+ Polyetylen
( CH2 – CH2 )n
Phụ thuộc vào điều kiện tổng hợp có ba loại polyetylen:
Hình 7.11 Sơ đồ qui trình công nghệ thổi vật rỗng, 1. Đưa phôi vào khuôn, 2. Đóng khuôn, 3. thổi khí vào khuôn, 4. tháo khuôn lấy sản phẩm
- Polyetylen áp suất cao thu được ở áp suất đến 1500 atm và nhiệt độ 180oC, kích thích trùng hợp bằng oxi.
- Polyetylen áp suất trung bình được trùng hợp trong môi trường pha loãng ở 35-40atm và 125-150oC với xúc tác oxit crôm trên chất mang oxit nhôm và oxti silic
- Polyetylen áp suát thấp thấp trùng hợp trong dung môi hữu cơ ở áp suất không vượt quá 5 atm và nhiệt độ thấp hơn 60oC, xúc tác phức của Siegler-Natta.
Tính chất của các loại polyetylen cho bở bảng sau:
Loại nhựa LDPE MDPE HDPE Mạch nhánh Mạch thẳng Tỷ trọng (g/cm3) Nhiệt độ nóng chảy oC 0.920 107-115 0.918-0.935 122-124 0.926-0.941 120-130 0.941-0.965 130-137 Tính chất cơ: Độ bền kéo (N/mm2) Độ bền uốn (N/mm2) Mođun kéo N/mm2 Mođun uốn(N/mm2) Độ bền va đập IZOD( J/m2) Độ cứng 4-6 70-280 - 280 - D40-50 13-28 280-560 - 420 53-106 22-32 140-420 35-49 700 27-800 D50-60 22-27 1200 420-1300 - 1000 27-1060 D60-70 Tính chất nhiệt Độ giãn nở nhiệt Hệ số dẫn nhiệt (W/mK) 2.5 0.30 - 2.2 0.36 2.0 0.48
Ứng dụng: Polyetylen là vật liệu dạng sáp, sản xuất trong kỹ nghệ ở dạng khối hay hạy màng và hạt, được gia công chủ yếu bằng phương pháp ép lá hay thổi dưới áp suất, chủ yếu dùng để sản xuất các ống bền với ăn mòn, bọc cách điện dây dẫn, màng bao bì, các dạng chai bình khác nhau, sản xuất các dây dẫn trong vô tuyến điện, bưu điện nhờ tính chất cách điện tốt.
+ Polypropylen
Polypropylen cũng được trùng hợp theo phương pháp giống như trùng hợp etylen, song phương pháp trùng hợp ưu việt nhất là trùng hợp điều hoá lập thể khi có xúc tác Siegler-Natta như Al(C2H5)3 hoặc Al(iso-C4H9)3 và TiCl3.
Polypropylen nhẹ hơn tất cả các polyme kết tinh đã biết, có độ bền cao, cứng và rắn. Nhờ có cấu trúc tinh thể, polypropylen giữ được hình dạng và tính bền cơ học tốt cho đến nhiệt độ mềm hoá nên có thể chịu được quá trình khử trùng.
Polypropylen có tính cách điện cao như polyetylen nhưng tính bền hoá học tốt hơn. Polypropylen được dùng làm các bình đựng chất lỏng nóng, màng trong suốt, chai lọ đựng hoá chất.
+ PP được sử dụng nhiều trong lĩnh vực kéo sợi. Độ bền kéo của nó có thể tăng 15 lần khi đuợc kéo căng định hướng.
+ Màng PP định hướng được sử dụng nhiều trong các lĩnh vực bao bì, băng keo. + Các tấm PP sử dụng trong các sản phẩm nhiệt định hình.
+ PP sử dụng trong các sản phẩm ép phun, đùn bọc cáp cách điện. PP còn được gia cường các loại khoáng hoặc sợi thủy tinh
+ Polystyren
Polystyren trùng hợp bằng chất kích thích trong khối, nhũ tương hay huyền phù trong khí quyển nitơ hay khí cacbonic.
Polystyren là chất rắn dạng thuỷ tinh không màu, thấu quang đến 90% ánh sáng vùng khả kiến, tỷ khối 1,05 ở 80-150oC là vật liệu giống cao su, phân tích ở 250-300oC thành styren và một số chất khác.
Polystyren bền với nước, axit và bazơ, tan trong hydrocacbon thơm và este, không tan trong xăng và rượu. Nhờ có moment lưỡng cực thấp, polystyren có độ thẩm điện môi nhỏ nên dùng trong kỹ thuật tần số cao.
+ Polystyren: là polyme vô định hình, dòn và cứng, có nhiệt độ chảy mềm ở khoảng 90oC. Để tăng cường khả năng chịu va đập của loại nhựa này người ta thường kết hợp nó với cao su ( chủ yếu là cao su butadien). Nhựa PS không biến tính được ứng dụng rộng rãi nhất để làm bao bì và làm vật liệu cách điện. PS chịu va đập cao được ứng dụng làm các tách café và đồ dùng gia đình. + Styren-acrylonitryl: Loại nhựa này có khả năng chống chịu va đập và nhiệt độ rất tốt vì thế được ứng dụng để làm đồ dùng gia đình và các thiết bị dụng cụ điện.
+ Acrylonitryl-butadien-styren: Đôi khi người ta gọi loại nhựa này là polyme ghép của ba loại polyme. ABS có khả năng chịu va đập vô cùng tốt và nhiệt độ chảy mềm tương đối cao khoảng 110oC. Loại chất dẻo này úng dụng rất rộng rãi trong công nghiệp ôtô, sản xuất đồ chơi, thiết bị viễn thông và đồ dùng gia đình.
7.4.4.Polymetylmetacrylat
Tên thương mại của loại nhựa này là pespec và pexiglas, nó là một polyme vô định hình, tương đối cứng và trong suốt. Nhiệt độ chảy mềm của nó là 110oC. Hầu hết các ứng dụng của loại chất dẻo này đều dựa trên tính chất quang học của nó làm đồ trang trí, làm đèn giao thông, vỏ bọc đèn đường…
+ Polyamit
Loại chất dẻo này được biết đến với tên gọi là “nylon”, nó là sự tập hợp của các loại polyme khác nhau trong cấu trúc mạch do đó tuỳ theo sự liên tục của số nguyên tử cacbon trong mạch chính người ta đã tạo ra các loại polyamit khác nhau: PA-6, PA-6,6, PA-11, PA-4,6…Polyamit là một polyme tinh thể với nhiệt độ chảy mềm tương đối cao giữa 200 và 300oC. Chúng có khả năng chịu va đập tốt do chúng hấp thụ nước từ khí quyển. Hơn nữa khả năng chịu mài mòn tốt cùng với hệ số ma sát thấp làm cho chúng có rất nhiều ứng dụng trong kỹ thuật ví dụ như trong ổ trục và bánh răng. Thông thường polyamit được gia cường bằng sợi thuỷ tinh ngắn để cải thiện độ cứng của chúng.
+ Polyoximetylen(POM)
Đây là một polyme tinh thể, nhiệt độ chảy mềm khoảng 180oC. Tính chất cơ học của loại vật liệu polyme này rất tốt vì thế chúng có thể thay thế hầu hết các kim loại trong các ứng dụng. Nhiều kết cấu kỹ thuật được làm từ POM ví dụ như các thiết bị phụ trợ của ôtô, một số chi tiết của máy móc, bánh răng, thanh dầm…
+ Polycacbonat (PC)
Đây là một loại polyme vô định hình dạng thuỷ tinh trong suốt có tính chất cơ học vô cùng tốt đặc biệt là độ bền va đập. Nó có thể sử dụng thay thế thuỷ tinh và kim loại trong một số ứng dụng. Ngoài ra có thể dùng sợi thuỷ tinh ngắn để gia cường cho PC để tăng cường tính chất và mở rộng phạm vi ứng dụng của chúng. Nhược điểm chính của PC đó là khả năng chịu phá hoại của môi trường kém và rễ bị nứt khi tiếp xúc với các chất lỏng hữu cơ.
+ Polyphenylenoxit (PPO) hay còn gọi là polyphenylen ete (PPE)
Là một polyme vô định hình có nhiệt độ hoá mềm khoảng 210oC, trong quá trình gia công người ta thường trộn thêm PS để làm quá trình gia công dễ dàng hơn. PPO là một polyme có tính chất rất tốt vì thế chúng được ứng dụng trong công nghiệp ôtô, sản xuất đồ dùng gia đình hay các kết cấu cơ khí…
+ Polyvinylclorua
Polyvinylclorua là polyme vô định hình, các mạch phân tử ở dạng ziczắc theo trật tự kết hợp đầu-đuôi, trong đó hai phân tử clo phân bố về cùng một phía của mặt phẳng mạch polyme.
Hiện nay trong công nghiệp người ta sản xuất hai loại polyvinylclorua:
+ Polyvinylclorua hoá dẻo, mềm và đàn hồi, gọi là plasticat với chất hoá dẻo là các este của axit phatalic với ancol cao. Chất hoá dẻo đưa vào làm tăng tính chảy, cho phép gia công ở nhiệt độ thấp hơn nhưng làm giảm tính bền hoá học, độ bền nhiệt và tính chất cách điện.
Plasticat thường được sử dụng để sản xuất các màng mềm và các vật liệu khác nhau
+ Vinylplast là sản phẩm của polyme không có chất hoá dẻo. Nó được trộn với chất ổn định và cán trên để định hình thành màng, tấm và ống..
Trong sản xuất bao tay, dây cao su, áo mưa.. người ta thường dùng dạng past của polyvinylclorua là dạng sữa của polyme bột trong chất hoá dẻo có độ nhớt nhỏ và tính kết dính lớn nên có thể tạo màng trên vải, giấy, da..
+ Polytetrafloetylen
Đây là polyme được biết đến với tên gọi thương mại là teflon. PTFE có tính chất vô cùng đặc biệt đó là nhiệt độ nóng chảy trên 327oC, độ bền hoá chất rất tốt và hệ số ma sát vô cùng thấp. Polytetrafloetylen là polyme nặng nhất trong các polyme với tỷ khối 2,2-2,3 bền với nhiệt và hóa
học rất cao, giới hạn nhiệt độ gia công rộng từ -190oC đến 300oC, bền trong thời gian lâu ở 260oC, trong 4-6h ở nhiệt độ 450oC, bền với axit đặc ở nhiệt độ cao, hệ số ma sát thấp nên được dùng sản xuất vòng bi làm việc trong môi trường xâm thực mà không cần chất bôi trơn, dùng làm các dụng cụ máy tần số cao làm việc ở nhiệt độ cao. Mặc dù PTFE có một số các nhược điểm như độ bền cơ học thấp, dẽ bị dão, giá thành cao và gia công gặp nhiều khó khăn tuy nhiên với những tính chất đặc biệt ở trên nó vẫn được sử dụng trong rất nhiều các ứng dụng như làm ổ trục, làm đường ống bền hoá chất, làm vòng đệm và làm lớp chống dính trong các thiết bị nấu ăn…
Teflon khối lượng phân tử lớn thường được kết hợp với chất độn bồ hóng và phụ gia khác là nguyên liệu có độ bền mài mòn gấp 10 lần teflon, rẻ và dễ gia công gọi là ebolon.
+ Cenluloaxetat(CA): Không giống như các polyme đã được đề cập ở trên đây không phải là một polyme được tổng hợp hoàn toàn mà là dẫn xuất của sợi thực vật. CA có độ bền, độ dai tốt, gia công dễ dàng vì thế chúng được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực ví dụ như làm băng từ, làm đồ chơi, và trong một số chi tiết của ôtô.
+ Polybutylen (PB): Đây là loại polyme thuộc họ hàng polyolefin giống như PE hay PP, tuy nhiên PB ít được sử dụng hơn do giá thành cao. Mặc dù nhiệt độ nóng chảy và độ cứng của PB không khác nhiều so với PE nhưng khả năng chịu phá huỷ của môi trường, chịu dão và độ dai cao hơn so với PE và PP. Nhựa PB được ứng dụng làm bao bì cỡ lớn và các loại ống vận chuyển nước nóng.