Báo cáo thực tập nhận thực tại Trung Tâm NCVL Polyme docx

Báo cáo thực tập nhận thực Trung Tâm NCVL Polyme Mục Lục Trang Mục lục Lời cảm ơn I Giới thiệu Trung tâm NCVL POLYME Giới thiệu chung Một số hình ảnh sản phẩm đề tài Trung tâm NCVL POLYME nghiên cứu chế tạo thành công II Nội dung kết thực tập đạt Nội dung thực tập Trung tâm NCVL POLYME Kết đạt sau đợt thực tập Trung tâm 2.1 Vật liệu Polyme Compozit 2.1.1 Vật liệu Polyme 2.1.1.1 Khái niệm 2.1.1.2 Nguồn gốc Vật liệu Polyme phân loại 2.1.2 Vật liệu Compozit 2.1.2.1 Khái niệm 2.1.2.2 Phân loại Compozit 2.2 Các phương pháp gia công vật liệu Polyme 2.2.1 Phương pháp Đùn 2.2.2 Phương pháp Đúc - Phun 2.2.3 Phương pháp Cán 10 2.2.4 Phương pháp Đùn - Thổi 10 2.2.5 Phương pháp Phun - Thổi 10 2.2.6 Phương pháp Đúc - Quay 10 2.2.7 Phương pháp lăn ép tay 11 2.3 Các phương pháp xác định tính chất Vật liệu Polyme - Compozit 11 2.3.1 Đánh giá tính chất Vật liệu Polyme thơng qua nhiệt độ hóa thủy tinh 11 2.3.2 Đánh giá tính Vật liệu Polyme - Compozit 11 2.4 Phương pháp xác định cấu trúc vật liệu Polyme - Compozit 13 2.5 Một số hình ảnh máy - thiết bị gia công vật liệu Polyme - Compozit trang bị Trung Tâm NCVL POLYME 14 III Kết Luận 15 Lời Cảm Ơn Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới: Viện kỹ thuật hóa học Trung tâm Nghiên Cứu Vật Liệu Polyme Đã cho phép tạo điều kiện giúp đỡ em thực tập Trung tâm Nghiên Cứu Vật Liệu Polyme từ ngày 15/07/2013 đến 19/07/2013 Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới TS Trần Hải Ninh TS Nguyễn Phạm Duy Linh (Trung tâm NCLV Polyme) anh/chị kỹ thuật viên xưởng , trực tiếp hướng dẫn em thực tập, hồn thành q trình thực tập Hà Nội, 07/ 2013 Sinh viên: Nguyễn Thanh Quế I.Giới thiệu chung Trung tâm nghiên cứu vật liệu polyme Giới thiệu chung Văn phòng: Nhà D1 ( Trong khuôn viên trường ĐH.Bách Khoa Hà Nội) Điện thoại: 04 38692731 * Giới thiệu: Trung tâm nghiên cứu vật liệu Polyme, thành lập ngày 4/3/1987 Giám đốc Trung tâm Trung tâm GS.TSKH Trần Vĩnh Diệu - Anh hùng lao động Đội ngũ cán có 45 người, có GS.TSKH., PGS.TS., TS v.v Trong 26 năm qua, Trung tâm đào tạo gần 500 kỹ sư đào tạo trình độ Thạc Sỹ Tiến Sỹ Đã thực thành công nhiều đề tài nghiên cứu - triển khai thuộc Chương trình cấp Nhà nước KHCN vật liệu như: KC-05-14A, KC-05-14B, KC-07-15, KHCN 03.01, KHCN 03.16, KC-02-06 v.v Kết tất đề tài ứng dụng trực tiếp thông qua dự án SXTN cấp Nhà nước, điển hình 53 vòm compozit che máy bay quân sự, 300 hệ thống bay không người lái làm mục tiêu huấn luyện bắn đạn thật cho đội phịng khơng, hàng trăm gối cầu khe co dãn cao su cốt thép, hàng trăm ngàn mét neo compozit để cố định cơng trình vào bêtơng, hàng trăm vật liệu compozit chống ăn mòn cho thiết bị công nghệ v.v Trung tâm chuyển giao cơng nghệ đào tạo nâng cao trình độ nghề nghiệp cho kỹ sư công nhân sở sản xuất Năm 1995, Trung tâm NCVL POLYME trao giải Nhất Quỹ hỗ trợ sáng tạo kỹ thuật Việt Nam (VIFOTEC) cho cơng trình "Thiết kế, chế tạo lắp đặt nhà vòm polyme compozit cho máy bay quân sự", năm 1997 trao giải thưởng Hội kỹ sư Châu năm 2000 trao Giải thưởng Nhà nước cho cơng trình "Các vật liệu tổ hợp chất lượng cao có sử dụng nguyên liệu Việt Nam" Trung tâm NCVL POLYME có sáng chế số 027 "Các hợp chất epoxy biến tính dùng làm chất tạo màng hệ sơn chống ăn mòn" Chứng nhận quyền tác giả số 83-30-002 "Sơn epoxy-laccol để bảo vệ thiết bị vận chuyển bảo quản thực phẩm lỏng" Chỉ tính từ năm 2002 đến năm 2005 cơng bố 40 cơng trình khoa học, có cơng trình đăng tạp chí quốc tế, cơng trình báo cáo Third International Workshop on Green Composites 3, Kyoto, Japan 10 cơng trình báo cáo Regional Symposium on Chemical Engineering, Hà nội Trung tâm NCVL POLYME hoàn thành Dự án Phịng thí nghiệm trọng điểm Vật liệu Polyme Compozit (2001-2004) với vốn đầu tư 55 tỷ đồng, bao gồm nhóm máy móc thiết bị: Hóa học hố lý polyme, Phân tích cấu trúc Xác định (tính chất học, tính chất nhiệt, tính chất chịu lửa, tính chất điện, tính chịu khí hậu) thiết bị cơng nghệ Trung tâm NCVL POLYME có quan hệ hợp tác tốt với GS Tori Fujii, Giám đốc Trung tâm nghiên cứu phát triển tài nguyên tre, Doshisha University, Kyoto, Japan với GS Igaas Verpoest, Catholic University of Leuven, Belgium Đã nhận thực tập sinh cao học Nhật Bản (2/2005 -2/2006) thực tập sinh kỹ sư Đức (9/2005-3/2006) đến làm việc Trung tâm Trung tâm có khả chế tạo cung cấp nhiều loại sản phẩm từ vật liệu compozit cho sản xuất công nghiệp, đời sống an ninh quốc phịng Một số hình ảnh sản phẩm đề tài Trung tâm NCVL POLYME nghiên cứu chế tạo thành công 2.1 Thực nghiên cứu chế tạo 53 vòm compozit che máy bay quân 2.2 Thực nghiên cứu chế tạo 300 hệ thống bay không người lái làm mục tiêu huấn luyện bắn đạn thật cho đội phịng khơng 2.3 Thực nghiên cứu chế tạo hàng trăm gối cầu khe co dãn cao su cốt thép 2.4 Thực nghiên cứu chế tạo vật liệu compozit ứng dụng nhiều lĩnh vực sống, vật liệu ứng dụng xử lý nước thải, ứng dụng gia cố vật liệu có khả phân hủy sinh học v.v Hình 1: Bục điện thoại cơng cộng vật liệu compozit trung tâm nghiên cứu chế tạo Hình 2: Sợi mạt tre biến tính, gia cố cho vật liệu compozit, nhằm tăng độ bền khả phân hủy sinh học II Nội dung kết thực tập đạt Nội dung thực tập Trung tâm NCVL POLYME Thời gian thực từ ngày 15/07/2013 đến ngày 19/07/2013 1.1 Ngày 15/07/2013 Nội dung: - Giới thiệu chung Trung tâm nghiên cứu vật liệu Polyme - Giới thiệu chung Vật liệu Polyme - Giới thiệu phương pháp gia công Vật liệu Polyme 1.2 Ngày 16/07/2013 Nội dung: - Giới thiệu phương pháp xác định tính chất Vật liệu Polyme - Giới thiệu hệ thống trang thiết bị Trung tâm NCVL Polyme 1.3 Ngày 17/07/2013 Nội dung: - Giới thiệu thực hành thiết bị gia công nhựa nhiệt dẻo - Giới thiệu thực hành thiết bị gia công nhựa nhiệt rắn 1.4 Ngày 18/07/2013 Nội dung: - Giới thiệu thực hành thiết bị gia công cao su 1.5 Ngày 19/07/2013 Nội dung: - Giới thiệu quan sát phương pháp xác định tính chất lý vật liệu Compozit Kết đạt sau đợt thực tập Trung tâm 2.1 Vật liệu Polyme Compozit 2.1.1 Vật liệu Polyme 2.1.1.1 Khái niệm Polyme hợp chất gồm phân tử hình thành lặp lại nhiều lần hay nhiều loại nguyên tử hay nhóm nguyên tử (đơn vị cấu tạo monome) liên kết với với số lượng lớn để tạo nên hợp chất cao phân tử Khi tính chất chúng thay đổi không đáng kể lấy thêm vào vài đơn vị cấu tạo (monome) 2.1.1.2 Nguồn gốc Vật liệu Polyme phân loại Vật liệu polyme có nguồn gốc tự nhiên (từ cỏ động vật) loài người biết đến từ nhiều kỷ Các vật liệu bao gồm gỗ, bông, da, tơ lụa v.v Đặc biệt kỷ 20, nhờ công cụ khoa học, xác định phân tử polyme cấu tạo từ phần tử hữu nhỏ, nhờ tạo cấu trúc đặc biệt phân tử polyme Kể sau chiến tranh giới II có cách mạng lĩnh vực vật liệu với xuất vật liệu polyme tổng hợp qui mô công nghiệp Các polyme tổng hợp có nhiều tính vượt trội so với sản phẩm tự nhiên, nhiều trường hợp chúng thay vật liệu truyền thống bê tơng, thép, gỗ với tính chất tương đương hiệu kinh tế cao Nhóm thứ gồm vật liệu polyme khơng có tự nhiên Chúng điều chế thông qua phản ứng tổng hợp, ví dụ polyetylen, polyamit, polyester v.v Đa số chất dẻo sử dụng thuộc nhóm Nhóm thứ hai vật liệu polyme tự nhiên điều chế nhân tạo Ví dụ nhóm cao su tự nhiên cao su tổng hợp Trong nhóm thứ ba, vật liệu gốc polyme tự nhiên biến tính hố học tạo nên vật liệu có tính chất khác hẳn ban đầu Do đa số vật liệu polyme sử dụng thuộc nhóm polyme tổng hợp nên phần xét đến vật liệu polyme tổng hợp mà không nhắc đến polyme tự nhiên Sự phân loại vật liệu polyme trình bày sơ đồ sau: 2.1.2 Vật liệu Compozit 2.1.2.1 Khái niệm Vật liệu Compozit vật liệu chế tạo tổng hợp từ hai hay nhiều vật liệu khác nhằm mục đích tạo vật liệu có tính ưu việt hẳn vật liệu ban đầu Vật liệu Compozit cấu tạo từ thành phần cốt (Pha gia cường) nhằm đảm bảo cho Compozit có đặc tính học cần thiết vật liệu (Pha liên tục) đảm bảo cho thành phần Compozit liên kết, làm việc hài hoà với Tính ưu việt vật liệu Compozit khả chế tạo từ vật liệu thành kết cấu sản phẩm theo yêu cầu kỹ thuật khác mà ta mong muốn, thành phần cốt Compozit có độ cứng, độ bền học cao, vật liệu đảm bảo cho thành phần liên kết hài hồ tạo nên kết cấu có khả chịu nhiệt chịu ăn mòn vật liệu điều kiện khắc nghiệt môi trường Một ứng dụng có hiệu Compozit polyme, vật liệu có nhiều tính ưu việt có khả áp dụng rộng rãi, tính chất bật nhẹ, độ bền cao, chịu môi trường, rễ lắp đặt, có độ bền riêng đặc trưng đàn hồi cao, bền vững với môi trường ăn mịn hố học, độ dẫn nhiệt, dẫn điện thấp Khi chế tạo nhiệt độ áp suất định dễ vận dụng thủ pháp công nghệ, thuận lợi cho trình sản xuất 2.1.2.2 Phân loại Compozit Vật liệu compozit phân loại theo hình dạng theo chất vật liệu thành phần - Phân loại theo hình dạng a Vật liệu compozit độn dạng sợi: Khi vật liệu tăng cường có dạng sợi, ta gọi compozit độn dạng sợi, chất độn dạng sợi gia cường tăng lý tính cho polyme b Vật liệu compozit độn dạng hạt : Khi vật liệu tăng cường có dạng hạt, tiểu phân hạt độn phân tán vào polyme Hạt khác sợi chỗ khơng có kích thước ưu tiên - Phân loại theo chất, thành phần • Compozit hữu (nhựa, hạt) với vật liệu cốt có dạng • Compozit kim loại: kim loại (hợp kim Titan, hợp kim Al,…) • Compozit khống (gốm) với vật liệu cốt dạng 2.2 Các phương pháp gia công vật liệu Polyme 2.2.1 Phương pháp Đùn Phương pháp đùn phương pháp chủ yếu gia công nhựa nhiệt dẻo Nguyên liệu đầu vào loại nhựa thô chất phụ gia, chất độn Nguyên liệu trộn trục đùn có rãnh xoắn, thân thiết bị nguyên liệu gia nhiệt, đẩy qua cửa đùn Cửa đùn có hình dạng hình dạng sản phẩm Sản phẩm phương pháp có hình dạng thanh, ống 2.2.2 Phương pháp Đúc - Phun Phương pháp thực gia công nhựa Gia công chi tiết phức tạp, sau đùn phun vào khuôn Phương pháp gia cơng chi tiết có thành mỏng, hình dạng phức tạp, ứng dụng nhiều ngành khác 2.2.3 Phương pháp Cán Phương pháp sử dụng để gia công nhựa nhiệt rắn, nhựa nhiệt dẻo, compozit Nguyên liệu trộn sau cán qua lăn hìn trụ đặt song song với quay chiều Có thể chỉnh khoảng cách hai lăn để thu độ dày khác sản phẩm Sản phẩm thu có dạng 2.2.4 Phương pháp Đùn - Thổi Phương pháp sử dụng gia công nhựa nhiệt dẻo.Nguyên liệu trộn sau đùn khỏi vịi đùn vào lịng khn, ngun liệu thổi dịng khí với áp suất cao vào lịng khn, ép ngun liệu điền đầy vào lịng khn Sản phẩm thường có lõi hình trụ, có dạng trụ 10 2.2.5 Phương pháp Phun - Thổi Tương tự phương pháp Đùn - Thổi, sản phẩm thường dạng chai, lọ, bình 2.2.6 Phương pháp Đúc - Quay Phương pháp dùng gia công nhựa nhiệt dẻo, nhựa nhiệt rắn Nguyên liệu thô, chất độn, phụ gia đưa vào lịng khn Hai nửa khn đóng kín lại, ngun liệu chứa bên Ngun liệu gia nhiệt thông qua hai nửa khuôn, đồng thời khuôn quay liên tục theo nhiều phương khác nhau, nhằm mục đích ngun liệu điền đầy khn theo tác dụng lực quán tính Đặc điểm phương pháp chế tạo sản phẩm có kích thước lớn có hình dáng phức tạp 2.2.7 Phương pháp lăn ép tay Phương pháp dùng để gia công vật liệu Compozit Đặc điểm phương pháp dụng cụ đơn giản, thao tác hoàn toàn tay Có thể làm sản phẩm có hình dạng lớn, phức tạp Phương pháp đảm bảo tính cao cho sản phẩm làm Nhược điểm phương pháp thời gian sản xuất lâu, làm theo số lượng nhỏ 2.3 Các phương pháp xác định tính chất Vật liệu Polyme - Compozit 2.3.1 Đánh giá tính chất Vật liệu Polyme thơng qua nhiệt độ hóa thủy tinh Chúng ta khảo sát vật liệu Polyme nhiết độ hóa thủy tinh Nhiệt độ nhiệt độ mà vật liệu Polyme bị biến tính, hay nói cách khác khơng cịn giữ ổn định trạng thái, cấu trúc, tính chất ban đầu Dựa vào ngưỡng nhiệt độ hóa thủy tinh, ta xác định vật liệu nhựa nhiệt dẻo, nhựa nhiệt rắn Từ khoanh vùng phạm vi sử dụng vật liệu, bên cạnh ta tiến hành xác định tính chất khác vật liệu cách linh hoạt xác 11 2.3.2 Đánh giá tính Vật liệu Polyme - Compozit Đánh giá tính Vật liệu Polyme - Compzozit thơng qua phép đo tính tốn thông số độ bền kéo, độ bền nén, độ bền mỏi, độ bền dão, độ bền va chạm động Qua thông số ta đánh giá tính vật liệu, xem xét kết trình nghiên cứu sản xuất vật liệu Bên cạnh đó, biết phạm vị ứng dụng vật liệu đời sống Từ ta phân loại loại vật liệu Polyme - Compozit khác nhau, cách so sánh số đặc trưng tính Ứng với độ bền kéo, ta chia làm ba loại vật liệu: vật liệu cứng - ròn, vật liệu dẻo, vật liệu mềm Xác định chúng cách thông qua đồ thị liên hệ lực kéo độ biến dạng dài mẫu vật liệu chịu tác dụng lực kéo Ứng với độ bền nén, ta chia làm hai loại vật liệu: vật liệu có modul cao, vật liệu có modul thấp Modul = Ứng suất / Độ biến dạng Dựa vào đồ thị liên hệ lực nén độ biến dạng ta xác định modul tanα ( với α góc tạo tiếp tuyến đồ thị trục hồnh) Vật liệu có modul cao vật liệu cứng - rịn Ngược lại, vật liệu có modul thấp vật liệu dẻo Tại Trung tâm NCVL Polyme có máy móc, thiết bị hỗ trợ nghiên cứu tính vật liệu Polyme - Compozit đại có độ xác cao Việc sử dụng máy, thiết bị hỗ trợ này, việc xác định tính vật liệu dễ dàng nhanh chóng Một số máy - thiết bị xác định tính vật liêu Polyme - Compozit: Thiết bị đo giá trị ma sát động vật liệu 12 Thiết bị đo độ va chạm động vật liệu Thiết bị đo vạn ( kéo, nén, uốn ) 2.4 Phương pháp xác định cấu trúc vật liệu Polyme - Compozit Phương pháp xác đinh cấu trúc Vật liệu Polyme - Compozit dựa thơng qua xác định kính hiển vi điện tử cách sửa dụng tia hồng ngoại để phân tích đánh giá chất lượng Chúng ta sử dụng kính hiển vi điện tử để xác định cấu trúc vi mô bên vật liệu, xác định ổn định cấu trúc đồng pha vật liệu Sử dụng tia hồng ngoại nhằm đánh giá tính chất bề mặt vật liệu, dự đoán phá vỡ bề mặt vật liệu Một số thiết bị hỗ trợ xác đinh cấu trúc vật liệu: Kính hiển vi điện tử dùng xác định cấu trúc vi mô 13 Thiết bị sử dụng tia hồng ngoại 2.5 Một số hình ảnh máy - thiết bị gia công vật liệu Polyme - Compozit trang bị Trung Tâm NCVL POLYME Máy lăn ép gia công vật liệu cao su Máy ép thủy lực, dùng gia công vật liệu Compozit 14 Súng phun nhựa trình đúc nhựa nhiệt dẻo Máy phun thổi công suất lớn III Kết Luận Qua trình thực tập Trung tâm Nghiên cứu vật liệu Polyme, em củng cố nhiều kiến thức vật liệu Polyme - Compozit Đặc biệt tìm hiểu nắm bắt phương pháp gia công vật liệu Polyme - Compozit Các kiến thức kinh nghiệm đúc kết q trình thực tập góp phần vào hành trang kiến thức giúp em học tập tốt môn học thời gian tới, đặc biệt trang bị cho em kiến thức để sau phục vụ tốt cho công việc tương lai Với hệ thống máy - thiết bị trang bị trung tâm, em học, nghiên cứu, nắm bắt trình vận hành sản xuất chúng, điều giúp em nhiều công việc sau Mặc dù đợt thực tập diễn ngắn, với hướng dẫn tận tình thầy trung tâm, em học hỏi nắm bắt nhiều kiến thức có ích 15 ... thiệu Trung tâm NCVL POLYME Giới thiệu chung Một số hình ảnh sản phẩm đề tài Trung tâm NCVL POLYME nghiên cứu chế tạo thành công II Nội dung kết thực tập đạt Nội dung thực tập Trung tâm NCVL POLYME. .. Linh (Trung tâm NCLV Polyme) anh/chị kỹ thuật viên xưởng , trực tiếp hướng dẫn em thực tập, hồn thành q trình thực tập Hà Nội, 07/ 2013 Sinh viên: Nguyễn Thanh Quế I.Giới thiệu chung Trung tâm. .. compozit trung tâm nghiên cứu chế tạo Hình 2: Sợi mạt tre biến tính, gia cố cho vật liệu compozit, nhằm tăng độ bền khả phân hủy sinh học II Nội dung kết thực tập đạt Nội dung thực tập Trung tâm NCVL