Báo cáo thí nghiệm nhập môn kỹ thuật chuyên mục polymer

Quy trình chế tạo sản phẩm Composite 3 Khuôn PVC dạng tấm Tấm sợi thủy Nhựa UPE – Xác định thời gian khuôn Cắt thành tấm 02 tấm 40x40 Cân khối lượng M sợi ti lê nhựa / sợi thủy tinh = 6

KHOA CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU

BỘ MÔN POLYMER

Báo Cáo Thí Nghiệm Nhập Môn Kỹ Thuật

Chuyên mục Polymer

GVHD : Trần Tấn Đạt Danh sách nhóm : 3C3_P01

1 2 3 4

/ Cao Kim Châu / Võ Chí Cường

2210351 2210449

Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 29 tháng 11 năm 2022

PHẦN 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan về polymer

Định nghĩa: Polymer la môt khai niêm dung đê chi cac hợp chất có khối lượng

phân tử lớn va trong cấu trúc của chúng có sự lặp đi lặp lại nhiều lần những mắt xích cơ bản Cac mắt xích nay được nối với nhau thông qua liên kêt công hóa tri

Tính chất:

- Tôn tại ơ dạng chất rắn va không bay hơi, không có nhiêt đô nóng chảy xac đinh ma nóng chảy ơ môt khoảng nhiêt đô kha rông

- Khi nóng chảy, đa số polymer cho chất lỏng nhớt, đê nguôi sẽ rắn lại gọi la chất nhiêt dẻo Môt số polymer không nóng chảy khi đun ma bi phân hủy, gọi

la chất nhiêt rắn

- Hầu hêt cac polyme không tan trong nước hoặc cac dung môi thông thường

Phản ứng đặc trưng:

-Phản ứng phân cắt mạch polymer

Phản ứng giữ nguyên mạch polymer

Phản ứng tăng mạch polymer

Đặc điểm:

-Có khả năng tai chê rất cao

An toan tuyêt đối với hóa chất

Không dẫn điên va dẫn nhiêt

Trọng lượng nhẹ

H.1.2.1: Công thức cấu tạo của chuỗi

-Polymer trung hợp được tổng hợp bằng phản ứng trung hợp:

(–CH –CH –) va (–CH –CHCl–)2 2 n 2 n

Polymer trung ngưng được tổng hợp bằng phản ứng trung ngưng:

(–HN–[CH ] –NH–CO–[CH ] –CO–)

n

Dựa vào cấu trúc:

- Polymer có mạch không phân nhanh, ví dụ như: PVC, PE, PS, cao su, xenlulozơ, tinh bôt

-Polymer có mạch nhanh, ví dụ như amilopectin, glicogen

Polymer có cấu trúc mạng không gian, ví dụ như rezit, cao su lưu hóa

1

3 | 1 4

PHẦN 2: NGUYÊN LIỆU 2.1 Nhựa UPE

- Còn được gọi la nhựa polyester không no

(unsaturated polyester)

- Môt hợp chất cao phân tử va la môt sản phẩm

trung ngưng phân tử tương đối thấp giữa polyol

hoặc polyacid ma trong đó có polyol hoặc

polyacid hoặc cả hai đều chứa nối đôi

Có thê đóng rắn ơ ap suất thấp hoặc không có ap

suất, không những khi đun nóng ma ngay cả ơ

nhiêt đô thường

-H.2.1.1: Hình ảnh thực tê của nhựa UPE

Được ứng dụng rông rãi trong kỹ thuật như lam vật liêu đúc khuôn, vật liêu cach điên trong kỹ thuật vô tuyên điên, xi măng hữu cơ, mang phủ, Va đặc biêt la ứng dụng đê tổng hợp vật liêu Composite

2.2 Cao su Silicon

- La cao su tổng hợp Được tổng hợp bằng cach

thay đổi silicon

- Tính khang nhiêt đô cao tốt hơn cac loại cao su

hữu cơ truyền thống

5 | 1 4

-Khả năng chống thấm tốt

Đô bền cao

Ứng dụng sợi thủy tinh trong:

o Sản xuất tấm lấy sang sợi thủy tinh composite

o Sản xuất vật liêu xây dựng

o Sản xuất cac linh kiên điên tử H.2.3.1: Hình ảnh thực tê

của sợi thủy tinh

PHẦN 3: QUY TRÌNH CHẾ TẠO 1 Quy trình chế tạo sản phẩm Composite

3

Khuôn PVC dạng tấm

Tấm sợi thủy

Nhựa

UPE –

Xác định thời gian

khuôn

Cắt thành tấm (02 tấm 40x40)

Cân khối lượng

M

sợi

( ti lê nhựa / sợi thủy tinh = 6/4 )

Cân nhựa

M nhựa

Chống dính bề mặt khuôn

Lăn lớp nhựa lót lên

bề mặt khuôn

Đặt tấm sợi lên khuôn

Lăn nhựa thấm lên tấm sợi

Tấm composite

Thuyết minh qui trình chế tạo sản phẩm composite:

Bước 1: Quét chống dính

Đầu tiên, trước khi lấy khuôn cần quét môt lớp chống dính lên trên toan bô bề mặt sản phẩm Lưu ý phải quét môt lớp thật kỹ cả trong lẫn ngoai vì nêu không quét chống dính thì khuôn lam ra sẽ bi dính với sản phẩm mẫu

Tac dụng của lớp chống dính la giúp trong qua trình lam khuôn thì khuôn va sản phẩm mẫu không bi dính với nhau

Bước 2: Phủ sợi thủy tinh và chấm keo polyester

Sau bước bôi chống dính la đên bước phủ sợi thủy tinh Dung sợi thủy tinh va keo poly đắp lần lượt thanh hai lớp lên bề mặt sản phẩm đê lấy mặt khuôn bên ngoai Trong qua trình chấm keo poly, cac bạn lưu ý nên chấm keo thật kỹ đê sợi thủy tinh bam vao hêt tất cả cac góc cạnh của sản phẩm Viêc nay giúp cho viêc tạo khuôn sản phẩm hạn chê được viêc cac góc bi mất hoặc khuyêt chi tiêt

Sau khi phủ sợi thủy tinh va chấm keo, chờ khoảng 4 tiêng đê khuôn khô va thao khuôn Lưu ý rằng, nên thao khuôn ngay khi khuôn vừa mới khô Vì nêu đê lâu hoặc đê qua đêm thì khuôn sẽ dính rất chặt va khó thao

Nêu trong qua trình đắp sợi thủy tinh va chấm keo thật kỹ, thì khi thao khuôn ra sẽ rất đẹp va tất cả chi tiêt đều rất sắc nét

Bước 4: Đổ sản phẩm

Sau khi có khuôn rôi, chúng ta vao bước đổ sản phẩm Cũng giống như lam khuôn, ban đầu sẽ quét môt lớp chống dính vao lòng khuôn va viền ngoai Vì la khuôn mới nên hãy nhớ quét chống dính thật la kỹ, nêu không thì sẽ rất khó đê tach sản phẩm ra khỏi khuôn

Tuy thuôc vao loại sản phẩm va mục đích sử dụng sẽ tạo môt lớp bề mặt phủ bề mặt cho phu hợp Hầu hêt lớp bề mặt sẽ bao gôm chất lam cứng, sơn, gelcoat, bôt đa, bôt shimao… Trôn theo tỷ lê phu hợp với từng loại

Cũng như quy trình lam khuôn, tiêp theo la đắp hai lớp sợi thủy tinh đê sản phẩm kiên cố hơn Sau đó tiên hanh trải môt lớp nilon lên bề mặt sản phẩm đê hoan thiên Chờ

từ 4 đên 5 tiêng đê sản phẩm khô va tach khuôn ngay khi sản phẩm vừa khô Sau đó chuyên sang công đoạn cuối cung

Sau khi tach khuôn, chúng ta tiên hanh cắt bỏ va mai giũa cac cạnh bên ngoai của sản phẩm Cuối cung la sơn phủ lên sản phẩm đê sản phẩm được bền lâu hơn

Đúc mẫu vật bằng phương phap lăn tay

Kỹ thuật lăn tay được thực hiên bằng cach lam ướt cac sợi thủy tinh bằng môt loại nhựa lỏng (có thê có hoặc không có chất lam cứng trôn vao) Sản phẩm được tạo ra bằng quy trình nay qua lớn đê sản xuất Kỹ thuật nay được sử dụng đê sản xuất cac sản phẩm với số lượng nhỏ như: tau thuyền, bôn chứa hóa chất, thung xe tải…

3.2 Quy trình chế tạo sản phẩm đổ khuôn

Nhựa pha đóng

rắn

Sản phẩm

Đuổi bọt khí có trong

Đỗ nhựa

từ từ vào

Khuôn silicon

Thuyết minh qui trình chế tạo sản phẩm đổ khuôn:

Bước 1: Chuẩn bị phôi - lòng khuôn

Không giống như cac phương phap gia công truyền thống, trong công nghê lam composite nhất thiêt phải cần có khuôn Đê lam khuôn đúc composite, bạn có thê lựa chọn môt trong những phương an sau:

• Tạo mẫu nhanh bằng in 3D: Phương phap nay thường sử dụng cac may in 3D cỡ lớn đê tạo hình lòng khuôn nhanh chóng

•

•

Gia công CNC cac loại vật liêu nhôm, thép, foam, nhựa, gỗ…

9 | 1 4

Cắt cac tấm vải thanh miêng nhỏ rôi quét nhựa lên mô hình, chờ 5 - 10 phút khi bắt đầu dính được thì ap vải thủy tinh lên Miêt đều, xong quét cac lớp thứ 2 va thứ 3

Bề mặt composite thường có đô hoan thiên không cao nên sẽ cần thêm công đoạn lam phẳng nữa

3.3 Qui trình in sản phẩm

Thuyết minh qui trình in sản phẩm:

Bước 1: Chuẩn bị khung

Khung có thê được lam bằng gỗ; hoặc hợp kim nhôm đã được rửa va phơi khô sạch sẽ Khung có thê có nhiều hình dạng khac nhau; tuy nhiên đa số được sử dụng la khung hình chữa nhật

Bước 2: Pha mực

Mực in cần phải được chuẩn bi thật kỹ đặc biêt phải phu hợp với từng chất liêu được in

Bước 3: In thử và canh tay kê

Bạn cho mực lên mang đê quét lên lưới, chú ý quét đều 2 mặt rôi sấy thật khô thật khô Tiêp tục dan phim lên mặt ngoai của lưới, lấy băng dính dan 4 góc lại Sau đó, lấy tấm kính đê ép phim vao lưới va đem đi phơi dưới anh sang mặt trời trong vòng 3 phút; hoặc dung may phơi, sau đó bạn có thê kiêm tra sản phẩm của mình

Bước 4: In sản lượng

Đanh gia chất lượng của bản in thử, thấy sản phẩm đạt được cac tiêu chí cần thiêt thì bạn bắt đầu tiên hanh in hang loạt

Bước 5: Rửa khung

Sau khi phơi xong bạn gỡ phim ra thì đem khung đi rửa thật kỹ đê chuẩn bi cho lần in sau

PHẦN 4: ỨNG DỤNG 4.1 Sản phẩm Composite

-Trong nganh công nghiêp sản xuất chê tạo, vật liêu nhựa composite luôn chiêm

vi trí quan trọng trong số nhiều bô phận, thiêt bi như la vỏ đông cơ, vỏ tên lửa,

vỏ may bay, vỏ tau vũ trụ, khung xe may, vỏ ô tô, lốp xe …

Với đặc tính chống ăn mòn va điều kiên khắc nghiêt cũng như chiu được ap lực cao, vật liêu nhựa composite được sử dụng đê sản xuất ống dẫn nước sạch; ống dẫn nước thải; bê phốt nhựa composite, ống dẫn xăng dầu, bôn nhựa composite đựng hóa chất …

-Khả năng cach điên cũng khiên composite đóng vai trò quan trọng trong sản xuất hê thống cach điên, sứ cach điên, bảng điên, sứ cầu chì …

Ngoai ra, chúng cũng được sử dụng nhiều trong nganh công nghiêp chê tạo đô chơi cho trẻ em va trang trí nha cửa, văn phòng, sân vườn, …

H.4.1.1: Ứng dụng của sản phẩm composite đối với cac nganh nghề

4.2 Sản phẩm đổ khuôn

1 4

Loại khuôn

Khuôn nén

Ứng dụng

Cac sản phẩm đặc ruôt bằng Cao su

Ứng dụng trong sản xuất chai, lọ nhựa…

Khuôn thổi

Khuôn đun cat

Khuôn đúc ap lực

Khuôn rèn dập

Sản phẩm thường la tượng, cổng nhôm, thép Sản phẩm như: van dẫn khí, kèn đông, bô phận đông cơ

Ứng dụng trong sản xuất ô tô, may bay, may nông nghiêp Khuôn dập đinh hình Đô gia dụng, thiêt bi điên, điên tử

Khuôn ép nhựa Gia công cac sản phẩm như ban, ghê, dan ao xe may

H.4.2.1: Ứng dụng của sản phẩm đổ khuôn đối với cac nganh nghề

4.3 Khuôn Silicol

- Khuôn mẫu trong sản xuất đô chơi, qua

tặng, đô mỹ nghê thủ công

- Khuôn mẫu trong nganh xây dựng, trang trí

thất: cac sản phẩm tượng điêu khắc công

giao bằng thạch cao, vật phẩm phong

thủy…

nôi

- Khuôn mẫu sản xuất sản phẩm nhựa thủ

công: sản phẩm nhựa cac loại, composite,

polyme,…

PHẦN 5: KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 1 Sản phẩm đổ khuôn

5

Nhận xét: Sản phẩm nhóm em thu được la môt chiêc nón, có đôi chút lêch do

phần khuôn silicon cố đinh chưa đúng va đều Sản phẩm thu được sau khi nhựa đông đặc

có mau trắng trong, hơi ngả sang sắc vang (môt số sản phẩm có mau vang sẫm va đục hơn la do thanh sản phẩm day hơn, lớp nhựa phải đổ sẽ nhiều hơn nên có mau sắc đục hơn, còn chiêc nón có thanh kha la mỏng, lượng nhựa dung ít, nên mau sắc sau khi hoan tất sẽ nhạt va trong hơn), sản phẩm có phần bọt khí kha nhiều (do sau khi đổ nhựa, còn kha nhiều bọt khí trong khuôn chưa được loại bỏ)

1 4

5.2.2 Sản phẩm ghép hình 3D Composite

Nhận xét: Sau khi đợi hỗn hợp nhựa va sợi thủy tinh khô va kêt dính, chúng em

thu được tấm composite có kêt cấu kha cứng, mau sắc trắng đục, có ngả sang sắc vang, môt mặt của tấm composite trơn lang, va mặt còn lại kha sần sui (do phần sợi thủy tinh chưa thấm đủ nhựa)

PHẦN 6: BÀN LUẬN 6.1 Bàn luận về buổi thí nghiệm

- Về phòng thí nghiêm:

o Đầy đủ dụng cụ, hóa chất

o Nôi quy rõ rang, đảm bảo an toan

o Môi trường tạm ổn

-Về giảng viên phụ trach:

o Nhiêt tình, truyền đạt nhiều kiên thức thực tê về chuyên nganh

o Trợ giúp sinh viên khi gặp khó khăn

Về thực hanh:

o Mỗi thanh viên trong nhóm đều được thực hanh va biêt cach lam.

o Tự tạo được sản phẩm hoan chinh (trừ in vì khuôn bi dính mực in cũ)

o Sau thí nghiêm, sinh viên dọn dẹp sạch sẽ, không pha cac thí nghiêm khac

6.2 Bàn luận về chuyên ngành Polyme

La nganh gắn liền với cuôc sống, ứng dụng quan trọng trong nhiều lĩnh vực:

-Nhựa tổng hợp Polymer: PE, PP, PMM, PVC, PS, PPF, HDPE, PTFE,…

Sợi tổng hợp Polymer:

o Sợi polyamid (PA hay còn gọi la nylon): Dung đê dêt lụa nylon, dêt bít tất, vải dêt kim, chi may

o Sợi polyester (PES): Dêt tergal (dacron), tetron, hoặc pha sợi bông với sợi viscose đê dêt hang vải pha

o Sợi polyacrylique (PAC): Dung lam nguyên liêu dêt kim (len nhân tạo) hoặc pha với cac loại sợi khac đê dêt hang vải pha

o Sợi polyvinylalcol (PVA): Dung đê dêt vải quần ao blouson, quần ao lao đông, lưới đanh ca, xe dây thừng, …

o Sợi polyuréthane (PU): Dung đê dêt vải lycra hoặc pha thêm cac loại sợi khac đê dêt vải

o Sợi polyester – PE: Gôm 4 loại sợi cơ bản la sợi filament, xơ, sợi thô va fiberfill

-Trong y học: Hòa tan nitrocellulose trong ether va rượu đê tạo ra thuốc dan Loại Polymer nay được sử dụng với vai trò của băng phẫu thuật

Hóa chất xử lí nước Polymer:

o Xử lý nước thải công nghiêp tại cac nha may sản xuất gang thép, nha may mạ điên, chê biên thực phẩm,…va nước thải đô thi, nước thải nhuôm vải, thuôc da, nước thải dầu

o Dung trong nganh công nghiêp giấy với vai trò la chất tạo đô bền khô, chất giữ ẩm va la chất trợ lọc, giúp cải thiên chất lượng giấy, tăng cường đô bền vật lý va giảm thiêu sự mất chất xơ

o Dung lam chất phụ gia va chất kêt dính trong chê biên thức ăn thủy sản

1 4

Nghiên cứu về chuyên nganh polymer đã đóng góp rất lớn vao bảo vê môi trường, tai chê va xử lý rac thải