đường khuyết
(undercut) cản trở việc lấy sản phẩm.
2.1.4.2.2 Rãnh nhựa
- Rãnh dẫn nhựa: chiều dài càng ngắn càng tốt để giảm tổn thất áp khi bơm nhựa
vào khuôn.
- Kích thước:
+ Nhỏ vừa phải để giảm lượng phế liệu và ngăn cản việc nén quá mức,
nhưng c
ũng đủ lớn để điền đầy hiệu quả vùng tạo hình.
+ Đường kính nhỏ nhất của rãnh nhựa nên bằng 1.5 x bề dày thành sản
phẩm.
- Hình dạng rãnh nhựa:
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
7
+ Tròn: rãnh nhựa tròn được ưa chuộng hơn vì nó cho phép lượng tối đa
nhựa chảy mà không giảm nhiệt độ nhiều. Chi phí cao nhất vì rãnh nhựa nằm ở hai
bên đường tách khuôn.
+ Hình thang (góc tròn): Dòng nhựa chảy có thể chấp nhận nhưng sử dụng
nhiều vật liệu hơn.
+ Hình thang (góc nhọn): Cũng phí nhiều vật liệu.
+ Vuông/chữ nhật: Tốn vật liệu + khó lấy.
+ Bán nguyệt: không thích hợp.
- Bố trí: cân đố
i

+ Đối với khuôn nhiều lỗ khuôn rãnh nhựa được thiết kế sao cho các lỗ
khuôn được điền đầy cùng tốc độ, tránh các vấn đề như nén quá mức, cong vênh,
ứng suất dư ….
+ Sự cân đối cần đạt được để đảm bảo chiều dài chảy của vật liệu đến các lỗ
khuôn như nhau.
2.1.4.2.3 Cửa khuôn
- Cửa khuôn: Hệ thống cửa khuôn là một vấn đề
có nhiều tranh luận. Khó có thể
có một thiết kế chính xác.
+ Kích thước:
* Cửa khuôn lớn cho dòng chảy tốt nhưng có vần đề là khi hoàn tất để
lại vết lớn trên sản phẩm.
* Thường thì cửa khuôn có kích thước tối thiểu và khi cần thì mở rộng
ra.
* Kích thước cửa khuôn thường nên bằng 60% bề dày thành sản phẩm.
+ Vị trí :
* Vị trí cửa khuôn ảnh hưởng rất nhiều đến dòng nhự
a chảy vào khuôn
và cuối cùng là sản phẩm có thể có những khuyết tật bề mặt, cong vênh hoặc không
được điền đầy.
+ Loại cửa khuôn:
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
8
* Tuỳ theo thiết kế sản phẩm loại cửa khuôn được chọn lựa có thể
không thích hợp với thiết kế và chế tạo khuôn.
2.1.4.2.4 Hệ thống làm nguội
Hệ thống làm nguội: phải được bố trí thế nào để tạo một profil nhiệt độ đồng
đều trên bề mặt khuôn. Chổ thành dày cần tải nhiệt nhiều phải được bố trí nhiều
rãnh nước làm nguội. Chổ
thành mỏng thoát nhiệt ít sẽ được bố trí ít rãnh nước làm

nguội. Cách bố trí:
* Nối tiếp.
* Song song.

2.2 Công nghệ thổi khuôn
2.2.1 Đặc điểm công nghệ
- Vật liệu ở trạng thái chảy nhớt hay mềm cao.
- Bề dày sản phẩm không đồng đều.
- Dùng sản xuất các sản phẩm rổng, bao bì: chai lọ, ngăn chứa … Ưu điểm
của phương pháp là tránh được mối nối giữa hai ph
ần của sản phẩm.
2.2.2 Phân loại:
Công nghệ thổi khuôn gồm có 3 phương pháp: Đùn-thổi, ép phun-thổi và kéo-
thổi
2.2.2.1 Phương pháp đùn thổi
Phương pháp đùn thổi là một trong những phương pháp gia công vật thể rỗng.
Phương pháp này thường dùng cho các loại nhựa nhiệt dẻo thông dụng: PE (LDPE,
HDPE…), PET, PVC, PS, PP…
Các yếu tố cần quan tâm trong phương pháp này là:
+ Độ nhớt của polime nóng chảy ở vận tốc trượt cao và thấp.
+ Cường lực của polime nóng chảy (điều này rất quan trọng đối với độ
đồng đều bề dày sản phẩm tạo thành).
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
9
+ Độ hồi phục biến dạng (khối lượng phân tử và độ phân tán khối lượng
phân tử)
+ Tốc độ kết tinh (tốc độ thấp thì phù hợp hơn tốc độ cao).
+ Tính chất nhiệt (độ khuếch tán nhiệt, độ dẫn nhiệt, nhiệt dung riêng…).
Trong phương pháp đùn thổi bao gồm 2 quá trình tạo phôi: quá trình tạo phôi
liên tục và quá trình tạo phôi gián đoạn.

 Quá trình tạo phôi liên tục
.
Phương pháp này thích hợp với PVC và các loại nhựa nhạy nhiệt. Phương
pháp này thường sử dụng để gia công các chai lọ có thể tích lên đến 4 lít.
Có nhiều cách bố trí khuôn thổi, trong đó 3 cách thường sử dụng là theo
phương pháp khuôn di chuyển ngang, đứng và khuôn quay.
+ Phương pháp khuôn di chuyển ngang:
Các khuôn được bố trí một bên hay hai bên máy đùn. Khi phôi đùn đủ chiều
dài cần thiết, hệ thống đưa khuôn sẽ nhanh chóng đưa khuôn vào đúng vị trí dưới
đầu tạ
o hình, kẹp phôi, cắt phôi và nhanh chóng trở về vị trí thổi, tại đó đầu thổi sẽ
lắp vào đầu hở của phôi và thổi khí nén vào phôi, gây biến dạng và tạo hình sản
phẩm trong khuôn. Một thuận lợi của phương pháp này là lắp đặt khuôn và vận hành
dễ dàng. Quá trình di chuyển khuôn tương đối nhanh. Giới hạn của phương pháp
này là đối với các sản phẩm đòi hỏi khuôn lớn, thì không thể di chuyển khuôn nhanh
được do khuôn nặng. Do
đó phương pháp này chỉ dùng sản xuất các bình chứa nhỏ
hơn 8 lít.

+ Phương pháp khuôn di chuyển đứng:
Khuôn được đặt ngay bên dưới đầu tạo hình. Phôi được đùn liên tục. Khi đạt
chiều dài cần thiết, khuôn được nâng lên, kẹp phôi, cắt phôi và hạ xuống về vị trí
thổi. Khí nén được đưa vào phôi, gây biến dạng, tạo hình sản phẩm trong khuôn.
Sau khi làm nguội sản phẩm, mở khuôn, lấy sản phẩm và tiếp tục quá trình.
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
10
+ Phương pháp khuôn quay:
Khuôn cũng được đặt ngay dưới đầu tạo hình. Phôi được đùn liên tục. Khi phôi
đủ chiều dài cần thiết khuôn được hệ thống quay đưa vào kẹp phôi, cắt phôi và quay
xuống qua công đoạn thổi. Phôi được thổi tạo hình trong khuôn, khuôn mở sản

phẩm được lấy ra và quá trình tiếp tục. Quá trình quay khuôn phối hợp đồng bộ với
tốc độ đùn phôi, cùng các hệ thống cắt phôi, lấy sả
n phẩm tự động đưa năng suất
máy lên cao.
 Quá trình tạo phôi gián đoạn.
Trong quá trình này phôi được đùn nhanh sau khi sản phẩm được lấy khỏi
khuôn, và khuôn không cần bộ phận chuyển đến bộ phận thổi. Qui trình này thường
được áp dụng cho các bình chứa từ 100 mL đến 10 L. Có nhiều cách bố trí máy
trong đó 2 cách thông dụng là dùng vít có chuyển động tịnh tiến và đầu dự trữ.
 Phương pháp dùng vít có chuyển động tị
nh tiến.
Vít hoạt động như trong máy ép phun. Bằng chuyển động tịnh tiến polime
nóng chảy sẽ được đẩy gián đoạn qua đầu tạo hình tạo phôi. Khi vít quay, vít sẽ lùi
và dự trữ phần nhựa lỏng trước đầu vít. Sau khi lấy sản phẩm khỏi khuôn, vít sẽ tiến
đến đẩy nhựa qua đầu tạo hình tạo phôi đùn mới. Trong phương pháp này phải tạo
sự đồng bộ giữa lượng nh
ựa dự trữ, tốc độ lấy nhựa của vít và kích thước sản phẩm
cùng tốc độ làm nguội của nhựa trong khuôn.
 Phương pháp dùng đầu dự trữ.
Nhựa từ máy đùn được đưa vào đầu dự trữ nguyên liệu. Đầu dự trữ tác dụng
như là một bộ phận của đầu máy đùn. Nhựa vào trước sẽ ra trước. Chày đùn sẽ đẩy
nhanh nh
ựa nóng chảy qua đầu tạo hình với áp suất thấp và đồng đều, giảm ứng suất
tổng cộng. Phương pháp này rất lí tưởng để tạo các bình chứa nặng lớn hơn 10 lít.
Ưu điểm và khuyết điểm của phương pháp đùn thổi:
 Ưu điểm
 Sử dụng được cho hầu hết các loại nhựa nhiệt dẻo và nhựa nhiệt rắ
n.
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
11

 Chi phí đầu tạo hình thấp so với phương pháp ép phun.
 Nhựa hóa hiệu quả.
 Trên nguyên tắc phôi đùn có thể có chiều dài không hạn chế.
 Khuyết điểm
 Chi phí hoàn tất cao.
 Chi phí máy đùn cao.
 Phế liệu cho khâu hoàn tất nhiều.
 Đầu tạo hình có lập trình thay đổi thiết diện chảy phức tạp, do đó giới
hạn đối với phôi đùn có tiết di
ện thay đổi.
Sau đây là một số hình ảnh của sản phẩm được gia công bằng phương pháp
đùn - thổi.








2.2.2.2 Phương pháp ép phun - thổi
Trong phương pháp này nhựa lỏng được ép phun vào khuôn tạo phôi có lỏi.
Phôi có dạng một ống nghiệm, thường được gọi là preform. Preform còn nóng và lỏi
được chuyển qua khuôn thổi. Khí nén được thổi qua lỏi làm biến dạng preform và
tạo hình trong khuôn thổi.
Hai ưu điểm của phươ
ng pháp này là:
+ Vùng cổ chai được định hình rất tốt
+ Đáy chai không có đường hàn.
Hình: Một số bình nhựa màu

Hình: Các bình và chai làm bằng
vật liệu PET
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
12
Bởi vì chi phí thiết bị cao, phương pháp này không kinh tế khi sản xuất các
chai có thể tích > 500 mL. Tuy nhiên với các chai có thể tích < 250 mL phương
pháp này có hiệu quả kinh tế hơn.
Phương pháp ép phun-thổi không thích hợp cho các chai lọ có dạng thật phẳng
hoặc có tay cầm.
Phương pháp ép phun-thổi thường được sử dụng để thổi các chai lọ dùng
ttrong ngành dược và mỹ phẩm. Loai chai này có thể tích nhỏ và đòi hỏi độ chính
xác ích thước cổ chai.
Vật liệu thườ
ng được gia công bằng phương pháp này là PE, PP và PS.

2.2.2.3 Phương pháp kéo thổi
Phương pháp kéo thổi là phương pháp thổi định hướng 2 chiều. Trong phương
pháp này sản phẩm được định hướng theo chiều ngang lẫn chiều dọc. Nhờ vào sự
định hướng 2 chiều độ bền kéo, độ bền va đập gia tăng, độ rảo giảm và tính chống
thấm khí, hơi nước của sản phẩm tăng.
Loại nhựa thường
được gia công bằng phương pháp này là PET và PP. Ngoài
ra còn có PVC, copolime của acrilonitril, polietilen naptalat (PEN) và một số
poliester nhiệt dẻo khác.
Có 2 phương pháp kéo thổi: kéo thổi 1 giai đoạn và 2 giai đoạn.
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
13
+ Trong phương pháp 1 giai đoạn: các công đoạn tạo phôi được tạo hình
bằng phương pháp ép phun, ổn định nhiệt và thổi được thực hiện trên cùng thiết bị.
+ Trong phương pháp 2 giai đoạn: các công đoạn tạo phôi, ổn định nhiệt và

thổi được thực hiện trên các thiết bị riêng. Do đó phương pháp cho năng suất cao.
3. NGUYÊN LIệU VÀ PHụ GIA Sử DụNG TRONG CÔNG NGHệ ÉP PHUN –
THổI
3.1. Một số khái niệm cơ bản
3.1.1. Polymer
Polymer là hợp chất cao phân tử trong đó phân tử của nó gồm những nhóm
nguyên tử được nối với nhau bằng các liên kết hóa học và có sự lập lại tuần hoàn.
3.1.2. Nhựa nhiệt dẻo và nhựa nhiệt rắn
 Nhựa nhiệt dẻo:
Là polymer có khả năng lập lại nhiều lần quá trình chảy mềm dưới tác dụng
của nhiệt và trở nên cứng (định hình) khi được làm nguội.
Trong quá trình tác dụng nhiệt, nhựa nhiệt dẻo chỉ thay đổi tính chất vật lý,
không xảy ra phản ứng hóa học.
Có khả năng tái sinh nhiều lần.
 Nhựa nhiệt rắn:
Là loại vật liệu polymer khi chịu tác dụng của nhiệt độ, áp suất, chất xúc tác
hay chất đóng rắn sẽ xảy ra phản ứng hóa học chuyển thành cấu trúc không gian 3
chiều, không còn khả năng nóng chảy khi gia nhiệt nữa.
Không có khả năng tái sinh các loại phế phẩm, phế liệu hoặc các sản phẩm đã
qua sử dụng.
3.1.3. Polyme kết tinh, polymer vô định hình
 Polymer kết tinh:
Là vật liệu polimer có các chuỗi mạch sắp xếp gần khít nhau theo một trật tự
nhất định.
Thường ở trạng thái đục mờ.
 Polymer vô định hình:
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
14
Là loại vật liệu polymer có các chuỗi mạch không sắp xếp theo một trật tự nhất
định nào.

Có độ trong suốt cao.
3.2. Một số tính chất cơ học và vật lý của nhựa
3.2.1 Tính chất vật lý:
 Tỷ trọng nhựa:
Vật liệu nhựa tương đối nhẹ, tỷ trọng dao động từ 0,9-2.
Tỷ trọng nhựa phụ thuộc vào độ kết tinh: độ kết tinh cao thì tỷ trọng cao.
 Chỉ số nóng chảy(MI)
Là trị số thể hiện tính lưu động khi gia công của vật liệu nhựa. Chỉ số nóng
chảy càng lớn thể hiện tính lưu động củ
a nhựa càng cao và càng dễ gia công.
Phương pháp thử nghiệm: đặt một lượng hạt nhựa nhất định vào một dụng cụ
có miệng chảy ∅=2,1 mm ở nhiệt độ và áp suất nhất định trong thới gian 10 phút.
lượng nhựa chảy ra khỏi miệng dụng cụ xác định chỉ số chảy của nhựa.
Tiêu chuẩn đo chỉ số nóng chảy là ASTM D 1238.
 Độ hút ẩm(độ hấp th
ụ nước)
Độ hút ẩm được xác định bằng mức hút nước của nhựa.
Phương pháp đo: lấy một mẫu nhưa sấy khô, can trọng lượng. Ngâm mẫu nhựa
vào nước trong 24 giờ, lấy ra cân lại. Tỉ lệ % gia tăng trọng lượng là mức hấp thụ
nước.
Nhựa có nhóm phân cực : độ hấp thụ nước cao.
Nhựa không phân cực: độ hấp thụ nước thấp.
Độ hút ẩm thấp thì tốt vì nước hấp thụ làm giảm một số tính chất cơ lý và ảnh
hưởng đến độ ổn định kích thước sản phẩm.
 Độ co rút của nhựa:
Độ co rút của nhựa là % chênh lệch giữa kích thước của sản phẩm sau khi đã
lấy khỏi khuôn được định hình và ổn định kích thước so với kích thước của khuôn.
Độ co rút của nhựa kết tinh lớ
n hơn nhiều so với độ co rút của nhựa vô định
hình.

ĐỒ ÁN MÔN HỌC
15
 Tính cách điện:
Đa số các loại nhựa cách điện tốt nên được ứng dụng làm các thiết bị điện gia
dụng, thiết bị viễn thông, vô tuyến truyền hình, các thiết bị cao tần.
Xác định tính cách điện bằng thử nghiệm điện thế xuyên thủng qua một tấm
vật liệu nhựa có chiều dày tính bằng mm (KV/mm) ở nhiệt độ 20
o
C.
 Tính truyền nhiệt:
Đa số các loại nhựa có độ truyền nhiệt thấp nên cách nhiệt tốt.
3.2.2 Tính chất cơ học
Những tính năng cơ học của nhựa ảnh hưởng tới độ bền sản phẩm.
 Độ bền kéo
Là sức chịu đựng của vật liệu khi bị kéo về một phía, biểu thị bằng đơn vị lực
trên mộ
t đơn vị diện tích.
Đơn vị đo: KG/cm
2
hoặc N/m
2
.
Chỉ số cường độ kéo càng lớn tức vật liệu có độ bền kéo càng cao.
 Độ dãn dài:
Là tỉ lệ giữa độ dài khi lực kéo tăng đến điểm đứt trên độ dài ban đầu, biểu thị
bằng %.
Vật liệu có độ dãn dài lớn, độ bền kéo lớn thì có độ dẻo lớn hơn vật liệu có độ
bền kéo lớn mà độ dãn dài nhỏ.
 Độ cứ
ng:

Biểu thị khả năng chống lại tác dụng của một vật rắn để không bị nứt, vỡ hoặc
sứt mẻ bề mặt.
Thiết bị đo độ cứng:Shore A,D, thiết bị Rockwell, Brinene.
 Độ chịu va đập:
Biểu thị khả năng chống lại một tải trọng rơi xuống, va đập vào sản phẩm mà
không làm nứt vỡ sả
n phẩm.
Xác định độ chịu va đập bằng thiết bị có một quả cân từ độ cao nhất định rơi
xuống sản phẩm đã được cố định.
 Độ chịu mài mòn:
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
16
Biểu thị khả năng chống lại tác dụng bào mòn của lực làm hao mòn vật liệu,
biểu thị bằng %
Đối với các sản phẩm nhựa như đế giày dép, chỉ tiêu này rất quan trọng.
3.3. Một số loại nhựa thường dùng
3.3.1 PE ( Polyethlene ):
3.3.1.1 Công thức cấu tạo:
(- CH2 - CH2 -)n

3.3.1.2 Phân loại:

STT TÊN TỈ TRỌNG Chỉ số chảy
(g/10phút)
1 HDPE (high density
polyethylene)
0.95 – 0.97 (độ kết tinh lớn
có cấu tạo mạch thẳng)
0.1 - 20
2 LDPE (low density

polyethylene)
0.91 – 0.93 (độ kết tinh thấp) 0.1 – 60
3 LLDPE (linear low
density polyethylene)
Có khối lượng riêng thấp,
mạch thẳng, có T0nc thấp.
0.9 – 50

3.3.1.3 Các thông số cơ bản:
Thông số HDPE LDPE
Tỉ trọng 0.95 – 0.96 0.92 – 0.93
Độ hút nước trong 24 giờ < 0.01% < 0.02%
Độ kết tinh (%) 85 – 95 60 – 70
Điểm hoá mềm (0C) 120 90
Nhiệt độ chảy (
0
C) 133 112
Chỉ số chảy g/10phút 0.1 – 20 0.1 – 60
Độ cứng shore 60 – 65 30 – 35
Độ dãn dài (%) 200 – 400 400 – 600
Lực kéo đứt (kg/cm2) 220 - 300 114 – 150
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
17

3.3.1.4 Tính chất:
 Mờ và màu trắng, tỉ trọng nhỏ hơn 1.
 Là polymer kết tinh, mức độ kết tinh phụ thuộc mật độ mạch nhánh, mạch
nhánh nhiều thì độ kết tinh thấp.
 Độ hoà tan:
+ Ở nhiệt độ thường, PE không tan trong bất cứ dung môi nào, nhưng

để tiếp xúc lâu với khí hidrocacbon thơm đã clo hóa thì bị trương.
+ Ở nhiệt độ trên 70
o
C, PE tan yếu trong toluene, xilen, amin axetat, dầu
thông, paraffin…
+ Ở nhiệt độ cao, PE cũng không tan trong nước, rượu béo, acid axetic,
acetone, ête êtylic, glyxêrin, dầu lanh và một số dầu thảo mộc khác…
 Khi đốt với ngọn lửa có thể cháy và có mùi paraffin.
 Cách điện tốt.
 Độ kháng nước cao, không hút ẩm.
 PE không phân cực nên có độ chống thấm cao đối với hơi của những chất
lỏng phân cực.
 Kháng hoá chất tốt.

Kháng thời tiết kém,bị lão hoá dưới tác dụng của oxi không khí, tia cực tím,
nhiệt. Trong quá trình lão hoá độ dãn dài tương đối và độ chịu lạnh của polymer
giảm, xuất hiện tính dòn và nứt.
 Độ bám dính kém.
3.3.1.5 Ứng dụng
 Giấy cách điện, dây cáp và chi tiết điện
 Màng và tấm
 Sản phẩm kháng dung môi và dầu nhớt:thùng chứa dung môi, chai lọ, bao
bì…
 Sản phẩm công nghiệp :két nước ngọt, két bia (cần chất chống UV), nắp
chai nước tương, nắp chai tương ớt (không cần chất chống UV)…
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
18
3.3.2 PP(polypropylene)
3.3.2.1 Công thức cấu tạo
n

CH3
CH2 - CH

3.3.2.2 Các thông số cơ bản
+ Tỉ trọng : 0,9 - 0,92
+ Độ hấp thụ nước trong 24h:<0,01%
+ Độ kết tinh : 70%
+ Nhiệt độ nóng chảy : 160
o
C – 170
o
C
+ Chỉ số chảy : 2 – 60 g/10 phút
+ Độ cứng Shore (AASTM – D2240 ) : 90-95
+
Lực kéo đứt : 250 – 400 kG/cm
2
+ Độ dãn dài : 300 – 800%
3.3.2.3 Tính chất
+ Không màu, bán trong suốt.
+ Độ bền kéo, độ cứng cao hơn PE.
+ Cách điện tần số cao tốt.
+ Chịu va đập kém.
+ Kháng nhiệt tốt hơn PE, đặc biệt tính chất cơ học tốt ở nhiệt độ cao.
+ Dòn ở nhiệt độ thấp.
+ Kém bền UV.
+ Dễ cháy.
+ Bám dính kém.
3.3.2.4 Ứng dụng
Sản phẩm cần độ cứng : nắp chai nước ngọt, thân và nắp bút mực, hộp nữ

trang, hộp đựng thịt…
Sản phẩm kháng hóa chất : chai lọ thuốc y tế, màng mỏng bao bì, ống dẫn, nắp
thùng chứa dung môi…
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
19
Dùng cách điện tần số cao : tấm, vật kẹp cách điện…
3.3.3 PET (Polyethylene Terephtalate )
3.3.3.1 Công thức cấu tạo
n
OCH2CH2OHCOOCH2CH2OOCCO
HOCH2CH2OOC

3.3.3.2 Các thông số cơ bản
 Tỉ trọng : 1,33 – 1,4
 Nhiệt độ gia công: 240 - 260
o
C.
 Nhiệt độ hóa thủy tinh: 78 – 80
o
C
 Độ bền kéo đứt: 1000 – 1500 kG/cm
2
.
 Độ dãn dài : 50 – 60 %
3.3.3.3 Tính chất
 Trong như thủy tinh
 Độ hút ẩm thấp, ổn định kích thước.
 Khả năng giu84 khí cao (chai nước có gas)
 Kháng va đập tốt.
 Khả năng chịu nhiệt kém (ở 70

o
C chai PET đã bị biến dạng)
 Chu kỳ ép sản phẩm rất ngắn.
3.3.3.4 Ứng dụng
 Chi tiết trong xe hơi, điện và điện tử
 Chai nước giải khát.
 Màng bao gói thực phẩm, sợi…
3.4. Các chất phụ gia sử dụng trong chất dẻo:
3.4.1 Chất bôi trơn:
Chất bôi trơn nội: gồm sự ma sát giưã các mạch hay các đoạn mạch cao phân
tử của chất dẻo và cải thiện tính chất chảy dứơi tác dụng nhiệt.
Chất bôi trơn ngoại: tránh sự bám dính giữa nhựa với bề mặt trong nòng
xylanh, bề mặt trục vít và khuôn.
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
20
Các loại bôi trơn: rượu béo, acid béo, xà phòng kim loại, paraffin, các
polyetylen phân tử thấp.
3.4.2 Chất hóa dẻo:
Cải thiện sự hóa dẻo, sự dễ dàng chảy đầy vào khuôn và đặc biệt tạo sự mềm
dẻo cho sản phẩm.
Chất hóa dẻo gồm 2 loại: chất hóa dẻo chính và chất hóa dẻo phụ.
Chất hóa dẻo chính: những loại ester của acid hay của rượu, những acid có
vòng (Terephtalic, benzoic) hay thẳng (Adipic, Azelaic, Sebanic, Photphoric) còn
những rượu có thể là monohydric (Ethynulhexanol, Isodecanol, Butanol, Isononyl)
hay polyhydric (glycol, pentaerthritor).
Chất hóa dẻo phụ: các dầu thơm và dầu béo paraffin cloro hóa và ester.
3.4.3 Chất ổn định:
Bao gồm các loại ổn định nhiệt, ổn định tia tử ngoại (còn gọi là ổn định yia cực
tím UV, ánh sáng ), chất lão hóa…nhằm mục đích tránh bị phá huỷ đặc biệt trong
quá trình gia công sản phẩm.

Chất ổn định nhiệt chủ yếu dùng cho nhựa PVC cứng và mềm, chất ổn định
nhiệt nhằm tránh tạo thành nối đôi trong quá trình gia công.
Sản phẩm chất dẻo được gia công ở nhiệt độ
giưã nhiệt độ nóng chảy và nhiệt
độ phân hủy. Chất ổn định thêm vào chất dẻo để đảm bảo gia công được ở khoảng
nhiệt độ trên.
Các loại chất ổn định nhiệt: chất hưũ cơ, muối, cadmium, calcium, kẽm… dùng
cho PVC thường chất ổn định sử dụng dưới dạng hỗn hợp. Ví dụ: hệ thống sử dụng
nhiệt Ca/Zn, Ba/Cd…
Chất ổ
n định ánh sáng: boat màu, hydroxybenzo, ester của acid Acrylic,
hydroxyphenyl, benztriazoles, …bảo vệ chất dẻo dưới ánh sáng mặt trời bằng cách
làm chậm quá trình giảm câp1 chất lượng khi sử dụng ngoài trời.
3.4.4 Chất phòng lão:
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
21
Chất chống lão: nhằm nỡ rộng khoảnh nhiệt độ sử dụng cho chất dẻo, thời gian
sử dụng tăng lên, hạn chế hay làm chậm quá trình phát triển phản ứng do oxygen
hay proxide tác dụng vào.
Có 2 loại chất chống lão hóa: gồm chống lão Phenonic, chống lão Amine, hỗn
hợp chứa chất lưu huỳnh hay phosphor như Thioesters.
3.4.5 Chất chống tĩnh điện:
Sự t1ch điện trên bề mặt vật liệu không dẫn điện có thể được khử bằng cách sử
dụng chất chống tĩnh điện để tạo nên một lớp bề mặt háo nước.
Các loại chất chống tĩnh điện : bao gồm các chất hoạt động bề mặt muối vô cơ,
rượu ponyhdric…
3.4.6 Chất làm chậm cháy:
Chất chậm cháy tạo nên sự kháng cháy cho chất dẻo, cơ chế của chất chậm
cháy bao gồm không cho phát triển phản ứng với oxygen trên bề mặt chất dẻo tiếp
xúc với lửa hoặc sức nóng bằng cách tạo nên một lớp bề mặt bảo vệ. Các loại chất

làm chậm cháy: thường chứa các nguyên tố Aluminium, antimony, boron, brom,
fluor, molibden, sulfur, nitrogen và phosphor. Chất chậm cháy thường dưới dạng
oxide vô cơ hay phân tử hữu cơ
có chúa yếu tố halogen.
Có hai loại chất chậm cháy: loại phụ gia tác dụng vật lý và loại phụ gia phản
ứng hóa học.
3.4.7 Chất taọ xốp:
Chất taọ xốp làm cho chất dẻo sản phẩm có những lỗ xốp phía trong. Có 2 loại
chất tạo xốp.
Chất taọ xốp vật lý: có lỗ xốp tạo thành do thay đổi trạng thái vật lý của chất
tạo xốp như sự giãn nở khí nén bốc hơi chất lỏng hay do hòa tan của chất rắn.
Chất taọ xốp hóa học: các lỗ xốp tạo thành do sữ phóng thích khi chất tạo x
ốp
bị phân hủy dưới dạng dung nhiệt.
Các loại chất taạo xốp vật lý: gồm dạng khí như khí nén nitrongen không khí,
CO
2
dạng lỏng như những hydrocacbon béo mạch ngắn ( khoảng C
5
-C
7
). Loại chất
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
22
tạo xốp hóa học như azodicabonamide ( ADC ), azisobutylric, benzene, sullfonyl
hydazide.
3.4.8 Chất tạo màu:
Chất tạo màu chia làm 2 loại: thuốc nhuộm (dye), chất màu(pigment)
Thuốc nhuộm: là loại chất hữu cơ, tan trong nhựa, không chịu nhiệt.
Chất màu: là loại chất vô cơ, không tan trong nhựa, kháng nhiệt cao hơn thuốc

nhuộm.
Chất tạo màu được phân loại: boat màu tức màu khô dùng cho PVC cứng, PS,
ABS, … màu dạng paste nhão dùng cho PVC mềm, màu dạng vẫy được tạo màu từ
bột màu, màu nước dùng cho PVC mềm, màu chủ(Masterpatch) là màu tạo từ chất
dẻo, là chất màu vớ
i nồng độ cao có thể dạng hạt, vẫy, tấm, miếng…
Các loại bột màu thông dụng dùng trong nhựa:
1.Trắng : TiO
2

2. vàng : có thể là màu của Crôm.
3.Xanh: màu của oxyt đồng
3.4.9 Chất độn:
Định nghĩa: Chất độn hay còn gọi là chất bổ cường, chất này có thể tăng lực
kéo đứt và cải thiện một số tính chất của nhựa như tăng độ cứng.
Chất độn được thêm vào trong chất dẻo để cải thiện độ bền, độ chịu đựng và
giảm giá thành.
Có 2 loại chất độn: chất độn vô cơ và hữu cơ như: Carbonate Lcium và Caolin,
Bột Talc
được sử dụng nhiều.
3.4.10 Chất gia cường:
Chất gia cường là phụ gia dạng sợi được trộn với chất dẻo để cải thiện những
tính chất cơ học và chịu nhiệt cao. Chất dẻo được trộn với phụ gia, gia cường sợi
thủy tinh (FRP), sợi thủy tinh thường được sử dụng nhiêù nhất kể đến sợi carbon,
amiang, sợi tổng hợp…
Nhựa nhiệt dẻo được gia cường sợi cacbon, sợi amiang, s
ợi cotton, sợi
polyester, sợi acrylic đặc biệt sợi thủy tinh gia cường nhựa nhiệt dẻo gọi là nhựa
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
23

nhiệt dẻo gia cường, sợi thủy tinh gia cường nhựa nhiệt rắn gọi là nhựa nhiệt rắn gia
cường.







CHƯƠNG 2 : QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ

2.1. QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ ÉP PHUN
2.1.1 Qui trình chung
ĐỒ ÁN MƠN HỌC
24
ĐẠT
KHÔNG ĐẠT
KCS
KHÔNG ĐẠT
ĐẠT
THÀNH PHẨM
XỬ LÝ BỀ MẶT, IN
KCS
HOÀN TẤT SẢN PHẨM
ÉP SẢN PHẨM
TRỘN
PHẾ LIỆU
NGUYÊN LIỆU
PHỤ GIA

2.1.2 Thuyết minh qui trình cơng nghệ
Hỗn hợp ngun liệu bao gồm hạt nhựa, phế liệu, phụ gia sau khi được trộn với
một tỉ lệ nhất định (tuỳ các loại sản phẩm khác nhau) sẽ được đưa vào phễu nạp liệu.
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
25
Trong khi trục vít quay tròn, nguyên liệu từ phễu nạp liệu rơi vào rãnh vít và được
chuyển về phía trước đi vào vùng đốt nóng. Do đầu phun kín nên nhựa lỏng ở đầu
trục vít sẽ đẩy vít về phía sau đến một mức độ nhất định thì ngừng lại. Trong qúa
trình chuyển dần đến đầu trục vít, do sự gia nhiệt bởi xylanh và nhiệt do ma sát nội
và sự trộn lẫn bởi tác động của các dòng chảy trong trụ
c vít nên khối vật liệu bị nóng
lên và chuyển dần đến trạng thái chảy nhớt khi đi đến đầu trục vít. Hệ thống thuỷ lực
làm việc đẩy vít tiến về phía trước đồng thời tạo áp suất đẩy nhựa lỏng thoát ra đầu
phun vào lỗ phun keo và điền vào vùng tạo hình trong khuôn. Sau khi đã lấp đầy
vùng tạo hình, áp suất được duy trì không đổi tương ứng với áp suất của vùng nhựa
ở đầu vít khi ở vị trí sát đầu phun nhất. Mục đích của việc duy trì áp suất để nhựa
trong các rãnh khuôn tăng dần độ nhớt (do quá trình làm nguội) đến đủ giá trị để giữ
nhựa trong khuôn không thoát ra ngoài khi có sự chênh lệch áp suất. Đến thời gian
cần thiết, vít lùi về sau tiến hành nhựa hoá cho chu kỳ sau. Sau một thời gian sản
phẩm định hình trong khuôn, hệ thống thuỷ lực sẽ mở khuôn và đẩy sản ph
ẩm ra
ngoài. Sau khi kiểm tra (gọt bỏ phần dư, đuôi keo, ) nếu không đạt sẽ được đưa đi
băm làm phế liệu, nếu đạt sản phẩm sẽ được đưa đi xử lý bề mặt và in. Sau khi in
nếu kiểm tra đúng theo tiêu chuẩn thì sản phẩm sẽ được nhập kho.
2.1.3 Giới thiệu một quy trình ép phun nhựa nhiệt dẻo: ép két
 QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT KÉT