Giáo trình Gia công chất dẻo

Chia sẻ: Vu Van Thuy | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:49

Thêm vào BST

Báo xấu

400
lượt xem 143
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Polyme là khái niệm được dùng cho các hợp chất có khối lượng phân tử lớn và trong cấu trúc của chúng có sự lặp đi lặp lại nhiều lần những mắt xích cơ bản. Các phân tử tương tự nhưng có khối lượng thấp hơn được gọi là các oligome, polyme nhân tạo.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Gia công chất dẻo

Giáo trình Gia công chất dẻo 1 Gi¸o tr×nh Gia c«ng chÊt dÎo
MỤC LỤC Ch¬ng 1 : Nh÷ng kh¸I niÖm chung ............................................................... 3 1.Polyme ................................................................................................................... 3 2.Các khái niệm cơ bản.......................................................................................... 4 2. Các tính chất đặc trưng ...................................................................................... 5 3.Các phản ứng tổng hợp polyme................................ ................................ ........... 5 Phản ứng trùng hợp ........................................................................................... 5 Phản ứng trùng ngư ng ................................ ........................................................ 5 Phản ứng đồng trùng hợp ................................................................................... 5 3.Cấu trúc phân tử polyme ..................................................................................... 6 Đồng phân quang học ................................ ........................................................ 6 4.Phân loại polyme ................................................................................................ 6 Một số Polyme tiêu biểu ................................ ........................................................ 7 Xenlulo .............................................................................................................. 7 Cao su ................................ ................................ ................................ ............... 7 Tơ...................................................................................................................... 7 5. §¨c trng vËt lý cña c¸c polime:.............................................................................10 Ch¬ng 2: Kü thuËt gia c«ng chÊt dÎo .............................................15 C¸c th«ng sè h×nh häc cña trôc vÝt............................................................................24 C¸c lo¹i cÊu tróc kh¸c nhau cña trôc vÝt...................................................................25 Trôc vÝt cã trang bÞ nh©n tè nhµo trén ......................................................................26 2) Xilanh. ................................................................................................................26 3) Côm ®ïn .............................................................................................................27 4) Nung nãng vµ lµm nguéi. ................................ ................................ ...................27 2 Gi¸o tr×nh Gia c«ng chÊt dÎo
Ch¬ng 1: Nh÷ng kh¸I niÖm chung 1.Polyme Polyme là khái niệm đ ược dùng cho các hợp chất có khối lượng phân tử lớn và trong cấu trúc của chúng có sự lặp đi lặp lại nhiều lần những mắt xích cơ b ản. Các phân tử tương tự nhưng có khối lượng thấp hơn được gọi là các oligome. Tên gọi Polyme xuất phát từ tiếng Hi Lạp, πoλv, polu, 'nhiều' và μερος, meros, 'phần'.Những ví dụ điển hình về Polyme là chất dẻo, DNA, và protein. Polyme được sử dụng phổ biến trong thực tế với tên goi là Nhựa, nhưng polyme bao gồm 2 lớp chính là polyme thiên nhiên và polyme nhân tạo. Các polyme hữu cơ như protein (ví dụ như tóc, da, và một phần của xương) và axít nucleic đóng vai trò chủ yếu trong quá trình tổng hợp polyme hữu cơ. Có rất nhiều dạng polyme thiên nhiên tồn tại chẳng hạn xenlulo (thành phần chính của gỗ và giấy). Hình dạng phân tử Polyme 3 Gi¸o tr×nh Gia c«ng chÊt dÎo
Hình 1:Một số hình ảnh khác về phân tử Polyme Hình 2:Một số hình ảnh khác về phân tử Polyme 2.Các khái niệm cơ bản Khối lượng phân tử polyme:  M = n.m trong đó M: khối lượng phân tử polyme m: khối lượng của một đơn vị monome n: hệ số trùng hợp hoặc hệ số trùng ngưng Trong khoa học nghiên cứu polyme, người ta thường sử dụng 02 khái niệm khác của khối lượng phân tử: 4 Gi¸o tr×nh Gia c«ng chÊt dÎo
+ Khối lượng phân tử trung bình số (the number average molecular mass): + Khối lượng phân tử trung bình khối (the weight average molecular mass): Độ trùng hợp là số mắt xích cơ bản trong phân tử polyme.  Mắt xích cơ bản: là phần lặp đi lặp lại trong phân tử Polyme. Mắt  xích cơ b ản có cấu tạo giống monome trong phản ứng trùng hợp và tương đối giống monome trong phản ứng trùng ngưng. 2. Các tính chất đặc trưng Polyme có 2 tích chất chính: Thường là chất rắn, không bay hơi.  Hầu hết Polyme không tan trong nước ho ặc các dung môi thông  thường 3.Các phản ứng tổng hợp polyme Phản ứng trùng hợp Phản ứng trùng hợp là phản ứng kết hợp nhiều monome của cùng một chất tạo thành polyme. nCH 2=CH -CH=CH2 → (-CH2-CH=CH -CH2-)n Phản ứng trùng hợp Butađien1,3 Phản ứng trùng ngưng Phản ứng trùng ngưng là phản ứng kết hợp nhiều monome tạo thành polyme và một sản phẩm phụ (như nước). n(OH-CH2-CH2-OH) → (-CH2-CH2-O-CH2-CH2-)n + nH 2O Phản ứng đồng trùng hợp Phản ứng trùng hợp là phản ứng kết hợp nhiều monome của hai hay nhiều chất tạo thành polyme. khong tao ra chat phu.nhu phan ung trung` ngung tao ra nuoc 5 Gi¸o tr×nh Gia c«ng chÊt dÎo
3.Cấu trúc phân tử polyme Sự sắp xếp của nguyên tử và các nhóm thế tron Cấu trúc phân tử Polyme Đồng phân quang học Polyme có đồng phân dạng này khi có nguyên tử Các bon bất đối trong mạch. 4.Phân loại polyme 6 Gi¸o tr×nh Gia c«ng chÊt dÎo
Dựa theo nguồn gốc Polyme gồm có 2 loại chính: Polyme tự nhiên: tinh bột, protein, cao su,...  Polyme nhân tạo: polyetilen, tơ nilon, cao su buna,...  Một số Polyme tiêu biểu Xenlulo Năm 1869. Hai - ớt, một công nhân in ấn ở N ew York đã cặm cụi nghiên cứu để tìm ra loại bóng Bi - a tốt nhất và ông đã thành công bằng cách chế ra xenluloit. Xenlulo được chế tạo bằng cách lấy bông nhúng axit sunfuric đặc rồi hòa vào trong cồn. Cho 1 viên long não vào rồi khuấy đều. Cao su Cao su có 2 loại: Cao su tự nhiên được lấy từ nhựa của cây cao su.  Cao su tổng hợp được chế ra từ các chất đơn giản  Thí dụ: Cao su Buna được điều chế từ rượu etylic Tơ Tơ cũng gồm có 2 loại: loại tơ tự nhiên và loại tơ hóa học. Tơ tự nhiên được lấy từ kén của những con tằm  Tơ hóa học gồm 2 loại:  -Tơ nhân tạo:Chế biến hóa học từ các Polyme thiên nhiên Thí dụ: tơ Visco, tơ Axetat,... -Tơ tổng hợp:Chế tạo từ các chất đ ơn giản Thí dụ:tơ nilon, tơ carpon,... Tơ hóa học thường có ưu điểm là bền, đẹp, phơi mau khô,... B»ng c¸c ph¬ng ph¸p sö dông c¸c ph¶n øng ho¸ häc nh trïng ngng, trïng hîp, trïng phèi ngêi ta cã thÓ ®iÒu chÕ ra c¸c lo¹i cao ph©n tö trong ®ã cã chÊt dÎo. B»ng ph¬ng ph¸p trïng hîp ngêi ta ®· s¶n xuÊt ra c¸c lo¹i chÊt dÎo nh PE, PS, PVC víi khèi lîng lín. 7 Gi¸o tr×nh Gia c«ng chÊt dÎo
B»ng ph¬ng ph¸p trïng phèi ngêi ta cã thÓ t¹o ra polime khèi lîng lín vµ cã thÓ ®æi chç nguyªn tö. Nh vËy c¸c hîp chÊt polime rÊt phong phó vµ ®a d¹ng nhng tuú vµo môc ®Ých sö dung mµ chóng ta cã nh÷ng lùa chän c¸c lo¹i vËt liÖu cho thÝch hîp nhÊt víi ®iÒu kiÖn gia c«ng. Mét sè lo¹i nhùa nhiÖt dÎo ®îc sö dông nh lµ : Poli Etylen: PE PE lµ mét trong nh÷ng nhùa nhiÖt dÎo phæ biÕn nhÊt, ®îc øng dông nhiÒu nhÊt trong c«ng nghiÖp bao b× vµ c¸c lÜnh vùc kh¸c. PE cã ®é bÒn hãa chÊt, ®é bÒn oxy ho¸ nhiÖt, dung m«i, thêi tiÕt. §é nhít æn ®Þnh ë nhiÖt ®é cao, gi¸ rÎ. Cã hai lo¹i lµ PE cao ¸p vµ PE h¹ ¸p. NhiÖt ®é nãng ch¶y (oC) TØ khèi (g/cm2) Lo¹i nhùa PE cao ¸p 110 - 125 0.92 - 0.95 PE h¹ ¸p 141 0.953 - 0.957 Dùa vµo cÊu tróc ngêi ta chia lµm 3 lo¹i : PE cã tØ träng cao (HDPE) cã d  0.95 g/cm2 nhiÖt ®é nãng ch¶y lµ 130-150oC trong cÊu tróc m¹ch cã Ýt nh¸nh. PE tØ träng thÊp (LDPE) cã cÊu tróc m¹ch ng¾n nhng m¹ch nh¸nh dµi, d  0.92 g/cm2 nhiÖt ®é nãng ch¶y lµ 115oC. PE tØ träng m¹ch th¼ng thÊp (LLDPE) cã cÊu tróc m¹ch nh¸nh nhng m¹ch nh¸nh ng¾n ë nhiÖt ®é phßng PE kh«ng tan trong bÊt cø dung m«i nµo. ë 700C tan trong mét sè dung m«i: cacbontetraclorua, toluen tricloxan.... Díi t¸c dông cña nhiÖt ®é ë 70oC PE kÕt tinh, PE bÒn víi hãa chÊt, níc, ®¹t chØ sè c¬ lý cao, c¸ch ®iÖn tèt. PE cao ¸p cã cÊu tróc xèp nªn ®îc sö dông lµm mµng máng, lµm vËt liÖu c¸ch ®iÖn, lµm mµng bäc chèng ¨n mßn ë c¸c xÝ nghiÖp s¶n xuÊt ho¸ chÊt. §èi víi PE h¹ ¸p cã tÝnh n¨ng nh PE cao ¸p nhng nã cßn ®îc gia c«ng lµm ®å gia dông.... Poli Vinylclorua: PVC PVC cã M= 18000-30000(®vc), d=1.35- 1.46 g/cm3 PVC dÔ ph©n huû ë 130oC. Nã tan trong axeton bÒn víi kiÒm, axÝt. PVC lµ mét lo¹i nhùa v« ®Þnh h×nh cã ®é ph©n cùc cao nªn ®é bÒn ho¸ tèt. Tuy nhiªn PVC nguyªn chÊt th× cøng h¬n, ®é bÒn nhiÖt bÞ h¹n chÕ. Do ®ã 8 Gi¸o tr×nh Gia c«ng chÊt dÎo
tuú vµo môc ®Ých mµ ngêi ta ®· ho¸ dÎo PVC, chóng ®îc sö dông lµm èng dÉn níc, vËt liÖu c¸ch ®iÖn, PVC hãa dÎo ®îc sö dông lµm mµng máng, mét phÇn PVC ®îc sö dông lµm sîi. Poli Propylen: PP B»ng ph¬ng ph¸p trïng hîp gèc kh«ng thÓ ®iÒu chÕ ®îc PP khèi lîng ph©n tö lín . Do ®ã ngêi ta dïng hÖ xóc t¸c Ziegler-Natta . Ph©n tö khèi lµ :60000-200000(®vc), tû träng d  0.92 g/cm3, nhiÖt ®é nãng ch¶y:164-1700C. Lµ mét trong nh÷ng lo¹i nhùa ®îc sö dông réng r·i nhÊt. Nhê ®é bÒn c¬ häc, bÒn ho¸, bÒn nhiÖt ®é rÊt thÊp, gi¸ rÎ. Tuy nhiªn nã dÔ bÞ Oxi ho¸ trong qu¸ tr×nh gia c«ng vµ sö dông. PP ®îc dïng lµm mµng bao gãi, ®å gia dông, bÓ chøa dung tÝch lín, èng níc, ¸c quy, chi tiÕt tñ l¹nh, ®iÖn tö. Poli Styren( PS) vµ Copolyme cña nã: PS lµ lo¹i nhùa cã cÊu tróc v« ®Þnh h×nh, chÞu va ®Ëp kÐm, do ®ã trong qu¸ tr×nh gia c«ng lµm thay ®æi cÊu tróc. Nªn trong mét sè trêng hîp nã Ýt ®îc sö dông. PS cã nhiÖt ®é thuû tinh lµ 80oC cã tû khèi d= 1.05- 1.07g/cm3 Ph©n tö khèi : 70.000- 200.000(®vc) hoµ tan trong dung m«i th¬m, ë nhiÖt ®é thêng bÒn víi axÝt, kiÒm. Trong kh«ng khÝ ë 1500C PS ®· bÞ ph©n huû. NÕu kh«ng cã kh«ng khÝ th× nã bÒn tíi 2500C . HiÖn nay ngêi ta ®· ®iÒu chÕ ®îc PS cã cÊu tróc isotatic kÕt tinh nhiÖt ®é nãng ch¶y lµ 2300C, D= 1,1g/1cm3. PS chñ yÕu dïng lµm vËt liÖu c¸ch ®iÖn ®Æc biÖt ®èi víi ®iÖn thÕ cã tÇn sè cao. Lµm bét xèp chèng l¹i va ®Ëp, ®o ®å ®iÖn tö. Ngoµi ra cßn ®ång trïng hîp PS ®èi víi butadien t¹o ra cao su cã tÝnh n¨ng c¬ lý t¬ng ®¬ng víi cao su thiªn nhiªn. High Inpact poli Styren: PS-HI Lµ d¹ng biÕn tÝnh cña PS ®Ó c¶i tiÕn tÝnh chÊt c¬ lý : tÝnh n¨ng chÞu va ®Ëp. Nh»m sö dông ®Ó gia c«ng nh÷ng vËt liÖu cao cÊp. Poli Acrylonitrile – Butadiene- Styrene: ABS ABS cã d¹ng v« ®Þnh h×nh. §é bÒn va ®Ëp rÊt cao, bÒn thêi tiÕt ,gi¸ thµnh rÎ tÝnh chÊt c¬ häc cao, tÝnh chÊt t¹o bÒ mÆt tèt vµ bÒn ho¸ . ABS cã kh¶ n¨ng gia c«ng tèt nh ®óc phun ABS nãng ch¶y tèt vµ ®é co ngãt khu«n bÐ. ABS ®îc c¶i thiÖn vÒ ®é bÒn nhiÖt nÕu liªn kÕt kh«ng no trong thµnh phÇn Butadien ®îc no ho¸ . Poli Amit: PA 9 Gi¸o tr×nh Gia c«ng chÊt dÎo
Cã nhiÒu lo¹i :PA6, PA6,6 .§îc tæng hîp b»ng ph¬ng ph¸p trïng ngng am«niaxit®iamin víi axit hai chøc: Nilon 6: [-CO-(CH2)5-NH- ]n Nilon 6.6[-NH-(CH2))6-NHCO-(CH2)4-CO-]n Lµ polime d¹ng tinh thÓ cã nhiÖt ®é nãng ch¶y:225oC, d=1.14g/cm3. Sö dông lµm nguyªn liÖu kÐo sîi. Nãi chung PA cã ®é bÒn mµi mßn cao, bÒn r·o, hÖ sè ma s¸t thÊp, cã kh¶ n¨ng chèng ch¸y, nhiÖt ®é ph©n huû cao: 280-3000C nªn rÊt bÒn nhiÖt. Tuy vËy PA cã kh¶ n¨ng hót níc m¹nh nªn lµm gi¶m ®é bÒn nhng l¹i t¨ng ®é gia cøng. Khi ®é hÊp thô níc b·o hoµ th× æn ®Þnh kÝch thíc ë nhiÖt ®é cao. §èi víi ABS khi gia c«ng tríc ®ã ph¶i sÊy. Poli Carbonat: PC PC lµ polime v« ®Þnh h×nh cã ®é bÒn oxi hãa nhiÖt cao tíi 130oC. PC cã ®é bÒn va ®Ëp cao ®Æc biÖt lµ ë nhiÖt ®é thÊp nhng ®é bÒn ho¸ thÊp díi t¸c dông cña dÇu mì. Poli Oxymetyl: POM Lµ lo¹i vËt liÖu tinh thÓ cao cã nhiÒu ®Æc tÝnh tèt nh: cøng, hÖ sè ma s¸t thÊp, bÒn ho¸. Tuy nhiªn l¹i rÊt dÔ ch¸y, ®é bÒn nhiÖt n»m trong kho¶ng nhá h¬n 2200C. NhiÖt ®é nãng ch¶y: 182oC vµ yªu cÇu gia c«ng cÈn thËn. Poli MetylMetacrynat : PMMA Lµ polime d¹ng v« ®Þnh h×nh. Cã nhiÖt ®é thuû tinh lµ 98oC, d=1.18- 1.19g/cm3, M=50000-200000(§VC). Tan tèt trong c¸c dung m«i th¬m axªton, este cã ®é bÒn va ®Ëp cao, trong suèt nªn chñ yÕu ®îc sö dông lµm thuû tinh h÷u c¬ . 5. §¨c trng vËt lý cña c¸c polime: HiÖn tr¹ng vËt lý cña chÊt dÎo phô thuéc vµo: CÊu tróc ho¸ häc cña ph©n tö. §é bÞ c¶n trë cña m¹ch, ®é kÕt tinh. Lùc liªn kÕt gi÷a c¸c ph©n tö. Møc ®é t¹o líi. C¸c polime cã c¸c tr¹ng th¸i vËt lý kh¸c nhau phô thuéc vµo sù dÞch chuyÓn cã møc ®é kh¸c nhau cña ph©n tö vµ cÊu tróc cña chóng. 10 Gi¸o tr×nh Gia c«ng chÊt dÎo
ë c¸c tr¹ng th¸i vËt lý kh«ng ®ång nhÊt, c¸c polime kh¸c biÖt râ rµng vÒ tÝnh chÊt cña chóng. Dùa trªn c¬ së ®ã mµ ngêi ta ph©n biÖt tr¹ng th¸i vµ pha. Dùa trªn c¬ së hiÖn tr¹ng chèng l¹i c¸c lùc lµm thay ®æi thÓ tÝch, h×nh d¹ng, sù chèng l¹i t¸c dông cña ngo¹i lùc. Ngêi ta ph©n chia vËt liÖu cã ph©n tö thÊp ra c¸c tr¹ng th¸i: r¾n, láng , khÝ. Polime lµ c¸c chÊt ph©n t¸n theo ph©n tö lµ nh÷ng chÊt hçn hîp cña c¸c ph©n tö cã cÊu tróc m¶nh víi ®ñ h×nh d¹ng kÝch cì c¸c lo¹i, kh¶ n¨ng h×nh thµnh trËt tù ba chiÒu víi kho¶ng c¸ch kÐo dµi bÞ ng¨n c¶n. PhÇn lín polime tån t¹i ë d¹ng v« ®Þnh h×nh, chØ cã polime cã cÊu tróc m¹ch c©n ®èi míi cã xu thÕ kÕt tinh. Polime cÊu tróc tinh thÓ x¾p ®Æt gän theo ba chiÒu kh«ng ®îc ph¸t triÓn ra toµn vËt liÖu mµ lu«n cã chøa c¸c ph©n tö v« ®Þnh h×nh, v« tæ chøc. Do vËy polime tinh thÓ cã thÓ coi lµ hÖ thèng hai pha.YÕu tè ¶nh hëng ®Õn tÝnh chÊt cu¶ chÊt dÎo do cÊu tróc cña chóng vµ c¸c ®Æc trng tr¹ng th¸i nh nhiÖt ®é. R¾n Tg DÎo nãng DÎo nãng/nhít huû ®é vïng nhiÖt ch¶y vïng nhiÖt vïng nhiÖt lµm mÒm ph©n BiÓu ®å tr¹ng th¸i cña chÊt dÎo nhiÖt dÎo v« ®Þnh h×nh §é d·n dµi ®øt §é bÒn ®øt BiÓu ®å trªn chØ ra sù thay ®æi ®é d·n dµi do kÐo ®é bÒn kÐo cña chÊt dÎo nhiÖt dÎo v« ®Þnh h×nh phô thuéc vµo nhiÖt ®é : §¹i diÖn lµ: PS, BS, ABS, PVC vµ celulo. PC lµ chÊt dÎo tinh thÓ nhng vÒ ®Æc trng th× nã gÇn gièng chÊt dÎo v« ®Þnh h×nh. Tr¹ng th¸i Cøng nh thuû DÎo nãng ®µn dÎonãng nhít ph©n huû tinh håi cao su 11 Gi¸o tr×nh Gia c«ng chÊt dÎo
CÊu tróc C¸c lùc liªn kÕt §¹i ph©n tö bÞ C¸c ®¹i ph©n Gi¶m phÇn ph©n tö cña ph©n tö cuén l¹i cã ®é tö cã thÓ di tö chÊt trung gian lín, di ®éng t¨ng ®éng so víi c¸c ®¹i ph©n tö dÇn cña c¸c nhau, lùc liªn bÞ cuén l¹i m¹ch ph©n tö ph©n tö trung gian nhá ¬ Tg Cøng, Cøng, dai/dÎo nãng DÎo nãng gißn Vïng Vïng nhiÖt lµm mÒm tinh thÓ Vïng nhiÖt nãng ch¶y nhiÖt ph©n huû BiÓu ®å tr¹ng th¸i chÊt dÎo nhiÖt dÎo kÕt tinh tõng phÇn §é d·n dµi ®øt §é bÒn ®øt Tr¹ng Cøng nh Ph©n Cøng ®µn håi dai DÎo nãng th¸i thuû tinh huû CÊu tróc C¸c vïng C¸c vïng v« ®Þnh Vïng tinh thÓ MÊt ph©n tö tinh thÓ vµ v« h×nh mÒm dÇn c¸c dÇn dÇn t¬i ra phÈm c¸c ®¹i ph©n tö chÊt ®Þnh h×nh ®Òu vïng tinh thÓ cøng. cøng lùc liªn Lùc liªn kÕt cña cã kh¼ n¨ng kÕt ph©n tö ph©n tö trung gian dÞch chuyÓn so víi nhau. trung gian trong vïng tinh tÓ lín lín 6. C¸c phô gia cho chÊt dÎo: HÇu hÕt c¸c chÊt dÎo ë d¹ng th¬ng phÈm ®Òu ®îc trén lÉn víi c¸c phô gia kh¸c nhau, c¸c chÊt phô gia cã thÓ lµ: chÊt t¨ng cêng, t¸c nh©n 12 Gi¸o tr×nh Gia c«ng chÊt dÎo
gÐp nèi, chÊt ®én, chÊt æn ®Þnh chÊt ho¸ dÎo, bét mµu, thuèc nhuém, chÊt b«I tr¬n, chÊt hç trî gia c«ng.. .ChÊt t¨ng cêng. Môc ®Ých: n©ng cao ®é bÒn cÊu tróc cña s¶n phÈm, lµm t¨ng ®é bÒn c¬ , ®é bÒn uèn , ®é bÒn mµi mßn.. ChÊt t¨ng cêng thêng lµ c¸c lo¹i sîi nh sîi thuû tinh( cã tÝnh chÊt lìng cùc nªn kh¶ n¨ng trän víi chÊt dÎo dÔ dµng) , c¸c sîi nµy cã thÓ ë d¹ng ng¾n , dµi hoÆc d¹ng bét. T¸c nh©n gÐp nèi. HÇu hÕt c¸c polime lµ chÊt kÞ níc, sè Ýt cã tan nh PVA. C¸c chÊt ®én(v« c¬, c¸c kho¸ng chÊt..) thêng lµ a níc thËm chÝ cßn hÊp thô níc ë trªn bÒ mÆt. Kh¶ n¨ng phèi trén gi÷a hai chÊt nµy lµ rÊt khã, ®Ó kh¶ n¨ng trén ®îc dÔ dµng th× ngêi ta ph¶i cho thªm c¸c t¸c nh©n gÐp nèi, c¸c t¸c nh©n gÐp nèi ph¶i cã cÊu t¹o mét ®Çu a níc vµ mét ®Çu kÞ níc ®Ó lµm cÇu nèi gi÷a hai chÊt, chÊt a níc thêng dïng lµ hîp chÊt Ti vµ Si. ChÊt ®én. Lµ chÊt chiÕm kho¶ng 56% trong c¸c chÊt phô gia. Khi sö dông c¸c ch¸t ®én kh¸c nhau cho ta c¸c s¶n phÈm kh¸c nhau, vÝ dô nh nhùa PF trén víi c¸c hçn hîp: Bét gç dïng lµm vËt liÖu ®iÖn nh c«ng t¾c, phÝch c¾m, cÇu dao. Bét mica cho vËt liÖu c¸ch ®iÖn. VÒ mÆt kinh tÕ chÊt ®én rÎ tiÒn lµm gi¶m gi¸ thµnh s¶n phÈm, t¨ng lîi nhuËn vµ n¨ng cao ®é bÒn c¬ häc, gi¶m ®îc ®é r¹n nøt, cong vªnh. ChÊt ®én trong qóa tr×nh gia c«ng gi¶m ®îc to¶ nhiÖt trong ph¶n øng ®èi víi nhùa nhiÖt r¾n khi ®ãng r¾n. chÊt ®én cã thÓ lµ chÊt v« c¬ hoÆc h÷u c¬. ChÊt æn ®Þnh 13 Gi¸o tr×nh Gia c«ng chÊt dÎo
C¸c chÊt dÎo khi gia c«ng ë nhiÖt ®é cao thêng cã hiÖn tîng bÞ ph©n huû, th¸i biÕn, «xi ho¸ trong qu¸ tr×nh s¶n xuÊt v× vËy ta ph¶i cho chÊt æn ®Þnh vµo. ChÊt æn ®Þnh thêng lµ chÊt v« c¬ hoÆc h÷u c¬, mét sè polime bÞ ph©n huû díi t¸c dông cña ¸nh s¸ng do ®ã ngêi ta thêng dïng chÊt v« c¬ lµ chÊt æn ®Þnh nh muéi than titan«xit. ChÊt ho¸ dÎo. Chøc n¨ng: lµm gi¶m nhiÖt ®é ch¶y mÒm cña polime nh gi¶m ®é gißn gi¶m ®ä m«®un ®é bÒn kÐo lµm t¨ng ®é mÒm dÎo t¨ng ®é gi·n dµi, ®é bÒn va ®Ëp, ®é bÒn thÊm khÝ. Nhng cho qu¸ nhiÒu chÊt ho¸ dÎo th× c¬ tÝnh cña nã gi¶m v× vËy tuú theo s¶n phÈm mµ ta cho lîng chÊt ho¸ dÎo thÝch hîp. ChÊt ho¸ dÎo thêng lµ c¸c hîp chÊt h÷u c¬, khi lµm mµng máng ta cho nhiÒu chÊt ho¸ dÎo h¬n cßn khi lµm c¸c s¶n phÈm èng th× ta cho Ýt h¬n. ChÊt ho¸ dÎo thêng ë d¹ng láng. Ngêi ta mang chóng chén lÉn víi nhaugia nhiÖt ë nhiÖt ®é kho¶ng 70 – 80oc sau ®ã ngêi ta cho nhùa hoÆc c¸c polime vµo trén ®Òu thªm c¸c chÊt ®én, ®Ó æn ®Þnh ®em ra ñ kho¶ng 24h ®Ó cho c¸c chÊt ®îc trén lÉn vµo nhau thËt ®Òu, cuèi cïng lµ ®em ra t¹o h¹t vµ ®a vµo gia c«ng. Bét mµu. Bét mµu còng lµ mét phÇn quan träng trong ngµnh gia c«ng chÊt dÎo, t¹o ra cho chóng ta nhiÒu s¶n phÈm kh¸c nhau trong qu¸ tr×nh sö dông. Yªu cÇu bét mµu : §é bÒn mµu cao, chÊt mµu ®Ñp vµ khi thªm vµo nhùa ph¶i cho bÒ mÆt nh½n. Bét mµu thêng ë d¹ng r¾n cho nªn tríc khi thªm vµo ta ph¶i nghiÒn nhá(100um) lîng chÊt bét mµu ®a vµo kho¶ng 1 – 5 % Bét mµu thêng lµ c¸c chÊt v« c¬, phÇn Ýt lµ h÷u c¬. Mét sè bét mµu th«ng dông: 14 Gi¸o tr×nh Gia c«ng chÊt dÎo
Mµu tr¨ng chñ yÕu lµ titanoxit, barÝunphat. Mµu ®en cã thÓ lµ muéi than hoÆc than ch×. Mµu vµng thêng lµ hîp chÊt cña Cr. ChÊt b«i tr¬n. Thêng lµ muèi hoÆc axit h÷u c¬, hay sö dông ®ã lµ axÝt stearic hoÆc muèi cña axit nµy, c¸c chÊt b«i tr¬n tan rÊt Ýt trong chÊt dÎo, ngêi ta thêng b«i tr¬n bªn ngoµi ®Ó t¹o ®îc c¸c s¶n phÈm cã bÒ mÆt nh½n vµ bãng. ChÊt b«i tr¬n bªn trong chØ hoµ tan t¬ng ®èi vµo c¸c chÊt ho¸ dÎo. Trong qu¸ tr×nh gia c«ng nã khuÕch t¸n ra bÒ mÆt cña chÊt dÎo cã t¸c dông chèng b¸m dÝnh gi÷a c¸c bÒ mÆt vµ khu«n lµm cho ch¸t dÎo bãng nh½n vµ qu¸ tr×nh th¸o khu«n ®îc dÏ dµng. Nhîc ®iÓm cña chÊt b«i tr¬n lµ t¹o ra bÒ mÆt nh½n, bãng lµm cho qu¸ tr×nh s¬n bÒ mÆt gÆp khã kh¨n. v× vËy cÇn ph¶i tÝnh to¸n kü khèi lîng chÊt da vµo chÊt dÎo cho phï hîp. ChÊt hç trî gia c«ng. §îc coi lµ polime thø hai,khi rén víi polime kh¸c nosex lµm t¨ng tÝnh chÊt cña polime thø nhÊt, lµm cho qu¸ tr×nh gia c«ng dÔ dµng h¬n,lµm gi¶m ®é gißn, lµm t¨ng ®é mÒm dÎo hoÆc lµ ngîc l¹i. ChÊt ®ãng r¾n. Lµ chÊt cho vµo chÊt dÎo chuyÓn polime tõ m¹ch th¼ng hoÆc m¹ch nh¸nh xang m¹ch cã cÊu tróc kh«ng gian b»ng c¸ch t¹o nªn nh÷ng liªn kÕt ho¸ häc gi÷a c¸c m¹ch polime víi nhau. T¹o ra polime cã ®é bÒn c¬, bÒn nhiÖt cao. Ch¬ng 2: Kü thuËt gia c«ng chÊt dÎo 2.1. C«ng nghÖ Ðp phun C«ng nghÖ gia c«ng Ðp phun nh sau: C«ng nghÖ nhùa nhiÖt dÎo: 15 Gi¸o tr×nh Gia c«ng chÊt dÎo
DÎo ho¸ Ðp phun vµo Nguyªn liÖu khu«n (Lµm nãng Lµm nguéi S¶n phÈm nhùa ch¶y) Nguyªn liÖu vµ Trang thiÕt bÞ cÇn thiÕt cho c«ng nghÖ gia c«ng nhùa nhiÖt dÎo cÇn thiÕt nh sau: +Nguyªn liÖu gia c«ng +M¸y ®óc phun +Khu«n ®óc phun +HÖ thèng lµm m¸t trung t©m +Thïng sÊy vµ tñ sÊy nhùa +M¸y æn ®Þnh nhiÖt ®é nãng, l¹nh +M¸y nÐn khÝ +M¸y sÊy khÝ +Robot, b¨ng t¶i +M¸y in +M¸y d¸n nãng +CÇu trôc. +C¸c thiÕt bÞ dông cô ®o kiÓm Nguyªn liÖu ®óc phun: Nguyªn liÖu chñ yÕu cña xëng lµ nhùa (c¸c hîp chÊt cao ph©n tö ) PP PolyPropylene. PE Poly Etylen. PMMA Poly Menthyl Methacylate. ABS Poly Acrylonitrile Butadiene Styrene 16 Gi¸o tr×nh Gia c«ng chÊt dÎo
PA6,PA66,PA12 Poly Amide POM Poly Oxymetylen (Poly Acetal) PS Poly Styren PC Poly Cacbonat v.v.v.………………………………………………………………… … M¸y ®óc phun: NhiÖm vô lµm dÎo ho¸ nhùa (lµm nãng ch¶y vµ Ðp phun nhùa nãng ch¶y vµo khu«n ®óc phun ®Ó h×nh thµnh s¶n phÈm trong khu«n Cã 35 m¸y tõ m¸y ®óc phun 15T ®Õn m¸y Ðp phun 850T Cã thÓ gia c«ng Ðp phun c¸c s¶n phÈm nhá cã träng lîng 0,1g ®Õn c¸c s¶n phÈm lín vµi kg. (C«ng suÊt m¸y ®óc phun c¨n cø vµo lùc kÑp khu«n ®Ó ph©n lo¹i, lùc kÑp khu«n tÝnh theo diÖn tÝch bÒ mÆt kÑp khu«n tèi ®a trªn hÖ thèng kÑp khu«n) Chu tr×nh ho¹t ®éng chÝnh cña m¸y ®óc phun : 1 chu kú §ãng Phun nhùa N¹p nhùa Më §Èy s¶n Khu«n vµo khu«n khu«n phÈm L µm nguéi Khu«n Ðp phun: §Ó gia c«ng c¸c s¶n phÈm nhùa nhiÖt dÎo ngoµi c¸c m¸y ®óc phun th× phÇn quan träng thø hai lµ c¸c khu«n Ðp phun. Khu«n Ðp phun lµ phÇn quan träng nhÊt trong c«ng nghÖ Ðp phun, lµ bé phËn ®Þnh h×nh c¸c s¶n phÈm nhùa theo h×nh d¹ng, kÝch thíc ®· thiÕt kÕ chÕ t¹o trong khu«n 17 Gi¸o tr×nh Gia c«ng chÊt dÎo
Khu«n ®óc cã thÓ tõ vµi kg ®Õn hµng TÊn ThiÕt bÞ æn ®Þnh nhiÖt ®é khu«n: cã t¸c ®ông gi÷ nhiÖt ®é khu«n Ðp phun ë 1 nhiÖt ®é gia c«ng æn ®Þnh nh»m ®¶m b¶o chÊt lîng s¶n phÈm Ðp phun ®¹t yªu cÇu vÒ h×nh d¹ng kÝch thø¬c, ngo¹i quan nh mong muèn vµ rót ng¾n ®îc thêi gian gia c«ng 1 s¶n phÈm, chi tiÕt. HÖ thèng lµm m¸t trung t©m: Cung cÊp níc lµm m¸t cho dÇu thuû lùc cña c¸c m¸y ®óc phun, vµ khu«n ®óc Thïng sÊy vµ tñ sÊy nhùa SÊy kh« nhùa, sÊy s¶n phÈm, sÊy c¸c s¶n phÈm sau khi in M¸y æn ®Þnh nhiÖt ®é nãng, l¹nh: æn ®Þnh nhiÖt ®é gia c«ng cña khu«n ®óc phun ë mét gi¸ trÞ nhÊt ®Þnh M¸y nÐn khÝ Cung cÊp khÝ nÐn cho mét sè thiÕt bÞ ho¹t ®éng nh m¸y in pad, m¸y d¸n nãng, Robot, vÖ sinh s¶n phÈm,v.v.v… M¸y sÊy khÝ Läc h¬i níc, vµ dÇu cã trong khÝ nÐn Robot, b¨ng t¶i Thay thÕ ngêi vËn hµnh trong c«ng ®o¹n lÊy s¶n phÈm ra khái khu«n ®óc phun, nh»m n©ng cao n¨ng suÊt vµ t¨ng tÝnh æn ®Þnh gia c«ng M¸y in pad: In trªn c¸c s¶n phÈm nhùa. M¸y d¸n nãng D¸n c¸c líp mµng kim lo¹i hay mµng bét mµu lªn bÒ mÆt s¶n phÈm nhùa díi ¸p nÐn vµ nhiÖt ®é 18 Gi¸o tr×nh Gia c«ng chÊt dÎo
CÇu trôc: Sö dông trong viÖc th¸o vµ l¾p ®Æt c¸c khu«n Ðp phun lªn c¸c m¸y Ðp phun, söa ch÷a b¶o dìng khu«n Ðp phun vµ c¸c m¸y mãc thiÕt bÞ Ðp phun. C¸c thiÕt bÞ dông cô ®o kiÓm Dïng kiÓm tra kÝch thíc s¶n phÈm sau khi gia c«ng, theo b¶n vÏ thiÕt kÕ, gia c«ng, theo yªu cÇu chÊt lîng cña kh¸ch hµng ThiÕt bÞ ®o ba chiÒu, ®o hai chiÒu, m¸y phãng to, thíc ®o kü thuËt sè, m¸y ®o cao,v.v.v… 19 Gi¸o tr×nh Gia c«ng chÊt dÎo
2.2.C«ng nghÖ ®ïn C¸c chÊt dÎo cã thÓ tham gia c«ng nghÖ ®ïn VÒ nguyªn lý c¸c chÊt dÎo nhiÖt dÎo ®Òu cã thÓ gia c«ng ®ïn ®îc, song ®èi víi khèi chÊt dÎo nãng ch¶y cÇn ph¶i cã ®é cøng nhÊt ®Þnh, ®iÒu ®ã cÇn thiÕt v× khi chóng ta khëi ®Çu ®Þnh h×nh trong mét thêi gian ng¾n ( cho tíi khi nguéi ®i mét chót Ýt) ph¶i gi÷ ®îc h×nh d¸ng t¹o ra nã. C¸c chÊt dÎo cã ®é r¾n nãng ch¶y nhá do cÊu tróc cña nã, chØ cã thÓ ¸p dung gia c«ng ®ïn khi cã sù t¹o thµnh ®é trïng hîp cùc lín, hoÆc sù phô trî thªm cña chÊt ®én phï hîp. Gia c«ng ®ïn ®îc sö dông ®Ó gia c«ng víi s¶n lîng lín chñ yÕu c¸c chÊt dÎo nh PVC cøng, PVC mÒm, PE vµ PP. Díi ®©y lµ b¶ng tr×nh bµy tãm t¾t vÒ c¸c chÊt nhiÖt dÎo ®îc gia c«ng ®ïn mét c¸c thêng xuyªn vµ cã thÓ gia c«ng ra c¸c s¶n phÈm g× b»ng ph¬ng ph¸p ®ïn. Tªn ho¸ häc Ký hiÖu NhiÖt ®é gia C¸c s¶n phÈm cã thÓ gia c«ng 0 c«ng C 1 2 3 4 160  200 Cellulo-axetat Ca C¸c thanh ®Þnh h×nh, mµng èng 170  210 Polistirol Ps Mµng, mang xèp (b×nh thêng) 170  220 C«plime Sb S¶n phÈm ®Þmh Stirol-butadiel h×nh tÊm 170  220 Akrylnitril Abs èng, thanh ®Þnh 20 Gi¸o tr×nh Gia c«ng chÊt dÎo