C2 nguyên li u s n xu t (t2)

CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT 2.1 Quan hệ cấu trúc tính chất polymer 2.2 Phân loại nhựa 2.3 Giới thiệu số loại nhựa thông dụng 2.4 Mã nhận dạng nhựa 2.5 Những tính chất kỹ thuật polymer 2.1 Quan hệ cấu trúc tính chất polymer 2.1.1 Độ trùng hợp (DP - Degree Polymerization) • Độ trùng hợp (DP) biểu thị số mắc xích sở có đại phân tử • M: Trọng lượng phân tử* mạch polymer • m: Trọng lượng phân tử mắc xích sở VD: Độ trùng hợp = n • Nhựa có độ trùng hợp cao có tính dẻo dai, khả chống va đập, chịu mài mòn tốt 2.1.2 Cấu trúc mạch polymer • Mạch thẳng (linear) • Mạch nhánh (branched) • Mạng lưới khơng gian (crosslink)* • Polymer mạch thẳng có mạch phân tử thẳng, kết tinh mạch dễ xếp chặt chẽ, có trật tự nên có độ kết tinh tỷ trọng cao polymer mạch nhánh  tính chất học (độ cứng, độ bền uốn, độ bền kéo đứt) polymer mạch thẳng tốt polymer mạch nhánh • Polymer mạch không gian không tan dung môi* độ bền nhiệt cao 2.1.3 Thành phần monomer • Homopolymer (polymer đồng đẳng) : thành phần mạch phân tử chứa loại monomer -A-A-A-A-A-A-A-AA: monomer • Copolymer (polymer đồng trùng hợp): thành phần mạch phân tử chứa hai loại momomer.* -A-A-B-A-B-A-B-B-AA, B: monomer khác • Homopolymer mạch phân tử chứa loại monomer  có tính đồng cao, dễ xếp đặn, trật tự nên có độ kết tinh cao tính chất lý cao copolymer 2.1.4 Các nhóm phân cực • Khi monomer có diện nhóm phân cực (-NH2, -COO, -OH, -Cl, -F,…) lực liên kết phân tử tăng  tăng độ kết tinh, tăng độ bám dính 2.1.5 Trạng thái tập hợp trạng thái pha a Trạng thái tập hợp: •Về nguyên tắc, tất chất tồn trạng thái tập hợp: rắn, lỏng, khí •Trạng thái tập hợp chất xác định cân lượng liên kết Elk (mang nguyên tử lại gần nhau) lượng nhiệt Enh (đẩy nguyên tử xa nhau) Enh = k.T vaø Elk = const k: số Boltzman = 1,382.10-23J/K •Khi T tăng, Enh tăng làm cấu trúc trật tự • Khí: trạng thái trật tự hồn tồn • Rắn: trạng thái trật tự hồn tồn • Lỏng: trung gian trạng thái b Trạng thái pha • Theo quan điểm cấu tạo, pha khác cách xếp phân tử • Có trạng thái pha: – tinh thể (kết tinh) – vơ định hình • Trạng thái pha vơ định hình: Các mạch polymer xếp ngẫu nhiên, khơng có trật tự Vật liệu thể rắn lỏng* • Trạng thái pha tinh thể (kết tinh): Các mạch polymer xếp cách có trật tự Vật liệu thể rắn • Trong thực tế, polymer thường trạng thái bán kết tinh trạng thái vừa có vùng pha kết tinh vừa có vùng pha vơ định hình xen kẽ • Tỷ lệ vùng kết tinh so với toàn khối polymer gọi độ kết tinh Trạng thái vô định hình Trạng thái bán kết tinh • Polymer vơ định hình có độ suốt cao polymer kết tinh VD: Nhựa PMMA (Poly methyl methacrylate) có độ suốt cao thủy tinh vơ • Polymer kết tinh có tính chất lý cao polymer vơ định hình.* • Độ kết tinh phụ thuộc vào tốc độ làm nguội Làm nguội chậm độ kết tinh cao ngược lại • Nếu cho thêm chất hóa dẻo độ kết tinh giảm • Các polymer vơ định hình tuỳ thuộc vào nhiệt độ có trạng thái lý học: Trạng thái Thuỷ tinh Trạng thái Mềm cao Tg Dao động Nguyên tử Trạng thái Chảy nhớt Tm Dao động Đoạn mạch Chuyển động Phân tử Tg: Nhiệt độ hoá thuỷ tinh Tm: Nhiệt độ chảy nhớt • Trạng thái thuỷ tinh: đặc trưng dao động nguyên tử nhóm nguyên tử mạch phân tử quanh vị trí cân • Trạng thái mềm cao: đặc trưng dao động đoạn mạch, mạch polymer có khả uốn dẻo • Trạng thái chảy nhớt: đặc trưng độ linh động toàn mạch đại phân tử • Nhiệt độ hố thuỷ tinh (Tg): nhiệt độ nhựa bắt đầu chuyển sang trạng thái thủy tinh.* • Nhiệt độ (Tm): nhiệt độ nhựa bắt đầu chuyển sang trạng thái chảy nhớt.* • Nhiệt độ gia cơng (Tp) (Tp – Temperature processing): nhiệt độ mà làm hỗn hợp nhựa chảy dẻo ra, đáp ứng khả gia cơng cho sản phẩm hồn hảo nhất.* • Nhiệt độ gia công lúc lớn nhiệt độ nóng chảy.* 2.2 Phân loại nhựa • Trong sản xuất nhựa phân thành loại: – Nhựa thông dụng – Nhựa kỹ thuật – Nhựa kỹ thuật chuyên dụng – Nhựa hỗn hợp a Nhựa thơng dụng • Là loại nhựa sử dụng số lượng lớn • Dùng nhiều vật dụng thường ngày • Giá rẻ • VD: PE, PP, PS, ABS, PVC, PET… b Nhựa kỹ thuật • Là loại nhựa có tính chất lý (độ bền kéo, bền uốn, va đập,…) trội so với loại nhựa thơng dụng • Ứng dụng để sản xuất chi tiết yêu cầu tính cao • Giá đắt Một số loại nhựa kỹ thuật Tên nhựa PolyAmide (Nylon) PolyCarbonate PolyAcetal Poly Phenylene Sulfide Poly Buthylene Terephthalate Tên viết tắt PA PC POM PPS PBT c Nhựa kỹ thuật chuyên dụng • Chỉ dùng với số lượng ít, số lĩnh vực riêng biệt Giá cao Tên nhựa Tên viết tắt Poly Phenylene Sulfide PPS Poly Ester kết tinh dạng lỏng LCP Poly Imide PI Poly Tetra Fluoro Ethylene PTFE Poly Ether Imide PEI Poly Amide Imide PAI d Nhựa hỗn hợp • Phối hợp tính ưu việt loại nhựa hạn chế tính yếu loại riêng lẻ • VD: PC/PET, PC/ABS, PA/PP,… 2.3 Giới thiệu số loại nhựa thông dụng Cấu tạo, tính chất, ứng dụng loại nhựa thơng dụng (PE, PP, PVC, PS, ABS, PMMA) Cấu tạo, tính chất, ứng dụng loại nhựa kỹ thuật (PA, PC, POM, PET, EVA, PTFE (Teflon))