CHƯƠNG 9 CHẤT DẺO CÁCH NHIỆT
9.2. CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CHẤT DẺO CHỨA KHÍ
Nguyên vật liệu chế tạo chất dẻo chứa khí gồm: - Thành phần tạo khung cứng: pôlime hoặc ôligôme
- Các thành khác: chất xúc tác, chất tạo nhũ tương, chất ổn định, chất hóa dẻo, chất lấp đầy, chất tạo màu, phụ gia chống cháy, chất tăng tính ổn định nhiệt, v.v…
Tỉ lệ thành phần nguyên liệu phụ thuộc chủ yếu vào các chỉ tiêu cơng nghệ và hóa học trong q trình gia cơng phối liệu và tính chất của sản phẩm. Để chế tạo chất dẻo chứa khí có thể sử dụng pơlime dạng rắn, sản phẩm pơlime hóa sơ bộ, dung dịch nước, nhũ tương, huyền phù từ pơlime.
Để tạo rỗng có thể ứng dụng các phương pháp sau:
- Kết hợp các thành phần tương tác hóa học với nhau giúp thải ra một lượng lớn chất khí.
- Đưa vào hỗn hợp các chất phân hủy tạo ra chất khí dưới tác dụng của nhiệt hoặc chất xúc tác hay chiếu xạ.
- Làm bão hòa phối liệu tạo hình bằng các chất khí trơ bằng áp suất hay chất lỏng sôi ở nhiệt độ thấp bay hơi khi bị đun nóng hay khi hạ áp suất.
- Đưa khơng khí hay các chất khí vào hỗn hợp tạo hình dạng lỏng trong điều kiện áp suất thường.
- Tách các phần tử chất rắn được đưa vào phối liệu trong q trình đồng nhất hóa phối liệu và tạo hình sản phẩm.
- Kết khối tiếp xúc vật liệu dạng hạt sắp xếp không chặt chẽ.
Phương pháp chế tạo chất dẻo chứa khí được quyết định bởi bản chất của pôlime và được phân thành phương pháp ép và phương pháp không ép.
9.2.1. Cơng nghệ chế tạo chất dẻo chứa khí theo phương pháp ép
Nhựa dẻo nóng được chế tạo chất dẻo chứa khí ở nhiệt độ khơng vượt quá nhiệt độ kết khối từ 20 – 40oC bằng hai phương pháp có ép và khơng ép.
Phương pháp ép có thể thực hiện theo một hoặc hai giai đoạn gồm chế tạo phối liệu ép dạng bột, ép để chế tạo phôi đặc ở điều kiện nhiệt độ và áp suất cao, phồng nở phôi trong điều kiện khơng áp và đốt nóng lần hai.
Khi chế tạo phối liệu ép dạng bột (nghiền hoặc trộn nhựa, chất tạo khí, phụ gia hóa dẻo) độ đồng nhất và kích thước các phần tử dạng rắn có ảnh hưởng quyết định đến độ đồng nhất và cấu trúc của sản phẩm. Trong quá trình ép nóng thành phần phối liệu bị làm mềm cùng lúc bắt đầu xẩy ra hiện tượng chảy nhớt, các sản phẩm hoạt tính có phân tử lượng thấp bị pơlime hóa hoặc trùng ngưng, chất tạo khí bị phân hủy tạo ra một lượng khí lớn làm phồng nở vật liệu.
Q trình sản xuất chất dẻo chứa khí theo phương pháp ép nóng được tiến hành các bước sau:
- Nghiền phối liệu: pơlime, chất tạo khí, chất hóa dẻo bằng máy nghiền bi
- Ép phối liệu trong khn kín bằng máy ép thủy lực ở t = 140 – 170oC, p = 12 – 18 MPa
- Phồng nở phối liệu ép trong buồng hơi nước bão hòa, t = 100 – 105oC - Làm nguội sản phẩm.
9.2.2. Công nghệ chế tạo chất dẻo chứa khí theo phương pháp khơng ép
Phương pháp chế tạo chất dẻo chứa khí khơng ép thường cũng khác nhau. Phổ biến nhất là phương pháp phồng nở sơ bộ pôlime dạng hạt chứa tác nhân gây nở và sau đó kết khối các hạt này. Điển hình là cơng nghệ chế tạo pơlistyrol bọt. Các hạt pơlime được chế tạo bằng cách pơlime hóa nhũ tương styrol với sự có mặt của tác nhân gây nở (izơpentan). Lúc đầu chúng được đun nóng làm phồng nở sơ bộ, sau đó sản phẩm được tạo hình trong mơi trường hơi nước nóng. Trong giai đoạn phồng nở sơ bộ, hạt pôlime bị làm mềm, dưới tác dụng của nhiệt độ (90 – 120oC) tác nhân gây nở sẽ chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái khí dẫn đến làm tăng thể tích của vật liệu. Trong q trình thành hình, áp suất dư do tác nhân gây nở tạo ra sẽ làm kết khối các hạt mềm, tạo ra cấu trúc bọt.
Quá trình sản xuất chất dẻo chứa khí theo phương pháp khơng ép được tiến hành các bước sau:
- Phồng nở sơ bộ pơlistyrol hạt trong bể nước nóng ở nhiệt độ t = 90 – 120oC - Tạo hình sản phẩm trong khn thép
- Phồng nở kết khối đặc trong khn thép đốt nóng (95 – 105oC) bằng hơi nước nóng hay dịng điện cao tần.
- Tháo khn sản phẩm - Gia cơng cơ khí
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Nguyễn Như Q, cơng nghệ vật liệu cách nhiệt. NXB Xây dựng 2002.
2. Phùng Văn Lự, Phạm Duy Hữu, Phan Khắc Trí. Vật liệu xây dựng. NXB Giáo dục, 2009
3. Nguyễn Tấn Q, Nguyễn Thiện Ruệ. Giáo trình cơng nghệ bê tơng xi măng I. NXB Giáo dục 2001
4. Vũ Đình Đấu, Bùi Danh Đại. Chất kết dính vơ cơ. NXB XD, 2006 5. Nguyễn Thiện Ruệ. Bài giảng bê tông tổ ong dùng cho cao học vật
liệu, 2007
6. Vũ Minh Đức. Công nghệ gốm xây dựng. NXB Xây dựng 1999. 7. Bạch Đình Thiên, Trần Ngọc Tính, IU.M. Bazenov. Cơng nghệ bê
tông. NXB Xây dựng 2004
8. Nguyễn Hữu Nhân, Phạm Đình Nhiệm. Bài giảng Vật liệu xây dựng, 1994.