CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT 2.1 Quan hệ cấu trúc tính chất polymer 2.2 Phân loại nhựa 2.3 Giới thiệu số loại nhựa thông dụng 2.4 Mã nhận dạng nhựa 2.5 Những tính chất kỹ thuật polymer 2.4 Mã nhận dạng nhựa 2.4 Mã nhận dạng nhựa • • • Mã nhận dạng kí hiệu đặc biệt để người sử dụng dễ nhận biết nhựa Mã nhận dạng nhựa có hình tam giác, bên có số kí hiệu cho loại nhựa Mã nhận dạng nhựa dùng để nhận biết, phân loại, tái chế biết cách sử dụng đạt yêu cầu kỹ thuật 2.5 Những tính chất kỹ thuật polymer 2.5.1 Tỷ trọng Vật liệu Tỷ trọng (g/cm ) Kim loại 2,9 – 9,0 Gốm sứ 2,1 – 5,3 Mica 2,0 – 3,8 Sợi thủy tinh Oxyt Titan Cacbonate canxi 2,54 3,9 – 4,2 ≈ 2,7 Tỷ trọng (g/cm ) Vật liệu Poly propylene PP 0,9 High Density PE (HDPE) 0,95 Low Density PE (LDPE) 0,90 Polystyrene (PS) 1,05 PolyMethyl methacrylate (PMMA) 1,14 PVC 1,40 Nylon 1,09 – 1,14 Polycacbonate PC* 1,2 PET 1,34 ABS 1,04 • • • Nhựa có tỷ trọng tương đối thấp, dao động từ 0,9 – g/cm3 Nhựa nhẹ ½ nhơm, nhẹ từ – lần so với sắt, thép, đồng, chì Đặc biệt loại nhựa gia cơng thành sản phẩm xốp có tỷ trọng thấp (0,02 – 0,1 g/cm3) có độ truyền nhiệt nhỏ Tỷ trọng cao ↔ độ kết tinh cao, độ co thể tích thấp 2.5.2 Chỉ số chảy (MI – Melt Index) • • Thể tính lưu động vật liệu gia công Phương pháp đo lường số nóng chảy ASTM D1238 ISO 1133 • • Máy đo số chảy bao gồm nịng gia nhiệt piston • Ví dụ: Chỉ số chảy PE có nghĩa với thử nghiệm trên, ta thu 3g PE chảy qua lỗ tròn Φ = 2,1 mm thời gian 10 phút, điều kiện nhiệt độ áp suất định Tải trọng đặt lên piston để tạo áp lực lên khối nhựa chảy nhớt nhiệt độ cao, dịng nhựa ngồi thơng qua miệng chảy có kích thước Φ = 2,1mm Khối lượng nhựa chảy 10 phút gọi số chảy, đơn vị gam/10 phút Ý nghĩa • • Chỉ số chảy lớn (trong sản xuất gọi Nhựa nhẹ lửa) thể tính lưu động vật liệu cao (vật liệu chảy vào khn nhanh, áp suất địi hỏi khơng cao, khn lâu mịn, kích thước hình dạng sản phẩm xác, chất lượng sản phẩm đồng đều) Chỉ số chảy q cao sản phẩm có nhiều bavia Ý nghĩa • • Hàm lượng ẩm nguyên liệu cao ảnh hưởng đến q trình gia cơng (phải kéo dài thời gian trì áp) chất lượng sản phẩm (bị cong vênh, bề mặt sần sùi, long lánh ánh bạc bề mặt, lỗ xốp sản phẩm,…)  phải sấy nhựa trước gia công Nhiệt độ thời gian sấy khác tùy theo loại nhựa o Nhiệt độ sấy ( C) Thời gian sấy (giờ) 60 – 80 1-2 PS* 70 1-2 PC 120 2–4 ABS 80 – 100 2–4 PET 130 2–4 POM 80 1–2 Nylon 6.6 80 1-2 Loại nhựa PE*, PP* 2.5.4 Mức thơng • Là mức độ thơng khó hay dễ màng nhựa (film) hay nhựa (sheet) • Đây tiêu quan trọng việc sản xuất bao bì (dạng màng) chai lọ (sản phẩm rỗng) • Tính thơng khơng khí loại màng nhựa có độ dày 0,03 mm nhiệt độ 24 oC Tính thơng qua cm /m /giờ Tên vật liệu nhựa CO2 O2 N2 PVC 2,12 0,88 0,33 LDPE 1480 – 1700 380 – 470 100 - 133 HDPE 424 – 636 117 – 175 33 – 50 PC 700 114 20 Polyester 4,24 2,34 Nylon 2,12 0,88 530 – 740 146 – 234 0,42 0,29 PP Nylon 6.6 • • Ứng dụng: PA dùng làm bao bì hút chân khơng Có thể chế tạo màng đa lớp cách ghép màng khác để tăng tính sản phẩm 2.5.5 Độ co thể tích • • • Là % chênh lệch kích thước sản phẩm sau lấy khỏi khuôn định hình ổn định kích thước so với kích thước khn Đây số quan trọng thiết kế khuôn để làm sản phẩm có độ xác kích thước cao Khi độ co rút lớn gây nhiều khuyết tật khác như: cong vênh, rạn nứt Loại nhựa VĐH Kết tinh • Mức co rút định hình (0,1%cm/cm) ABS 6,0 AS 5,0 PS 6,0 PC 7,0 POM 15 Nylon 15 Nylon 6.6 15 PBT 20 PP 20 Nhựa kết tinh có độ co rút lớn nhiều lần so với nhựa vơ định hình.* Độ co thể tích phụ thuộc vào yếu tố: • Bản chất polymer: loại polymer có giới hạn co thể tích khác Đối với loại nhựa nhiệt rắn, độ co thể tích cịn phụ thuộc vào mật độ nối ngang đóng rắn • Độ ẩm ngun liệu: Sự co thể tích ẩm chất dễ bay q trình gia cơng • • Điều kiện gia công: quan trọng nhiệt độ gia công cách thức làm nguội Chất độn: diện chất độn thường làm giảm độ co thể tích Loại nhựa VĐH Kết tinh Mức co rút định hình (0,1%cm/cm) Nhựa Sau có 30% sợi thuỷ tinh ABS 6,0 1,0 AS 5,0 0,5 PS 6,0 0,5 PC 7,0 1,0 POM 15 5,0 Nylon 15 3,5 Nylon 6.6 15 4,0 PBT 20 4,0 PP 20 4,0 2.5.6 Nhiệt độ gia công (tp – Temperature processing) • • • Nhiệt độ gia cơng nhiệt độ làm cho hỗn hợp nhựa chảy ra, đáp ứng khả gia cơng cho sản phẩm hồn hảo Nhiệt độ gia công nguyên liệu khác thường xác định thực nghiệm Khi lựa chọn nhiệt độ gia công cần lưu ý đặc điểm: nhiệt độ hóa thủy tinh, nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ phân hủy 2.5.7 Khối lượng riêng gộp (⍴g ) • Là tỷ số khối lượng vật liệu thể tích gộp (đổ đống) mà vật liệu chiếm chỗ • • Khối lượng riêng gộp khác với khối lượng riêng thật vật liệu • Khối lượng riêng gộp phụ thuộc hình dạng, kích thước, mức độ xếp chặt vật liệu Thí dụ: khối lượng riêng gộp cát khô 1200 kg/cm 3, khối lượng riêng thật 1500kg/cm3 • Khối lượng riêng gộp số liệu khơng thể thiếu tính tốn thể tích phần chứa nguyên liệu nguyên liệu thiết bị như: thể tích buồng nạp nguyên liệu máy ép phun, xilo, … 2.5.8 Hệ số nén ép K • Là tỷ số khối lượng riêng sản phẩm ( ⍴ ) khối lượng riêng gộp ( ) nguyên liệu • K thể biến đổi thể tích khối lượng vật liệu đưa vào trình gia cơng 2.5.9 Thành phần cỡ hạt – kích thước hạt • Ngun liệu có kích thước hạt đồng thuận lợi gia công: trộn lẫn với chất khác hơn, gia nhiệt dễ đồng