BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM TIỂU LUẬN Đề tài: Công nghệ RTM GVHD: Nguyễn Hưng Thủy SVTH: Nhóm DANH SÁCH NHÓM Tên MSSV Nguyễn Huỳnh Lan Hương 2004120038 Huỳnh Thị Ngọc Ánh 2004120085 Thạch Thị Thu Sương 2004120004 Nguyễn Hữu Thiên An 2004120092 CÔNG NGHỆ RTM: phương pháp dùng áp suất thấp đưa vào khuôn kín, tạo sản phẩm composite có kiểm soát chặt chẽ hình dạng preform (sợi) nhựa. 1. RTM gì? Công nghệ RTM (Resin Transfer Molding): công nghệ sản xuất composite: nhựa chuyển vào khuôn điều kiện áp suất thấp, khuôn kín tạo sản phẩm có bề mặt chất lượng cao, kích thước xác. Sản phẩm có hàm lượng sợi cao , chiếm 40 đến 50 % . RTM tạo sản phẩm từ đơn giản, tính thấp đến sản phẩm phức tạp tính cao, từ sản phẩm có kích thước nhỏ đến sản phẩm có kích thước lớn. 2. Nguyên vật liệu: - Nhựa polymer nhiệt rắn dạng lỏng: epoxy, polyester, vinyl ester, phenolic. Sợi gia cường sợi thủy tinh, sợi aramid, sợi cacbon… Ngoài ra, có thành phần khác độn (filler), chất xúc tác (catalyst), chất xúc tiến (promoter), màu, chất chống cháy. Nguyên liệu chọn tiêu chí giá thành, tính, tính chất bề mặt, trung hòa yếu tố này. Sợi gia cường đưa trước vào khuôn, thường sợi Mat (chopped strand mat) sợi dệt (woven roving) dạng định hình trước (perform). Sau đó, hỗn hợp nhựa, thành phần khác trộn trước phun vào khuôn có sợi. Nếu yêu cầu gelcoat bề mặt gelcoat phun vào khuôn trước đặt perform vào khuôn. Dung môi – tác nhân kết mạch: Trong thành phần chứa lượng định tác nhân kết mạch. Tác nhân kết mạch thường mono styrene hay vinyl toluene. Trước lúc phản ứng thành phần có vai trò dung môi để điều chỉnh độ nhớt nhựa. Để giảm bay đồng thời làm tăng tính chất lý sản phẩm người ta dùng vinyl toluene thay cho styrene. 2.1. - - Xúc tác xúc tiến: Để tạo gốc tự khơi mào cho phản ứng đóng rắn xúc tác phải hoạt hóa xúc tiến thích hợp. Tùy vào điều kiện đóng rắn yêu cầu công nghệ mà người ta dùng hệ xúc tác xúc tiến cho phù hợp. Để chọn chất xúc tác xúc tiến phù hợp người ta quan tâm đến thông số: nhiệt độ trình đóng rắn, thời gian đóng rắn. Bên cạnh người ta quan tâm đến: điểm nhiệt trình đóng rắn, thời gian lưu cho hỗn hợp… Hiện viêc phân chia hệ xúc tác xúc tiến người ta dựa theo nhiều tiêu thức như: thời gian đóng rắn, nhiệt độ trình đóng rắn… Nhưng việc phân chia phổ biến theo nhiệt độ trình đóng rắn. Việc phân 2.2. - - - chia hệ xúc tác xúc tiến theo nhiệt độ thường theo nhóm: đóng rắn nhiệt độ thấp đóng rắn nhiệt độ cao (nhiệt độ kích hoạt cho trình đóng rắn cao nhiệt độ môi trường). Các phụ gia chất trợ gia công: Chất phòng lão chất giúp kéo dài thời gian sử dụng sản phẩm. Khi sử dụng chất phòng lão người ta hạn chế việc thoái hóa sản phẩm nhựa. Quá trình lão hóa sảy tác nhân có khả oxy hóa, điển hình oxy không khí. Sản phẩm bị lão hóa có biểu hiện: lu mờ bề mặt, tạo vảy rạn nứt… Tùy theo yêu cầu sản phẩn mà người ta dùng chất phòng lão với hàm lượng khác khoảng 0.1÷0.3%. Đối với sản phẩm để trời thường phải bổ sung chất kháng UV hàm lượng sử dụng khoảng 0.1÷0.3%. 2.3. - - Xốp tạo khung cho sản phẩm: Để sản xuất cấu trúc không gian chiều, người ta dùng vật liệu xốp để tạo khung định hình cho cốt sợi. Xốp sử dụng cho trình định hình cần đảm bảo thông số kỹ thuật: • Tỉ trọng ρ=64÷96 Kg/m3 • Nhiệt biến hình ts điểm nhiệt nhựa đóng rắn • Độ biến hình nhiệt thấp Người ta thường dùng xốp PU (polyurethane). Các xốp có ưu điểm: • Chịu nhiệt độ cao • Kháng dung môi tốt • Độ biến hình nhiệt thấp (đặc biệt loại xốp PU cứng). 2.4. - - 3. Thành phần công thức : - STT Hóa chất Thành phần Nhựa UP 70 Tác nhân kết mạch 30 Xúc tiến 0,03 Xúc tác 1÷1,2 Chất phòng lão 0,1÷0,3 Chất kháng UV 0,1÷0,3 Màu Xúc tác đưa vào hỗn hợp trước sử dụng. Thông thường việc sử dụng nhựa thị trường dạng hỗn hợp, với thành phần như: nhựa, tác nhân kết mạch (monostyrene), chất xúc tiến, sáp. Thành phần xúc tiến sáp tùy theo chủng loại. Hai thành phần nhựa tác nhân kết mạch có tỉ lệ chúng khoảng 70:30 (theo trình tự). - Tổng thời gian pha trộn xúc tác vào hỗn hợp thời gian gia công phải đảm bảo đủ an toàn nhỏ thời gian gel hỗn hợp. 4. Cách sản xuất định hình sợi: - - Do vận tốc nhựa điền đầy vào khuôn nhanh nhựa chảy khuôn theo dòng nên dễ làm xô lệch sợi. Thông thường người ta dùng sợi dạng roving, dạng dệt dạng sợi mat liên tục. Khi dùng dạng mat người ta định vị gắng kết sợi nhựa nhựa nhiệt dẻo (khoảng 3-5% khối lượng). Sau định lượng xếp vào khuôn. Định hình sợi: Để thực định hình sợi trước cho vào khuôn người ta dùng sợi mat kết dính nhựa nhiệt dẻo. Quá trình định hình thực theo trình tự gia nhiệt, định hình. Đối với sản phẩm có cấu trúc không gian chiều người ta thường dùng loại xốp tạo sản phẩm sandwich. 4.1. - 4.2. - Sơ đồ hệ thống: Hệ thống gồm cụm chức năng: Hệ thống bồn (ngăn chứa). Hệ thống xylanh định lượng (bơm định lượng). Hệ thống bơm trộn. Hệ thống chân không. - Hệ thống van chuyển hướng. Khuôn hệ thống khép khuôn chuyển đổi khuôn. 4.2.1. Giai đoạn chuẩn bị: Đặt van định hướng cho thành phần (xúc tác-nhựa) tuần hoàn ngăn chứa. - Mở hệ thống bơm định lượng. - Tiến hành đo tỉ lệ thành phần hồi lưu. - Hiệu chỉnh bơm định lượng để đạt tỉ lệ cần thiết. 4.2.2. Giai đoạn thực hiện: - Chuyển van định hướng cho chảy xuống khuôn, đồng thời mở bơm trộn. Mở hệ thống hút chân không. Khi nhựa điền đầy khuôn: • Chuyển van chuyển hướng cho trạng thái hỗn hợp. • Khóa van. • Mở chế độ vệ sinh bơm trộn. 4.2.3. Vệ sinh: - Sau nhựa bơm đầy khuôn ta phải tiến hành vệ sinh hệ thống bơm trộn. Việc vệ sinh thực cách cho nhựa vào hệ thống bơm trộn xả ngoài. - 4.2.4. Hệ thống chân không: Chức thiết bị hệ thống: Máy b Máy bơm chân không Tạo môi trường chân không cho hệ thống Van chiều Bình chứa chân không Bẫy nhựa Tránh tượng áp máy ngừng hoạt động Giúp trì áp lực chân không khoảng thời gian gia công Tách nhựa dư khỏi chân không 5. Ưu điểm: - Phun áp suất thấp. (thường không 10 psi suốt trình điền đầy - khuôn). Sản phẩm có bề mặt chất lượng cao. (láng mặt) Sản phẩm RTM thông dụng có bề dày 3mm, lượng sợi chiếm tới 40÷50%. Kỹ thuật sản xuất tự động nên cho suất cao. Ít phế phẩm. Sản phẩm đồng nhất. Khuôn kín: sạch, ảnh hưởng sức khỏe, công nhân có tay nghề đào tạo kỹ thuật cao hơn. Nhựạ điền đầy toàn khuôn. Kích thước sản phẩm xác. 6. Nhược điểm: - Chi phí khuôn mẫu cao. - Tốc độ gia công sản phẩm kéo dài. - Muốn tăng suất phải dùng nhiệt để đóng rắn,dùng nhiều khuôn. - Sử dụng tỷ lệ xúc tác xác.