I.VẬT LIỆU HỮU CƠ POLYME.1.Khái niệm.Từ xa xưa con người đã biết sử dụng vật liệu hữu cơ tự nhiên như gỗ, tre, da, sợi thực vật v.v. để phục vụ cuộc sống sinh hoạt hàng ngày. Với sự phát triển của khoa học và công nghệ, ngày nay vật liệu hữu cơ mới vật liệu polyme đã được đưa vào sử dụng để sản xuất các sản phẩm mở rộng hoạt động của con người. Polyme còn được gọi hợp chất hữu cơ cao phân tử là những chất có khối lượng phân tử lớn (không nhỏ hơn 104 phân tử), ở đó các phân tử gồm các nhóm nguyên tử như nhau gọi là mắt xích hay là me. Mỗi mạch là một phân tử đã bị thay đổi của chất thấp chất phân tử ban đầu – các monome. Khi điều chế polyme các phân tử monome nối lại với nhau và tạo thành các phân tử dài hay là các cao phân tử mà trong đó các nguyên tử được nối lại bằng liên kết đồng hóa trị.2.Phân loại. Có nhiều cách phân loại polyme. Trong kỹ thuật, người ta thường phân loại nhựa theo hai nhóm: Nhựa nhiệt dẻo: Dân dụng: PP, HDPE, PS, PVC, ABS, HIPS ... Kỹ thuật: PMMA, PC, POM, PA, PBT, PU …Nhựa nhiệt rắn: MF, PF, UF, Epoxy…
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN CƠ KHÍ
-oo0oo -BÁO CÁO THÍ NGHIỆM
MÔN: CƠ HỌC VẬT LIỆU CHÁT DẺO VÀ COMPOSITE
MÃ HP: ME4721
Giảng viên hướng dẫn: Trần Ích Thịnh
Sinh viên: Nguyễn Đình Thắng
Mssv : 20153507
Lớp : KTCK06- K60
Hà Nội: Ngày 17 tháng 5 năm 2018
Trang 2BÀI 1: NHẬN BIẾT VẬT LIỆU CHẤT DẺO
I VẬT LIỆU HỮU CƠ POLYME.
1 Khái niệm.
-Từ xa xưa con người đã biết sử dụng vật liệu hữu cơ tự nhiên như gỗ, tre,
da, sợi thực vật v.v để phục vụ cuộc sống sinh hoạt hàng ngày Với sự phát triển của khoa học và công nghệ, ngày nay vật liệu hữu cơ mới - vật liệu polyme đã được đưa vào sử dụng để sản xuất các sản phẩm mở rộng hoạt động của con người
- Polyme còn được gọi hợp chất hữu cơ cao phân tử là những chất có khối lượng phân tử lớn (không nhỏ hơn 104 phân tử), ở đó các phân tử gồm các nhóm nguyên tử như nhau gọi là mắt xích hay là me Mỗi mạch là một phân
tử đã bị thay đổi của chất thấp chất phân tử ban đầu – các monome Khi điều chế polyme các phân tử monome nối lại với nhau và tạo thành các phân tử dài hay là các cao phân tử mà trong đó các nguyên tử được nối lại bằng liên kết đồng hóa trị
2 Phân loại
- Có nhiều cách phân loại polyme Trong kỹ thuật, người ta thường phân loại nhựa theo hai nhóm:
- Nhựa nhiệt dẻo: Dân dụng: PP, HDPE, PS, PVC, ABS, HIPS
Kỹ thuật: PMMA, PC, POM, PA, PBT, PU …
- Nhựa nhiệt rắn: MF, PF, UF, Epoxy…
Trang 3II CÁC PHƯƠNG PHÁM GIA CÔNG NHỰA.
1 Phương pháp ép phun ( đúc phun)
Hình1 Sơ đồ phonwg pháp đúc nhựa trong khuôn
2 Phương pháp đùn
Hình 2: Sơ đồ quá trình đùn ống nhựa
Trang 43 Phương pháp thổi.
HÌnh 3: Sơ đồ quá trình đùn thổi nhựa trong khuôn
4 Phương pháp hút chân không
Hình 4: Sơ đồ phương pháp hút chân không
Trang 55 Phương pháp cán.
Hình 5: Máy cán màng nhựa
Trên đây là một số phương pháp gia công plastic thông dụng nhất Trên thực tế, hiện nay đã xuất hiện rất nhiều phương pháp gia công nhựa mới, ví dụ : SLS printing, 3D printinf…
Trang 6III NHẬN BIẾT MỘT SỐ LOAI NHỰA.
Hiện tượng: - Trong suốt, cứng
-Cháy lửa màu vàng, khói đen, mùi khí gas và muội không dính
2 Mẫu 2: PU
Hiện tượng: - Màu đục, cứng,
-Không tự cháy, muội dính tay và mùi nhẹ
3 Mẫu 3: PP
Hiện tượng: - Màu đục, mềm
-Cháy với ngọn lửa dưới xanh trên vàng
4 Mẫu 4: POM
Hiện tượng: - Cứng, màu đen
-Cháy xanh như cồn, mùi cồn, rất cay
5 Mẫu 5: PC
Hiện tượng: - Màu đen, cứng
-Cháy nổ lép bép và tự tắt, khói đen
6 Mẫu 6: HDPE
Hiện tượng: - Màu đục trắng, mềm
-Cháy với ngọn lửa xanh/vàng, mùi nến
7 Mẫu 7: PMMA
Hiện tượng: - Trong suốt, cứng
-Cháy lửa vàng, nổ lép bép, mùi keo
8 Mẫu 8: PVC
Hiện tượng: - Màu đen, mềm
-Không tự cháy, khói trắng, mùi khí clo
9 Mẫu 9 : PA
Trang 7Hiện tượng: - Màu trắng, cứng.
-Khí cháy có mùi tóc cháy
10 Mẫu 10: PBT
Hiện tượng: - Màu trắng, cứng
-Không tự cháy, mùi diêm sinh
Hình 6: Các mẫu đã thực hiện làm thí nghiệm.
Trang 8BÀI 2: XÁC ĐỊNH ỨNG SUẤT CỦA VẠT LIỆU COMPOSITE
I KHÁI NIỆM VỀ VẬT LIỆU COMPOSITE.
Vật liệu Composite là vật liệu tổng hợp từ hai hay nhiều vật liệu khác nhau tạo nên vật liệu mới có tính chất vượt trội hơn hẳn so với các vật liệu ban đầu, khi những vật liệu này làm việc riêng rẽ.
Cốt + nền Composite
1 Cốt: sợi thủy tinh, sợi cacbon, sợi kevlar
Sợi được lưu trữ dưới các dạng :
- Sợi đồng phương: sắp xếp theo các góc độ khác nhau: 0°, 30°, 45°, 60°, 90° …
- Hạt: Vải mát …
- Vải: 2D, 3D, …
2 Nền: Nhựa poly ester, nhựa epoxy, …
Trang 93 Các bài TN với vật liệu composite:
- Kéo composite dạng dẹt và trụ
- Nén composite dạng trụ
- Uốn composite
Cần phải sử dụng mẫu, máy, thiết bị chuyên dụng và kĩ thuật thực hiện
1 Mẫu thí nghiệm- dụng cụ và thiệt bị TN
L
t b
- Thực hiện kéo với các composite đồng phương: 0°, 30°, 45°
- Thiết bị: Máy kéo
- Dụng cụ đo: thước kẹp
Trang 102 Công thức xác định ứng suất và biến dạng.
- Ứng suất:
Ứng suất= Lực/ Diện tích mặt cắt ngang
σ = N/F (MPa)
- Biến dạng:
Biến dạng= ( Chuyển vị/ chiều dài ban đầu).100%
Bảng 1 Kết quả thí nghiệm mẫu : 0°
L= 89.32 mm, b= 24.18 mm, t= 3.19 mm
=> Diện tích: F= b.t= 77.13 mm2
Bảng 2 Kết quả thí nghiệm mẫu : 30°
L= 85.15 mm, b= 25 mm, t= 3.29 mm => Diện tích: F= b.t= 82.25 mm2
Lực (N) Chuyển Vị (mm) Ứng suất (MPa) Biến dạng (%) Ghi chú
Trang 110 0 0 0
Bảng 3 Kết quả thí nghiệm mẫu: 45
L= 83.71 mm, b= 24.18 mm, t= 2.97 mm.=> Diện tích: F= b.t=71.8mm2
Lực (N) Chuyển Vị (mm) Ứng suất (MPa) Biến dạng (%) Ghi chú
Biểu diễn kết quả dưới dạng đôg thị.
Biểu đồ 1: Biều đồ quan hệ giữa ứng suất- biến dạng của mẫu composite 0°
Trang 12Biểu đồ 1: Biều đồ quan hệ giữa ứng suất- biến dạng của mẫu composite 0°
Biểu đồ 2: Biều đồ quan hệ giữa ứng suất- biến dạng của mẫu composite 30°
Trang 13Biểu đồ 3: Biều đồ quan hệ giữa ứng suất- biến dạng của mẫu composite 45°
Trang 14Hình 7: Hình ảnh mẫu TN sau khi kéo.