V t li u polymer - compositeậ ệ
C p nh p ậ ậ - 11/03/2008 17:53
I. KHÁI NI MỆ
1. Khái ni mệ
V t li u Composite là v t li u đ c ch t o t ng h p t hai hay nhi u v t li u khácậ ệ ậ ệ ượ ế ạ ổ ợ ừ ề ậ ệ
nhau nh m m c đích t o ra m t v t li u m i có tính năng u vi t h n h n v t li u banằ ụ ạ ộ ậ ệ ớ ư ệ ơ ẳ ậ ệ
đ u. V t li u Composite đ c c u t o t các thành ph n c t nh m đ m b o choầ ậ ệ ượ ấ ạ ừ ầ ố ằ ả ả
Composite có đ c các đ c tính c h c c n thi t và v t li u n n đ m b o cho cácượ ặ ơ ọ ầ ế ậ ệ ề ả ả
thành ph n c a Composite liên k t, làm vi c hài hoà v i nhau. ầ ủ ế ệ ớ
2. L ch s hình thành và phát tri n ị ử ể
V t li u Composite đã xu t hi n t r t lâu trong cu c s ng, kho ng 5.000 năm tr cậ ệ ấ ệ ừ ấ ộ ố ả ướ
Công nguyên ng i c đ i đã bi t v n d ng v t li u composite vào cu c s ng ( ví d :ườ ổ ạ ế ậ ụ ậ ệ ộ ố ụ
s d ng b t đá tr n v i đ t sét đ đ m b o s dãn n trong quá trình nung đ g m).ử ụ ộ ộ ớ ấ ể ả ả ự ở ồ ố
Ng i Ai C p đã bi t v n d ng v t li u Composite t kho ng 3.000 năm tr c Côngườ ậ ế ậ ụ ậ ệ ừ ả ướ
nguyên, s n ph m đi n hình là v thuy n làm b ng lau, s y t m pitum v sau này cácả ẩ ể ỏ ề ằ ậ ẩ ề
thuy n đan b ng tre chát mùn c a và nh a thông hay các vách t ng đan tre chát bùn v iề ằ ư ự ườ ớ
r m, d là nh ng s n ph m Composite đ c áp d ng r ng rãi trong đ i s ng xã h i. Sơ ạ ữ ả ẩ ượ ụ ộ ờ ố ộ ự
phát tri n c a v t li u composite đã đ c kh ng đ nh và mang tính đ t bi n vào nh ngể ủ ậ ệ ượ ẳ ị ộ ế ữ
năm 1930 khi mà stayer và Thomat đã nghiên c u, ng d ng thành công s i thu tinh;ứ ứ ụ ợ ỷ
Fillis và Foster dùng gia c ng cho Polyeste không no và gi i pháp này đã đ c áp d ngườ ả ượ ụ
r ng rãi trong ngành công nghi p ch t o máy bay, tàu chi n ph c v cho đ i chi n thộ ệ ế ạ ế ụ ụ ạ ế ế
gi i l n th c hai. Năm 1950 b c đ t phá quan tr ng trong ngành v t li u Composite đóớ ầ ứ ướ ộ ọ ậ ệ
là s xu t hi n nh a Epoxy và các s i gia c ng nh Polyeste, nylon,… T năm 1970ự ấ ệ ự ợ ườ ư ừ
đ n nay v t li u composite n n ch t d o đã đ c đ a vào s d ng r ng rãi trong cácế ậ ệ ề ấ ẻ ượ ư ử ụ ộ
ngành công nghi p và dân d ng,y t , th thao, quân s vv... ệ ụ ế ể ự
3. u đi m Ư ể
Tính u vi t c a v t li u Composite là kh năng ch t o t v t li u này thành các k tư ệ ủ ậ ệ ả ế ạ ừ ậ ệ ế
c u s n ph m theo nh ng yêu c u k thu t khác nhau mà ta mong mu n, các thànhấ ả ẩ ữ ầ ỹ ậ ố
ph n c t c a Composite có đ c ng, đ b n c h c cao, v t li u n n luôn đ m b o choầ ố ủ ộ ứ ộ ề ơ ọ ậ ệ ề ả ả
các thành ph n liên k t hài hoà t o nên các k t c u có kh năng ch u nhi t và ch u s ănầ ế ạ ế ấ ả ị ệ ị ự
mòn c a v t li u trong đi u ki n kh c nghi t c a môi tr ng M t trong các ng d ngủ ậ ệ ề ệ ắ ệ ủ ườ ộ ứ ụ
có hi u qu nh t đó là Composite polyme, đây là v t li u có nhi u tính u vi t và cóệ ả ấ ậ ệ ề ư ệ
kh năng áp d ng r ng rãi, tính ch t n i b t là nh , đ b n cao, ch u môi tr ng, r l pả ụ ộ ấ ổ ậ ẹ ộ ề ị ườ ễ ắ
đ t, có đ b n riêng và các đ c tr ng đàn h i cao, b n v ng v i môi tr ng ăn mòn hoáặ ộ ề ặ ư ồ ề ữ ớ ườ
h c, đ d n nhi t, d n đi n th p. Khi ch t o m t nhi t đ và áp su t nh t đ nh dọ ộ ẫ ệ ẫ ệ ấ ế ạ ở ộ ệ ộ ấ ấ ị ễ
tri n kh đ c các th pháp công ngh , thu n l i cho quá trình s n xu t. ể ả ượ ủ ệ ậ ợ ả ấ
II. PHÂN LO I COMPOSITEẠ
V t li u composite đ c phân lo i theo hình d ng và theo b n ch t c a v t li u thànhậ ệ ượ ạ ạ ả ấ ủ ậ ệ
ph n. ầ
1 - Phân lo i theo hình d ngạ ạ
a. V t li u composite đ n d ng s i: ậ ệ ộ ạ ợ
Khi v t li u tăng c ng có d ng s i, ta g i đó là composite đ n d ng s i, ch t đ nậ ệ ườ ạ ợ ọ ộ ạ ợ ấ ộ
d ng s i gia c ng tăng c lý tính cho polymer n n. ạ ợ ườ ơ ề
b. V t li u composite đ n d ng h t : ậ ệ ộ ạ ạ
Khi v t li u tăng c ng có d ng h t, các ti u phân h t đ n phân tán vào polymer n n.ậ ệ ườ ạ ạ ể ạ ộ ề
H t khác s i ch nó không có kích th c u tiên. ạ ợ ở ỗ ướ ư
2 - Phân lo i theo b n ch t, thành ph nạ ả ấ ầ
•Composite n n h u c ( nh a, h t) cùng v i v t li u c t có d ng: s i h u cề ữ ơ ự ạ ớ ậ ệ ố ạ ợ ữ ơ
(polyamide, kevlar…), S i khoáng ( th y tinh, carbon…), s i kim lo i (Bo, nhôm...) ợ ủ ợ ạ
•Composite n n kim lo i: n n kim lo i ( h p kim Titan, h p kim Al,…) cùng v i đ nề ạ ề ạ ợ ợ ớ ộ
d ng h t: s i kim lo i (Bo), s i khoáng ( Si, C)… ạ ạ ợ ạ ợ
•Composite n n khoáng (g m) v i v t li u c t d ng: s i kim lo i (Bo), h t kim lo iề ố ớ ậ ệ ố ạ ợ ạ ạ ạ
(ch t g m), h t g m (cacbua, Nit )… ấ ố ạ ố ơ
III. C U T O C A V T LI U COMPOSITEẤ Ạ Ủ Ậ Ệ
1 – Polymer n nề
Là ch t k t dính, t o môi tr ng phân tán, đóng vai trò truy n ng su t sang đ n khi cóấ ế ạ ườ ề ứ ấ ộ
ngo i l c tác d ng lên v t li u. ạ ự ụ ậ ệ
Có th t o thành t m t ch t ho c h n h p nhi u ch t đ c tr n l n m t cách đ ngể ạ ừ ộ ấ ặ ỗ ợ ề ấ ượ ộ ẫ ộ ồ
nh t t o th liên t c. ấ ạ ể ụ
Trong th c t , ng i ta có th s d ng nh a nhi t r n hay nh a nhi t d o làm polymerự ế ườ ể ử ụ ự ệ ắ ự ệ ẻ
n n: ề
•Nh a nhi t d o: PE, PS, ABS, PVC…đ n đ c tr n v i nh a, gia công trên máy épự ệ ẻ ộ ượ ộ ớ ự
phun tr ng thái nóng ch y. ở ạ ả
•Nh a nhi t r n: PU, PP, UF, Epoxy, Polyester không no, gia công d i áp su t và nhi tự ệ ắ ướ ấ ệ
đ cao, riêng v i epoxy và polyester không no có th ti n hành đi u ki n th ng, giaộ ớ ể ế ở ề ệ ườ
công b ng tay (hand lay- up method). Nhìn chung, nh a nhi t r n cho v t li u có c tínhằ ự ệ ắ ậ ệ ơ
cao h n nh a nhi t d o. ơ ự ệ ẻ
•M t s lo i nh a nhi t r n thông th ng: ộ ố ạ ự ệ ắ ườ
Polyester
Nh a polyester đ c s d ng r ng rãi trong công ngh composite, Polyester lo i nàyự ượ ử ụ ộ ệ ạ
th ng là lo i không no, đây là nh a nhi t r n, có kh năng đóng r n d ng l ng ho cườ ạ ự ệ ắ ả ắ ở ạ ỏ ặ
d ng r n n u có đi u ki n thích h p. Thông th ng ng i ta g i polyester không noở ạ ắ ế ề ệ ợ ườ ườ ọ
là nh a polyester hay ng n g n h n là polyester. ự ắ ọ ơ
Polyester có nhi u lo i, đi t các acid, glycol và monomer khác nhau, m i lo i có nh ngề ạ ừ ỗ ạ ữ
tính ch t khác nhau. Chúng có th r t khác nhau trong các lo i nh a UPE khác nhau, phấ ể ấ ạ ự ụ
thu c ch y u vào các y u t : ộ ủ ế ế ố
+ Thành ph n nguyên li u (lo i và t l tác ch t s d ng) ầ ệ ạ ỷ ệ ấ ử ụ
+ Ph ng pháp t ng h p ươ ổ ợ
+ Tr ng l ng phân t ọ ượ ử
+ H đóng r n (monomer, ch t xúc tác, ch t xúc ti n) ệ ắ ấ ấ ế
+ H ch t đ n ệ ấ ộ
B ng cách thay đ i các y u t trên, ng i ta s t o ra nhi u lo i nh a UPE có các tínhằ ổ ế ố ườ ẽ ạ ề ạ ự
ch t đ c bi t khác nhau tùy thu c vào yêu c u s d ng. ấ ặ ệ ộ ầ ử ụ
Có hai lo i polyester chính th ng s d ng trong công ngh composite. Nh aạ ườ ử ụ ệ ự
orthophthalic cho tính kinh t cao, đ c s d ng r ng rãi. Còn nh a isophthalic l i cóế ượ ử ụ ộ ự ạ
kh năng kháng n c tuy t v i nên đ c xem là v t li u quan tr ng trong công nghi p,ả ướ ệ ờ ượ ậ ệ ọ ệ
đ c bi t là hàng h i. ặ ệ ả
Đa s nh a polyester có màu nh t, th ng đ c pha loãng trong styrene. L ng styreneố ự ạ ườ ượ ượ
có th lên đ n 50% đ làm gi m đ nh t c a nh a, d dàng cho quá trình gia công.ể ế ể ả ộ ớ ủ ự ễ
Ngoài ra, styrene còn làm nhi m v đóng r n t o liên k t ngang gi a các phân t màệ ụ ắ ạ ế ữ ử
không có s t o thành s n ph m ph nào. Polyester còn có kh năng ép khuôn mà khôngự ạ ả ẩ ụ ả
c n áp su t. ầ ấ
Polyester có th i gian t n tr ng n là do hi n t ng t đóng r n c a nó sau m t th iờ ồ ữ ắ ệ ượ ự ắ ủ ộ ờ
gian. Thông th ng, ng i ta thêm vào m t l ng nh ch t c ch trong quá trình t ngườ ườ ộ ượ ỏ ấ ứ ế ổ
h p polyester đ ngăn ng a hi n t ng này. ợ ể ừ ệ ượ
Nhà s n xu t có th cung c p nh a d ng t nhiên hay có dùng m t s ph gia. Nh aả ấ ể ấ ự ở ạ ự ộ ố ụ ự
có th đ c s n xu t đ ch c n cho xúc tác vào là s d ng đ c. Nh đã đ c p ể ượ ả ấ ể ỉ ầ ử ụ ượ ư ề ậ ở
trên, c n ph i có th i gian đ polyester t đóng r n. T c đ trùng h p quá ch m choầ ả ờ ể ự ắ ố ộ ợ ậ
m c đích s d ng, vì v y c n dùng ch t xúc tác và ch t xúc ti n đ đ t đ trùng h pụ ử ụ ậ ầ ấ ấ ế ể ạ ộ ợ
c a nh a trong m t kho ng th i gian nào đó. ủ ự ộ ả ờ
Khi đã đóng r n, polyester r t c ng và có kh năng kháng hoá ch t. Quá trình đóng r nắ ấ ứ ả ấ ắ
hay t o k t ngang đ c g i là quá trình Polymer hóa. Đây là ph n ng hoá h c ch cóạ ế ượ ọ ả ứ ọ ỉ
m t chi u. C u trúc không gian này cho phép nh a ch u t i đ c mà không b giòn. ộ ề ấ ự ị ả ượ ị
C n ph i chu n b h n h p nh a tr c khi s d ng. Nh a và các ph gia khác ph iầ ả ẩ ị ỗ ợ ự ướ ử ụ ự ụ ả
đ c phân tán đ u tr c khi cho xúc tác vào. Ph i khu y đ u và c n th n đ lo i bượ ề ướ ả ấ ề ẩ ậ ể ạ ỏ
b t khí trong nh a nh h ng quá trình gia công. Đi u này r t quan tr ng do b t khí cònọ ự ả ưở ề ấ ọ ọ
trong nh a s nh h ng tính ch t c lý, làm c u trúc s n ph m b y u. C n ph i chú ýự ẽ ả ưở ấ ơ ấ ả ẩ ị ế ầ ả
r ng vi c dùng xúc tác và xúc ti n v i hàm l ng v a đ s cho v t li u nh ng tínhằ ệ ế ớ ượ ừ ủ ẽ ậ ệ ữ
ch t t t nh t. N u quá nhi u xúc tác s làm quá trình gel hoá x y ra nhanh h n, ng cấ ố ấ ế ề ẽ ả ơ ượ
l i, n u ít xúc tác quá trình đóng r n s b ch m l i. ạ ế ắ ẽ ị ậ ạ
Vinylester
Vinylester có c u trúc t ng t nh polyester, nh ng đi m khác bi t ch y u c a nóấ ươ ự ư ư ể ệ ủ ế ủ
v i polyester là v trí ph n ng, th ng là cu i m ch phân t do vinyl ester ch có k tớ ị ả ứ ườ ở ố ạ ử ỉ ế
đôi C=C hai đ u m ch mà thôi. Toàn b chi u dài m ch phân t đ u s n ch u t i,ở ầ ạ ộ ề ạ ử ề ẵ ị ả
nghĩa là vinylester dai và đàn h i h n polyester. Vinylester có ít nhóm ester h n polyester,ồ ơ ơ
nhóm ester r t d b th y phân, t c là vinylester kháng n c t t h n các polyester khác,ấ ễ ị ủ ứ ướ ố ơ
do v y nó th ng đ c ng d ng làm ng d n và b n ch a hoá ch t. ậ ườ ượ ứ ụ ố ẫ ồ ứ ấ
Khi so sánh v i polyester thì s nhóm ester trong vinyl ester ít h n, nghĩa là vinyl ester ítớ ố ơ
b nh h ng b i ph n ng th y phân. Th ng dùing v t li u này nh là l p ph bênị ả ưở ở ả ứ ủ ườ ậ ệ ư ớ ủ
ngoài cho s n ph m ng p trong n c, nh là v ngoài c a tàu, thuy n. C u trúc đóngả ẩ ậ ướ ư ỏ ủ ề ấ
r n c a vinyl ester có khuynh h ng dai h n polyester, m c dù đ đ t tính ch t này,ắ ủ ướ ơ ặ ể ạ ấ
nh a c n nhi t đ cao sau đóng r n. ự ầ ệ ộ ắ
Epoxy
Epoxy là đ i di n cho m t s nh a có tính năng t t nh t hi n nay. Nói chung, epoxy cóạ ệ ộ ố ự ố ấ ệ
tính năng c lý, kháng môi tr ng h n h n các nh a khác, là lo i nh a đ c s d ngơ ườ ơ ẳ ự ạ ự ượ ử ụ
nhi u nh t trong các chi ti t máy bay. V i tính ch t k t dính và kh năng kháng n cề ấ ế ớ ấ ế ả ướ
tuy t v i c a mình, epoxy r t lý t ng đ s d ng trong ngành đóng tàu, là l p lót chínhệ ờ ủ ấ ưở ể ử ụ ớ
cho tàu ch t l ng cao ho c là l p ph bên ngoài v tàu hay thay cho polyester d bấ ượ ặ ớ ủ ỏ ễ ị
th y phân b i n c và gelcoat. ủ ở ướ
Nh a epoxy đ c t o thành t nh ng m ch phân t dài, có c u trúc t ng t vinylester,ự ượ ạ ừ ữ ạ ử ấ ươ ự
v i nhóm epoxy ph n ng v trí cu i m ch. Nh a epoxy không có nhóm ester, do đóớ ả ứ ở ị ố ạ ự
kh năng kháng n c c a epoxy r t t t. Ngoài ra, do có hai vòng th m v trí trung tâmả ướ ủ ấ ố ơ ở ị
nên nh a epoxy ch u ng su t c và nhi t nó t t h n m ch th ng, do v y, epoxy r tự ị ứ ấ ơ ệ ố ơ ạ ẳ ậ ấ
c ng, dai và kháng nhi t t t. ứ ệ ố
Nh a epoxy, ta dùng ch t đóng r n đ t o m ng không gian ba chi u. Ch t đóng r n aự ấ ắ ể ạ ạ ề ấ ắ ư
s d ng là amine, đ c cho vào epoxy, lúc này gi a chúng s x y ra ph n ng hoá h c.ử ụ ượ ữ ẽ ả ả ứ ọ
Th ng nhóm epoxy s ph n ng k t kh i v i nhóm amine, t o ra c u trúc phân t baườ ẽ ả ứ ế ố ớ ạ ấ ử
chi u ph c t p. Amine k t h p v i epoxy theo m t t l nh t đ nh, đây là y u t quanề ứ ạ ế ợ ớ ộ ỉ ệ ấ ị ế ố
tr ng vì vi c tr n đúng t l đ m b o cho ph n ng x y ra hoàn toàn. N u t l tr nọ ệ ộ ỉ ệ ả ả ả ứ ả ế ỉ ệ ộ
không đúng thì nh a ch a ph n ng ho c ch t đóng r n còn d trong h n h p s nhự ư ả ứ ặ ấ ắ ư ỗ ợ ẽ ả
h ng đ n tính ch t s n ph m sau đóng r n. ưở ế ấ ả ẩ ắ
Đ đ m b o t l ph i tr n chính xác, nhà s n xu t th ng công th c hoá các thànhể ả ả ỉ ệ ố ộ ả ấ ườ ứ
ph n và đ a ra m t t l tr n đ n gi n b ng cách đo kh i l ng hay th tích c a chúng.ầ ư ộ ỉ ệ ộ ơ ả ằ ố ượ ể ủ
C nh a epoxy l ng và tác nhân đóng r n đ u có đ nh t th p thu n l i quá trình giaả ự ỏ ắ ề ộ ớ ấ ậ ợ
công. Epoxy đóng r n d dàng và nhanh chóng nhi t đ phòng t 5-150oC, tuỳ cáchắ ễ ở ệ ộ ừ
l a ch n ch t đóng r n. M t trong nh ng u đi m n i b t c a epoxy là co ngót th pự ọ ấ ắ ộ ữ ư ể ổ ậ ủ ấ
trong khi đóng r n. L c k t dính, tính ch t c lý c a epoxy đ c tăng c ng b i tínhắ ự ế ấ ơ ủ ượ ườ ở
cách đi n và kh năng kháng hoá ch t. ệ ả ấ
ng d ng c a epoxy r t đa d ng, nó đ c dùng làm: keo dán, h n h p x lý b m t,Ứ ụ ủ ấ ạ ượ ỗ ợ ử ề ặ
h n h p đ , sealant, b t trét, s n. ỗ ợ ổ ộ ơ
2 – Ch t đ n( c t) ấ ộ ố Đóng vai trò là ch t ch u ng su t t p trung vì đ n th ng có tínhấ ị ứ ấ ậ ộ ườ
ch t c lý cao h n nh a. Ng i ta đánh giá đ n d a trên các đ c đi m sau: ấ ơ ơ ự ườ ộ ự ặ ể
•Tính gia c ng c h c. ườ ơ ọ
•Tính kháng hoá ch t, môi tr ng, nhi t đ . ấ ườ ệ ộ
•Phân tán vào nh a t t. ự ố
•Truy n nhi t, gi i nhi t t t. ề ệ ả ệ ố
•Thu n l i cho quá trình gia công. ậ ợ
•Giá thành h , nh . ạ ẹ
Tuỳ thu c vào t ng yêu c u cho t ng lo i s n ph m mà ng i ta có th ch n lo i v tộ ừ ầ ừ ạ ả ẩ ườ ể ọ ạ ậ
li u đ n cho thích h p. Có hai d ng đ n: ệ ộ ợ ạ ộ
•Đ n d ng s i: s i có tính năng c lý hoá cao h n đ n d ng h t, tuy nhiên, s i có giáộ ạ ợ ợ ơ ơ ộ ạ ạ ợ
thành cao h n, th ng dùng đ ch t o các lo i v t li u cao c p nh : s i th y tinh, s iơ ườ ể ế ạ ạ ậ ệ ấ ư ợ ủ ợ
carbon, s i Bo, s i cacbua silic, s i amide… ợ ợ ợ
•Đ n d ng h t: th ng đ c s d ng là : silica, CaCO3, v y mica, v y kim lo i, đ nộ ạ ạ ườ ượ ử ụ ẩ ẩ ạ ộ
khoáng, cao lanh, đ t sét, b t talc, hay graphite, carbon… kh năng gia c ng c tínhấ ộ ả ườ ơ
c a ch t đ n d ng h t d c s d ng v i m c đích sau: ủ ấ ộ ạ ạ ượ ử ụ ớ ụ
- Gi m giá thành ả
- Tăng th tích c n thi t đ i v i đ n tr , tăng đ b n c lý, hoá, nhi t, đi n, kh năngể ầ ế ố ớ ộ ơ ộ ề ơ ệ ệ ả
ch m cháy đ i v i đ n tăng c ng. ậ ố ớ ộ ườ
- D đúc khuôn, gi m s t o b t khí trong nh a có đ nh t cao. ễ ả ự ạ ọ ự ộ ớ
- C i thi n tính ch t b m t v t li u, ch ng co rút khi đóng r n, che khu t s i trong c uả ệ ấ ề ặ ậ ệ ố ắ ấ ợ ấ
t o tăng c ng s i, gi m to nhi t khi đóng r n. ạ ườ ợ ả ả ệ ắ
C t s i cũng có th là s i t nhiên (s i đay, s i gai, s i lanh, x d a, x tre, bông…), cóố ợ ể ợ ự ợ ợ ợ ơ ừ ơ
th là s i nhân t o (s i thu tinh, s i v i, s i poliamit…). Tuỳ theo yêu c u s d ng màể ợ ạ ợ ỷ ợ ả ợ ầ ử ụ
ng i ta ch t o s i thành nhi u d ng khác nhau : s i ng n, s i dài, s i r i, t m s i…. ườ ế ạ ợ ề ạ ợ ắ ợ ợ ố ấ ợ
Vi c tr n thêm các lo i c t s i này vào h n h p có tác d ng làm tăng đ b n c h cệ ộ ạ ố ợ ỗ ợ ụ ộ ề ơ ọ
cũng nh đ b n hoá h c c a v t li u PC nh : kh năng ch u đ c va đ p ; đ giãn nư ộ ề ọ ủ ậ ệ ư ả ị ượ ậ ộ ở
cao ; kh năng cách âm t t ; tính ch u ma sát- mài mòn ; đ nén, đ u n d o và đ kéoả ố ị ộ ộ ố ẻ ộ
đ t cao ; kh năng ch u đ c trong môi tr ng ăn mòn nh : mu i, ki m, axít… Nh ngứ ả ị ượ ườ ư ố ề ữ
kh năng đó đã ch ng t tính u vi t c a h th ng v t li u PC m i so v i các lo iả ứ ỏ ư ệ ủ ệ ố ậ ệ ớ ớ ạ
Polyme thông th ng. Và, cũng chính vì nh ng tính năng u vi t âý mà h th ng v tườ ữ ư ệ ệ ố ậ
li u PC đã đ c s d ng rông rãi trong s n xu t cũng nh trong đ i s ng. ệ ượ ử ụ ả ấ ư ờ ố
3 – Ch t pha loãngấ
Tính ch t cu polyester ph thu c không nh ng vào hàm l ng n i đôi và nhóm ete, vàoấ ả ụ ộ ữ ượ ố
m ch th m hay th ng, m c đ đa t mà còn ph thu c vào tính ch t cu tác nhân n iạ ơ ẳ ứ ộ ụ ụ ộ ấ ả ố
ngang – monomer.
Các monomer khâu m ch ngang đ c dùng đ đ ng trùng h p v i các n i đôi trongạ ượ ể ồ ợ ớ ố
nh a UPE, t o k t ngang, th ng là ch t có đ nh t th p (d ng l ng) nên còn có tácự ạ ế ườ ấ ộ ớ ấ ạ ỏ
d ng làm gi m đ nh t c a h n h p, do v y chúng còn đ c g i là ch t pha loãng.ụ ả ộ ớ ủ ỗ ợ ậ ượ ọ ấ
Monomer pha loãng ph i th a mãn các đi u ki n sau: ả ỏ ề ệ
•Đ ng trùng h p t t v i polyester, không trùng h p riêng r t o s n ph m không đ ngồ ợ ố ớ ợ ẽ ạ ả ẩ ồ
nh t, làm nh h ng đ n tính ch t cu s n ph m, ho c còn sót l i monomer làm s nấ ả ưở ế ấ ả ả ẩ ặ ạ ả
ph m m m d o, kém b n. ẩ ề ẻ ề
•Monomer ph i t o h n h p đ ng nh t v i polyester, t t nh t là dung môi cho polyester.ả ạ ỗ ợ ồ ấ ớ ố ấ
Lúc đó nó hoà tan hoàn toàn vào gi a các m ch phân t polyester, t o thu n l i choữ ạ ử ạ ậ ợ
ph n ng đóng r n và t o đ nh t thu n l i cho quá trình gia công ả ứ ắ ạ ộ ớ ậ ợ
•Nhi t đ sôi cao, khó bay h i trong quá trình gia công và b o qu n. ệ ộ ơ ả ả
•Nhi t ph n ng đ ng trùng h p th p, s n ph m đ ng trùng h p ít co rút. ệ ả ứ ồ ợ ấ ả ẩ ồ ợ
•Ít đ c. ộ
Đ đóng r n polyester, ng i ta dùng các monomer : styrene, metyl meta acrylat (MMA),ể ắ ườ
vinyl, triallil xianuarat, … trong đó styrene đ c s d ng nhi u nh t do có nh ng tínhượ ử ụ ề ấ ữ
ch t u vi t: ấ ư ệ
•Có đ nh t th p. ộ ớ ấ
•T ng h p t t v i polyester, kh năng đ ng trùng h p cao, t trùng h p th p. ươ ợ ố ớ ả ồ ợ ự ợ ấ
•Đóng r n nh a nhanh. ắ ự
•S n ph m ch u th i ti t t t, c lý tính cao, cách đi n t t. ả ẩ ị ờ ế ố ơ ệ ố
•Kh năng t b c cháy th p. ả ự ố ấ
4 – Ch t tách khuôn, ch t làm kín và các ph gia khácấ ấ ụ
•Ch t róc khuôn ấ
- Ch t róc khuôn có tác d ng ngăn c n nh a bám dính vào b m t khuôn. ấ ụ ả ự ề ặ
- Ch t róc khuôn dùng trong đ p tay là lo i ch t róc khuôn ngo i đ c bôi tr c ti p lênấ ắ ạ ấ ạ ượ ự ế
khuôn.
- M t s ch t róc khuôn: wax, silicon, d u m , m heo… ộ ố ấ ầ ỏ ỡ
•Ch t làm kín: ấ
- V i khuôn làm t các v t li u x p nh g , th ch cao thì c n ph i bôi ch t làm kínớ ừ ậ ệ ố ư ỗ ạ ầ ả ấ
tr c khi dùng ch t róc khuôn. ướ ấ
- Các ch t làm kín xâm nh p vào các l x p, ngăn ch n nh a bám vào. ấ ậ ỗ ố ặ ự
- M t s ch t làm kín: Cellulose acetate, wax, silicon, stearic acid, nh a furane, véc ni,ộ ố ấ ự
s n mài… ơ
•Ch t t y b t khí ấ ẩ ọ
- B t khí làm s n ph m composite b gi m đ ch u l c, đ ch u th i ti t và th m m bọ ả ẩ ị ả ộ ị ự ộ ị ờ ế ẩ ỹ ề
m t. ặ
- L ng th ng s d ng: 0.2-0.5% l ng nh a. ượ ườ ử ụ ượ ự
- L u ý: nên cho ch t t y b t khí vào nh a tr c khi dùng các thành ph n khác. ư ấ ẩ ọ ự ướ ầ
•Ch t th m t s i: ấ ấ ướ ợ
- Có tác d ng tăng kh năng th m t s i giúp s d ng đ n nhi u h n. ụ ả ấ ướ ợ ử ụ ộ ề ơ
- L ng dùng: 0.5-1.5% so v i đ n. ượ ớ ộ
•Ch t tăng đ phân tán ấ ộ
•Ch t ngăn thoát h i styrene ấ ơ
5 – Xúc tác – Xúc ti nế
•Xúc tác
Các ch t xúc tác ch đ c cho vào nh a tr c khi gia công. Vai trò c a chúng là t o g cấ ỉ ượ ự ướ ủ ạ ố
t do kích đ ng cho quá trình xúc tác ph n ng đ ng trùng h p. ự ộ ả ứ ồ ợ
Tác nhân kích thích cho s t o thành g c t do có th là ch t xúc ti n, b c x ánh sáng,ự ạ ố ự ể ấ ế ứ ạ
tia t ngo i hay nhi t đ . ử ạ ệ ộ
Ch t xúc tác g m các lo i ấ ồ ạ
Xúc tác Peroxide
+ Peroxide : thông d ng nh t là benzoil-peroxide ụ ấ
Nó là lo i b t tr ng, t n t i ba d ng : khô (kho ng 5% m), paste trong n c (kho ngạ ộ ắ ồ ạ ở ạ ả ẩ ướ ả
25% n c), và thông d ng nh t là paste trong tricresyl-phosphonate hay dimetyl phthalateướ ụ ấ
(kho ng 70% peroxide). Nó đ c dùng đ đóng r n nh a polyester ( nhi t đ kho ngả ượ ể ắ ự ở ệ ộ ả
trên 80Oc) và th ng đ c dùng v i t l 0,5-2% so v i nh a. Khi cho vào nh a nóườ ượ ớ ỉ ệ ớ ự ự
th ng d ng paste vì d ng ườ ở ạ ở ạ
Ngoài ra các ch t xúc tác thu c lo i peroxide còn có: ấ ộ ạ
+ Di-t-butyl peroxide (CH3)3-C-O-O-C-(CH3)3
+ Di-acetyl peroxide (CH3)3-CO-O-O-OC-(CH3)3
+ Hydroperoxide :
+ t-butyl-hydroperoxide (CH3)3-COOH
+ Cumen-hydroperoxide C6H5-C-(CH3)2-O-OH
Hai lo i MEKP và HCH đ c dùng đ đóng r n ngu i cho nh a polyester. ạ ượ ể ắ ộ ự
MEKP là tên vi t t t cu metyl ethyl keton peroxide, nó th c ch t là h n h p c a m tế ắ ả ự ấ ỗ ợ ủ ộ
s h p ch t peroxide, thành ph n thay đ i tùy thu c vào nhà s n xu t. Nó là ch t oxiố ợ ấ ầ ổ ộ ả ấ ấ
hoá m nh nên ph i tránh ti p xúc v i oxi. ạ ả ế ớ
HCH là s n ph m ph n ng gi a hydroperoxide v i cyclohexanol peroxide và đ c g iả ẩ ả ứ ữ ớ ượ ọ
tên là cyclo-hexanol peroxide. Tuy nhiên nó là h n h p c a ít nh t hai trong b n ch t sauỗ ợ ủ ấ ố ấ
(theo Criegree, Schorenberg và Becke)
Xúc tác azo và diazo
+ Diazo aminobenzen: C6H5-NH-N=N-C6H5
+ Dinitric cu acid diizobutyric: NC(CH3)2-N=N-C(CH3)2-COO-CN ả
+ Dimetyl ester cu acid diizobutyric: C2H5-OOC-C(CH3)2-N=N-C(CH3)2-COO-C2H5 ả
•Ch t xúc ti n ấ ế
Ch t xúc ti n là ch t đóng vai trò xúc tác cho ph n ng t o g c t do cu ch t xúc tác.ấ ế ấ ả ứ ạ ố ự ả ấ
Dùng ch t xúc ti n s gi m đ c nhi t đ và th i gian đóng r n m t cách đáng k vàấ ế ẽ ả ượ ệ ộ ờ ắ ộ ể
có th đóng r n ngu i. G m các lo i: ể ắ ộ ồ ạ