Giới thiệu về ngành nhựa và kinh tế hội nhập

Chia sẻ: Mai Trần Thúy Hạnh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:102

1
490
lượt xem
197
download

Giới thiệu về ngành nhựa và kinh tế hội nhập

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

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).

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Giới thiệu về ngành nhựa và kinh tế hội nhập

  1. ĐỒ ÁN MÔN HỌC 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 gần 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 1
  2. ĐỒ ÁN MÔN HỌC 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 của 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 đúc piston, máy đúc có bộ phận gia nhiệt sơ bộ và máy đúc trục vít. 2.1.3.1 Phân loại máy 2
  3. ĐỒ ÁN MÔN HỌC 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 liệu 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 suất 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: 3
  4. ĐỒ ÁN MÔN HỌC * 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, mặt 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 hưởng 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, gồm 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 cầu 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 liệu ngắn. * Cấu tạo của máy gọn nhẹ nhất là bộ phận nạp liệu. 4
  5. ĐỒ ÁN MÔN HỌC * 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 thuận 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 5
  6. ĐỒ ÁN MÔN HỌC + 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 150 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 cũng 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: 6
  7. ĐỒ ÁN MÔN HỌC + 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 đối + 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 nhựa 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: 7
  8. ĐỒ ÁN MÔN HỌC * 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 phần 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). 8
  9. ĐỒ ÁN MÔN HỌC + 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 tạo 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. 9
  10. ĐỒ ÁN MÔN HỌC + 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 sản 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 tịnh 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 nhựa 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 nhựa 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 rắn.  10
  11. ĐỒ ÁN MÔN HỌC  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 diện thay đổi. Sau đây là một số hình ảnh của sản phẩm được gia công bằng phương pháp đùn - thổi. Hình: Các bình và chai làm bằng Hình: Một số bình nhựa màu vật liệu PET 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 phương pháp này là: + Vùng cổ chai được định hình rất tốt + Đáy chai không có đường hàn. 11
  12. ĐỒ ÁN MÔN HỌC 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 thường 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. 12
  13. ĐỒ ÁN MÔN HỌC + 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: 13
  14. ĐỒ ÁN MÔN HỌC 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 của 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 thụ 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 lớn hơn nhiều so với độ co rút của nhựa vô định hình. 14
  15. ĐỒ ÁN MÔN HỌC 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 20oC. 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 một đơn vị diện tích. Đơn vị đo: KG/cm2 hoặc N/m2. 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 cứng: 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 sản 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: 15
  16. ĐỒ ÁN MÔN HỌC 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: (- CH 2 - C H 2 -)n 3.3.1.2 Phân loại: STT TÊN TỈ TRỌNG Chỉ số chảy (g/10phút) 1 HDPE (high density 0.95 – 0.97 (độ kết tinh lớn 0.1 - 20 polyethylene) có cấu tạo mạch thẳng) 2 LDPE (low density 0.91 – 0.93 (độ kết tinh thấp) 0.1 – 60 polyethylene) 3 LLDPE (linear low Có khối lượng riêng thấp, 0.9 – 50 density polyethylene) mạch thẳng, có T0nc thấp. 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 (0C) 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 16
  17. ĐỒ ÁN MÔN HỌC 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 70oC, 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)… 17
  18. ĐỒ ÁN MÔN HỌC 3.3.2 PP(polypropylene) 3.3.2.1 Công thức cấu tạo CH2 - CH CH3 n 3.3.2.2 Các thông số cơ bản + Tỉ trọng : 0,9 - 0,92 + Độ hấp thụ nước trong 24h:
  19. ĐỒ ÁN MÔN HỌC 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 CO OCH2CH2OOC CO OCH2CH2OH HOCH2CH2OOC n 3.3.3.2 Các thông số cơ bản Tỉ trọng : 1,33 – 1,4 Nhiệt độ gia công: 240 - 260 oC. Nhiệt độ hóa thủy tinh: 78 – 80 oC Độ bền kéo đứt: 1000 – 1500 kG/cm2. 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 oC 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. 19
  20. ĐỒ ÁN MÔN HỌC 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 ổn 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: 20

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản