Báo cáo thí nghiệm nhập môn kỹ thuật chuyên mục polymer

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU BỘ MƠN POLYMER Báo Cáo Thí Nghiệm Nhập Mơn Kỹ Thuật Chuyên mục Polymer GVHD : Trần Tấn Đạt Danh sách nhóm : 3C3_P01 Tên thành viên MSSV 1/ Cao Kim Châu 2210351 2/ Võ Chí Cường 2210449 3/ Trương Minh Lạc 2211804 4/ Đỗ Hương Giang 2210820 Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 29 tháng 11 năm 2022 Chuyên mục Polymer Nhóm : 3C3_P01 PHẦN 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan polymer Định nghĩa: Polymer la môt khai niêm dung đê chi cac hợp chất có khối lượng phân tử lớn va cấu trúc chúng có lặp lặp lại nhiều lần mắt xích Cac mắt xích nối với thơng qua liên kêt cơng hóa tri Tính chất: - Tôn dạng chất rắn va không bay hơi, khơng có nhiêt nóng chảy xac đinh ma nóng chảy mơt khoảng nhiêt kha rơng - Khi nóng chảy, đa số polymer cho chất lỏng nhớt, đê nguôi rắn lại gọi la chất nhiêt dẻo Mơt số polymer khơng nóng chảy đun ma bi phân hủy, gọi la chất nhiêt rắn - Hầu hêt cac polyme không tan nước cac dung môi thông thường Phản ứng đặc trưng: - Phản ứng phân cắt mạch polymer - Phản ứng giữ nguyên mạch polymer - Phản ứng tăng mạch polymer Đặc điểm: 1.2 - Có khả tai chê cao - An toan tut hóa chất - Khơng dẫn điên va dẫn nhiêt - Trọng lượng nhẹ - Mau sắc vô cung đa dạng H.1.2.1: Công thức cấu tạo chuỗi polymer tinh bôt Phân loại Dựa vào nguồn gốc: - Polymer có ngn gốc từ - thiên nhiên cao su, cellulose,… - Polymer tổng hợp người tổng hợp nên polietilen, nhựa phenol- H.1.2.2: Công thức cấu tạo chuỗi polymer tơ nilon 6,6 fomanđehit… - Polymer nhân tạo (hay gọi la ban tổng hợp) lấy từ Polymer thiên nhiên va chê hóa Polymer xenlulozơ trinitrat, tơ visco,… Dựa vào cách tổng hợp: GVHD: Trần Tấn Đạt 2|14 Chuyên mục Polymer - Nhóm : 3C3_P01 Polymer trung hợp tổng hợp phản ứng trung hợp: (–CH2–CH2–)n va (–CH2–CHCl–)n - Polymer trung ngưng tổng hợp phản ứng trung ngưng: (–HN–[CH2]6–NH–CO–[CH2]4–CO–) n Dựa vào cấu trúc: - Polymer có mạch khơng phân nhanh, ví dụ như: PVC, PE, PS, cao su, xenlulozơ, tinh bơt 1.3 - Polymer có mạch nhanh, ví dụ amilopectin, glicogen - Polymer có cấu trúc mạng khơng gian, ví dụ rezit, cao su lưu hóa Ứng dụng Polymer ứng dụng nhiều lĩnh vực va nganh nghề cuôc sống: - Dung sản xuất cac loại vật dụng phục vụ cho đời sống như: ống dẫn điên, ao mưa, cac sản phẩm công nghiêp - Ứng dụng rông rãi đê thay thê cho cac sản phẩm lam gỗ, vải, da, thủy tinh, kim loại bơi chất dẻo có đặc điêm nhẹ, bền, khó vỡ va mau sắc đa dạng H.1.3.1: Ứng dụng polymer đời sống GVHD: Trần Tấn Đạt 3|14 Chuyên mục Polymer GVHD: Trần Tấn Đạt Nhóm : 3C3_P01 4|14 Chuyên mục Polymer Nhóm : 3C3_P01 PHẦN 2: NGUYÊN LIỆU 2.1 Nhựa UPE - Cịn gọi la nhựa polyester khơng no (unsaturated polyester) - Môt hợp chất cao phân tử va la môt sản phẩm trung ngưng phân tử tương đối thấp polyol polyacid ma có polyol polyacid hai chứa nối đơi - Có thê đóng rắn ap suất thấp khơng có ap suất, khơng đun nóng ma H.2.1.1: Hình ảnh thực tê nhựa UPE nhiêt thường - Được ứng dụng rông rãi kỹ thuật lam vật liêu đúc khuôn, vật liêu cach điên kỹ thuật vô tuyên điên, xi măng hữu cơ, mang phủ, Va đặc biêt la ứng dụng đê tổng hợp vật liêu Composite 2.2 Cao su Silicon - La cao su tổng hợp Được tổng hợp cach thay đổi silicon - Tính khang nhiêt cao tốt cac loại cao su hữu truyền thống - Có khả chống lại cac ozon va tia cực tím - Đô bền kéo thấp va đô rach thấp so với cao su hữu Tuy nhiên nhiêt cao, cho thấy khả kéo va kéo tuyêt vời - Được sử dụng cho nhiều ứng dụng dụng cụ nấu ăn, điên tử, cac ứng dụng ô tô, 2.3 Sợi thủy tinh - La môt vật liêu bao gôm nhiều sợi thủy tinh - Đô đan hôi cao - Khả cach nhiêt tốt GVHD: Trần Tấn Đạt 5|14 Chuyên mục Polymer - Khả chống thấm tốt - Đô bền cao - Ứng dụng sợi thủy tinh trong: Nhóm : 3C3_P01 o Sản xuất lấy sang sợi thủy tinh composite o Sản xuất vật liêu xây dựng o Sản xuất cac linh kiên điên tử GVHD: Trần Tấn Đạt H.2.3.1: Hình ảnh thực tê sợi thủy tinh 6|14 Chuyên mục Polymer Nhóm : 3C3_P01 PHẦN 3: QUY TRÌNH CHẾ TẠO 3.1 Quy trình chế tạo sản phẩm Composite Nhựa UPE – đóng rắn Xác định thời gian gel (~30’) Khuôn PVC dạng Làm bề mặt khuôn Tấm sợi thủy tinh Cắt thành (02 40x40) Cân khối lượng M sợi Cân nhựa Mnhựa Chống dính bề mặt khuôn ( ti lê nhựa / sợi thủy tinh = 6/4 ) Lăn lớp nhựa lót lên bề mặt khuôn Đặt sợi lên khuôn Lăn nhựa thấm lên sợi Tấm composite GVHD: Trần Tấn Đạt 7|14 Chuyên mục Polymer Nhóm : 3C3_P01 Thuyết minh qui trình chế tạo sản phẩm composite: Bước 1: Quét chống dính Đầu tiên, trước lấy khuôn cần quét môt lớp chống dính lên toan bơ bề mặt sản phẩm Lưu ý phải quét môt lớp thật kỹ lẫn ngoai nêu khơng qt chống dính khn lam bi dính với sản phẩm mẫu Tac dụng lớp chống dính la giúp qua trình lam khn khn va sản phẩm mẫu khơng bi dính với Bước 2: Phủ sợi thủy tinh chấm keo polyester Sau bước bơi chống dính la đên bước phủ sợi thủy tinh Dung sợi thủy tinh va keo poly đắp hai lớp lên bề mặt sản phẩm đê lấy mặt khuôn bên ngoai Trong qua trình chấm keo poly, cac bạn lưu ý nên chấm keo thật kỹ đê sợi thủy tinh bam vao hêt tất cac góc cạnh sản phẩm Viêc giúp cho viêc tạo khuôn sản phẩm hạn chê viêc cac góc bi khuyêt chi tiêt Sau phủ sợi thủy tinh va chấm keo, chờ khoảng tiêng đê khuôn khô va thao khuôn Lưu ý rằng, nên thao khuôn khuôn vừa khô Vì nêu đê lâu đê qua đêm khn dính chặt va khó thao Nêu qua trình đắp sợi thủy tinh va chấm keo thật kỹ, thao khn đẹp va tất chi tiêt sắc nét Bước 4: Đổ sản phẩm Sau có khn rơi, vao bước đổ sản phẩm Cũng giống lam khuôn, ban đầu qt mơt lớp chống dính vao lịng khn va viền ngoai Vì la khn nên nhớ qt chống dính thật la kỹ, nêu khơng khó đê tach sản phẩm khỏi khn Tuy thc vao loại sản phẩm va mục đích sử dụng tạo môt lớp bề mặt phủ bề mặt cho phu hợp Hầu hêt lớp bề mặt bao gôm chất lam cứng, sơn, gelcoat, bôt đa, bôt shimao… Trôn theo tỷ lê phu hợp với loại Cũng quy trình lam khn, tiêp theo la đắp hai lớp sợi thủy tinh đê sản phẩm kiên cố Sau tiên hanh trải mơt lớp nilon lên bề mặt sản phẩm đê hoan thiên Chờ từ đên tiêng đê sản phẩm khô va tach khuôn sản phẩm vừa khơ Sau chun sang cơng đoạn cuối cung Sau tach khuôn, tiên hanh cắt bỏ va mai giũa cac cạnh bên ngoai sản phẩm Cuối cung la sơn phủ lên sản phẩm đê sản phẩm bền lâu GVHD: Trần Tấn Đạt 8|14 Chuyên mục Polymer Nhóm : 3C3_P01 Đúc mẫu vật phương phap lăn tay Kỹ thuật lăn tay thực hiên cach lam ướt cac sợi thủy tinh mơt loại nhựa lỏng (có thê có khơng có chất lam cứng trơn vao) Sản phẩm tạo quy trình qua lớn đê sản xuất Kỹ thuật sử dụng đê sản xuất cac sản phẩm với số lượng nhỏ như: tau thuyền, bơn chứa hóa chất, thung xe tải… 3.2 Quy trình chế tạo sản phẩm đổ khn Nhựa pha đóng rắn Đỗ nhựa từ từ vào khn Đuổi bọt khí có nhựa Sản phẩm Khn silicon Thuyết minh qui trình chế tạo sản phẩm đổ khuôn: Bước 1: Chuẩn bị phơi - lịng khn Khơng giống cac phương phap gia công truyền thống, công nghê lam composite thiêt phải cần có khn Đê lam khn đúc composite, bạn có thê lựa chọn mơt phương an sau: • Tạo mẫu nhanh in 3D: Phương phap thường sử dụng cac may in 3D cỡ lớn đê tạo hình lịng khn nhanh chóng • Gia cơng CNC cac loại vật liêu nhôm, thép, foam, nhựa, gỗ… • Lam khuôn thủ công thông qua phương phap cắt gọt xốp, dan gỗ, đất sét… Nêu lam khuôn đất sét, ta nên mua đất sét loại kha dẻo số lị gốm, sau hỏi người ban cach giữ ẩm cho đất va thoải mai tạo hình mặt ngoai sản phẩm (cac bề mặt cong) Bước 2: Pha chế resin /epoxy Thông thường, người ta dung tỷ lê pha chất đóng rắn la 1:10.Tuy nhiên thực tê, nhựa đơng cứng qua nhanh, khơng kip xử lý nên cần pha loãng Chú ý sử dụng găng tay, trang, kiêng bảo hô Bước 3: Đắp vải sợi gia cường GVHD: Trần Tấn Đạt 9|14 Chuyên mục Polymer Nhóm : 3C3_P01 Cắt cac vải miêng nhỏ rơi qt nhựa lên mơ hình, chờ - 10 phút bắt đầu dính ap vải thủy tinh lên Miêt đều, xong quét cac lớp thứ va thứ Bề mặt composite thường có hoan thiên khơng cao nên cần thêm cơng đoạn lam phẳng 3.3 Qui trình in sản phẩm Thuyết minh qui trình in sản phẩm: Bước 1: Chuẩn bị khung Khung có thê lam gỗ; hợp kim nhôm rửa va phơi khơ Khung có thê có nhiều hình dạng khac nhau; nhiên đa số sử dụng la khung hình chữa nhật Bước 2: Pha mực Mực in cần phải chuẩn bi thật kỹ đặc biêt phải phu hợp với chất liêu in Bước 3: In thử canh tay kê Bạn cho mực lên mang đê quét lên lưới, ý quét mặt rôi sấy thật khô thật khô Tiêp tục dan phim lên mặt ngoai lưới, lấy băng dính dan góc lại Sau đó, lấy kính đê ép phim vao lưới va đem phơi anh sang mặt trời vòng phút; dung may phơi, sau bạn có thê kiêm tra sản phẩm Bước 4: In sản lượng Đanh gia chất lượng in thử, thấy sản phẩm đạt cac tiêu chí cần thiêt bạn bắt hanh in hang loạt Bước 5: Rửa khung GVHD: Trần Tấn Đạt 14 10 | Chuyên mục Polymer Nhóm : 3C3_P01 Sau phơi xong bạn gỡ phim đem khung rửa thật kỹ đê chuẩn bi cho lần in sau PHẦN 4: ỨNG DỤNG 4.1 Sản phẩm Composite - Trong nganh công nghiêp sản xuất chê tạo, vật liêu nhựa composite ln chiêm vi trí quan trọng số nhiều bô phận, thiêt bi la vỏ đông cơ, vỏ tên lửa, vỏ may bay, vỏ tau vũ trụ, khung xe may, vỏ ô tô, lốp xe … - Với đặc tính chống ăn mịn va điều kiên khắc nghiêt chiu ap lực cao, vật liêu nhựa composite sử dụng đê sản xuất ống dẫn nước sạch; ống dẫn nước thải; bê phốt nhựa composite, ống dẫn xăng dầu, bơn nhựa composite đựng hóa chất … - Khả cach điên khiên composite đóng vai trị quan trọng sản xuất thống cach điên, sứ cach điên, bảng điên, sứ cầu chì … - Ngoai ra, chúng sử dụng nhiều nganh công nghiêp chê tạo đô chơi cho trẻ em va trang trí nha cửa, văn phịng, sân vườn, … H.4.1.1: Ứng dụng sản phẩm composite cac nganh nghề 4.2 Sản phẩm đổ khuôn GVHD: Trần Tấn Đạt 14 11 | Chuyên mục Polymer Nhóm : 3C3_P01 Loại khuôn Ứng dụng Khuôn nén Cac sản phẩm đặc ruôt Cao su Khuôn thổi Ứng dụng sản xuất chai, lọ nhựa… Khuôn đun cat Sản phẩm thường la tượng, cổng nhôm, thép Khuôn đúc ap lực Khn rèn dập Sản phẩm như: van dẫn khí, kèn đông, bô phận đông Ứng dụng sản xuất ô tô, may bay, may nông nghiêp Khuôn dập đinh hình Khn ép nhựa Đơ gia dụng, thiêt bi điên, điên tử Gia công cac sản phẩm ban, ghê, dan ao xe may H.4.2.1: Ứng dụng sản phẩm đổ khuôn cac nganh nghề 4.3 Khuôn Silicol - Khuôn mẫu sản xuất đô chơi, qua tặng, đô mỹ nghê thủ công - Khuôn mẫu nganh xây dựng, trang trí nơi thất: cac sản phẩm tượng điêu khắc công giao thạch cao, vật phẩm phong thủy… - Khuôn mẫu sản xuất sản phẩm nhựa thủ công: sản phẩm nhựa cac loại, composite, polyme,… GVHD: Trần Tấn Đạt 14 H.4.3.1: Tượng thạch cao đổ từ khn silicol 12 | Chun mục Polymer Nhóm : 3C3_P01 PHẦN 5: KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 5.1 Sản phẩm đổ khn Nhận xét: Sản phẩm nhóm em thu la mơt chiêc nón, có đơi chút lêch phần khn silicon cố đinh chưa va Sản phẩm thu sau nhựa đơng đặc có mau trắng trong, ngả sang sắc vang (mơt số sản phẩm có mau vang sẫm va đục la sản phẩm day hơn, lớp nhựa phải đổ nhiều nên có mau sắc đục hơn, cịn chiêc nón có kha la mỏng, lượng nhựa dung ít, nên mau sắc sau hoan tất nhạt va hơn), sản phẩm có phần bọt khí kha nhiều (do sau đổ nhựa, cịn kha nhiều bọt khí khn chưa loại bỏ) GVHD: Trần Tấn Đạt 14 13 | Chuyên mục Polymer Nhóm : 3C3_P01 5.2.2 Sản phẩm ghép hình 3D Composite Nhận xét: Sau đợi hỗn hợp nhựa va sợi thủy tinh khơ va kêt dính, chúng em thu composite có kêt cấu kha cứng, mau sắc trắng đục, có ngả sang sắc vang, mơt mặt composite trơn lang, va mặt cịn lại kha sần sui (do phần sợi thủy tinh chưa thấm đủ nhựa) PHẦN 6: BÀN LUẬN 6.1 Bàn luận buổi thí nghiệm - Về phịng thí nghiêm: o Đầy đủ dụng cụ, hóa chất o Nơi quy rõ rang, đảm bảo an toan o Môi trường tạm ổn - Về giảng viên phụ trach: o Nhiêt tình, truyền đạt nhiều kiên thức thực tê chuyên nganh o Trợ giúp sinh viên gặp khó khăn - Về thực hanh: GVHD: Trần Tấn Đạt 14 14 | Chuyên mục Polymer Nhóm : 3C3_P01 o Mỗi viên nhóm thực hanh va biêt cach lam o Tự tạo sản phẩm hoan chinh (trừ in khn bi dính mực in cũ) o Sau thí nghiêm, sinh viên dọn dẹp sẽ, khơng pha cac thí nghiêm khac 6.2 Bàn luận chuyên ngành Polyme La nganh gắn liền với cuôc sống, ứng dụng quan trọng nhiều lĩnh vực: - Nhựa tổng hợp Polymer: PE, PP, PMM, PVC, PS, PPF, HDPE, PTFE,… - Sợi tổng hợp Polymer: o Sợi polyamid (PA hay gọi la nylon): Dung đê dêt lụa nylon, dêt bít tất, vải dêt kim, chi may o Sợi polyester (PES): Dêt tergal (dacron), tetron, pha sợi với sợi viscose đê dêt hang vải pha o Sợi polyacrylique (PAC): Dung lam nguyên liêu dêt kim (len nhân tạo) pha với cac loại sợi khac đê dêt hang vải pha o Sợi polyvinylalcol (PVA): Dung đê dêt vải quần ao blouson, quần ao lao đông, lưới đanh ca, xe dây thừng, … o Sợi polyuréthane (PU): Dung đê dêt vải lycra pha thêm cac loại sợi khac đê dêt vải o Sợi polyester – PE: Gôm loại sợi la sợi filament, xơ, sợi thô va fiberfill - Trong y học: Hòa tan nitrocellulose ether va rượu đê tạo thuốc dan Loại Polymer sử dụng với vai trò băng phẫu thuật - Hóa chất xử lí nước Polymer: o Xử lý nước thải công nghiêp cac nha may sản xuất gang thép, nha may mạ điên, chê biên thực phẩm,…va nước thải đô thi, nước thải nhuôm vải, thuôc da, nước thải dầu o Dung nganh công nghiêp giấy với vai trị la chất tạo bền khơ, chất giữ ẩm va la chất trợ lọc, giúp cải thiên chất lượng giấy, tăng cường đô bền vật lý va giảm thiêu chất xơ o Dung lam chất phụ gia va chất kêt dính chê biên thức ăn thủy sản GVHD: Trần Tấn Đạt 14 15 | Chuyên mục Polymer Nhóm : 3C3_P01 Nghiên cứu chuyên nganh polymer đóng góp lớn vao bảo vê mơi trường, tai chê va xử lý rac thải GVHD: Trần Tấn Đạt 14 16 | ... vỡ va mau sắc đa dạng H.1.3.1: Ứng dụng polymer đời sống GVHD: Trần Tấn Đạt 3|14 Chuyên mục Polymer GVHD: Trần Tấn Đạt Nhóm : 3C3_P01 4|14 Chuyên mục Polymer Nhóm : 3C3_P01 PHẦN 2: NGUYÊN LIỆU... cách tổng hợp: GVHD: Trần Tấn Đạt 2|14 Chuyên mục Polymer - Nhóm : 3C3_P01 Polymer trung hợp tổng hợp phản ứng trung hợp: (–CH2–CH2–)n va (–CH2–CHCl–)n - Polymer trung ngưng tổng hợp phản ứng.. .Chuyên mục Polymer Nhóm : 3C3_P01 PHẦN 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan polymer Định nghĩa: Polymer la môt khai niêm dung đê chi cac hợp chất có