L ời cam đ oan
2.3.2. Cơ sở lựa chọn thông số công nghệ
Việc lựa chọn được các thông số công nghệ hợp lý là chìa khóa để
thành công tạo nên sản phẩm composite gỗ nhựa có chất lượng cao; một trong các yếu tố ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm đó là tỷ lệ thành phần
nhựa PP/MAPP/bột gỗ, chế độ gia công. Do vậy luận án sẽ nghiên cứu giải quyết hai vấn đề này và việc lựa chọn các thông số này được căn cứ trên các cơ sở sau:
Tỷ lệ thành phần nhựa PP/MAPP/bột gỗđể nghiên cứu: trong quá trình nghiên cứu nếu nhựa nền PP quá ít thì bột gỗ nhiều do đó không bao bọc hết cốt và dẫn đến hiện tượng liên kết giữa pha cốt-nền không liên tục làm cho tính chất của vật liệu giảm. Ngược lại nếu nhựa nền PP quá nhiều thì bột gỗ ít khi đó pha nền bao bọc được toàn bộ cốt, nhưng nếu tỷ lệ cốt ít thì độ bền không cao và giá thành sản phẩm cao; Nếu chọn được tỷ lệ nhựa nền PP và cốt phù hợp thì liên kết cốt nền sẽ tốt nhất, giá thành giảm,… Tương tự như
trên việc lựa chọn tỷ lệ MAPP quá cáo và quá thấp cũng sẽảnh hưởng tới tính chất của vật liệu; nếu chọn tỷ lệ MAPP quá thấp thì cầu nối liên kết hóa học- khuếch tán giữa cốt và nền ít làm cho tính chất của vật liệu giảm; nếu chọn tỷ
lệ MAPP cao thì lớp trung gian nhiều, các mạch phân tử MAPP lớn khó tiếp xúc với bề mặt gỗ dẫn đến khó tạo phản ứng được với nhóm OH, khi đưa một lượng lớn MAPP sẽ làm cản trợ sự kết tinh của polyme dẫn đến làm giảm tính chất của vật liệu. Nhiều nghiên cứu trong và ngoài nước đã chỉ ra rằng nhựa nền là 50% và MAPP khoảng 4% là thích hợp. Kế thừa các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước kết hợp với các phân tích trên chúng tôi sẽ tiến hành thực nghiệm đa yếu tố toàn dạng bậc hai với thí nghiệm mức cơ sở là nhựa nền 50%, MAPP 4% còn lại là bột gỗ Cao su và lựa chọn khoảng biến thiên vừa đủđể thấy được mức độảnh hưởng của các yếu tố trong quá trình nghiên cứu.
Nhiệt độ gia công: nhiệt độ gia công phải được lựa chọn trên cơ sở
không thấp hơn nhiệt độ chảy mềm của nhựa PP (86oC), cao hơn hoặc bằng nhiệt độ chảy lỏng nhưng không vượt quá nhiệt độ 200oC vì ở nhiệt độ này kích thước bột ≤ 1,2mm có thể bị cháy; việc cài đặt nhiệt độ gia công cho các công đoạn phụ thuộc vào loại máy và số vùng nhiệt độ của từng máy. Nguyên
tắc chung khi cài đặt nhiệt độ cho các vùng là nhiệt độ cao nhất là vùng đầu vòi phun (đầu đùn), thấp nhất là vùng gần phễu cấp liệu như vậy sẽ thuận lợi cho quá trình đùn và ép vật liệu WPC. Theo các nghiên cứu trong và ngoài nước nhiệt độ ép thích hợp cho nhựa PP là 180oC. Xuất phát từ các nghiên cứu trên kết hợp với thông số về máy ép W-120B, tính chất nhiệt của nhựa PP 348, kích thước bột gỗ và mức độ thay đổi trạng thái của nhựa theo nhiệt độ. Nhiệt
độ là nhân tố ảnh hưởng rất lớn đến tính chất của vật liệu như. Nếu nhiệt độ
quá cao thì bột gỗ có thể bị cháy dẫn đến tính chất giảm, nếu nhiệt độ quá thấp thì độ nhớt của nhựa cao quá trình thấm dẫn và khuếch tán nhựa vào khoảng trống của gỗ kém dẫn đến tính chất giảm, nhiệt độ ép hợp lý tính chất của vật liệu tốt và tiết kiệm chi phí năng lượng,.. Từ những phân tích trên chúng tôi chọn nhiệt độ gia công cho các vùng là: vùng 1 là 170-190oC; vùng 2 là 165-185oC; vùng 3 là 155-175oC; vùng 4 là 145-165oC; với khoảng biến thiên là 5oC.
Áp suất phun là áp lực để phun vật liệu từ trục vít vào khuôn, áp suất phun đóng vai trò tạo sự tiếp xúc giữa bột gỗ-nhựa, loại bỏ bọt khí và là động lực để nhựa thấm ướt vào các khoảng trống trên bề mặt gỗ, do vậy áp suất phun là yếu tốảnh hưởng lớn đến tính chất của vật liệu. Nếu áp suất phun quá nhỏ thì tính chất của vật liệu giảm; áp suất phun quá cao thì độ bền vật liệu
được đảm bảo nhưng dẫn tới hiện tượng vật liệu bị trào ra khỏi khuôn (ba via); áp suất phun vừa phải thì giảm được chi phí, độ bền đảm bảo,… Từ các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước kết hợp với các phân tích, chúng tôi tiến hành thực nghiệm đa yếu tố toàn phần áp suất phun với mức cơ sở là 8MPa với khoảng biến thiên là 0,5MPa để nghiên cứu thực nghiệm.
Thời gian ép là khoảng thời gian để phun vật liệu vào khuôn và để cho các thành phần trong vật liệu liên kết, kết tinh lại với nhau. Nếu thời gian quá ngắn thì có thể tăng năng suất nhưng chất lượng sản phẩm giảm do thành phần trong vật liệu chưa kết dính hoàn toàn được với nhau, khi đó mà tháo
khuôn dẫn đến chênh lệch áp suất làm phá hủy những liên kết mới hình thành. Nếu thời gian quá dài thì năng suất giảm, nhưng chất lượng sản phẩm chưa chắc đã tăng là do hỗn hợp gỗ nhựa ở trong trục vít dài kết hợp với nhiệt độ
cao sẽ dẫn tới hiện tượng làm giảm một số tính chất của bột gỗ và của nhựa, do đó có thể làm cho tính chất của vật liệu giảm. Nếu thời gian ép hợp lý thì năng suất và chất lượng sản phẩm đều đảm bảo. Từ công trình nghiên cứu trong và ngoài nước về sử dụng máy ép phun kết hợp với các phân tích trên chúng tôi đã chọn được thời gian khảo sát từ 10-30s với khoảng biến thiên là 5s.
Chương 3
ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU