Chương 7: TÍNH CƠ HỌC VÀ VẬT LÝ (CƠ LÝ) CỦA NHỰA IV. 1 Lực Liên Kết Trong Polymer: IV. 1. 1 Lực nối trong phân tử:  Nối nguyên tử: Các nguyên tử trong phân tử polymer tạo thành cao phân tử được nối với nhau bằng nối nguyên tử (nối cộng hoá trò) chính những nối này là lực giữ hai nguyên tử với nhau. H H C = C H H  Cộng thức cấu trúc của monomer ethylene  Sự nối: Sự phân biệt nối đơn, đôi, ba dựa trên số nối giữa các loại phân tử. Ở hình trên: 2:C=C 1:C-H  Nối đôi là nối không bão hào nghóa là nối dễ bò tách ra, khi tách ra nó có thể tạo nên nối khác với nguyên tử khác, những nối này cũng có trong hợp chất phân tử IV. 1. 2 Nội lực phân tử:  Những nội lực này không những tồn tại trong bản thân một phân tử mà cũng có giữa các phân tử sát gần nhau, lực giữa các phân tử với nhau gọi là lực tương tác giữa các phân tử. Lực này tạo ra hai phân tử hút với nhau một lực nào đó. Những lực này cũng giữ giữa các đại phân tử hổn độn trong chất dẻo. Chúng tạo cho chất dẻo độ bền kéo vì chúng giữ các phân tử với nhau và không dễ dàng tách ra nhau. * Ảnh hưởng nhiệt độ:  Chính nhiệt làm cho các phân tử di động, khi nhiệt độ tăng lên các phân tử sẽ di chuyển mạnh mẽ hơn, sự di chuyển này làm lực tương tác giữa các phân tử trên nhiệt độ nhất đònh nào đó, những phân tử này hoàn toàn bò phá vỡ cho phép các phân tử di chuyển tự do hơn, nếu nhiệt độ giảm thì sự chuyển của các phân tử sẽ giảm trở lại và những lực tương tác các phân tử sẽ có trở lại.  Chuyển động nhiệt: Nối cộng hóa trò giữa các nguyên tử của phân tử không thể tách ra bằng sự chuyển động nhiệt, lực nối này mạnh hơn và không bò phá hủy cho đến khi nào nhiệt độ cao hơn mà phân tử chòu được. Ngược với lực tương tác giữa các phân tử, lực nguyên tử không trở lại khi nhiệt độ hạ, phân tử xem như bò phá hũy.  Giản nở nhiệt: Sự di chuyển gia tăng của các phân tử kết quả là chúng cần khoảng không gian lớn hơn. VÌ vậy chất dẻo giãn nở khi nhiệt độ tăng. Sự thay đổi thể tích do thay đổi nhiệt độ gọi là “giãn nỡ nhiệt”. Sự giãn nở này phụ thuộc vào loại vật liệu, các loại chất dẻo khác nhau sẽ có độ giãn giãn nở nhiệt khác nhau. Nếu do độ thay đổi độ dài thì dùng hệ số giãn nở nhiệt dài. Trò số này càng cao có nghóa là vật liệu này sẽ giãn nở nhiều khi gia nhiệt. Thí dụ: Vật liệu PE 150 - 200 PC 60 - 70 Thép (ST) 2 - 17 Nhôm (AL) 23 IV. 2 Các Tính Chất Cơ Bản Của Vật Liệu Polymer:  Trọng lượng nhẹ và cứng.  Vật liệu cách điện, nhiệt và ẩm.  Chảy tốt có thể dùng nhiều phương pháp gia công.  Kháng nước và hóa chất.  Nhiều ứng dụng tùy thuộc vào công nghệ sản xuất.  Rẻ.  Có những tính chất đặt biệt tùy thuộc vào cấu trúc hóa học.  Không chòu nhiệt.  Độ cứng bề mặt kém.  Độ kháng dung môi thấp, ứng suất nứt thấp.  Tính chất tónh điện thấp IV. 2. 1 Tỉ trọng:  Độ kết tinh cao, tỉ trọng cao(tính chất theo tính gia công như độ co rút)  Có liên quan đến độ bean và độ uốn. . .  Giá cả vật liệu tính trên trọng lượng thể tích. TỈ TRỌNG MỘT SỐ LOẠI VẬT LIỆU VẬT LIỆU TỈ TRỌNG Kim loại 2, 9—9, 0 Gốm sứ 2, 1—3, 5 PTFE 22 PE, PP 0, 83—0, 96 Nylon 1, 09—1, 14 Polyacetal 1, 425 Polycacbonat 1, 20 GF (chất dẻo gia cường sợi thủy tin) 1, 70 IV. 2. 2 Nhiệt độ mềm:  khi vật liệu chất dẻo đặt trong điều kiện nhiệt độ tăng lean, tinh chất vật liệu sẽ xảy ra như biến dạng, phân hủy, biến thành màu vàng (lão hoá. . . ) NHỰA NHIỆT ĐỘ MỀM PTFE 288 Polyester( gia cường sợi thủy tinh) 260 Nhựa nhiệt rắn 135—160 Nhựa nhiệt dẻo 120 PE 100 PVC 49 71 IV. 2. 3 Độ giãn nở nhiệt:  Độ giãn nở nhiệt của chất dẻo rất cao. VẬT LIỆU HỆ SỐ GIÃN NỞ NHIỆT Thép 4. 10-6 Gốm sứ 1—11. 10-6 Chất dẻo 30. 10-6—310. 10-6  Chất độn vô cơ có hệ số giãn nỡ thấp hơn thép và thủy tinh IV. 2. 4 Độ dẫn nhiệt:  Độ dẫn nhiệt của chất dẻo thấp hơn thép và thủy tinh IV. 2. 5 Tỉ nhiệt:  Tỉ nhiệt của chất dẻo cao hơn thép, vật liệu thủy tinh(0, 2—0, 55) kết quả là hiệu quả năng lượng kém trong gia công cũng như tính chất chảy. IV. 2. 6 Tính chất chảy:  Tùy thuộc độ lớn vào nhiệt độ sự dụng.  Tính chất rãi cao (sự biến dạng vónh cửu với thời gian ở tỉ trọng không đổi)  Độ bền va đập thấp - đối với một số chất dẻo kỹ thuật thì độ bền va đập cao ( PC, PI, polysunfone và PPO).  Chòu bền kém khi tải dao động (Thường tải tónh thì vật liệu chòu bền tốt hơn).  Kháng dầu kém - nứt (kháng dầu cao như nylon) ứng suất nứt, biến dạng nhiệt.  Tính chất cơ học quan trọng bao gồm: Độ bền kéo, bền nén, bền va đập, modul đàn hồi và độ cứng. IV. 2. 7 Tính chất nhiệt:  Chất dẻo có độ bền nhiệt kém.  Độ kết tinh cao, nối mạch phân tử cao, trọng lượng phân tử cao hơn và nối ngang cao hơn, tính chất nhiệt cao hơn. NHIỆT ĐỘ BIẾN DẠNG DO NHIỆT (HĐT) NHỰA HĐT(0C) Silicone 316—428 PI 343 Polyester (gia cường sợi thủy tinh) 244 PPO 190 POM 170 PC 138—143 PVC(cứng) 54—74 LPPE 41 49 IV. 2. 8 Tính chất điện:  Chất dẻo thường chòu được tính cách điện tốt  Độ kháng thể tích (tức do độ kháng điện)  Nhựa có độ kháng thể tích cao: PS, PE, PMMA, PTFE 1015 1019cm  Độ kháng thể tích thay đổi theo chất độn.  Độ bền điện môi: Đo điện thế đánh thủng.  Nhựa Vinyl: 48KV/mm  Thông thường nhựa có độ hút ẩm thấp hơn thì kháng điện môi cao hơn. . Chương 7: TÍNH CƠ HỌC VÀ VẬT LÝ (CƠ LÝ) CỦA NHỰA IV. 1 Lực Liên Kết Trong Polymer: IV. 1. 1 Lực nối trong phân tử:  Nối nguyên tử: Các nguyên tử trong phân tử polymer. ẩm.  Chảy tốt có thể dùng nhiều phương pháp gia công.  Kháng nước và hóa chất.  Nhiều ứng dụng tùy thuộc vào công nghệ sản xuất.  Rẻ.  Có những tính chất đặt biệt tùy thuộc vào cấu trúc. độ dài thì dùng hệ số giãn nở nhiệt dài. Trò số này càng cao có nghóa là vật liệu này sẽ giãn nở nhiều khi gia nhiệt. Thí dụ: Vật liệu PE 150 - 200 PC 60 - 70 Thép (ST) 2 - 17 Nhôm (AL) 23 IV.