ĐẠI CƯƠNG về các LOẠI NHỰA và PHA màu CHO NHỰA

1.1 NHỰA 1.1.1 tính chất của nhựa là một vật liệu mới nhựa có thể phát triển một cách hết sức nhanh chóng vỏn vẹn trong một trăm năm, chủ yếu là dựa vào hiệu suất sử dụng xuất sắc của nó

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU VỀ NHỰA VÀ MÀU

Đã gần một thế kỷ kể từ khi loại nhựa đầu tiên được phát minh bởi một người mỹ có tên là Baekeland, hiện nay các sản phẩm từ nhựa xuất hiện trong mọi lĩnh vực đời sống hằng ngày, và vẫn giữ được tốc độ tăng trưởng đáng kể Chưa từng có một vật liệu khác từng trải qua một trải nghiệm thần kỳ như vậy trong lịch sử phát triển công nhiệp của con người ngoài ra sự phát minh và sử dụng nhựa được lịch sử ghi nhận

là một trong những sự đổi mới quan trọng trong thế kỷ 20, thứ ảnh hưởng tới sự phát triển của con người những sản phẩm được lảm từ nhựa zin không thể thu hút được sự chú ý của khách hàng vì chúng không

có màu hoặc có màu trắng tự nhiên Vì vậy việc tạo màu cho chúng là một việc quan trọng

1.1 NHỰA

1.1.1 tính chất của nhựa

là một vật liệu mới nhựa có thể phát triển một cách hết sức nhanh chóng vỏn vẹn trong một trăm năm, chủ yếu là dựa vào hiệu suất sử dụng xuất sắc của nó

1)khối lượng sản phẩm

Vật liệu thô sản xuất ra nhựa là dầu mỏ, thứ này có thể được cung cấpvới lượng lớn, vì vậy giá thành để sản xuất ra nhựa là thấp chúng ta có thể giảm mạnh giá thành sản xuất của sản phẩm nhựa với tính nhiệt dẻo của nó, mặc dù giá thành của dầu không phải là rẻ

Tính dẻo là khả năng tạo ra một hình dạng mới sau khi được làm lạnh mà trước đó được làm mềm bởi nhiệt điều này có thể tạo ra những sản phẩm với hình dạng phức tạp, dễ dàng để sản xuất và hiệu quả gia công cao hơn nhiều so với kim loại một lượng lớn phát minh và cải tiến của quá trình tạo hình cho nhựa đã được đưa ra trong hơn 100 năm qua, đặc biệt là quá trình tạo hình bằng

ép phun, có thể tạo ra những sản phẩm có hình dạng phức tạp một cách dễ dàng Với sự phát triển của ngành công nghiệp nhựa, gỗ, thép, vải, giầy và hàng loạt các vật liệu truyền thống khác đã dần được thay thế bởi nhựa, vì khả năng dễ pha màu, dễ gia công, năng lượng tiêu hao ít và giá thành rẻ hơn Vì vậy tốc độ phát triển của nó rất nhanh chóng

2) tỉ trọng thấp và sức bền tốt

Tỉ trọng của nhựa chỉ vào khoảng 1g/cm3 chỉ bàng 1/5 của nhôm và bằng 1/10 của thép Rất nhiều nhựa PO còn có tỉ trọng nhỏ hơn 1g/cm3 Ví dụ như PE và PP chúng có thể nổi trên mặt nước tỷ trọng của bọt nhựa chỉ vào khoảng 0,1g/cm3 Tỷ trọng của của một vài loại nhựa nặng hơn Ví dụ như PVC là 1,4g/cm3, PTFE là 2,2 g/cm3 nhưng chúng vẫn nhẹ hơn so với kim loại

và gốm

Mặc dù tỷ trọng của nhựa là thấp nhưng độ bền của chúng lại lớn, như nylon tỷ trọng bằng 1/10 của thép nhưng độ bền uốn của chúng lại bằng một nửa độ cứng của nhựa không bằng kim loại,

so sánh với kim loại và gốm chúng có khối lượng nhẹ, tính chất cơ học tốt, sức bền cơ học cao và chống mài mòn Vì vậy chúng có thể chúng có thể tạo thành những sản phẩm có khối lượng nhẹ nhưng có độ bền tốt hiện nay một phần nhựa được sử dụng để sản xuất phần lớn các bộ phận của oto, khoảng 50% lượng vật liệu của oto, vì vậy khối lượng của ôt được giảm xuống còn 1/3 Khối lượng oto nhẹ sẽ làm năng lượng tiêu tốn ít hơn

3) chống ăn mòn

Chống ăn mòn là một vấn đề quan trọng cần được giải quyết mỗi năm ở TQ, sự mấ mát kinh tế trực tiếp bởi sự ăn mòn ít nhất là 20 tỷ NDT Hầu hết các loại nhựa có khả năng chống ăn mòn mạnh và không phản ứng với axits hay kiềm vì vậy chúng thường được sử dụng làm dụng cụ pha chế hóa chất nhựa không bị gỉ hay mục nát trong môi trường ẩm ướt, chúng cũng không bị ăn mòn bởi vi sinh vật vì vậy chúng thường được sử dụng làm cửa, của sổ cho các tòa nhà, cửa hàng v.v…

4) khả năng cách nhiệt cách điện rất tốt

Chuỗi phân tử của nhựa là sự kết hợp của các nguyên tử bởi liên kết cộng hóa trị, không phải là liên kết ion cũng không phải là liên kết cho nhận trong cấu trúc, điện trở của nó nên tới 10^14 ~ 10^16 Ω Vì thế nhựa có khả năng cách điện rất tốt, có thể sử dụng làm nút bấm công tắc hoặc vật dụng điện trong nhà, vỏ cách điện cho dây dẫn và cáp điện, nó cũng được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực điện, điện tử, ra đa, ti vi, viễn thông, đa phương tiện, máy tính v.v…

Nhựa có tính dẫn nhiệt thấp, giữ nhiệt tốt và cách nhiệt tốt, vì vậy chúng được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực cách nhiệt với màng che phủ nông nghiệp, ngay cả miền đông bắc cũng có rau tươi vào mùa đông Bề mặt vỏ của tên lửa, tàu vũ trụ và một vài chi tiết của máy bay có thể lên tới 1300oC và lớp vỏ phủ bảo vệ của chúng là một vài loại vật liệu bằng nhựa với tính dẫn nhiệt thấp, như phenol – epoxy và nhựa silicol hữu cơ

Một điều rất quan trọng cần phải biết để phát huy ưu thế của nhựa là những nhược điểm của chúng: chịu nhiệt kém, biến dạng ở nhiệt độ cao, bị cháy và oxy hóa dưới tác động của ánh sáng, oxy, nhiệt, nước và môi trường ẩm ngoài ra do độ cứng bề mặt của chúng thấp làm cho các sản phẩm từ nhựa dễ bị hư hại do là chất cách điện nên nhựa dễ bị tĩnh điện và hấp thụ bụi

Nhược điểm chính của nhựa là không bị phân hủy, điều này vô cùng nguy hại cho môi trường nó không bị phân hủy dù cho có bị chôn trong vòng hằng trăm năm Với nhịp sống tăng tốc, để đáp ứng với yêu cầu về sự tiện lợi và sức khỏe của xã hội, các hộp đồ ăn dùng một lần, túi bóng và các sản phẩm khác đang nở rộ trong cuộc sống hằng ngày Mặc dù tính tiện lợi và giá thành rẻ của chúng mang lại rất nhiều lợi ích cho cuộc sống con người, chúng tiềm ẩn nhiều mối nguy hại tới

hệ sinh thái và môi trường nếu chúng vô tình bị thải ra ngoài môi trường và hiện tượng này được gọi tên với cái tên là ô nhiễm trắng

1.1.2 ứng dụng của nhựa

sở hữu những tính chất xuất sắc, nhựa có thể được sử lý để tạo ra nhiều loại sản phẩm khác nhau, mềm mại như lụa cứng như sắt và trong suốt như thủy tinh Ngày nay các sản phẩm từ nhựa có mặt trong mọi lĩnh vực của cuộc sống không quá khi nói rằng không có nhựa không có cuộc sống những ứng dụng chính được liệt kê trong bảng 1.1

bảng 1.1 ứng dụng chính của nhựa

Vật liêu cấu trúc

Vật liệu cách điện

Vật liệu xây dựng

Vật liệu dùng để chứa đựng

Hàng tiêu dùng

Vận tải

Sợi tổng hợp

Vật dụng trong nhà, bộ phận oto, bộ phận cơ khí

Vỏ dây điện, bảng điện, bộ phận điện ống dẫn bằng nhựa, ống dẫn ga túi bóng, túi giả vải, hộp nhựa,

đồ dùng, văn phòng phẩm, đồ chơi công cụ vận tải, bộ phận phương tiện giao thông sợi vải, thảm, thảm cỏ

1.1.3 sự phân loại và các loại nhựa.

1.1.3.1 sự phân loại.

Có hơn 300 loại nhựa được sản xuất trên khắp thế giới, biện pháp phân loại khá phức tạp và khác biệt, chúng có thể bị trùng nhau Để tiện lợi chúng ta phân loại theo tính chất vật lý, tính chất ứng dụng và phương pháp gia công

1) Phân loại theo tính chất vật lý.

Theo tính chất vật lý, nhựa có thể chia ra làm hai loại là nhựa nhiệt rắn và nhựa nhiệt dẻo Nhựa nhiệt dẻo có cấu trúc phân tử là mạch thẳng hoặc nhánh, nó bị làm mềm bởi nhiệt độ cao và cứng lại khi làm lạnh và quá trình này có thể lặp đi lặp lại nhiều lần mà chỉ có sự thay đổi về trạng thái vật lý Vì vậy phế liệu, hay rác thải trong quá trình gia công có thể được tái

chế bằng cách nghiền nhỏ chúng Nhựa nhiệt dẻo bao gồm: PE, PP, PVC, PS, ABS, PA, PO,

PC, PMMA v.v

Nhựa nhiệt rắn có tính dẻo và cấu trúc mạch thẳng trước khi được gia nhiệt, chuỗi polyme mạch thẳng có thể kết hợp bởi liên kết hóa học tạo thành mạng lưới liên kết khi gia nhiệt và tạo thành mạng lưới polyme không gian, nó sẽ không bị nóng chảy hoặc hòa tan được nữa và cấu trúc của nó cũng không thể thay đổi lại như vậy cả biến đổi hóa học và biến đổi vật lý đã xảy ra trong quá trình Phế phẩm và những thứ còn lại trong quá trình không thể tái sử dụng bởi những tính chất đã đề cập ở trên

Các loại nhựa nhiệt rắn gồm: nhựa phelon, nhựa amin, nhựa silicon v.v…

2) Phân loại bởi ứng dụng

Nhựa thông dụng: là nhựa thường được sử dụng để thay thế các vật liệu khác, đem lại năng suất cao và được ứng dụng rộng rãi Chúng có khả năng tạo hình tốt và giá thành rẻ sản lượng của chúng thường chiếm ¾ tổng sản lượng nhựa chúng là thành phần chủ yếu trong nghành công nghiệp nhựa chúng bao gồm các loại: PE, PP, PS, ABS, PVC, PMMA, EP, PF,

PU v.v…

Nhựa kỹ thuật

Chúng có đặc tính thông thường như vật liệu sử dụng làm hợp phần nhựa kỹ thuật, những loại này có độ bền rất tốt, có sự ổn định không gian và có thể giữ được những tính chất tốt ngay

cả dưới những điều kiện nhiệt độ khắc nghiệt nhựa kỹ thuật bao gồm: PA, PBT, PET, PC, POM, PPO Các sản phẩm từ nhựa kỹ thuật có số lượng ít và có giá thành cao

Nhựa đặc dụng

Là một loại nhựa có chức năng riêng (kháng nhiệt, tự bôi trơn.v.v ) và được sử dụng trong lĩnh vực riêng bao gồm: PPS, PSU, PES, PTFE, và PEEK

Tính kháng mài mòn, chống ăn mòn, chịu nhiệt, tự bôi trơn, tính ổn định không gian của nhựa kỹ thuật và nhựa đặc biệt đều lớn hơn nhựa thông thường chúng phần nào giống với vật liệu gốm, vì thế chúng được sử dụng rộng rãi trong sản xuất máy móc, công nghiệp điện chiếu sáng, điện tử, ứng dụng gia dụng, vũ trụ, tên lửa, năng lượng nguyên tử và các ngành công nghiệp khác Chúng đã dần thay thế được kim loại trong một số sản phẩm máy móc

3) Phân loại theo phương pháp gia công

Nhựa có thể phân loại theo phương pháp gia công như: nhựa đúc, nhựa ép phun, nhựa thổi

4) Phân loại theo sản phẩm

Nhựa có thể chia ra làm màng nhựa, ống nhựa, vỏ cáp, vật liệu xây dựng, bọt nhựa

1.1.3.2 đặc điểm chính của các loại nhựa.

1) nhựa nhiệt dẻo.

Cấu trúc phân tử của nhựa nhiệt dẻo được kết nối với nhau bởi một hay nhiều đơn vị cơ bản, lập đi lập lại nhiều lần theo một sự sắp xếp nhất định, thông qua liên kết hóa học, giống như một chuỗi ngọc trai, có cấu trúc thẳng hàng hoặc phân nhánh và được gọi là polyme mạch thẳng ví dụ, đơn vị cơ bản của phân tử PE là C2H4 và mỗi phân tử PE được kết nối với nhau bởi vô số những đơn vị cơ bản

(-C2H4-C2H4-C2H4-)n

a) polyvinyl clorua (PVC)

công thức: (CH2CHCl )n; PVC được tạo thành từ phản ứng trùng hợp vynyl clorua, là một trong những loại nhựa chính Sản phẩm từ nó có sản lượng đứng thứ 2, chỉ xếp sau nhựa PE

và chiểm tới 16% tổng sản lượng nhựa trên toàn cầu PVC là loại nhựa có dạng bột màu trắng hoặc vàng nhạt do nguyên tử clo có độ âm điện lớn, lực hấp dẫn lớn lên nó phá vỡ sự linh động của các phân tử, vì vậy nhựa PVC khá là cứng, và có khả năng chống ăn mòn hóa học rất tốt tuy nhiên nó dòn và thiếu sự mềm dẻo PVC có tính chất chống cháy, ngọn lửa cháy trên nó sẽ tự tắt với tỷ lệ lớn clo (nhiều hơn 55%), chuỗi phân tử của sản phẩm PVC bị phân

cực mạnh, làm nhiệt độ gia công của nó cao hơn, tùy theo yêu cầu của sản phẩm lượng chất hóa dẻo được thêm vào, để giảm lực hấp dẫn nội phân tử và cải thiện tính mềm dẻo của sản phẩm PVC có thể sinh ra khí HCl và bị mất màu dưới ảnh hưởng của nhiệt độ, oxy và ánh sáng, kết quả làm giảm chất lượng vật liệu vì thế chất chống oxy hóa và chất chống UV Nhược điểm của PVC là các monome, chất hóa dẻo là những chất độc HCl có thể sinh ra khi đốt, vì vậy PVC rác thải rất khó để sử lý và làm ô nhiễm môi trường

nhựa PVC cứng có thể sử dụng làm vật chứa (không chịu áp suất), ống cáp v.v tăng độ cứng của PVC bằng bột đá, chúng có thể sử dụng để thay thế thép để sản xuất cửa, cửa sổ, sàn nhà, trần nhà v.v… nhựa PVC mềm có thể dùng để làm bao bì đồ uống, vỏ dược phẩm, mỹ phẩm, màng film mỏng, đồ chơi, dép đi trong nhà, giả da v.v…

b) polyolefin (PO)

PO là một loại polyme được tạo thành chỉ với cacbon và hidro PO thông dụng nhất được sử dụng là PE và PP chúng được sử dụng rộng rãi và có sản lượng lớn nhất trong các loại nhựa

PE là một homo- polyme hoặc co-polyme của etylen và một α- olefil, nó là polyme không phân cực, phân tử của nó chỉ chứa liên kết C-C hoặc C-H PE là nhựa nhiệt dẻo kết tinh dạng sáp, nó không mùi, không vị và không độ, bên cạnh đó nó chịu được nhiệt độ rất thấp (-70 ~ -140Oc), ổn định hóa học cao và chịu được hầu hết các loại axit (bao gồm cả oxit axit), kiềm, muối ở nhiệt độ phòng nó có tính hút ẩm thấp, cách điện rất tốt, tính chất cơ khí ở mức trung bình và không tan trong hầu hết các dụng môi thông thường, nhưng tính chịu nhiệt, chịu lão hóa và sự phá hủy của môi trường là kém Sản lượng của PE chiếm hơn 30% tổng sản lượng của nhựa được sản suất, vì vậy PE được xem là loại nhựa phổ biến nhất

PE thường được phân loại theo tỷ trọng sự khác nhau về cấu trúc được thể hiện qua hình 1.2

PE tỷ trọng thấp (LDPE) có chuỗi nhánh dài, chiều dài của mạch nhánh thậm chí còn dài hơn mạch chính, phân tử của nó là mạch nhánh với sự kém ổn định, tỷ trọng và độ kết tinh thấp

PE tỷ trọng cao (HDPE) là loại không có mạch nhánh dài, và phân tử của nó là mạch thẳng với tỷ trọng và độ kết tinh cao PE mạch thẳng tỷ trọng thấp (LLDPE) là loại có tỷ trọng nằm giữa LDPE và HDPE

*LDPE là một homo- polyme Nó cũng được gọi là PE áp lực cao vì nó được trùng hợp ở áp suất lớn, nó hơi nặng hơn PP (0,903 ~ 0,904g/cm3 LDPE có tính chất chung của nhựa PE, thêm vào đó nó trong suốt, mềm, dễ kết dính và tính cách điện tốt hơn HDPE, trong khi đó nó đặc biệt dễ gia công Đây là lý do nó được sử dụng rộng rãi và không thể thay thế được LDPE có nhiệt độ nóng chảy thấp, cách nhiệt tốt, nhưng tính chất cơ lý, chịu nhiệt và chống lão hóa hơi kém

Sở hữu độ trong cao, bóng và mềm, LDPE phù hợp với yêu cầu làm màng túi như giả vải, túi đựng quần áo thực, thực phẩm bởi nó có độ trong rất tốt, nên nó được dùng để sản xuất làm nhiều loại màng film trong nông nghiệp, để cải tiến năng xuất mùa màng LDPE cũng đước

sử lý để làm lớp màng dính bọc, hoặc màng film phức hợp, (loại này thường được sử dụng nhiều trong lĩnh vực túi đựng) bởi nhiệt độ nóng chảy thấp, độ kết dính cao, cách nhiệt và có khả năng tạo màng film Sở hữu quá trình trùng hợp mà quá trình này cho sản phẩm không còn xúc tác kim loại sót lại, cách nhiệt tốt chống việc tạo thành liên kết chéo ở nhiệt độ cao, LDPE thường được sử dụng làm vật liệu làm cáp điện, với hiệu điện thế lên tới 340 KV Với độ chảy rất tốt, LDPE là vật liệu dùng để đúc các vật dụng thiết yếu hàng ngày với nhiều hình dáng phức tạp (chai lọ, hoa nhựa, dấu container, đồ dùng trong bếp, đồ chơi, văn phòn phẩm và nhều vật dụng khác)

Polyetylen tỷ trọng cao (HDPE)

HDPE là một homo-polyme hoặc co-polyme của etylen với một lượng nhỏ (<2%) một α-olefin và có khối lượng vào khoảng 4- 30 triệu ĐVC HDPE còn được gọi là PE áp suất thấp

vì chúng thường được trùng hợp ở áp suất thấp hoặc áp suất khí quyển nó thường tồn tại

dưới dạng bột màu trắng hoặc hạt nhựa màu trắng ngà, không độc, không mùi, không vị, bên cạnh đó tính chất của nó còn trở lên lý tưởng hơn bởi tính chịu dầu, chịu dung môi, ngăn cách được hơi và khí, khó bị gẫy giòn ở nhiệt độ thấp (-100 ~ -140oC) Nhưng độ trong, khả năng cách điện, tính dễ gia công, tính cách nhiệt, và sức bền liên kết thấp hơn so với LDPE So với những loại nhựa thông dụng, HDPE có độ cứng tốt hơn PP, khả năng chịu nhiệt độ thấp, khả năng chống lão hóa, tính dễ gia công và phạm vi nhiệt độ hoạt động tốt hơn so với PVC Những ứng dụng chính của HDPE là thổi các vật chứa rỗng, đồ mỹ phẩm, túi đựng dầu, ống

ga, ống dẫn chịu áp lực dẫn nước dầu và các chất lỏng khác, pallet v.v màng sinh học ngăn chặn sự rò rỉ

Polyetylen tỷ trọng thấp, mạch thẳng (LLDPE) Là một co-polyme của etylen với 5 ~20% một α- polefin và được gọi là etylen thế hệ thứ 3 theo sau LDPE và HDPE Theo cấu trúc và

tỷ trọng tính chất của LLDPE nằm giữa HDPE và LDPE Tuy nhiên, sự phân bố khối lượng phân tử nằm ở khoảng hẹp nên có tỷ lệ lớn phân tử có khối lượng nằm ở mức trung bình hoặc cao, lượng lớn các phân tử bị gấp và cuộn lại, lực liên kết nội phân tử cao, độ nhạy cắt thấp làm cho LLDPE sở hữu những tính chất vật lý, cơ khí độc nhất và khả năng gia công tốt, ví

dụ như LLDPE có độ nhớt cao (cao hơn 100~150% so với LDPE), năng lượng tiêu tốn để đùn ép cao năng lượng hao phí cũng cao hơn LDPE (20~120%), áp suất trở ngược lớn làm cho sản lượng của nó nhỏ Tỷ lệ cắt tiêu chuẩn của LLDPE nhỏ hơn nhiều LDPE, điều này gây nên hiện tượng “da cá mập” và các hiện tượng khác Để giải quyết vấn đề trên, rất nhiều loại chất bôi trơn ngoại như fluorocarbon elastome có thể thêm vào tùy hoàn cảnh, trong khi

đó, LDPE có thể trộn với LLDPE với tỷ lệ 7:3 hoặc 6:4 cũng có thể cải tiến tính chất cơ khí của sản phẩm

Trong ép phun, LLDPE có thời gian giãn áp lực ngắn, ứng suất dư thấp, ít bị phân hủy, ít bị biến dạng, nó không dễ bị xảy ra hiện tượng giãn cứng như LDPE

LLDPE là loại nhựa PE có tốc độ phát triển nhanh nhất ứng dụng chính của nó là làm màng film siêu mỏng (thường dùng để đựng nước đá), túi đựng thực phẩm đông lạnh, túi rác v.v… Các sản phẩm tường mỏng chịu va đập và các sản phẩm khuôn quay đều có hiệu suất rất tốt ở nhiệt độ thấp, chịu được áp lực va đập, vặn xoắn, bẻ gẫy của môi trường, có thể điều chế bằng LLDPE với khoảng phân bố khối lượng phân tử hẹp và độ chảy cao LLDPE có thể được dùng làm lớp vỏ cáp quang, và cũng là vật liệu cách điện với độ cứng tốt, khoảng nhiệt

độ hoạt động rộng, chịu được cường độ làm việc cao

Polypropylen (PP) công thức (C3H6)n

PP là sản phẩm trùng hợp với các monome là propylen ở nhiệt độ và áp suất nhất định, nó có

tỷ trọng thấp nhất trong các loại nhựa thông thường (0,9 ~ 0,91 g/cm3) PP không độc, không

vị, chịu được nhiệt độ cao, nó có thể được sử dụng lâu dài ở nhiệt độ 110oC Hiện nay người

ta thường sử dụng isotactic PP (loại PP mà các nhóm methyl nằm cùng một phía của mạch chính), nó có độ kết tinh cao Atctic PP là loại polyme vô định hình, ít có giá trị khi được sử dụng một mình, nhưng có thể dùng làm chất mang cho hạt chất độn và biến tính độ cứng cho nhựa

PP được sử dụng làm màng film, sợi, vật chứa rỗng và các sản phẩm ép phun, đùn, thổi v.v… Chuỗi phân tử PP có chứa các nguyên tử cacbon bậc 4 và các nguyên tử oxy nằm trên

cacsbon này có thể dễ dàng bị tấn công bị oxy vì thế nó dễ bị lão hóa Tính chất ứng dụng của

PP được thể hiện trong bảng 1.2

Bảng 1.2 PP và các ứng dụng

Phương pháp tạo hình Sản phẩm tạo hình Chỉ số chảy(g/10p)

đai thiết kế

0.15~0.4 1~5

sợi mono, sợi phẳng màng thổi

3~6 8~12

Ép phun

Thổi tạo hình

Uốn 2 trục

Tạo sợi

Sản phẩm ép phun Vật chứa rỗng Màng phim Sợi

1~26 0.4~1.5 1~2 10~20 c) nhựa styren

styren là một loại nhựa nhiệt dẻo, nó là một homo-polyme của styren hoặc một co-polyme của styren và một loại monome khác Sản phẩm của styren bao gồm nhựa styren có độ trong cao SAN, và nhựa styren có độ đục cao ABS, hiện tại sản lượng của styren đứng thứ 4 sau

PE, PVC và PP

polystyren (PS) công thức (C8H8)n,

polystyren (PS) là một loại polyme mạch thẳng, được trùng hợp bởi các monome là styren, và

nó cũng được biết là với tên gọi polystyren thông nhường (GPPS) Vì đặc tính trong suốt của

nó, nó thường được gọi là tính thể polystyren Nó là một polyme ngẫu nhiên vì vòng benzen

bị ngăn trở trong phân tử

tỷ trọng của của PS nằm giữa 1,04 và 1,09g/cm3 Sở hữu tính ổn định cấu trúc không gian xuất sắc, ít bị cong vênh, và ít hút ẩm, ps có thể giữ được độ bền và tính ổn định không gian trong môi trường ẩm mà không có sự phát triển của vi khuẩn, hơn thế nữa nó sở hữu độ trong

là 88% ~92% và chỉ số khúc xạ là 1,59 ~1,6

Nó là một vật liệu cách nhiệt tốt dùng cho các thiết bị nhiệt lạnh vì nhiệt độ biến dạng của nó vào khoảng 70 ~98oC, và tính dẫn nhiệt của nó không thay đổi theo nhiệt độ Tuy nhiên nó sẽ

bị phân hủy nếu như nhiệt độ vượt quá 300oC PS là một chất điện môi tốt và có tính chất cách điện do nó có điện trở bề mặt và điện trở thể tính cao, kỵ nước, nên nó dễ dàng tạo ra hiện tượng tĩnh điện

Sở hữu độ trong cao, PS được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp ánh sáng, nó có thể dùng để sản xuát kính, thấu kính quang học và các sản phẩm trong suốt hoặc có màu tươi sáng như đèn ngủ, thiết bị ánh sáng v.v… thêm vào đó, PS còn được sử lý để tạo các công cụ hoặc chi tiết điện trong môi trường điện cao tần

Để cải thiện tính giòn của PS, nó thường được ghép với cao su (cao su butadien hoặc cao su styren – butadien) để tạo ra loại PS biến tính Loại này được gọi với cái tên PS chịu va đập (HIPS) với độ cứng và độ bền đều rất cao, độ bền của nó cao gấp 3 -4 lần so với ABS trong những năm gần đây sản lượng của HIPS chiếm tới 60% các sản phẩm từ nhựa PS Với sự phát triển nhanh chóng, các sản phẩm của nó đã vượt qua cả PS và ABS trên nhiều quốc gia Thêm vào đó HIPS dễ dàng đúc, ép phun và gia công lần 2 HIPS có thể được sử dụng để sản xuất vật chứa như màng kính mỏng, vật chứa hằng ngày Nó cũng được sử dụng để làm các vật dụng trong nhà, văn phòng phẩm, máy giặt, tủ lạnh, phần vỏ cách điện của một số đồ đạc như TV, radio v.v…

Acrylonitrile – butadien- styren copolyme (ABS): CT (C8H8C4H6-C3H3N)n

ABS là một co-polyme acrylonitry butadien và stylen với sự liên kết tốt, hơn nữa có tính chống chịu với hóa chất, bề mặt cứng chắc và tính ổn định nhiệt của acrylonitri, tính dẻo dai của butadien, tính cứng rắn và khả năng dễ gia công của styren ABS có thể điều chế ra được nhiều loại tính chất khác nhau tùy theo tỷ lệ các loại hợp phần monome tạo nên ABS ABS phổ thông có chứa: 20-30% acrylonitri, 6 – 30% butadien, và 45 -75% styren

ABS là vật liệu polyme vô định hình, sở hữu độ bền xuất sắc, kết cấu vững chắc và độ cứng cao, nó là một loại nhựa kỹ thuật tốt toàn diện, nhiệt độ nóng chảy của nó là 217 – 237oC và

bị phân hủy khi nhiệt độ vượt quá 250oC Độ bền va đập của nó bị giảm nhẹ ở nhiệt độ thấp, ABS có thể sử dụng lâu dài ở nhiệt độ -40 ~ -100oC Với liên kết đôi trong phân tử butadien

nó chịu sự phá hủy thời tiết kém, dễ bị lão hóa, mất màu, bị gẫy giòn, kết quả là tính chất cơ học bị giảm xuống ABS dễ bị hút ẩm, nhìn chung nó sẽ giữ được bề mặt tươi sáng nếu bề mặt được giữ khô Nó có độ chảy gần giống với HDPE va khả năng gia công tốt

ứng dụng chính của ABS là sử dụng để chế tạo các vật dụng trong nhà, các đồ dùng nội thất trong oto và dùng trong công nghiệp cơ khí, ví dụ như lớp vải lót trong TiVi, điện thoại, vỏ các dụng cụ, lớp vải lót tủ lạnh, các bộ phận tự động, cánh đẩy của bơm, tay nắm v.v… ABS

có thể được sử dụng để thay thế kim loại và được trang trí bằng cách mạ lên bề mặt chúng các lớp kim loại

polymetymetaacrylat (PMMA)

là vật liệt nhựa với cấu trúc vô định hình và được gọi với các cái tên thương mại như: lucite hay pelexiglas Nó nhẹ, dẻo dai và trong suốt và độ bóng tốt nó cho phép ánh sáng và tia UV

đi qua với mức độ lần lượt là 92% và 75%, trong khi đó với kính thông thường là 85% và 10% PMMA có tính cách điện tốt, tính ổn định không gian rất tốt, độ bền thời tiết vượt trội

và độ ổn định hóa học cao Đặc biệt độ bền cơ học của nó tốt gấp 10 lần so với kính thông thường

ứng dụng chính: các bộ phận dụng cụ, máy bay, kính oto, thấu kính quang học, các mô hình truyền sáng, dụng cụ phát ánh sáng, thiết bị truyền sóng, bảng điều khiển, lọ đựng máu xét nghiệm, DVD Thiết bị tán xạ ánh sáng, cốc đựng nước, văn phòng phẩm

d) polyamin, polycacbonat, polyethylen tererephthalete và poly-oxy-methylen Những loại nhựa này có thể sử dụng như một vật liệu cấu trúc hay nhựa kỹ thuật, chúng là những vật liệu

có hiệu suất cao, có thể sử dụng trong môi trường với điều kiện vật lý và hóa học khắc nghiệt, thêm vào đó nó có thể chống chịu áp lực cơ học ở một khoảng nhiệt độ rộng chúng là những vật liệu có tính chất cơ học xuất sắc, tính ổn định không gian rất tốt, chịu nhiệt độ thấp nó đã

và đang là những loại nhựa có tốc độ phát triển nhanh nhất trong thế giới công nghiệp nhựa poly amin (PA) thường được biết đến với cái tên nylon

PA là sản phẩm của phản ứng giữa diamin và một diaxit với sự lặp đi lặp lại của nhóm amin trong chuỗi mạch chính

Có vô số các loại polyamin khác nhau như nylon 6, 66, 610, 1010, v.v… với phân tử

polyamin thì càng nhiều nguyên tử C thì chúng càng mềm sợi nynol 66 có thể sử dung làm bàn chải cứng hay bàn chải đánh giày Trong khi đó nylon 1010 có thể làm sợi bàn chải đánh răng Nylon 6 và nylon 66 được sử dụng rộng rãi trong cuộc sống bởi giá rẻ và khả năng gia công dễ dàng

Nylon có tính chất cơ học tốt, dễ nhộm màu và không độc thêm vào đó nó dễ cháy và tự phân hủy được nó là loại nhựa kỹ thuật đầu tiên và chiếm 1/3 tổng lượng sản phẩm nhựa kỹ thuật, bởi tính chất xuất sắc toàn diện

Nylon có thể gia công bằng các phương pháp ép phun, đùn, đúc, thổi nylon chủ yếu được sử dụng cho các chi tiết của bộ phận truyền chuyển động với khả năng chịu mài mòn và sức bền cao Nó được sử dụng rộng rãi trong máy móc, vật vận chuyển, dụng cụ, đồ điện, điện tử, truyền thông, công nghiệp hóa chất, thiết bị y tế và các ứng dụng thiết yếu khác trong cuộc sống, các ứng dụng đặc biệt như động cơ, ròng rọc, tuabin, vòng bi, cánh bơm, cánh quạt, mái chèo, bình đựng dầu v.v…

Polyethylen terephthalat (PET) thường được biết đến cái tên terylen

PET là một loại sợi tổng hợp quan trọng đặc biệt nó được điều chế dựa trên phản ứng của terephthalic axit (PTA) tinh khiết hoặc dimethyl terephthalat (DMT) và ethylen glycol (EG)

là vật liệu ban đầu khi thực hiện phản ứng este hóa hoặc quá ester và được ngưng tụ polyme hóa để đạt được tạo hình sợi polymer PET sau đó được quay cuộn lại sau khi đã xử lý PET

được sử dụng rộng rãi, chủ yếu cho sản xuất quần áo và các sản phẩm công nghiệp PET có hiệu suất thiết lập rất tốt sau khi đã được tạo hình các sơ sợi rất mỏng và hình thái sợi bông

có thể giữ nguyên được hình dạng ngay cả khi bị giặt nhiều lần

PET có tính chất quang học tốt, bền thời tiết, PET vô định hình có độ trong tốt ngoài ra nó còn có chỉ số chống mài mòn rất tốt, tính ổn định không gian và khả năng cách điện chai lọ làm từ PET không độc, không bị rò rỉ, có độ bền cao, độ trong tốt, khối lượng nhẹ và hiệu suất cao v.v… hầu hết chúng được sử dụng làm chai lọ đựng dầu ăn và thức uống có ga PET cũng được dùng trong công nghiệp oto (hợp phần cấu trúc như hộp gương phản xạ, hợp phần điện như đèn trước oto, gương phản xạ v.v…) công nghiệp ứng dụng (bơm nước, tay cầm dụng cụ)

Polybutylen terephthanat (PBT) CTPT: [(CH2)4OOCC6H4COO]n

Chuỗi cấu trúc phân tử PBT gần giống với PET và những tính chất của chúng là gần giống nhau, điểm khác là chúng có nhiều hơn hai nhóm metyl so với PET vì vậy khả năng gia công của chúng tốt hơn PBT là một trong những loại nhựa kỹ thuật cứng nhất và là một trong những vật liệu bán kết tinh Có tính kháng hóa chất rất tốt, độ bền cơ khí cao và có tính cách điện ứng dụng nổi bật của PBT là: ứng dụng trong nhà (dao cắt thực phẩm, hợp phần máy hút bụi, cánh quạt, vỏ máy sấy tóc, cốc chứa cà phê v.v…) hợp phần điện (công tắc, vỏ mô tơ, hộp nhiên liệu, phím bàn phím) công nghiệp oto (cửa lưới bộ phận làm mát động cơ xe, thân bảng điều khiển, bánh điều khiển, hợp phần của, và cửa sổ)

Polycacbonat (PC) CTPT (C15H16O2CH2O3)n

PC không màu, trong suốt, có độ bền va đập cao, dễ pha màu, tính ổn định không gian tốt, cách điện rất tốt, chống ăn mòn và mài mòn, nhưng tính tự bôi trơn kém, có xu hướng bị rạn nứt dưới áp lực, dễ bị thủy phân ở nhiệt độ cao và tính tương thích với các loại nhựa khác kém PC là vật liệu vô định hình và có tính ổn định nhiệt tốt, khoảng nhiệt độ gia công rộng

và tính lưu động kém PC ít hút ẩm, nhưng nhạy với nước vì vậy cần phải sấy khô và để độ xoắn trục thấp khi gia công, nó dễ bị nứt dưới áp lực tập trung

Những ứng dụng chính của PC: làm bình sữa, cốc đựng nước, xô đựng nước tinh khiết, PC có thể được khử trùng nhiều lần, khả năng tiếp nhận ánh sáng tốt hơn PMMA, nó cũng phù hợp khi sử dụng cho những bộ phận cách điện cần độ trong suốt và kháng va đập

Polyoxy methylen (viết tắt là POM) CTPT:(CH2O)n

Nó có hiệu suất toàn diện tốt, có hệ số ma sát rất nhỏ, độ ổn định hình học tốt, độ bền và độ cứng cao, ít hấp thụ nước, tuy nhiên tính ổn định nhiệt thấp, có thể bị cháy, dễ bị lão hóa khi

sử dụng ngoài trời POM phù hợp với những bộ phận cần khả năng chịu mài mòn cao, làm bộ phận chuyền động, dùng trong công nghiệp hóa chất bởi khả năng chịu nhiệt độ cao nó có thể được sử dụng làm các thiết bị ống (van, bơm trong nhà)

2) nhựa nhiệt rắn

Khả năng chịu nhiệt của nhựa nhiệt rắn tốt hơn so với nhựa nhiệt dẻo nhựa phendic, amino

và polyeste chưa no đều thuộc nhựa nhiệt rắn với công nghệ gia công thường có khuôn ép ở nhiệt độ 150 ~190oC, chúng còn được dùng với cả công nghệ ép phun

Phenol – formandehit (PF) Công thức phân tử: (C12H10OC10H14OCH2O)n

PF là loại nhựa xuất hiện đầu tiên Nó được biết đến với tên thương mại Bakelite PF có rất nhiều tính chất quý như là: độ bền cơ khí cao, khả năng chống mài mòn vượt trội, cấu trúc không gian ổn định, chống ăn mòn, tính cách điện xuất sắc, thêm vào đó những tính chất của

nó rất phù hợp để làm những dụng cụ điện

Amino-plastic (MF, UF) CTPT:(C3H6N6CH2O)n

Được sản xuất dựa trên phản ứng giữa formandehit và hợp chất của amino hoặc acyl-amino Loại nhựa amino được sử dụng phổ biến nhất trong công nghiệp nhựa lả ure-fomandehit và melamin fomandehit, chúng không độc, không vị, cứng, chống xước, không màu và trong

suốt chúng có thể dùng để sản xuất rất nhiều sản phẩm có màu sắc khác nhau MF được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp hàng không, điện tử và nhiều lĩnh vực khác

Polyurethane (PU) CTCT: C3H8N2O PU là viết tắt của polyurethane, chúng có nhóm cacbonat lặp đi lặp lại trong mạch phân tử chính PU là một vật liệu polyme hữu cơ mới, được biết đến với cái tên loại nhựa thế hệ thứ 5, nó được tổng hợp bởi diisocyanat hoặc polyisocyanat với dihydroxy hoặc polyhydroxy thông qua phương pháp trùng hợp cộng

PU được chia ra thành nhựa nhiệt rắn và nhựa nhiệt dẻo tùy theo tỷ lệ của nhóm NCO và OH trong công thức bới sự lặp lại của nhóm cacbanat trong mạch chính Ta có thể chia nhỏ hơn dựa theo các dấu hiệu trong cấu trúc phân tử như dạng mạch thẳng hoặc hình dạng của mạch Tùy vào mật độ liên kết chéo, PU có biểu hiện các tính chất khác như độ cứng, mềm, hoặc ở mức trung bình, độ bền cao, chống mài mòn, chống hòa tan và các tính chất khác

Tính phụ thuộc vào nguyên liệu tạo thành, polyurethan về cơ bản được chia ra thành

polyester PU và polyether PU

Vật liêu Polyurethan có ứng dụng rất rộng rãi trong cuộc sống đời thường, và thường được sử dụng để sản xuất các loại nhựa, cao su, sợi, bọt cứng hoặc mềm, vỏ bọc hoặc màng dính, bọt polyurethan cứng được sử dụng làm vật liệu cách nhiệt, điện trong xây dựng (thiết bị đường ống cách điện) vật liêu trong nhà (giường, ghế sopha và các vật dụng khác), tủ lạnh, điều hòa nhiệt độ, các lớp vật liêu cách nhiệt và vận chuyển (oto, máy bay, ghế tàu hỏa, vật liệu làm mái v.v…) với độ bền kéo lớn, độ bền cắt lớn, chịu va đập, chống mài mòn vượt trội, bền thời tiết, không bị thủy phân, chống dầu của cao su PU Nó sẽ là một vật liệu bọc lý tưởng (như ống nước bảo vệ, đệm, đai thô, con lăn, động cơ, ống v.v…) vật liệu cách điện, đế giày, lốp rắn

1.1.4 nhựa biến tính

các sản phẩm nhựa thường không sử dụng nhựa tinh khiết, tính chất và hiệu suất của nhựa thường được cải tiến bởi nhiều loại phụ gia khác nhau như filler, chất dẻo hóa, chất bôi trơn, chất ổn định, chất biến tính và tác nhân tạo màu v.v… biến tính nhựa nhằm thay đổi hiệu suât sử dụng hoặc cho chúng khả năng mới, tùy theo mong muốn của con người bằng phương pháp vật lý, hóa học hoặc kết hợp cả hai và tạo ra loại vật liệu mới sự biến tính xảy ra trong quá trình gia công như là đổ, trộn và biến tính nâng cao, thi thoảng nó xảy ra ngay trong quá trình trùng hợp

hiện tại nhựa biến tính chủ yều được sử dụng trong lĩnh vực sản xuất oto, vật dụng gia đình, nông nghiệp, kiến trúc, điện, điện tử, công nghiệp ánh sáng, quân sự sự tăng trưởng nhu cầu trong nước của nhựa biến tính giữ ở mức 10 ~20%, và còn được thúc đẩy bởi sự tăng trưởng của những ngành công nghiệp trên trong 5 -10 năm nữa

1.2 MÀU CHO NHỰA

1.2.1 ý nghĩa của việc pha màu cho nhựa

màu sắc là một phần thiết yếu trong công nghiệp nhựa mục đích chính của việc pha màu là làm đẹp cho sản phẩm nhựa

mục đích và kết quả được thể hiện trong bảng 1.3

- Tăng giá trị hàng hóa - ứng dụng đồ gia dụng, trang trí bên ngoài

và trong oto, đồ chơi, lọ trang trí, giả vải

- màu sắc để phân biệt

- bao bọc

- cải tiến tính lâu bền và chống

thời tiết

- vỏ cáp, vật liệu túi

- màng túi, vỏ bọc thép, túi đựng thực phẩm

- vỏ bọc cáp, ống chịu áp suất

- sử dụng c.black để tăng tính dẫn điện

- tăng tính điện môi

- khác

- vật liệu tiết kiệm năng lượng để cải thiện năng suất trồng trọt, cây trồng

a) tăng giá trị hàng hóa

chỉ khi hàng hóa nhìn có vẻ đủ tốt, con người mới mong muốn biết đến chất lượng bên trong một cách nghiêm túc, màu sắc là tính chất quan trọng nhất ở bên ngoài sản phẩm nó quyết định giá trị sản phẩm trong tâm trí khách hàng Chi phí thấp và giá trị mang lại cho hàng hóa sức cạnh tranh từ việc pha màu là rất đáng kinh ngạc bởi xu hướng trỗi dậy của các sản phẩm

có tính đồng đều, nên việc tiếp thị cá nhân trở nên thống trị Sự chú ý của khách hàng không chỉ bởi chức năng của sản phẩm mà còn bởi tính cá nhân và thởi trang mà họ có thể mua sản phẩm một sản phẩm với màu sắc đẹp đẽ tạo cho con người cảm giác thích thú với sản phẩm, điều này cần dựa vào công nghệ pha chế màu

b) Nhận biết và đánh dấu

Sẽ rất dễ dàng phân biệt các sản phẩm sau khi chúng được pha màu, điều này rất có ý nghĩa thực tế sẽ rất thuận tiện để kiểm tra và sửa chữa nếu cáp truyền tin được đánh dấu bằng màu (màu trùng với 10 màu musell chuẩn trong sắc ký Màu sắc cũng có thể sử dụng trong ký hiệu

an toàn, ví dụ ký hiệu phản quang trên đường cao tốc, đồng phục cảnh sát giao thông với màu vàng huỳnh quang, công nhân vệ sinh với màu cam tươi v.v…

Logo là một biều tượng của một công ty, vì vậy logo cần có màu Màu đỏ biểu hiện cảm xúc mạnh, sức sống, sự năng động nike (một thương hiệu quốc tế trong lĩnh vực thể thao) đã chọn nó cho biểu tượng của họ, sự trộn lẫn và xuyên qua nhau trong một cuộc đua đầy gay cấn đã tạo nên biểu tượng nike

c) Bảo vệ

màu sắc được sử dụng rộng rãi cho nhiều sản phẩm nhựa khác nhau, như trong những hộp đựng (thực phẩm, thuốc men, mỹ phẩm, chất tẩy rửa), màng nhựa, máng xối, trang trí trong

và ngoài cho các phương tiện, tạo hình v.v… và đóng vai trò làm lớp màng bảo vệ

d) Tăng độ bền sáng và chịu thời tiết

Cacbon black đóng vai trò ảnh hưởng nổi bật để cải tiến độ bền sáng và chịu thời tiết cho nhựa PO, như chúng ta đều biết, cacbon black rẻ và là tác nhân chắn ánh sáng hiệu quả Một lượng lớn dữ liệu khoa học chứng minh rằng 2,6% cacbon black với kích thước nhất định (27nm hoặc nhỏ hơn) và trải đều trong nhựa, có thể làm tăng tuổi thọ của nhựa lên tới 50 năm Ngoài ra thêm 1,5% c.black trong LDPE cũng có thể làm cho độ đứt do kéo dãn của màng phim vẫn giữ được 190% sau khi để ngoài tròi 1 năm rưỡi theo lý thuyết, trong khi đó

độ kéo đứt do kéo dãn của màng LDPE tinh khiết là gần bằng không trong điều kiện kiểm tra tương tự,

e) Thay đổi tính chất vật liệu

Nhựa có hiệu suất dẫn điện sau khi thêm cacbon black, chất được sử dụng rộng rãi cho lớp vật liệu bọc trong và ngoài cáp dẫn điện ngoài ra quần áo chống tĩnh điện cũng được sản xuất

từ sợi compozit thứ chứa cacbon, sợi composite được sử dụng cho máy tính và nhiều thành phần trong nhà máy điện tử như quần áo bảo hộ

f) Làm cho nhựa có một số tính năng đặc biệt

- Thúc đảy sự sinh trưởng cho mùa màng

Màng film màu trong nông nghiệp có thể tạo ra ánh sáng có chọn lọc màng màu nông nghiệp có thể tăng nhiệt độ bề mặt và điểu khiển sự tăng trưởng của thực vật và cải thiện việc tiêu diệt cỏ, chống côn trùng và gieo hạt

- Bảo tồn năng lượng và bảo vệ môi trường

Rất nhiều phương tiện và tòa nhà có thể hấp thụ ánh sáng và biến đổi ánh sáng thành nhiệt năng khi tiếp xúc ánh sáng mặt trời, thứ làm tăng nhiệt độ bề mặt của nhựa và dẫn đến sự lão hóa