Trang 1 GIA CÄNG POLYMER Chỉång I GIÅÏI THIÃÛU CHUNG I. Âënh nghéa v mủc âêch ca k thût gia cäng polymer Cäng nghiãûp hiãûn âải ca cạc cháút cao phán tỉí bàõt âáưu våïi sỉû khạm phạ ra k thût biãún tênh hoạ hc cạc polymer thiãn nhiãn, trong cạc khạm phạ quan trng ny l viãûc lỉu hoạ cao su v acetat hoạ cellulose. Trong nhỉỵng nàm gáưn âáy polymer (P) täøng håüp â chiãúm vai tr ch âảo trong cäng nghiãûp. Våïi viãûc sn xút âỉåüc nhiãưu loải polymer cọ tênh cháút hoạ hc, hoạ l thay âäøi, cọ nhiãưu ỉïng dủng trong thỉûc tãú, täøng håüp polymer â tråí thnh hoảt âäüng báûc nháút ca cäng nghiãûp hoạ hc. Cng våïi sỉû phạt triãøn polymer täøng håüp v nhán tảo r rng l pháưn phi phạt triãøn song song mäüt ngnh biãún âäøi cạc váût liãûu polymer thnh cạc sn pháøm sỉí dủng vo cạc viãûc cáưn thiãút. Cho nãn trong lénh vỉûc polymer cáưn phi phạt triãøn âäưng thåìi c hai màût l tçm ra cạc váût liãûu polymer måïi v ci tiãún hồûc âỉa ra cạc phỉång phạp gia cäng thêch håüp våïi loải váût liãûu v u cáưu sỉí dủng. Khêa cảnh thỉï 2 ny chênh l cạc váún âãư m män k thût gia cäng polymer phi gii quút, âáy cng l mäüt lénh vỉûc quan trng ca cäng nghiãûp polymer. Trong nhỉỵng nàm gáưn âáy, säú lỉåüng loải polymer måïi tçm ra êt hån so våïi nhỉỵng nàm âáưu tiãn ca sỉû phạt triãøn ca ngnh. Vç váûy, cạc nh khoa hc â cäú gàõng tçm ra cạc biãûn phạp sỉí dủng hiãûu qu cạc loải polymer hiãûn âang cọ. Så bäü, ta cọ thãø âënh nghéa k thût gia cäng polymer nhỉ sau: K thût gia cäng polymer l mäüt ngnh ca k thût hc, nghiãn cỉïu cạc quạ trçnh v thiãút bë dng âãø tàng tênh cháút ca váût liãûu polymer v âãø gia cäng chụng thnh nhỉỵng sn pháøm sỉí dủng theo u cáưu âi hi. Trong quạ trçnh gia cäng, trong ngun liãûu cọ thãø xy ra cạc phn ỉïng hoạ hc, cạc biãún dảng v cúi cng l sỉû thay âäøi báút thûn nghëch cạc tênh cháút váût l ca váût liãûu. Song cọ mäüt âiãøm cáưn lỉu l nhỉỵng phn ỉïng xy ra trong quạ trçnh täøng håüp polymer khäng làûp lải trong quạ trçnh gia cäng chụng. (táút nhiãn cọ mäüt säú trỉåìng håüp ngoải lãû) Viãûc nghiãn cỉïu cạc quạ trçnh gia cäng nhàòm mủc âêch tçm ra phỉång phạp v thiãút bë thêch håüp âãø gia cäng loải váût liãûu polymer thnh cạc sn pháøm mong mún. Phỉång phạp gia cäng cọ nh hỉåíng ráút låïn âãún cháút lỉåüng sn pháøm v âãún lỉåüng nọ, phỉång phạp gia cäng bë chi phäúi båíi tênh cháút ca váût liãûu polymer cng nhỉ u cáưu vãư hçnh dạng, tênh cháút ca sn pháøm cúi cng. Viãûc chn lỉûa mäüt phỉång phạp gia cäng thêch håüp nọi chung l ráút phỉïc tảp, phi chụ âãún nhiãưu khêa cảnh nhỉ tênh cháút ca váût liãûu ban âáưu, u cáư u vãư cháút lỉåüng sn pháøm, u cáưu vãư låüi êch kinh tãú Nọi chung phi âm bo thu âỉåüc sn pháøm cọ tênh nàng täút v cọ låüi êch vãư kinh tãú. Âäúi våïi nhỉûa nhiãût ràõn, phỉång phạp gia cäng thêch håüp v cọ låüi hån c l phỉång phạp ẹp nọng, vç quạ trçnh ẹp nhanh v cọ thãø âảt nàng sút cao, âiãưu kiãûn nhiãût âäü khäng cao thêch håüp cho viãûc âọng ràõn váût liãûu, khi ẹp xong khäng cáưn phi lm ngüi váût liãûu trong khn. Trang 2 Trại lải âäúi våïi nhiãût nhỉûa do thç phỉång phạp ẹp nọng nọi chung l khäng thêch håüp vç sau khi thnh hçnh phi lm ngüi váût liãûu trong khn, nãn quạ trçnh ny khäng thãø tiãún hnh nhanh vç nhỉ thãú s tảo ra nhỉỵng ỉïng sút näüi lm gim cháút lỉåüng sn pháøm. Âãø gia cäng nhỉûa nhiãût do ngỉåìi ta thỉåìng dng cạc phỉång phạp nhỉ ân, âục dỉåïi ạp sút Tuy nhiãn cng phi tu theo tênh cháút váût liãûu m ạp dủng phỉång phạp gia cäng. Vê dủ PE v PS thç phỉång phạp âục dỉåïi ạp sút l thêch håüp, cn âäúi våïi PVC, do nhiãût âäü chy nhåït ca nhỉûa gáưn våïi nhiãût âäü phán hu nãn loải nhỉûa ny thỉåìng âỉåü c gia cäng bàòng phỉång phạp ân. Âäúi våïi cạc loải nhỉûa epoxy, ngỉåìi ta thỉåìng gia cäng bàòng phỉång phạp âäø khn (hay âục khäng ạp sút). Âäúi våïi cạc loải celluloid, phỉång phạp gia cäng thỉåìng dng l tảo hçnh nhiãût åí trảng thại mãưm cao. Kêch thỉåït, hçnh dạng v sỉû äøn âënh kêch thỉåït, hçnh dạng sn pháøm trong quạ trçnh sỉí dủng cng l nhỉỵng u cáưu quan trng v chëu nh hỉåíng ca phỉång phạp gia cäng. Màût khạc, tạc dủng ca nhiãût cọ nh hỉåíng ráút låïn âãún tênh cháút ca sn pháøm, cọ loải nhỉûa dỉåïi tạc dủng ca nhiãût tênh cháút khäng âäøi, nhỉng cng cọ loải nhỉûa khäng bãưn nhiãût. Do âọ, viãûc chn phỉång phạp gia cäng cáưn ph i âm bo chãú âäü nhiãût thêch håüp âãø tênh cháút sn pháøm thu âỉåüc täút nháút. II. Phán loải cạc phỉång phạp gia cäng Phỉång phạp gia cäng gàõn liãưn våïi thiãút bë dng âãø thỉûc hiãûn quạ trçnh gia cäng v cọ liãn quan âãún sỉû biãún âäøi trảng thại ca váût liãûu trong thiãút bë. Vç váûy cho âãún nay chỉa cọ cạch phán loải no cọ thãø nãu lãn âáưy â cạc úu täú trãn âỉåüc. Trong cäng nghiãûp âãø dãù nàõm bàõt cạc quạ trçnh gia cäng, ngỉåìi ta tảm thåìi xãúp cạc quạ trçnh gia cäng tỉìng nhọm theo nhiãûm vủ ca quạ trçnh hồûc trảng thại váût l ca ngun liãûu trong quạ trçnh gia cäng. Cạc quạ trçnh gia cäng thỉåìng âỉåüc xãúp thnh 3 nhọm nhiãûm vủ chênh l: 1. Nhọm cạc phỉång phạp tảo hçnh: cọ nhiãûm vủ tảo cho váût liãûu cọ hçnh dảng sn pháøm sỉí dủng thüc nhọm ny gäưm cạc phỉỉong phạp gia cäng nhỉ ẹp, ẹp âục, âục dỉåïi ạp sút, ân, tảo hçnh nhiãût, càõt gt 2. Nhọm cạc phỉång phạp làõp ghẹp: cọ nhiãûm vủ tảo liãn kãút giỉỵa cạc chi tiãút ca sn pháøm våïi nhau. Trong nhọm ny cọ thãø kãø âãún phỉång phạp gia cäng nhỉ: hn v ph bãư màût (bao gäưm dạn hồûc phun). 3. Nhọm cạc phỉång phạp biãún tênh: cọ nhiãûm vủ thay âäøi cáúu trục cáúu trục polymer bàòng phỉång phạp váût l hồûc bàòng phn ỉïng hoạ h c nhỉ cạc phỉång phạp träün, hoảt hoạ ãư màût, biãún tênh polymer Trong quạ trçnh gia cäng, dỉåïi tạc dủng ca nhiãût âäü v ạp sút, trảng thại váût liãûu bë biãún âäøi. Tu theo, trảngt thại váût liãûu v âiãưu kiãûn gia cäng, cạc quạ trçnh gia cäng polymer cng âỉåüc chia thnh 6 nhọm chênh: - Nhọm 1: Trang 3 Gäưm cạc phỉång phạp gia cäng åí âiãưu kiãûn nhiãût âäü, ạp sút cao, váût liãûu åí trảng thại chy nhåït trong quạ trçnh gia cäng. Thüc nhọm ny gäưm cạc quạ trçnh ch úu nhỉ sau: + Ẹp + Âục dỉåïi ạp sút + Ân Trong âọ quạ trçnh âục dỉåïi ạp sút âỉåüc tiãún hnh åí ạp sút cao hån c (ạp sút lãn âãún 100 MPa), cn quạ trçnh ẹp v ân cọ thãø tiãún hnh åí ạp sút tháúp hån. - Nhọm 2: Gäưm cạc phỉång phạp gia cäng åí âiãưu kiãûn nhiãût âäü v ạp sút, váût liãûu åí trảng thại mãưm cao, phäø biãún nháút l cạc phỉång phạp gia cäng váût liãûu åí dảng táúm. Phỉång phạp tảo hçnh nhiãût tu theo bãư dy táúm váût liãûu m ạp sút sỉí dủng bẹ hån 10 ÷ 100 láưn so våïi cạc phỉång phạp åí nhọm 1, nhiãût âäü gia cäng cng tháúp hån. - Nhọm 3: Gäưm cạc phỉång phạp gia cäng åí âiãưu kiãûn nhiãût âäü, ạp sút gáưn nhỉ bçnh thỉåìng, váûût liãûu gia cäng cng giỉỵ ngun cạc cáúu trçnh ban âáưu nhỉ quạ trçnh gia cäng cå khê. - Nhọm 4: Thüc nhọm ny gäưm cạc phỉång phạp gia cäng sau: + Âục khäng ạp sút + Âục li tám trong âọ váût liãûu gia cäng åí trảng thại lng hồûc mãưm cao åí nhiãût âäü thỉåìng hồûc nhiãût âäü khäng cao làõm (trỉåì ng håüp cọ âäút nọng så bäü). - Nhọm 5: Âáy l nhọm cạc quạ trçnh gia cäng bàòng cạch náúu chy v âäø khn, thỉåìng âỉåüc sỉí dủng âãø gia cäng sn pháøm cọ kêch thỉåït låïn v PE l loải polymer thỉåìng âỉåüc gia cäng bàòng phỉång phạp ny. - Nhọm 6: Bao gäưm phỉång phạp hn v dạn polymer, nhàòm mủc âêch liãn kãút cạc chi tiãút sn pháøm. Trong quạ trçnh hn, liãn kãút tải bãư màût tiãúp xục âỉåüc tảo båíi quạ trçnh khúch tạn ca cạc mảch phán tỉí tải bãư màût tiãúp xục nhåì vảo sỉû ho tan trong dung mäi åí nhiãût âäü thỉåìng. Nhỉ â nọi åí trãn, quạ trçnh gia cäng gàõn liãư n våïi thiãút bë, cho nãn ngỉåìi ta cn phán loải theo cạch chãú tảo sn pháøm nhỉ gia cäng bàòng phỉång phạp ẹp, âục, ân, tảo hçnh nhiãût âäü Trang 4 Chỉång II CÁÚU TRỤC V TÊNH CHÁÚT CA POLYMER I. Tênh cháút lỉu hoạ biãún (cå hc) ca polymer Lỉu biãún l ngnh khoa hc kho sạt sỉû biãún dảng v sỉû chy ca váût thãø. Theo âënh nghéa, sỉû biãún dảng l sỉû thay âäøi hçnh dảng, kêch thỉåït ca váût thãø khi chëu tạc dủng ca ngoải lỉûc, cn sỉû chy l trảng thại biãún dảng liãn tủc, báút thûn nghëûch, khäng giåïi hản ca lỉu cháút khi chëu tạc dủng ca ỉïng sút. Tênh cháút lỉu biãún ca váût thãø polymer chëu nh hỉåíng ca âàûc trỉng cáúu trục ca nọ, âọ l: - Hçnh dảng báút âäúi xỉïng (chiãưu di ráút låïn so våïi chiãưu ngang) v tênh cháút mãưm do ca mả ch phán tỉí polymer. - Lỉûc tạc dủng tỉåíng häø giỉỵa cạc phán tỉí låïn. Âäúi våïi mäüt säú polymer cọ cáúu tảo mảng lỉåïi, sỉû hiãûn diãûn ca cạc näúi ngang khäng nhiãưu làõm v ngàõn hån so våïi mảch phán tỉí s hản chãú sỉû dëch chuøn tỉång âäúi giỉïa cạc mảch phán tỉí våïi nhau. 1. Âỉåìng cong chy Âỉåìng cong chy ca polymer nọng v dung dëch polymer åí dảng âáưy â nhỉ åí hçnh 2.1. Cạc âỉåìng gảch âỉït biãøu diãùn 1 giạ trë ca âäü nhåït. Âỉåìng cong chy âỉåüc chia lm 3 âoản ỉïng våïi 3 vng: - Vng täú âäü trỉåüt tháúp (vng 1): Âỉåìng cong chy thãø hiãû n tênh cháút newton, ỉïng våïi biãøu diãùn . log ν theo lgσ âoản âỉåìng thàóng. Vng ny cn âỉåüc gi l vng chy Newton våïi âäü nhåït cao nháút. - Vng váûn täúc trỉåüt cao (vng 3): 1 2 3 . log ν σ log Tàng âäü nhåït Hçnh 2.1: âỉåìng cong chy Trang 5 Âỉåìng biãøu diãùn . log ν theo lgσ váùn l âỉåìng thàóng v âỉåüc gi l vng chy Newton cọ âäü nhåït tháúp nháút. - Vng cọ âäü trỉåüt trung gian (vng 2): ÅÍ âáy sỉû chy cọ sỉû sai lãûch so våïi âënh lût Newton v âỉåüc gi l vng chy phi Newton. ÅÍ vng ny âäü nhåït biãøu kiãún gim khi váûn täúc trỉåüt gia tàng. Nhạnh ny âỉåüc gi l nhạnh cáúu trục. 2. Âäü nhåït Âäü nhåït l mäüt thäng säú quan trng trong quạ trçnh gia cäng polymer, nọ thãø hiãûn kh nàng chäúng lải sỉû chy ca lỉu cháút. Vãư bn cháút, âäü nhåït thãø hiãûn hiãûu qu ca viãû c truưn âäüng lỉåüng giỉỵa cạc låïp trong quạ trçnh chy ca lỉu cháút. Âäü nhåït phủ thüc ch úu vo cạc úu täú sau: Hçnh 2.2:Cạc úu täú nh hỉåíng âãún âäü nhåït ÅÍ pháưn trỉåïc, ta â xẹt sỉû nh hỉåíng ca täúc âäü trỉåüt v ỉïng sút trỉåüt lãn âäü nhåït ca hãû thäúng polymer. Trong pháưn ny, chụng ta xẹt âãún 2 úu täú khạc, âọ l ạp sút v nhiãût âäü, hai thäng säú quan trng ca quạ trçnh gia cäng, chụng nh hỉåíng âãún âäü nhåït âäi khi ráút mảnh m v âỉa âãún nhỉỵng báút ngåì nãúu chụng ta khäng lỉu tám âãún nọ. - Sỉû phủ thüc vo ạp sút ca âäü nhåït: nh hỉåíng ca ạp sút lãn âäü nhåït ca polymer l mäüt váún âãư ráú t quan trng trãn l thuút cng nhỉ trãn thỉûc tãú. Trong thỉûc tãú, khi gia cäng, hãû polymer chëu ạp sút lãn âãún vi tràm (nhỉ trỉåìng håüp trãn), cọ khi lãn âãún vi ngn (nhỉ âục ạp sút) atm, cho nãn nh hỉåíng ca ạp sút âãún âäü nhåït ca hãû polymer cọ thãø dáùn âãún cạc sai lãûch cạc thäng säú k thût ca quạ trçnh nãúu ta sỉí dủng säú liãûu âäü nhåït åí ạp sút thỉåìng âãø tênh. Kãút qu nghiãn cỉïu sỉû phủ thüc ca âäü nhåït vo ạp sút ca polymer cho tháúy åí ạp sút khäng cao làõm, kãút qu tỉång tỉû nhỉ åí håüp cháút tháúp phán tỉí: ( ) 12. . 0 −η=η σ p p e :, 0 ηη p âäü nhåït åí ạp sút p v ạp sút thỉåìng. :σ hãû säú ạp sút ca âäü nhåït, sỉû thay âäøi ạp sút cn nh hỉåíng âãún nhiãût âäü hoạ thu tinh ca hãû polymer. Khi tàng ạp sút, nọi chung Tg tàng, do âọ åí âiãưu kiãûn nhiãût âäü xạc âënh, Trang 6 âàûc trỉng nhåït ca hãû thay âäøi theo P v cọ thãø xy ra cạc quạ trçnh nhỉ hoạ thu tinh, kãút tinh, lm thay âäøi tênh cháút váût l ca hãû. - Sỉû phủ thüc ca âäü nhåït vo nhiãût âäü: Nãúu khäng cọ biãún âäøi họa hc xy ra thç khi nhiãût âäü tàng, âäü nhåït ca hãû thäúng s gim 3. Sỉû báút äøn âënh ca dng chy Âäúi våïi nhiãưu polymer åí giạ trë ỉïng sút trỉåüt khong 2.10 5 Pa. thỉåìng xút hiãûn hiãûn tỉåüng báút äøn âënh ca dng chy ca polymer nọng chy v dung dëch polymer, biãøu hiãûn viãûc xút hiãûn nhỉỵng vãút sàn trãn bãư màût sn pháøm v nhiãưu hån nỉỵa l sỉû biãún dảng hon ton dng nhỉûa (dng nhỉûa bë xồõn qn queo) (melt fracture) khi kho sạt bàòng nhåït kãú mao qun ạp sút khäng âäøi. Âiãưu ny, cọ nghéa l hiãûn tỉåüng chy Newton åí vng váûn täúc trỉåüt cao hiãúm khi thỉûc hiãûn âỉåüc trãn ton khäúi polymer. Hiãûn tỉåüng ràn trãn bãư màût ca dng nhỉûa âỉåüc gii thêch l do sỉû báút äøn âënh ca dng chy åí sạt bãư màût thanh mao qun, ngun nhán l do cọ sỉû trỉå üt ca låïp lỉu cháút tiãúp xục våïi thnh mao qun. Hiãûn tỉåüng dng nhỉûa bë xồõn l do sỉû báút äøn âënh ca dng nhỉûa åí âáưu vo mao qun v âỉåüc kẹo di âãún âáưu ra khi tàng váûn täúc chy ca lỉu cháút. Do âọ, hiãûn tỉåüng ny cọ thãø âỉåüc khàõc phủc bàòng cạch tàng chiãưu di mao qun. 4. Sỉû phủ thüc ca tênh cháút lỉu biãún ca Polymer vo váûn täúc biãún dảng v nhiãût âäü Nọi chung khi tàng váûn täúc biãún dảng thç váût liãûu tråí nãn cỉïng hån, ỉïng sút kẹo âỉït tàng, biãún dảng dỉ khi âỉït gim, cn khi tàng nhiãût âäü thç váût liãûu tråí nãn do hån, biãún dảng khi âỉï t tàng trong khi âọ ỉïng sút kẹo âỉït gim. II. úu täú cáúu trục nh hỉåíng âãún tênh cháút ca polymer Cáúu trục ca polymer s quút âënh tênh cháút ca chụng. Sỉû thay âäøi cáúu trục s lm thay âäøi tênh cháút ca polymer. Do âọ, viãûc hiãøu biãút mäúi quan hãû giỉỵa cáúu trục v tênh cháút l âiãưu cáưn thiãút. Tuy nhiãn, näüi dung ny âỉåüc trçnh by åí män hc l hoạ polymer. ÅÍ âáy chè cáưn âãư cáûp mäüt säú úu täú quan trng v tỉång tạc ca chụng, âãø ta cọ mäüt cại nhçn täøng thãø cho váún âãư. Trong cạc úu täú cáúu trục quút âënh tênh cháút ca polymer cọ thãø kãø âãún: 1, Khäú i lỉåüng phán tỉí trung bçnh v âäü âa phán tạn 2, Âäü kãút tinh ca polymer Polymer trãn quan âiãøm nhiãût âäüng hc l mäüt hãû thäúng khäng âäưng nháút, âäü trng håüp ca cạc phán tỉí trong hãû thäúng polymer khạc nhau, cho nãn cạc phỉång phạp xạc âënh khäúi lỉåüng phán tỉí ca polymer chè cho biãút giạ trë trung bçnh ca chụng. Ngoi ra cạc phỉång phạp xạc âënh khạc cn cho biãút âäü âa phán tạn ca polymer. Vãư màût cáúu trục, polymer âỉåüc chia thnh 2 loải: polymer tinh thãø v vä âënh hçnh (polymer thu tinh). Trang 7 Âàûc tênh quan trng ca polymer vä âënh hçnh åí trảng thại thu tinh l hãû säú gin nåí thãø têch bẹ so våïi trảng thại mãưm cao. Âäúi våïi polymer kãút tinh thç thỉåìng cạc polymer khäng kãút tinh hon ton trãn ton khäúi m cọ xen láùn nhỉỵng vng vä âënh hçnh. Cho nãn vãư phỉång diãûn ny chụng cng l mäüt hãû khäng âäưng nháút trãn quan âiãøm nhiãût âäüng hc. T lãû giỉỵa vng kãút tinh so våïi ton khäúi polymer trong polymer ràõn gi l âäü kãút tinh. Cạc úu täú thûn låüi cho viãûc kãút tinh ca polymer l polymer cọ sỉû cán xỉïng phán tỉí, mảch thàóng, êt phán nhạnh, nãúu cọ nhọm thãú thç nhọm thãú phi khäng cäưng kãưnh. Qua sỉû kho sạt nh hỉåíng ca cạc úu täú cáúu trục âãún tênh cháút ca polymer cọ thãø nháûn xẹt nhỉ sau: 1, P M tàng thç tênh cháút cå l tàng, âäü nhåït ca polymer nọng chy cng nhỉ dung dëch polymer v khäúi lỉåüng riãng polymer cng tỉång tỉû. Trại lải mäüt säú tênh cháút ca âäü truưn sạng, âäü ho tan gim. 2, Polymer kãút tinh cọ tênh cháút cå l cao hån polymer vä âënh hçnh. Khi âäü kãút tinh tàng thç âäü ho tan trong dung mäi, âäü tỉång håüp våïi cháút hoạ do gim. Quạ trçnh âënh hỉåïng (kẹo càng) s häø tråü cho viãûc kãút tinh lm tàng tênh cháút ca váût liãûu theo hỉåïng kẹo v tênh cháút âàóng hỉåïng ca váût liãûu cng s tàng lãn trong quạ trçnh âënh hỉåïng. Ngoi cạc úu täú trãn, cn cọ mäüt säú úu täú khạc cng nh hỉåíng âãún tênh cháút ca polymer nhỉ: - Sỉû hiãûn diãû n ca tênh cháút tảo liãn kãút ngang, tênh âäün tàng cỉåìng (cọ tạc dủng nhỉ nhỉỵng näúi ngang váût l giỉỵa cạc mảch phán tỉí polymer) trong polymer vä âënh hçnh s lm tàng tênh cháút cå l ca chụng. Tuy nhiãn âäúi våïi polymer kãút tinh nãúu cạc hiãûu ỉïng ny quạ låïn s cn tråí sỉû kãút tinh v lm gim tênh cháút cå l. - Sỉû hiãûn diãûn giỉỵa cạc nhọm phán cỉûc trong mảch phán tỉí lm tàng nàng lỉåüng liãn kãút giỉỵa cạc mảch phán tỉí, tênh cháút cå l tàng lãn, âäü ho tan trong cạc dung mäi phán cỉûc gim. Tọm lải, cáúu trục ca polymer cọ nh hỉåíng âãún tênh cháút ca chụng. Do âọ, nọ s l mäüt úu täú quan trng giåï i hản phảm vi sỉí dủng ca polymer cng nhỉ phỉång phạp gia cäng chụng. III. Nhỉỵng tênh cháút k thût ch úu ca váût liãûu polymer Trong quạ trçnh gia cäng polymer, mäüt säú tênh cháút k thût ca ngun liãûu cọ nghéa quan trng, chụng khäng nhỉỵng quút âënh viãûc lỉûa chn cạc thäng säú k thût ca quạ trçnh sn xút m cn quút âënh viãûc lỉûa chn phỉång phạp gia cäng v tênh toạn thiãút bë. Vç váûy, tuy cạc ngun liãûu âỉa vo nh mạy gia cäng thỉåìng cọ km theo bng cạc thäng säú k thût ca ngun liãûu do cạc nh sn xút cung cáúp nhỉng viãûc xạc âënh cạc tênh cháút k thût âãø kiãøm tra säú liãûu l mäüt viãûc cáưn thiãút trỉåïc khi âỉa ngun liãû u âi gia cäng, v cäng viãûc ny âäi khi khäng thãø b qua âỉåüc nháút l âäúi våïi quạ trçnh gia cäng trong âọ âi hi viãûc phäúi liãûu thêch håüp. Trang 8 1. Khäúi lỉåüng riãng gäüp Âải lỉåüng ny cn gi l trng lỉåüng âäø âáưy, chè cọ nghéa våïi váût liãûu råìi, âáy cng l dảng thỉåìng gàûp ca cạc ngun liãûu polymer. Theo âënh nghéa khäúi lỉåüng riãng gäüp bàòng t säú giỉỵa khäúi lỉåüng ca váût liãûu v thãø têch gäüp m khäúi váût liãûu chiãúm chäø. () 52 3 − ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ =ρ m kg V m g g Khäúi lỉåüng riãng gäüp khạc våïi khäúi lỉåüng riãng tháût ca váût liãûu, thê dủ khäúi lỉåüng riãng gäüp ca cạt khä l 1200 kg/cm 3 trong khi âọ khäúi lỉåüng riãng tháût l 1500 kg/cm 3 . g ρ phủ thüc vo hçnh dảng, kêch thỉåït, mỉïc âäü sàõp xãúp chàût ch ca váût liãûu. Âáy l mäüt säú liãûu khäng thãø thiãúu khi tênh toạn thãø têch pháưn chỉïa ngun liãûu ca thiãút bë nhỉ thãø têch bưng nảp ngun liãûu ca mạy âục ạp sút, xilo, 2. Hãû säú nẹn ẹp Hãû säú nẹn ẹp K thãø hiãûn sỉû biãún âäøi thãø têch ca khäúi lỉåüng váût liãûu khi âỉa vo quạ trçnh gia cäng. Theo âënh nghéa K bàòng t säú giỉỵa thãø têch ca mäüt lỉåüng nháút âënh ngun liãûu åí dảng chỉa tảo hçnh v thãø têch ca nọ åí dảng tảo hçnh: () 62− ρ ρ = b K ρ : khäúi lỉåüng riãng ca sn pháøm b ρ : khäúi lỉåüng riãng gäüp ca ngun liãûu Hãû säú nẹn ẹp K phủ thüc ráút nhiãưu vo ạp sút ẹp vç sỉû gia tàng ạp sút lm cho váût liãûu bë nẹn chàût hån, háûu qu l khäúi lỉåüng riãng ca sn pháøm tàng lãn. Ngoi ạp sút, âäü nẹn ẹp cn phủ thüc vo trảng thại ca váût liãûu v säú liãûu ny ráút cáưn thiãút khi tênh toạn thiãút kãú cạc mạy ân 3. Thnh pháưn cåỵ hảt - kêch thỉåït hảt Âäúi våïi cạc váût liãûu åí dảng hảt thç sỉû khạc nhau vãư kêch thỉåït hảt, âỉåìng kênh hảt l úu täú quan trng khi gia cäng váût liãûu. Âàûc trỉng ny âỉåü c biãút qua thnh pháưn cåï hảt hay cn gi l phán bäú cåỵ hảt v thỉåìng âỉåüc xạc âënh bàòng phỉång phạp ráy. Ngun liãûu cọ kêch thỉåïct hảt âäưng âãưu s thûn låüi khi gia cäng nhỉ träün láùn våïi cạc cháút âãưu hån, sỉû gia nhiãût dãù däưng nháút hån 4. Hm lỉåüng áøm v cạc cháút dãù bay håi Khi håi áøm v cạc cháút dãù bay håi hiãûn diãûn trong ngun liãûu låïn hån mäüt giåïi hản no âọ nọ s cọ nh hỉåíng xáúu âãún cháút lỉåüng sn pháøm nhỉ sn pháøm cong vãnh, bãư màût sáưn si, cọ lọng lạnh ạnh bảc trãn bãư màût âäưng thåìi nọ cng nh hỉåíng âãún quạ trçnh gia cäng nhỉ ke ïo di thåìi gian duy trç ạp sút trong khi ẹp, âàûc biãût l khi ẹp khäng náng chy ẹp. Hm lỉåüng áøm v cạc cháút dãù bay håi âüc xạc âënh bàòng âäü chãnh lãûch khäúi lỉåüng ca máùu trỉåïc v sau khi sáúy åí âiãưu kiãûn nhiãût âäü v thåìi gian xạc âënh. Thäng thỉåìng trong nh mạy gia cäng váût liãûu polymer, âãø váût liãûu âảt u cáưu vãư hm lỉåüng áøm v cháút dãù bay Trang 9 håi, cạc váût liãûu thỉåìng âỉåüc sáúy trỉåïc khi gia cäng, âiãưu kiãûn nhiãût âäü v thåìi gian âỉåüc ghi trong cạc ti liãûu hỉåïng dáùn k thût ca cạc nh sn xút ngun liãûu cung cáúp. 5. Âäü linh âäüng Âäü linh âäüng l mäüt âải lỉåüng âàûc trỉng cho kh nàng chy ca váût liãûu dỉåïi tạc dủng ca ạp sút v nhiãût âäü. Nọ cọ mäüt nghéa quan trng âäúi våïi kh nàng gia cäng váût liãûu. Âäü linh âäüng cao thç váût liãûu chy vo khn nhanh, ạp sút âi hi khäng cao, khn láu mn, kêch thïc, hçnh dảng sn pháøm chênh xạc, cháút lỉåüng sn pháøm âäưng âãưu. Nhỉng váût liãûu cọ âäü linh âäüng quạ cao s cho sn pháøm cọ nhiãưu ba via do váût liãûu thoạt ra åí màût giạp khn hồûc cạc khe giỉỵa li tảo hçnh v khn. Âäü linh âäüng ca váût liãûu phủ thüc vo: + Bn cháút, hçnh dảng, kêch thỉåït ca phủ gia + Bn cháút ca nhỉûa + T lãû giỉỵa nhỉûa v phủ gia + Nhiãût âäü gia cäng + Hm lỉåüng cháút bäúc håi, cháút hoạ do, cháút bäi trån + Váûn täúc chuøn trảng thại + Bãư màût khn ẹp Mäüt cạch täøng quạt âäü linh âäüng ca polymer gim khi tàng hm lỉåüng cháút âäün, nháút l cạc cháút âäün dảng såüi di, dảng hảt låïn. Âãø tàng âäü linh âäüng ca váût liãûu ngỉåì i ta thỉåìng thãm vo polymer nhỉỵng cháút hoạ do, cháút bäi trån. Biãút âỉåüc âäün linh âäüng ca ngun liãûu cho phẹp chụng ta chn âụng chãú âäü gia cäng (ạp sút, nhiãût âäü ). khi gia cäng cạc sn pháøm cọ hçnh dảng phỉïc tảp, cạc cháút cäút gia cäú, chụng ta nãn chn ngun liãûu cọ âäü linh âäüng cao. Sau âáy l mäüt säú phỉång phạp xạc âënh âäü linh âäüng ca váût liãûu polymer: - Phỉång phạp Rasiga Phỉång phạp ny thỉåìng dng âäúi våïi nhỉûa nhiãût ràõn. Rnh tảo hçnh ca khn Rasiga cọ dảng elip (tiãút diãûn), âáưu trãn cng 4x6 mm, âáưu dỉåïi 1x4 mm v chiãưu cao 250 mm. Âãø xạc âënh däü linh âäüng thỉåìng váût liãûu âỉåüc ẹp thnh miãú n åí nhiãût âäü thỉåìng våïi ạp sút 500 kg/cm 2 , láúy 7,5 g váût liãûu sau khi â ẹp cho vo khn, âäút nọng âãún nhiãût âäü 150 ÷ 160 0 C, ẹp trong 3 phụt dỉåïi ạp sút 300 kg/cm 2 . Chiãưu cao ca thanh sn pháøm trong khn thãø hiãûn âäü linh âäüng ca váût liãûu. Chiãưu cao cn låïn, âäü linh âäüng cng cao. - Phỉång phạp dng nhåït âãø mao qun ạp sút khäng âäøi: Âäúi våïi cạc loải nhỉûa nhiãût do ngỉåìi ta thỉåìng dng âải lỉåüng gi l chè säú nọng chy ( I µ ) âọ l säú gam nhỉûa do ân âỉåüc trong 10 phụt åí âiãưu kiãûn chøn âënh bàòng nhåït kãú mao qun ạp sút khäng âäøi. Ti trng thỉåìng sỉí dủng ch úu cho cạc loải nhỉûa ch úu l: Trang 10 ( ) gGG 102160 0 = G: Taới troỹng cuớa Piston ọỳi vồùi caùc loaỷi nhổỷa khọng ọứn õởnh nhióỷt, ồớ nhióỷt õọỹ cao ngổồỡi ta sổớ duỷng caùc giaù trở taới troỹng sau õỏy: ( ) () () gGG gGG gGG 2021600 1510000 105000 3 2 1 = = = ióửu kióỷn nhióỷt õọỹ vaỡ taới troỹng cho caùc loaỷi nhổỷa khaùc nhau thổồỡng cho bồới caùc taỡi lióỷu kyợ thuỏỷt lión quan hay theo caùc tióu chuỏứn tổỷ choỹn: ióửu kióỷn Nhióỷt õọỹ Taới troỹng (g) Aùp suỏỳt (kg/cm 2 ) A B C D E F G H I J K L 125 125 150 190 190 190 200 230 230 265 275 230 325 2160 2160 325 2160 21600 5000 1200 3600 12500 325 2160 0,457 3,041 3,041 0,457 3,041 30,41 7,031 1,687 3,343 17,50 0,457 3,041 Baớng 2-1: Caùc chóỳ õọỹ õo chố sọỳ noùng chaớy Loaỷi nhổỷa ióửu kióỷn õo (theo kyù hióỷu ồớ baớng 2-5) Acetal Acrylic Acrylonitril - Butadien - Styren Cellulose ester Nylon Polyetylen Polypropylen Polystylen C H, I G D, E, F K A, B, D, E, F L G, H, I Baớng 2-2: Chóỳ õọỹ õo chố sọỳ chaớy cuớa mọỹt sọỳ nhổỷa ASTM Standard, Plastic - General Menthods of testing, Part 17, 1964 óứ giaớm sai sọỳ trong vióỷc xaùc õởnh õọỹ linh õọỹng, ngổồỡi ta thổồỡng duỡng caùc mao quaớn daỡi (L/D = 15 ữ 30). [...]... 11 ngang (trỉåìng håüp khäng cọ sỉû phán hu nhiãût) Thåìi gian âọng ràõn s l thåìi gian m giạ trë σ T âảt cỉûc âải hồûc bàõt âáưu nàòm ngang σ thh: thåìi gian hoảt họa târ: thåìi gian âọng ràõn t thh târ Hçnh 2.3: âỉåìng cong lỉu họa Ngoi ra, thåìi gian âọng ràõn, tỉì gin âäư chụng ta cn cọ thãø xạc âënh âỉåüc thåìi gian hoảt hoạ thh âọ l thåìi gian m váût liãûu chỉa xy ra quạ trçnh âọng ràõn âạng kãø... 2.3: âäü co thãø têch ca mäüt säú loải váût liãûu 8 Nhiãût âäü gia cäng Nhiãût âäü gia cäng trỉåïc tiãn phủ thüc vo bn cháút ca polymer, cạc tênh cháút gia cäng ca polymer, hçnh dạng, kêch thỉåïc ca sn pháøm Nhiãût âäü gia cäng cn phủ thüc vo phỉång phạp âỉåüc chn âãø gia cäng v loải thiãút bë dng âãø gia cäng polymer Viãûc chn âụng nhiãût âäü gia cäng khäng nhỉỵng tảo âiãưu kiãûn thu âỉåüc sn pháøm cháút... cháút âäün thỉåìng lm gim âäü co thãø têch + Âiãưu kiãûn gia cäng (nhiãût âäü, thåìi gian lm ngüi) cọ nh hỉåíng âãún âäü co thãø têch ca sn pháøm + Bn cháút váût liãûu lm khn Ngoi ra, cn phi kãø âãún sỉû co thãø têch do sỉû máút áøm v cháút dãù bay håi trong quạ trçnh gia cäng, loải phỉång phạp gia cäng Thỉûc tãú cho tháúy ạp sút gia cäng v thåìi gian lỉu lải trong khn ca cạc nhỉûa nhiãût ràõn khäng nh... Váûn täúc âọng ràõn, thåìi gian âọng ràõn Thåìi gian âọng ràõn ca nhỉûa nhiãût ràõn hay thåìi gian lỉu hoạ ca cao su l thåìi gian cáưn thiãút âãø váût liãûu dỉåïi tạc dủng ca nhiãût v ạp sút chuøn biãún thnh trảng thại cọ tênh cháút sỉí dủng täút nháút Váûn täúc âọng ràõn biãøu thë täúc âäü chuøn trảng thại ca váût liãûu, chè phủ thüc vo bn cháút ca váût liãûu Tuy nhiãn, thåìi gian âọng ràõn cn phủ thüc... phán tạn phủ gia theo chiãưu chu vi trủc (tỉïc l ton bäü trãn bãư màût ca låïp polymer) Nhỉ váûy, váûn täúc âỉa phủ gia vo khäúi häùn håüp phủ thüc vo tạc âäüng läi cún phủ gia ca khäúi häùn håüp trãn khe trủc vo cạc nãúp gáúp ca mçnh v quạ trçnh Trang 27 phán tạn phủ gia phủ thüc vo tạc dủng ca ỉïng sút trỉåüt gáy ra khi váût liãûu âi vo vng biãún dảng ca mạy Sỉû kho sạt täúc âäü âỉa phủ gia vo khäúi... âënh thåìi gian lỉu hoạ bàòng lỉu hoạ kãú v lỉu biãún kãú âäúi våïi häùn håüp cao su cho kãút qu chênh xạc hån dng nhåït kãú Mooney Âäúi våïi 2 loải thiãút bë ny, thåìi gian lỉu hoạ âỉåüc xạc âënh bàòng cạch theo di tênh nàng ca váût liãûu khi chëu tạc dủng ca ỉïng sút (hồûc biãøu diãùn) thûn nghëch chu k xạc âënh Ngoi viãûc xạc âënh thåìi gian âọng ràõn bàòng cạc thiãút bë trãn, thåìi gian âọng ràõn... nhiãût âäü gia cäng khäng thêch håüp s dáùn âãún nhỉỵng khuút táût trãn sn pháøm nhỉ thiãúu kêch thỉåïc, tênh cháút cå l gim v trong nhiãưu trỉåìng håüp khäng thãø tiãún hnh gia cäng âỉåüc Nhiãût âäü gia cäng ca cạc ngun liãûu khạc nhau thỉåìng âỉåüc xạc âënh bàòng thỉûc nghiãûm v âỉåüc cho båíi cạc ti liãûu k thût ca cạc nh chãú tảo ngun liãûu Tuy nhiãn âãø cọ cå såí cho viãûc lỉûa chn nhiãût âäü gia cäng... cháút ca váût liãûu Tuy nhiãn, thåìi gian âọng ràõn cn phủ thüc vo bãư dy ca sn pháøm gia cäng do trong quạ trçnh âọng ràõn cáưn cọ sỉû dáùn nhiãût m cạc váût liãûu ny dáùn nhiãût kẹm cho nãn sn pháøm cng dy thç thåìi gian âọng ràõn cng di Thåìi gian âọng ràõn ca nhỉûa nhiãût ràõn âỉåüc âo bàòng nhåït kãú canavec, cn thåìi gian lỉu hoạ cao su thỉåìng âỉåüc âo bàòng lỉu hoạ kãú v êt dng hån våïi nhåït kãú... gia vo khäúi polymer cho tháúy trong thåìi gian âáưu, váûn täúc xám nháûp ca phủ gia l hàòng säú, sau âọ gim dáưn v tiãún âãún 0 Vç váûy thỉåìng khi âỉa phủ gia hồûc âäün vo khäúi polymer bàòng mạy cạn 2 trủc ngỉåìi ta thỉåìng cho hãút vo mäüt láưn Sỉû kho sạt quạ trçnh träün trãn mạy träün 2 trủc cho tháúy nãúu khäng cọ sỉû càõt âo, sỉû xám nháûp ca phủ gia s khäng xy ra âỉåüc trãn ton bäü khäúi häùn... nhiãût hồûc håi nỉåïc gia nhiãût vo Cạc Roto cọ thãø l cạc loải cạnh träün dảng ∑ hồûc Z, hồûc dảng xồõn äúc Tiãút diãûn ca Roto khäng âäøi, våïi mạy träün kên thỉåìng dng thç tiãút diãûn l 1 hçnh elip Cạc phủ gia v polymer âỉåüc cho vo mạy qua cỉía nảp liãûu Sau mäüt thåìi gian träün nháút âënh, häùn håüp âỉåüc thạo ra åí cỉía thạo liãûu dỉåïi dảng khäúi Âãø thûn tiãûn cho viãûc gia cäng tiãúp theo, . (%) - Polyoximetylen (PCM) • Polyolefin - PELD - PEHD - PP • Styren v copolymer - PS thỉåìng - PS ? - Styren - acrylonitril (SAN) - ABS - Styren - acrylonitril - Metacrylat - butadien. acetat (CA) - Cellulose - Cellulose acetobutirat (CAB) - Cellulose propionat (CP) Polyamid - Loaỷi 6 - Loaỷi 6 - 6 - Loaỷi 6 - 10 - Loaỷi 11 - Loaỷi 11 õọỹn sồỹi thuyớ tinh - Loaỷi 12. plast - Melamin formandehit + ọỹn - xenlulo + ọỹn aming - Melamin - phenol - formaldehid - Ureformandehit õọỹn - xenlulo Diallyl phtalat (DAP) - ọỹn thuyớ tinh - ọỹ khoaùng - ọỹn sồỹi