Thí dụ - Butadiene Rubber CH2= CH-CH=CH2 - Isoprene Rubber CH2= CCH3-CH=CH2 - Chloroprene Trade Name CH2= CCl-CH=CH2 - Silicone rubber - PU rubber - Fluorocarbon rubber - Thermoplastic r
Trang 52 Chất đàn hồi
Định nghĩa:Chất đàn hồi là loại vật liệu có thể giãn ra xấp
xỉ hai lần so với chiều dài gốc dưới tác dụng một ứng suất
thấp ở nhiệt độ phòng và nó quay trở về kích thước và hình
dáng ban đầu khi lực dãn dài được giải phóng
Thí dụ
- Butadiene Rubber CH2= CH-CH=CH2
- Isoprene Rubber CH2= CCH3-CH=CH2
- Chloroprene (Trade Name) CH2= CCl-CH=CH2
- Silicone rubber
- PU rubber
- Fluorocarbon rubber
- Thermoplastic rubber
- Ethylene Propylene Diene Terpolymer (EPDM)
Những
Những đặc đặc trưng trưng của của chất chất đàn đàn hồi hồi
Cao su Trạng thái đàn hồi
Khi lưu hoá cao su (Tạo liên kết ngang)
Cao su có thể gia công như vật liệu nhựa nhiệt dẻo.
Sau khi lưu hoá chất đàn hồi không thể gia công
nóng, nó chỉ có trạng thái vật liệu vô định hình.
Trang 6Đặc trưng của chất đàn hồi
Polymer có mạng không gian (Liên kết ngang yếu)
Chất tạo liên kết ngang thường dùng: lưu huỳnh (chất lưu hoá)
or peroxide
Vùng Vô định hình (Tg) và một phần nhỏ vùng kết tinh (Tm)
Không thể chảy, đúc khuôn và hoà tan
Đúc khuôn được định hình trước khi lưu hoá
Sự biến dạng rõ ràng có thể xảy ra, hình dạng ban đầu có thể
thu lại hoàn toàn sau khi ứng suất thôi tác dụng.
Một số chất đàn hồi quan trọng: chloroprene-, isoprene-,
styrene-butadiene- (SBR), ethylene-propylene- (EPDM),
acronitrile-butadiene (FPM)
Những sản phẩm chính của chất đàn hồi
Đồ trang sức
Dây curoa
Ống
Khung, van, và màng
Bọc cáp điện
etc.
Trang 73 Nhựa nhiệt rắn
Là lại vật liệu sẽ trải qua hoặc có phản ứng hoá học xảy ra
do các tác nhân như: nhiệt độ Phụ gia, ánh sáng tử ngoại,
…, Ảnh hưởng liên quan đến trạng thái không nóng chảy.
Thí dụ
- Aminos (melamine and
urea: MF and UF)
- Alkyd resin
- Epoxy resin
- Phenolic resin (PF)
- Unsaturated Polyester
(UPE)
Những Polymer có mạng không gian 3 chiều, liên kết ngang
giữa các mạch phân tử lớn bởi liên kết công hoá trị
Vô định hình (Tg)
Vật liệu ban đầu ở trạng thái lỏng và đóng rắn khi gia công
đúc sản phẩm nhựa nhiệt rắn.
Quá trình đóng rắn bao gồm các tác nhân như: nhiệt độ, hỗn
hợp phản ứng và sự chiếu xạ.
Tách khuôn ở trạng thái nóng chảy hoặc hoà tan trong dung
môi sau khi liên kết ngang không hình thành.
Một số loại nhựa quan trọng: phenolics, ureas, melamines,
epoxy systems, polyesters,silicones and polyurethanes
Trang 8Phản ứng đóng rắn
Hệ ban đầu Nhựa nhiệt rắn
Phản ứng đóng rắn có thể thực hiện bởi các tác nhân: hoá học, nhiệt và
UV
Phản ứng đóng rắn xảy ra trong khi đổ khuôn, thường đóng rắn sau khi
gia nhiệt Về sau, không thể tái tạo hình dạng ban đầu.
Là phản ứng toả nhiệt và đi kèm là giảm thể tích (Hiện tượng co rút)
Tính chất của mạng liên kết được xác định bởi lượng liên kết ngang phụ
thuộc vào mức độ chuyển hoá.
III ĐƯỜNG CONG CƠ NHIỆT
Trang 9 Đoạn 1: trên đường cong cơ nhiệt ứng với trạng thái thuỷ
tinh, đặc trưng của đoạn này là độ biến dạng bé khi ứng
suất không lớn
Đoạn 2: đây là trạng thái mềm cao, đặc trưng của đoạn này
là biến dạng thuận nghịch lớn Trên độ biến dạng này có
biến dạng chảy, độ biến dạng chảy tăng khi nhiệt độ tăng
Khi nhiệt độ cao, sự chuyển dịch tương đối của mạch sẽ
dễ dàng nên khi đó gọi là sự chảy của polyme
Đoạn 3: trạng thái chảy nhớt, đặc trưng của đoạn này là
đại lượng biến dạng tăng lên rất mạnh
Nhiệt độ chuyển từ trạng thái mềm cao sang trạng thái
chảy nhớt không phải là một điểm xác định Nhiệt độ trung
bình của một khoảng nhiệt độ xảy ra quá trình chảy thực
của polyme được gọi là nhiệt độ chảy
Nhiệt độ chảy cũng như nhiệt độ hoá thuỷ tinh của
polyme đều phụ thuộc vào chế độ biến dạng Bởi vậy chỉ
có thể so sánh nhiệt độ chảy của các polyme có cấu tạo
khác nhau trong trường hợp nếu chúng có cùng điều kiện
như nhau
Trang 10Các giá trị nhiệt độ đặc trưng
Tg: nhiệt độ chuyển thủy tinh là nhiệt độ chuyển
Polymer từ trạng thái thủy tinh sang trạng thái mềm
cao, nhiệt độ tại đó các đoạn mạch polymer bắt
đầu dao động
Tf: nhiệt độ chảy nhớt là nhiệt độ tại đó mọi mạch
phân tử dao động
Td: nhiệt độ phân hủy là nhiệt độ tại đó mạch
polymer phân hủy tạo các tieåu phân nhỏ hơn
Sự chuyển hoá thuỷ tinh
Trạng thái thuỷ tinh Trạng thái cao su
T < Tg T > Tg
Vô định hình, cứng, Giòn Vô định hình, mền (như cao su)
Những phân tử bị đóng
cứng trên một vùng
Các mạch phân tử dao động xung quanh sự di chuyển của
Trang 11Sự chuyển hoá thuỷ tinh
Là khoảng nhiệt độ mà tại đó Polymer vô định hình chuyển từ
trạng thái rắn thuỷ tinh sang trạng thái cao su mà không thay đổi
cấu trúc.
Một số vật liệu vô định hình: PS, PMMA, cao su; thuỷ tinh hữu
cơ, quenched materials (e.g PET) …
Sự chuyển hoá thuỷ tinh là hiện tượng thuộc động học Việc đo
nhiệt độ Tg phụ tuộc vào tốc độ gia nhiệt và lịch sử cơ nhiệt của
mẫu và phương pháp đánh giá
Đỉnh năng lượng Enthalpy hồi phục được quan sát Năng lượng
Enthalpy phụ thuộc vào lịch sử của mẫu Sự lão hoá vật lý lâu hơn
dưới nhiệt độ Tg kéo dài năng lượng hồi phục enthalpy rõ ràng hơn.
Nếu nhiệt độ hoá thuỷ tinh được thuật lại, nó sẽ luôn phụ thuộc
điều kiện đo.
Nóng chảy và Sự kết tinh
Là khoảng nhiệt độ mà polymer kết tinh chuyển từ trạng thái
rắn (kết tinh) sang trạng thái lỏng với sự thay đổi cấu trúc.
Trang 12Polymer trộn hợp
Mục đích: - Tăng: khả năng kháng va đập, ổn định kích
thước dưới tác dụng nhiệt …
- Giảm: sự hình thành vết nứt, khả năng cháy…
Trộn lẫn đồng nhất (Trộn ở mức phân tử)
Trộn lẫn đồng nhất (Trộn ở mức hình thái học)
Cải thiện sự kết dính và tính trộn lẫn
Khả năng tương hợp
Polymer biến tính