kỹ thuật gia công polime phần 1 potx

Tính chất chính của polime bán kết tinh Điểm chảy rõ ràng – Khó tạo hình nhiệt – Trong mờ – Kết dính kém – Độ bền nứt ứng suất cao – Độ bền mỏi cao – Thích hợp cho các ưng dụng chịu lực,

KT GIA CÔNG POLIME

Giảng viên:

ThS ĐỖ THÀNH THANH

SƠN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

• E.C.Bernhardt, Processing of

Thermoplastic Materials, Reinhold,

NY, 1959

• W.J.S.Nauton The Applied Science of

Rubber, Edward Arnold Pub., London, 1961

• J.M Mc Kelvey, Polymer Processing,

John Wiley&Son NY, 1962

• F Hensen, Plastic Extrusion

Technology, Hanser Pub., Munich,

CÁC NGUYÊN LÝ CƠ BẢN

CỦA CÔNG NGHỆ GIA

CÔNG POLIME

Chương 1

Chương 1.

• Vật liệu polime

• Đặc điểm của CN gia công polime

• Các quan hệ trong CN gia công polime

• Các phương pháp gia công

1.1.1 Khái niệm về vật liệu

Tính chất chính của polime bán kết tinh Điểm chảy rõ ràng – Khó tạo hình nhiệt – Trong mờ – Kết dính kém – Độ bền nứt ứng suất cao – Độ bền mỏi cao – Thích hợp cho các ưng dụng chịu lực, chịu

mài mòn và sản phẩm kết cấu.

Tính chất chính của polime vô định hình Khoảng nhiệt độ mềm rộng – Dể tạo hình nhiệt – Trong suốt – Kết dính tốt – Độ

bền nứt ứng suất thấp – Độ bền mỏi thấp – Thường sử dụng trong sản phẩm kết

cấu (Không dùng trong ứng dụng chịu lực và mài mòn)

Vật liệu

PE – PP Poli etil penten

Tính chất chính Giá thấp – Chịu nhiệt thấp – Độ bền thấp – Chịu hoá chất tốt – Ma sát thấp – Không hút ẩm – Tính chất điện tốt –

Dai

Vật liệu Acrylis – PS ABS – PVC PETG - CAB

Tính chất chính Giá thấp – Chịu nhiệt thấp – Độ bền thấp – Ổn định

kích thước – Kết dính tốt - Trong suốt

Polime thông dụng bán kết tinh Polime thông dụng vô định hình

Vật liệu Nylon - Acetal PET – PBT UHMW PE

Tính chất chính Giá trung bình – Chịu nhiệt trung bình - Độ bền cơ trung binh – Chịu hoá chất tốt – Chịu mài mòn – Ma sát thấp –

Kết dính kém

Vật liệu Policarbonat PPO biến tính PPE biến tính

Tính chất chính Giá trung bình – Chịu nhiệt trung bình - Độ bền cơ

trung binh – Bền va đập – Trong mờ – On định kích

thước – Tính chất quang tốt

Polime kỹ thuật bán kết tinh Polime kỹ thuật vô định hình

Vật liệu PDVF - PTFE PPS - PFA

Tính chất chính Giá cao – Chịu nhiệt cao - Độ bền cao - Tính chất điện tốt – Ma sát nhỏ - Chịu hoá chất rất tốt – Dai

Vật liệu Polisulfon Poli ete imid Poli ete sulfon

Tính chất chính Giá cao – Chịu nhiệt cao - Độ bền cơ cao - Độ cứng

cao – Chịu hoá chất - Trong suốt – Chịu nước nóng

Tính chất chính Giá cao - Chịu nhiệt cao > 4000F Tính chất điện rất tốt - Ổn định kích thước tốt

Hệ số ma sát thấp

Polyimid

Thuật ngữ chuyên môn

me: đơn vị

Monome: cấu trúc 1 đơn vị

Dime : cấu trúc 2 đơn vị

Trime : cấu trúc 3 đơn vị

Tetrame: cấu trúc 4 đơn vị

Oligome: cấu trúc một số đơn vị

Polime : cấu trúc nhiều đơn vị

Pre-polime: cấu trúc sơ khởi để tạo polime

Thuật ngữ chuyên môn (tt)

Homopolime: polime tạo bởi một loại đơn vị cấu trúcCopolime: polime tạo bởi 2 loại đơn vị cấu trúc

 Copolime khối

 Copolime ghép

 Copolime cấu trúc tuần hoàn

 Copolime cấu trúc ngẩu nhiên

Heteropolime: polime tạo bởi nhiều loại đơn vị cấu trúc

Phân loại polime

Polime là hợp chất cao phân tử mà cấu trúc của nó là tập hợp nhiều đơn vị cấu trúc có tính lập lại Các đơn vị này liên kết nhau bởi liên kết cộng hoá trị.

Cấu trúc :

 Polime mạch thẳng có hoặc không có nhánh:

Nhựa nhiệt dẻo, cao su chưa lưu hoá

 Polime mạch mạng lưới hay mạng không gian:

Nhựa nhiệt rắn, cao su lưu hoá

Phân loại polime (tt)

Tính chất vật liệu:

 Elastome (vật liệu đàn hồi): các loại cao su

 Plastome (vật liệu dẻo): nhựa nhiệt dẻo

Trạng thái pha:

 Polime kết tinh

 Polime bán kết tinh

 Polime vô định hình

Polime kết tinh, vô định hình,

tinh thể lỏng

Polime vô định hình Polime bán kết tinh

Polime vô định hình, kết tinh

Các dạng cấu trúc tinh thể

Lamellae

Các dạng cấu trúc tinh thể

Shish-kebab Spherulite

Phân loại polime (tt)

Atactic: nhóm R nằm thay đổi ngẫu nhiên

Atactic polime là polime vô định hình

Isotactic va syndiotactic polime có thể kết tinh

Trạng thái vật lí đặc trưng

Trạng thái pha cơ bản của polime vô định hình:

 Trạng thái thuỷ tinh

 Trạng thái cao su (mềm cao)

 Trạng thái chảy nhớt

Trang thái pha cơ bản của polime kết tinh:

 Trạng thái kết tinh

 Trạng thái nóng chảy

Trạng thái pha của polime vô định hình

Trạng thái

Thuỷ tinh

Trạng tháiCao su

Trạng tháiChảy nhớt

Dao động

Nguyên tử

Dao độngĐoạn mạch

Chuyển độngPhân tử

Tg: Nhiệt độ hoá thuỷ tinhTv: Nhiệt độ chảy nhớt

Trạng thái pha của polime kết tinh

Tm

Trạng thái

Kết tinh

Trạng tháiNóng chảy

Dao động

Nguyên tử trong

mang tinh thể

Chuyển độngPhân tử

Tm: Nhiệt độ nóng chảy

Đặc điểm lưu biến của vật liệu polime do:

 Tính bất đối xứng dạng hình học phân tử polime

 Lực liên kết liên phân tử lớn

Trong quá trình lưu biến có sự tranh chấp giữa:

 Quá trình định hướng phân tử

 Quá trình chuyển động nhiệt

1.1.2 Tính chất lưu biến của

polime

Các dạng biến dạng

e=(y0-y)/y0 c=(y-y0)/y0 s= x/y0

x x+x

Biến dạng kéo Biến dạng nén Biến dạng trượt

Đường cong chảy

 (Pa)

10 102 103 104 105  (giây-1)

Vùngchuyển tiếp

VùngNewton

VùngNewton

Độ nhớt của polime

 Biểu diển khả năng chống lại sự chảy của lưu chất

 Biểu diển khả năng truyền động lượng giữa các lớplưu chất khi chảy

 Biểu diển khả năng đan xen và tách rời của các

Yếu tố ảnh hưởng đến độ nhớt của polime

 Khối lượng phân tử

 Độ phân tán khối lượng phân tử

 Độ phân nhánh

 Mật độ nối ngang

Bản chất polime:

Điều kiện gia công:

 Vận tốc trượt

 Nhiệt độ

 Áp suất

Ảnh hưởng của MW, Ip và 

(Pa-s)

 (giây-1)

Ip1

Ip2MW1

MW2

So sánh 2 loại polime khác nhau

(Pa-s)

 (giây-1)B

A

Đường cong biến dạng

Đường cong biến dạng

Đường cong biến dạng

Yếu tố ảnh hưởng dạng đường cong biến dạng

 Nhiệt độ

 Vận tốc biến dạng

 Tổ chức (texture)

Chiều tăngđộ kết tinh

Yếu tố ảnh hưởng dạng đường cong biến dạng

Tính chất phụ thuộc thời gian

 Hiện tượng rảo

 Hiện tượng nới

 Hiện tượng đàn trễ

Hiện tượng từ biến

Biến dạng

Vùng biến dạng của vật liệu

lieäu

Vùng biến dạng của vật liệu

 Độ bền nhiệt.

 Độ dẫn nhiệt

 Nhiệt dung riêng

 Hệ số khuếch tán nhiệt

 Hệ số dãn nở nhiệt

1.1.3 Tính chất nhiệt của

polime

 Khối lượng phân tử

 Độ phân tán khối lượng phân tử

 Độ kết tinh

 Độ phân cực

 Mật độ nối ngang

Cấu trúc – Tính chất vật

liệu

Cấu trúc – Tính chất vật liệu 1

Cấu trúc – Tính chất vật liệu 2

Cấu trúc – Tính chất vật liệu 3

Cấu trúc – Tính chất vật liệu 4

Cấu trúc – Tính chất vật liệu 5

Cấu trúc – Tính chất vật liệu 6

Cấu trúc – Tính chất vật liệu 7

Cấu trúc – Tính chất vật liệu 8

For polysulfone Tg > 500C; flexible ether linkages increase mobility and bring the Tg to 190C

Cấu trúc – Tính chất vật liệu 9