ÔN TP CUI K K THUT GIA CÔNG POLYMER
CHƯƠNG 1: CÁC NGUYÊN LÝ CƠ BẢN CỦA CÔNG NGHỆ GIA CÔNG
POLYMER
Câu 1) Các yếu tố ảnh hưởng đến độ co rút thể tích polymer.
Mỗi loại polymer có giới hạn co thể tích khác nhau. Ngoi ra, các yu t khác c ng !nh hư#ng
đn đ%&
co r't thể tích polymer:
- Sự hiện diện của các chất đ% &
n thường lm gi!m đ% &
co thể tích.
- Điều kiện gia c%ng (nhiệt đ%&
, thời gian lm ngu% &
i) có !nh hư#ng đn đ% &
co thể tích của s!n phẩm.
- B!n chất v9 &
t liệu lm khu%n.
- Sự co thể tích do sự mất ẩm v chất d: bay hơi trong quá trình gia c%ng, loại phương pháp gia
c%ng.
P/s: Thực t cho thấy áp suất gia c%ng v thời gian lưu lại trong khu%n của các nhựa nhiệt rắn
kh%ng !nh hư#ng đn đ% &
co thể tích v hình dáng của s!n phẩm, chỉ chịu !nh hư#ng của sự bin
dạng g9y ra do sự co thể tích x!y ra trong s!n phẩm.
Câu 2) Nhi" #
t độ gia công trong kỹ thuật gia công polymer.
Nhiệt đ%&
gia c%ng trong kF thu9 &
t gia c%ng polymer:
- Phụ thu%&
c vo b!n chất của polymer, các tính chất gia c%ng của polymer, hình dáng, kích thước
của s!n phẩm.
- Phụ thu%&
c vo phương pháp được chọn để gia c%ng v loại thit bị dùng để gia c%ng polymer.
Việc chọn đ'ng nhiệt đ% &
gia c%ng kh%ng những tạo điều kiện thu được s!n phẩm chất lượng tt
m còn có thể lm tăng năng suất thit bị. Trái lại, khi chọn nhiệt đ%&
gia c%ng kh%ng thích hợp sẽ
dẫn đn những khuyt t9 &
t trên s!n phẩm như thiu kích thước, tính chất cơ lý gi!m v trong nhiều
trường hợp kh%ng thể tin hnh gia c%ng được.
Cơ s# việc lựa chọn nhiệt đ% &
gia c%ng Polymer:
a) Đi với các loại nhựa nhiệt rắn v cao su, nhiệt đ% &
gia c%ng được lựa chọn trên v9 &
n tc đóng
rắn (lưu hoá) phù hợp với điều kiện thit bị v đặc tính của s!n phẩm
b) Đi với các loại nhựa nhiệt dẻo, ch'ng ta cần ch' ý đn các th%ng s nhiệt như nhiệt đ%&
ch!y
nhớt (Tf ), nhiệt đ%&
hoá thuỷ tinh (T
g ) (đi với polymer v% định hình), nhiệt đ% &
nóng ch!y (T
m) (đi
với polymer kt tinh) v nhiệt đ%&
ph9n huỷ (T ph ). Nhiệt đ% &
gia c%ng các v9 &
t liệu polymer # trạng
thái ch!y nhớt ph!i bé hơn Tph v lớn hơn Tf (hoặc nhiệt đ% &
nóng ch!y).
c) Đi với các phương pháp gia c%ng v9 &
t liệu # trạng thái mềm cao nhiệt đ%&
gia c%ng nằm giữa
Tg v Tf. Tg còn l m%&
t th%ng s quan trọng xác định nhiệt đ%&
lấy s!n phẩm khỏi khu%n. Để s!n
phẩm kh%ng bị bin dạng khi lấy khỏi khu%n thì nhiệt đ%&
lấy s!n phẩm khỏi khu%n ph!i bé hơn T g
từ 200C- 300C.
d) Các th%ng s T g, Tf, Tm, Tph phụ thu% &
c chủ yu vo b!n chất của polymer, m%&
t s phụ gia có
!nh hư#ng ít nhiều đn tính chất ny như chất ổn định nhiệt, các polymer hoá dẻo... v l những
th%ng s quan trọng của polymer
Câu 3) Phương pháp đốt nóng bề mặt trong gia công polymer
Để đt nóng v9 &
t liệu polymer người ta sử dụng m%&
t nguồn nhiệt có nhiệt đ% &
cao để truyền nhiệt
vo v9 &
t liệu, thí dụ đt nóng v9 &
t liệu bằng các vòng nhiệt bọc bên ngoi xy lanh máy đùn, đt nóng
v9 &
t liệu trong các thit bị sấy.
- Nhiệt được truyền đi qua bề mặt của v9 &
t liệu. Tc đ%&
truyền nhiệt phụ thu% &
c vo diện tích bề
mặt của v9 &
t liệu tip x'c với nguồn nhiệt. Diện tích cng lớn, lượng nhiệt truyền đi cng cao, v
v9 &
t liệu cng nh9 &
n được nhiều nhiệt, cng mau nóng.
- Trong phương pháp đt nóng bề mặt, nhiệt đ% &
bề mặt của v9 &
t liệu cao hơn nhiệt đ% &
bên trong.
Do đó bề mặt của v9 &
t liệu có thể bị quá nhiệt.
- Sai biệt nhiệt đ%&
giữa bề mặt v9 &
t liệu v bên trong phụ thu% &
c vo tính chất nhiệt của nhiệt đ% &
. Bề
dy v9 &
t liệu cng nhỏ sai biệt nhiệt đ% &
cng ít.
Câu 4) Quá trình đốt nóng bằng ma sát nhớt trong gia công polymer
Hình 3.1. M(y đ+n
Đ9y l quá trình x!y ra khi v9 &
t liệu polymer ch!y trong các thit bị dẫn– r!nh vít, khu%n …. Do
polymer có đ%&
nhớt cao nên nhiệt sinh ra đủ lớn lm nóng v9 &
t liệu. Lượng nhiệt sinh ra cng lớn
khi đ%&
nhớt của polymer cng cao, v9 &
n tc chuyển đ% &
ng cng cao, qua khe ch!y cng nhỏ.
Câu 5) Mối quan h" #
sản phẩm – phương pháp gia công và quan h" #
vật li" #
u – phương pháp gia
công polymer.
a) Mi quan hệ giữa s!n phẩm – phương pháp gia c%ng
Phương pháp gia c%ng, thit bị gia c%ng va điều kiện gia c%ng !nh hư#ng rất nhiều đn tính chất
s!n phẩm. Để đạt được m% &
t s!n phẩm chất lượng cao cần ph!i có m%&
t phương pháp thích hợp, thit
bị tt kt hợp cùng việc chọn lựa các điều kiện gia c%ng ti ưu
Việc lựa chọn phương pháp gia c%ng phụ thu% &
c vo:
- Hình dạng s!n phẩm.
- Yêu cầu đ% &
chính xác kích thước s!n phẩm.
- Yu t kinh t: s!n lượng, giá c!.
b) Mi quan hệ giữa v9 &
t liệu – phương pháp gia c%ng polymer
Các phương pháp gia c%ng có các đặc trưng riêng biệt chỉ phù hợp với m% &
t s nguyên liệu. Sự
chọn lựa nguyên liệu gia c%ng cần ch' ý đn phương pháp gia c%ng. Thit bị gia c%ng thường được
thit k với các tính năng riêng biệt do đó chỉ phù hợp với m%&
t s chủng loại nguyên liệu, việc sử
dụng nguyên liệu kh%ng đ'ng với tính năng của thit bị có thể dẫn đn thất bại trong việc gia c%ng
s!n phẩm.
Tính chất nhiệt v tính chất lưu bin của v9 &
t liệu quyt định:
- Việc chọn lựa phương pháp gia c%ng.
- L điều kiện quan t9m khi thit k khu%n.
- Việc xác định các th%ng s gia c%ng.
Câu 6) Các mối quan h" #
li"n quan đến chất lượng sản phẩm gia công polymer
Tính chất của s!n phẩm chịu !nh hư#ng rất nhiều đn tính chất của v9 &
t liệu đem đi gia c%ng. Đi
với polymer, ngoi tính chất của polymer cần ch' ý đn các phụ gia được sử dụng trong c%ng thức
pha ch– chủng loại v hm lượng của ch'ng.
Th%ng s gia c%ng l m% &
t yu t quan trong trong việc quyt định sự thnh c%ng hay thất bại của
việc gia c%ng. Các th%ng s gia c%ng thường l nhiệt đ% &
, áp suất v thời gian. Các th%ng s ny có
thể được diển t! theo các đại lượng khác như v9 &
n tc, đoạn đường di chuyển …
Đ%&
chính xác của thit bị gia c%ng, đ%&
nhạy của các thit bị c!m ứng vam%&
t thit kêkhu%n thích
hợp sẽ l những yu t đóng góp vo sự thnh c%ng của việc gia c%ng m% &
t s!n phẩm chất lượng
cao.
Câu 7) Cách phân loại quá trình gia công polymer theo nhóm nhi" #
m vụ chính
Gồm 3 nhóm chính:
- Nhóm các phương pháp tạo hình: có nhiệm vụ tạo cho v9 &
t liệu có hình dạng s!n phẩm sử dụng
thu% &
c nhóm ny gồm các phưưong pháp gia c%ng như ép, ép đ'c, đ'c dưới áp suất, đùn, tạo hình
nhiệt, cắt gọt...
- Nhóm các phương pháp lắp ghép: có nhiệm vụ tạo liên kt giữa các chi tit của s!n phẩm với
nhau. Trong nhóm ny có thể kể đn phương pháp gia c%ng như: hn v phủ bề mặt (bao gồm dán
hoặc phun).
- Nhóm các phương pháp bin tính: có nhiệm vụ thay đổi cấu tr'c cấu tr'c polymer bằng phương
pháp v9 &
t lý hoặc bằng ph!n ứng hoá học như các phương pháp tr% &
n, hoạt hoá bề mặt, bin tính
polymer...
Câu 8) Cách phân loại quá trình gia công polymer trạng thái vật li" #
u và điều ki" #
n gia công
Trong quá trình gia c%ng, dưới tác dụng của nhiệt đ% &
v áp suất, trạng thái v9 &
t liệu bị bin đổi. Tuk
theo, trạng thái v9 &
t liệu v điều kiện gia c%ng, các quá trình gia c%ng polymer c ng được chia thnh
6 nhóm chính:
- Nhóm 1: Gồm các phương pháp gia c%ng # điều kiện nhiệt đ%&
, áp suất cao, v9 &
t liệu # trạng thái
ch!y nhớt trong quá trình gia c%ng. Thu% &
c nhóm ny gồm các quá trình chủ yu như sau: Ép, Đ'c
dưới áp suất, Đùn. Trong đó quá trình đ'c dưới áp suất được tin hnh # áp suất cao hơn c! (áp
suất lên đn 100 MPa), còn quá trình ép v đùn có thể tin hnh # áp suất thấp hơn.
- Nhóm 2: Gồm các phương pháp gia c%ng # điều kiện nhiệt đ%&
v áp suất, v9 &
t liệu # trạng thái
mềm cao, phổ bin nhất l các phương pháp gia c%ng v9 &
t liệu # dạng tấm. Phương pháp tạo hình
nhiệt tuk theo bề dy tấm v9 &
t liệu m áp suất sử dụng bé hơn 10 ÷ 100 lần so với các phương pháp
# nhóm 1, nhiệt đ% &
gia c%ng c ng thấp hơn.
- Nhóm 3: Gồm các phương pháp gia c%ng # điều kiện nhiệt đ%&
, áp suất gần như bình thường, v9 &
t
liệu gia c%ng c ng giữ nguyên các cấu trình ban đầu như quá trình gia c%ng cơ khí.
- Nhóm 4:Thu% &
c nhóm ny gồm các phương pháp gia c%ng sau: Đ'c kh%ng áp suất, Đ'c li t9m.
Trong đó v9 &
t liệu gia c%ng # trạng thái lỏng hoặc mềm cao # nhiệt đ% &
thường hoặc nhiệt đ% &
kh%ng
cao lắm (trường hợp có đt nóng sơ b%&
).
- Nhóm 5: Đ9y l nhóm các quá trình gia c%ng bằng cách nấu ch!y v đổ khu%n, thường được sử
dụng để gia c%ng s!n phẩm có kích thước lớn v PE l loại polymer thường được gia c%ng bằng
phương pháp ny.
- Nhóm 6: Bao gồm phương pháp hn v dán polymer, nhằm mục đích liên kt các chi tit s!n
phẩm. Trong quá trình hn, liên kt tại bề mặt tip x'c được tạo b#i quá trình khuch tán của các
mạch ph9n tử tại bề mặt tip x'c nhờ vạo sự ho tan trong dung m%i # nhiệt đ% &
thường.
Quá trình gia c%ng gắn liền với thit bị, cho nên người ta còn ph9n loại theo cách ch tạo s!n
phẩm như gia c%ng bằng phương pháp ép, đ'c, đùn, tạo hình nhiệt đ% &
...