các loại nhựa và đặc tính cơ bản nhất của nhựa

Các loại nhựa và đặc tính của nóChương này trình bầy sự khác nhau giữa nhựa nhiệt dẻo và nhựa nhiệt rắn,và sự khác nhau giữa chất dẻo kết tinh và chất dẻo vô định hình.. Nhựa nhiệt dẻo L

Trang 1

Các loại nhựa và đặc tính của nó

Chương này trình bầy sự khác nhau giữa nhựa nhiệt dẻo và nhựa nhiệt

rắn,và sự khác nhau giữa chất dẻo kết tinh và chất dẻo vô định hình

Nhựa nhiệt dẻo

Loại nhựa này mềm hoặc chảy ra nếu được đốt nóng Chất dẻo đạt đến trang thái mềm hoặc tan chảy được phun vào hốc khuôn trong quá trình đúc Khi hạ bớt nhiệt nhựa sẽ đông cứng lại (solidifies)

Nhựa đông cứng có thể mềm trở lại dưới tác động của nhiệt

Nhựa dẻo nhiệt dẻo có thể phân thành chất dẻo kết tinh (crystalline plastics) và chất dẻo vô định hình (amorphous plastics), cả hai đều có thể dùng cho khuôn đúc phun

Chu trình đúc (molding cycle) có thể ngắn hơn so với chất dẻo nhiệt rắn

Dưới đây là các sản phẩm của nhựa nhiệt dẻo

[Một số thí dụ sử dụng nhựa nhiệt dẻo]

đồ chơi, đồ gia dụng

[PE mật độ cao]

Túi sách hàng, túi đựng rác, Hộp đựng xà phòng bột, ống thoát nước, ống dẫn khí

Trang 2

[Vật liệu PVC mềm]

Vật liệu lát sàn và vật liệu dán tường, gói thực phẩm, ống trong nông nghiệp

Trang 3

[Vật liệu nhựa sử dụng cho các bộ phận xe ô tô]

Carry box (ABS) : hộp đựng đồ

Roof rail (PC): Giá đỡ trên mui xe

Spoiler (ABS): Nắp cốp sau

Over fender (PP): Tấm chắn bùn bánh xe

Bumper (PP): Ba đờ sốc bảo vệ ô tô

Trang 4

[Vật liệu nhựa sử dụng bên trong ô tô]

Dash board (ABS): bảng điều khiển

Console box(pp): hộp điều khiển

Brake pedal (PA): bàn đạp phanh

Door rim (PP): Ốp cửa

Nhựa nhiệt rắn.

Loại nhựa này mềm đi khi chịu nhiệt nhưng không tan chảy Chất dẻo này được đùn vào phía trong hốc khuôn khi nó mềm Vật liệu này đóng cứng chậm hơn do có phản ứng hoá học bởi sự gia tăng nhiệt độ

Chất dẻo nhiệt rắn khi bị cứng lại nó sẽ không mềm như cũ cho dù được nung nóng

Các chất dẻo nhiệt rắn đều là các loại nhựa vô định hình, một vài thứ không phù hợp với đúc phun

Chu trình đúc với các chất dẻo này là dài hơn

Trang 5

Để cho nó cứng lại, nhiệt

độ phải được giữ dưới nhiệt độ xảy ra phản ứng hoá học(Tg), nếu không chỉ có phản ứng hoá học xảy ra, mà không có quá trình cứng lại

Các sản phẩm chất dẻo làm từ chất dẻo nhiệt rắn như :

Sự khác nhau giữa chất dẻo kết tinh và chất dẻo vô định hình

Trang 6

Chất dẻo kết tinh Chất dẻo vô định hình

Chuỗi các phân tử của các

chất dẻo đặc đuợc liên kết

rất đều, nhiều chuỗi phân

tử này không cho phép

[Điểm nhiệt độ nóng chảy và hoá rắn đối với mỗi loại nhựa]

Tên nhựa

điểm nóng chảy[ ]

nhiệt độ xi lanh

[ ]

nhiệt độ đóng rắn[ ]

nhiệt độ khuôn[ ]

Chất dẻo kết

tinh

Polyethylene(PE)

110 - 141 200 - 300 100 - 200 15 - 75

Polypropylene(PP)

168 - 186 200 - 300 100 - 200 15 - 90

Polyamide(PA) 215 - 265 220 - 350 145 - 170 20 - 90

Chất dẻo vô

định hình

Polyvinyl chloride (PVC)

Polystyrene(PS)

Polycarbonate(PC)

Acrylonitr 80 - 255 200 - 300 80 - 125 40 - 85

Trang 7

ile butadienstylene(ABS)

Property of Plastics

Chương này trình bày về đặc tính của chất dẻo và các thông

số của các loại vật liệu trong công nghệ đúc.

Đặc tính của chất dẻo

Đặc tính của chất dẻo (Plastic) được phân loại theo 5 chỉ tiêu sau:

Những đặc điển được đề cập ở đây có thể dùng để tham khảo khi chọn chất dẻo Tuy nhiên, các đặc tính này khó tránh khỏi thay khi nhiệt độ hoặc độ ẩm thay đổi, vì vậy để chọn chất dẻo cần tính toán thật cẩn thận về sự thay đổi điều kiện môi trường

Cơ tính

Cơ tính là kể đến sự biến dạng hoặc bị đứt vỡ của chất dẻo do

sự thay đổi cơ học như tải trong đặt lên nó chẳng hạn Cơ tính của chất dẻo phụ thuộc vào nhiệt độ, tải trọng tác dụng và khoảng thời gian chịu tải trọng đặt vào Nó cũng có thể bị tác động do bức xạ tia cực tím khi sử dụng ngoài trời

Trang 8

Độ bền hóa học, khả năng chống nứt do môi trường (environmental stress crack resistance) hoặc khả năng chịu được sự thay đổi của môi trường đó là đặc tính hóa học.

Khi nhựa tiếp xúc với các hóa chất, sẽ một có sự thay đổi nào

đó Sau khi nhựa tiếp xúc với hóa chất khoảng một tuần, sự thay đổi sẽ xuất hiện, khối lượng và kích thước có thay đổi Những thay đổi này được xem như tính chất hóa học của nó

Đặc tính về điện

Đặc tính về điện của chất dẻo thường được xem như những tính điện từ Tính chất điện bao gồm tính cách điện, độ dẫn điện, độ tích điện tĩnh Nhờ có tính cách điện tốt, nên nhựa thường được

sử dụng trong các lĩnh vực điện Tuy nhiên, nếu chất dẻo có những khuyết tật, chúng dễ bị nhiễm điện

Lý tính

Trọng lượng riêng, hệ số khúc xạ và tính hút ẩm chúng được gọi là tính chất vật lý của chất dẻo Trọng lượng riêng của chất dẻo thường là nhỏ và nó thay đổi phụ thuộc vào đặc tính của Polyme cao (high polymer), hoặc tác động nhiệt và cơ đối với chất dẻo

Đặc tính của vật liệu đúc

Đó là các đặc tính, khả năng ứng dụng, những điều cần lưu ý khi sử dụng, chế độ đúc và tính chất vật lý của các vật liệu đem đúc (molding material ) ( Chỉ có tính chất vật lý của chất dẻo nhiệt rắn(thermosetting plastics))

Các chỉ tiêu của vật liệu đúc thường biến đổi thành những trạng thái khác nhau do nhiều yếu tố Đặc điểm chung, khả năng ứng dụng, lưu

ý khi dùng, và chế độ đúc được giới thiệu dưới đây:

Polyamide (Nylon) (PA)

a Đặc điểm :

Trang 9

Chống va đập cực tốt và có độ bền hóa học cao, chịu được nhiệt độ thấp và cách điện tốt Nhiệt độ nóng chảy cao, chịu nhiệt tốt.

Nhờ có tính tự bôi trơn nên nó thường được dùng để làm các bạc đỡ của các chi tiết cơ khí

Nói chung nhiệt độ nhựa thường được đặt cao Điều khiển nhiệt

độ khuôn để làm nguội đều

ĐẶC TÍNH 1( Nhiệt độ sấy-Áp suất phun)

Nhựa Loạ

i

Cốt liệu

Ký hiệu

Nhiệt

độ sấy [ ]

Thời gian sấy [hours]

Nhiệt độ xylanh [ ]

Nhiệt độ khuôn [ ]

Áp suất phun [kgf/

] Polya

ĐẶC TÍNH 2 (độ giãn dài- Trọng lượng riêng)

Nhựa Loại Cốt liệu hiệu Ký

Độ giãn dài [%]

Tỷ lệ co ngót [%]

Độ chịu nhiệt lâu dài [ ]

Nhiệt độ

bị biến dạng [ ]

Trọng lượng riêng Polya

Trang 10

ĐẶC TÍNH 3 (độ bền kéo - độ bền va đập)

Nhựa Loại Cốt liệu hiệu Ký

Độ bền kéo [kgf/

]

Độ bền nén [kgf/

]

Độ bền uốn [kgf/ ]

Độ bền va đập [kgf/ ]

Loại này không cần sấy khô vật liệu trước khi đúc vì nó hút ẩm rất ít

Hệ số co ngót đúc (Molding shrinkage) thay đổi tùy theo nhiệt độ khuôn

b Ứng dụng:

Thường được dùng cho các chi tiết rất lớn hoặc các chi tiết cực mỏng

Vì nó có độ bền mỏi rất tốt, nên thường được dùng làm các chi tiết như khớp nối, bản lề chịu uốn nhiều lần

Trang 11

d Điều kiện đúc:

Nhiệt độ đúc thường dùng là 40-60

Áp suất phun tiêu chuẩn là 800-1200KG/cm2 Tuy nhiên, với áp suất cao nhất dễ sinh bavia (flash)

Phạm vi nhiệt độ đúc (molding temperature) thích hợp là khoảng 200-300

và tốt hơn hết là dùng ở vùng nhiệt độ cao

ĐẶC TÍNH THỨ NHẤT( Nhiệt độ sấy-Áp suất phun)

Nhựa Loại liệuCốt hiệu Ký

Nhiệt

độ sấy [ ]

Nhiệt

độ khuôn [ ]

Áp suất phun [kgf/ ]

Ký hiệu

Hệ số

co ngót

%]

Khả năng chịu nhiệt liên tục [ ]

Nhiệt

độ biến dạng nhiệt [ ]

Trọng lượng riêng

Trang 12

ĐẶC TÍNH THỨ BA (Độ bền kéo - Độ dai va đập)

]

Độ dai

va đập [kgf/

Còn PE tỷ trọng cao thì có độ cứng tốt và tính chống va đập rất cao

PE tỷ trọng cao thường được dùng để chế tạo các thùng phi hoặc làm các sản phẩm nhựa lớn như thùng chứa…

c Chú ý:

Nếu nhiệt độ đúc cao sẽ dẫn đến kết quả sau: Chu trình đúc (molding cycle) dài hơn, độ bền va đập giảm đi, độ co ngót

Trang 13

(molding shrinkage) trở lên lớn hơn và trọng lượng riêng tăng lên

Nhiệt độ đúc thấp là nguyên nhân làm cho bề mặt vật đúc bị tách ra hoặc biến dạng

Nhiệt

độ sấy [ ]

ĐẶC TÍNH THỨ HAI (Độ giãn dài- Trọng lượng riêng)

Nhựa Lo Cốt Ký Độ Hệ số Khả năng Nhiệt độ Trọng

Trang 14

ại liệu hiệu

giãn dài [%]

co ngót

%]

chịu nhiệt liên tục [ ]

biến dạng nhiệt [ ]

lượng riêng

]

Độ dai

va đập [kgf/ ]

Trang 15

độ

cao

Acrylonitrile butadienstylene (ABS)

a Đặc điểm:

Đây là loại nhựa có tính đàn hồi tốt và khó vỡ

Là loại nhựa vô định hình (Amorphous plastics), nó ít có khả năng chịu đựng điều kiện khí hậu xấu

Là vật liệu dễ đạt được độ chính xác kích thước và giữ được sự ổn định về kích thước

Là vật liệu dễ thực hiện gia công tiếp theo (gia công cơ, mạ điện, hàn chảy…)

Nên tránh đúc hình dạng mỏng, khó điền đầy khuôn

Duy trì nhiệt độ khuôn đúc tương đối cao, nhiệt độ ôn định khoảng 60 – 80 0C

Áp suất đúc cao vì ABS có tính chảy loãng kém

Nhiệt

độ sấy [ ]

Trang 16

- 40%

ABS 70 - 80 2 200 - 260 40 - 80 1050 -

2810

Hệ số

co ngót

%]

Nhiệt độ biến dạng nhiệt [ ]

- 40%

ABS 2.5 -

3.0

0.1 - 0.2 93 - 110 93 - 118 1.22 - 1.36

Nhựa Lo

ại

Cốt liệu

Ký hiệu

]

Độ dai

va đập [kgf/ ]

Trang 17

-

Sợi thủy tinh 20%

- 40%

ABS 570 - 740 1550 600 - 1120 - 1900 13.1 5.4 -

Polycarbonate (PC)

a Đặc điểm:

Loại này có nhiệt độ chảy cao, độ nhớt (viscosity) cũng cao

Hệ số co ngót đúc (molding shrinkage rate) khá nhỏ (0.5-0.8%) và không bị ảnh hưởng bởi vị trí cổng phân phối (gates)

Nhiệt độ khuôn thấp có thể làm chi tiết biến dạng

Nếu áp lực phun (injection pressure) quá cao sẽ làm cho chi tiết biến dạng bên trong nên dễ vỡ

Nhiệt độ khuôn trong khoảng 85-110oC

Trang 18

Nếu nhiệt độ này cao hơn thì nhựa chảy trong đường ống sẽ tốt hơn và tăng độ bóng hình dạng bên ngoài Nó cũng làm giảm biến dạng của sản phẩm

Áp lực đúc có thể đặt cao,

Nhiệt độ đúc (Molding temperature) nên nằm trong khoảng 260 -

3000C

Nhựa Loại Cốt liệu

Ký hiệ

u

Nhiệt

độ sấy [ ]

Thời gian sấy [hours ]

Nhiệt

độ khuôn [ ]

y tinh

y tinh 10

%

PC 120 24 270 - 380 120 80 - 1050 - 2810

Ký hiệ

u

Hệ số

co ngót

%]

Nhiệt

độ biến dạng nhiệt [ ]

121 - 133 132 -

143

1.19 - 1.20

Trang 19

y tinh

<10

% - 40

%

P

C

0.9 - 5.0

0.1 - 0.3 135

149 -

154

1.24 - 1.52

Ký hiệ

u

]

Độ dai

va đập [kgf/

y tinh

PC 840 -

1760 1480 914 - 1200 - 2250 11

Trang 20

% - 40

Độ co ngót (molding shrinkage) ít, không hút ẩm

Độ bền nhiệt tốt nên sự phân hủy nhiệt không xảy ra ngay cả khi nhiệt

độ đúc (molding temperature) quá lớn

Cách điện tốt và độ bền hóa học cao

b Chú ý:

Nếu chế độ đúc không thích hợp thì sẽ gây ra biến dạng và gây

ra ứng suất dư bên trong chi tiết Điều này sẽ gây nứt (cracks) trong khi tháo chi tiết khỏi khuôn

Áp lực phun (injection pressure) qúa lớn có thể gây ra bavia (flashes)

c Điều kiện đúc:

Nói chung nhiệt độ khuôn dưới 40oC Để nâng cao độ bóng bề mặt nên chọn 60 - 70 oC

Nhiệt

độ sấy [ ]

Trang 21

- 30%

PS - - 170 - 280 20 - 80 1050 - 2810

Hệ số

co ngót

%]

- 30%

PS 1.0 - 2.0 0.1 - 0.3 82 - 93 97 - 110 1.20 - 1.33

Trang 22

]

Độ dai

va đập [kgf/ ]

-

Sợi thủy tinh 20%

- 30%

Điều chỉnh nhiệt độ bị giới hạn, nếu không điều chỉnh đúng thì chi tiết

có thể bị phân hủy do bị cháy hoặc ăn mòn khuôn đúc

Tốt hơn hết là nên thay đổi áp lực phun (injection pressure), rãnh rót (sprue), đường dẫn (runner), cửa phân phối (gate) cần được mỏng hơn, ngắn hơn và độ dày của sản phẩm cần được để dày nhất nếu có thể Nêu tốc độ phun (injection speed) quá nhanh thì nhiệt ma sát tăng và dễ bốc cháy

Trang 23

c Điều kiện đúc:

Khi đúc nên sử dụng áp lực đúc trong khoảng 800-1200Kgf/cm2 Nhiệt độ đúc (Molding temperature) nên đặt thấp, thông thường ở dưới 180-190oC

Nên giảm tốc độ phun

Nhiệt

độ sấy [ ]

Hệ số

co ngót

%]

Trang 24

Ký hiệu

]

Độ dai

va đập [kgf/ ]

Nhựa Loại liệu Cốt hiệu Ký

Nhiệt

độ sấy [ ]

Epoxy

(EP) -

Sợi thủy

Trang 25

g

thấp

Hệ số co ngót

%]

Ký hiệu

]

Độ dai va đập [kgf/ ]

Phenolic resin (PF)

Trang 26

Nhựa Loại liệu Cốt hiệu Ký

Nhiệt

độ sấy [ ]

Hệ số

co ngót

%]

0.4 - 0.8 0.4 - 0.9 149 - 176 - 1.34 - 1.45

Độ

bền

cao

Sợi thủy

Trang 27

ại liệu hiệu

kéo [kgf/

]

nén [kgf/

] [kgf/ ]

đập [kgf/ ]

Định dạng
Số trang	27
Dung lượng	548 KB