Câu 1: khái niệm vật liệu polime ,vật liệu compozit polime là khái niệm đc dùng cho các hợp chất có khối lượng phân tử lớn và trong cấu trúc của chúng có sự lặp đi lặp lại nhiều lần những mắt xích có bản .Các phân tử tương tự nhưng có khối lượng phân tử thấp hơn đc gọi là các oligome VD : Mônme polime compozit :là một loại vật liệu kết hợp ,là một hệ thống của polime đc gia cường .Gồm 2 pha :pha liên tục và pha gián đoạn + pha liên tục : polime ,gốm sứ ,kim loại ,cacbon … + pha gians đoạn thường là các loại sợi ,hạt… Các vật liệu gai cường đc liên kết với pha liên tục thông quia các chất liên kết có tác dụng làm tăng độ kháng dính giữa vật liệu gia cường và vật liệu nhựa nền . Câu 2: sự khác biệt gữa hợp chất thấp phân tử và hợp chất cao phân tử : Hợp chất cao phân tử : + có khối lượng phân tử lớn ,không đồng đều ,thường nắm trong 1 khoảng do đó giá trị đo đc thường là giá trị trung bình .VD : PE,PMMA,PA,… + Nhiệt độ nóng chảy không xác định đc cụ thể ,là 1 khoảng + Độ nhớt lớn + Độ mềm dẻo ,bền uốn :có độ mềm dẻo ,độ bền uốn ,khả năng biến dạng đàn hồi thuận nghịch tốt + Tính chất phân tử :chỉ cần thêm 1 phần nhỏ chất mới phân tử thì có thể làm cho khoảng tính chất ứng dụng của hợp chất polime thay đổi dd nhựa khi làm bay hơi dung môi sẽ dể lại 1 lớp màng ứng dụng làm sơn ,màng phủ . + Tỷ trọng rất nhẹ Hợp chất thấp phân tử : + Khối lượng phân tử :khối lượng phan tử nhỏ hơn xác định đc là 1 hằng số cụ thể .VD :H2O ,Cu ,C6H6… + Nhiệt độ nóng chảy là 1 điểm xác định . + độ nhớt nhỏ + Độ mềm dẻo ,độ bền uốn :cứng ,độ uốn ,độ mềm dẻo kém + Tính chất phân tử :khi thêm 1 lượng nhỏ chất mới phân tử thì sự niến đổi không đáng kể , dd nhựa khi làm bay hơi dung môi sẽ không để lại lớp màng câu 3 :phân loại vật liệu polime
Trang 1Câu 1: khái niệm vật liệu polime ,vật liệu compozit
- polime là khái niệm đc dùng cho các hợp chất có khối lượng phân tử lớn và trong cấu trúc của chúng có sự lặp đi lặp lại nhiều lần những mắt xích có bản Các phân tử tương tự nhưng có khối lượng phân tử thấp hơn đc gọi là các oligome
+ pha liên tục : polime ,gốm sứ ,kim loại ,cacbon …
+ pha gians đoạn thường là các loại sợi ,hạt…
Các vật liệu gai cường đc liên kết với pha liên tục thông quia các chất liên kết có tác dụng làm tăng độ kháng dính giữa vật liệu gia cường và vật liệu nhựa nền
Câu 2: sự khác biệt gữa hợp chất thấp phân tử và hợp chất cao phân tử :
-Hợp chất cao phân tử :
+ có khối lượng phân tử lớn ,không đồng đều ,thường nắm trong 1 khoảng do đó giá trị
đo đc thường là giá trị trung bình VD : PE,PMMA,PA,…
+ Nhiệt độ nóng chảy không xác định đc cụ thể ,là 1 khoảng
+ Độ nhớt lớn
+ Độ mềm dẻo ,bền uốn :có độ mềm dẻo ,độ bền uốn ,khả năng biến dạng đàn hồi thuận nghịch tốt
+ Tính chất phân tử :chỉ cần thêm 1 phần nhỏ chất mới phân tử thì có thể làm cho
khoảng tính chất ứng dụng của hợp chất polime thay đổi
- dd nhựa khi làm bay hơi dung môi sẽ dể lại 1 lớp màng ứng dụng làm
+ Độ mềm dẻo ,độ bền uốn :cứng ,độ uốn ,độ mềm dẻo kém
+ Tính chất phân tử :khi thêm 1 lượng nhỏ chất mới phân tử thì sự niến đổi không đáng
kể ,
- dd nhựa khi làm bay hơi dung môi sẽ không để lại lớp màng
câu 3 :phân loại vật liệu polime
-Phân loại vật liệu polime ta có thể dựa theo nhiều cách khác nhau và theo nhiều tiêu chuẩn khác nhau
+ Theo nguồn gốc: đc hcia làm 2 loại
- polime tự nhiên :tinh bột,protein,cao su …
- polime nhân tạo :polietilen ,tơ nilon,cao su buna…
Trang 2- trùng hợp khối :Monome + khơi mào
- trùng hợp dd:polime+khơi mào +H2O
- Trùng hợp dd huyền phù
- Trùng hợp nhũ tương (đc sử dunhj nhiều nhất
+ Theo cấu tạo mạch :
- theo cấu tạo mạch thẳng VD: -(CH2-CH2)n
-theo cấu tạo mạch nhánh:VD:
CH2-CH
n Cl
-theo cấu tạo mạch ko gian
+theo thành phần cấu tạo :theo cách này polime đc chia làm 3 loại chính
-polime vô cơ:là những hợp chất mà các nguyên tố vô cơ ở mạch chính ko liên kết trực tiếp chứa nguyên tố C,thường xét đến các nguyên tố ở nhóm IV,VI,trong bảng HTTH
Câu 4:các phương pháp tổng hơp polime
Polime đc tổng hợp theo các phương pháp chính sau :
+Trùng hợp mạch :hay nói cách khác trùng hợp đặc trưng cho những hợp chát chứa liên kết ko no cacbon – cácbon
Trang 3M n*1M M n* Trung tâm hoạt động có kích thước khác nhau
M* M n Mạch ko hoạt động tạo thành phân tử hoàn chỉnh
+Trùng ngưng :là phản ứng tạo thành phân tử polime từ các đơn phân kèm theo tách sản
phẩm phụ (thường là H2O) và đơn phân pahir chứa ít nhất 2 mhoms định chức trở
-T/c vật lý :PE mầu trắng hơi trong ,ko dẫn điện và ko dẫn nhiệt,ko cho nước và khí thấm
wa tùy thuộc vào loại PE mà chúng ta có nhiệt độ hóa của thủy tinh là Tg = -100oC và
nhiệt nóng chảy Tm = 120oC
Trang 4-T/c cơ học –hóa học :PE có tính chất hóa học như HC no như :ko tác dụng vói các dd axit ,kiềm thuốc tím ,nước brom.ở nhiệt độ >70oC PE hòa tan kém trong các dung môi như :toluen ,xilen,dầu thông,…dù ở nhiệt độ cao thì PE cũng có thể hòa tan trong
nước ,trong các loại rượu béo ,axeton,…và các loại thảo mộc
b)PP
-T/c vật lý :nhiệt độ nóng chảy cao ,tnc=160170oC
+.ổn định ở 150oC,khi ko có ngoại lực tác dụng
+chịu đc nước sôi lâu ko bị biến dạng
+ ở 155oC PP vẫn còn ở thể rắn nhưng gần đến nhiệt độ nóng chảy PP chuyển sang trạng thái mềm cao
+Khi giảm từ nhiệt độ nóng chảy đến 120oC PP bắt đầu kết tinh nhiệt độ kết tinh cao +PP ko màu ko mùi ,ko vị ko độc PP cháy sáng với ngọn lửa màu xanh nhạt ,có dòng chảy dẻo ,có mùi cháy gần giống mùi cao su
Trang 5+Độ cứng Brinel:140160
+nhiệt độ làm viêc lâu dài :7075oC
d )PVC
-Tính chất vật lý:
+PVC ở dạng bột màu trắng ,PVC tồn tại ở 2 dạng là huyền phù và nhũ tương
+PVC ko độc ,nó chỉ độc bởi phụ gia hàm lượng monome còn lại và khi gia công cơ khí
+PMMA trong suốt ,ko mầu khi độ dầy tấm 6,5m thì độ trong suốt giảm 50%
+PMMA có nhiệt hóa thủy tinh là Tg = 80oC
Trang 61)theo phương pháp trùng hợp
a)gốc là 1 dạng của trùng hợp mạch ,quá trình đc tiến hành theo các giai đoạn chính như
+gđ 1: M1 M1* hình thành trung tâm hoạt đông có thể là gốc tự do hay ion
Trong đó : M1 : phân tử monomer
M1* : trung tâm hoạt động
M n* : trung tâm hoạt động tăng
Mn :phân tử polime
b)trùng hợp ion:
- trùng hợp cation :là quá trình phản ứng xra dưới tác dụng của hệ xúc tác dạng axits tạo
thành trung tâm hoạt động mang điện tích dương
-trùng hợp anion :là phản ứng xra dưới tác dụng của xúc tác mang điện tích (-) tạo rat
trung tâm hoạt động mang điện tích âm
c)trùng hợp khối : là quá trình trùng hợp monomer ko có dung môi
d)trùng hợp dung dịch :là quá trình phản ứng tiến hành trong dung môi
e) trùng hợp huyền phù :là quá trình trùng hợp nhưng monoma đc huyền phù trong nước
bằng cách cho monomer ko tan trong nước khuấy đều bởi tốc độ lớn
f) trùng hợp nhũ tương :
B )theo phương pháp trùng ngưng:
- trùng ngưng cân bằng :VD diều chế poliamit (nilon) và polieste
nH N CH NH nH C CH C H n H O H NH CH NHCO CH CO OH
Câu 8:công nghệ sản xuất ép phun
Trang 7a)các bộ phận của giai đoạn phun :
1 phễu nạp nguyên liệu 5 khuôn đúc phun
2 xy lanh 6 cuốn nối
3 vàng băng đốt nóng 7 nhưa nóng chảy rót đầy hốc khuôn
+đơn vị phun :nhiệm vụ của đơn vị phun
- Bao gồm xi lanh đc bao chung quanh bởi các vòng băng điện trở đốt nóng ,trục trôn
ốc bên trong xi lanh
- Vận chuyển nguyên liệu trong phễu từ trên xuống đưa vào bên trong xi lanh thông wa trục chuyển động quay của trục trôn ốc
- Nấu chảy nguyên liệu bên trong xi lanh bởi nhiệt do sự cọ sát giữa nguyên liệu với trục trôn ốc và giữa nguyên liệu với nhau
- Phun :trục trôn ốc theo chiều ngang ,dọc theo xi lanh về phía đầu phun để đẩy khối nhựanóng chảy vào hốc khuôn
- Đúc :chuyển động quay của trục trôn ốc bắt đầu khởi động tạo áp suất lớn để nén chặt nhựa trong hốc khuôn
+bệ máy : có nhiệm vụ nâng đỡ cố định các đơn vị ,các bộ phận của hệ thống
c)các bộ phận qua trọng của máy đúc phun :
- đơn vị phun: gồm các bộ phận như:
1.phễu nạp nguyên liệu 7.đầu phun
2.bộ phận tiếp nối 8.bộ phận tiếp nối trục trôn ốc
3.trục trôn ốc 9.xi lanh thủy lực với pittong
4.xi lanh 10.động cơ khởi động trục trôn ốc
5 vòng băng đốt nóng 11.xi lanh khởi động di chuyển tới lui
đơn vị phun
6.khoảng trống di chuyển 12.bệ máy
của trục trôn ốc
Trang 8- phễu nạp nguyên liệu :đây là bồn chứa nguyên liệu dưới dạng bột nhựa hay hạt nhựa đã
đc sấy khô trước đó
- trục trôn ốc :có nhiệm vụ kéo nguyên liệu từ phễu chứa vào xi lanh để nấu chảy
- xi lanh và vòng băng đốt nóng : xi lanh là 1 ống thép có kích thước thành ống rất dầy bên ngoài đc bao bọc bởi các vòng băng điện trở đốt nóng
- bộ phận ngăn chặn dòng chảy ngược của nhựa lỏng :có tác dụng ngăn trục trôn ốc quay chung quanh trục tạo áp suất lớn để ép nhựa vào hốc khuôn và ngăn ko để sảy ra hiện tượng nhựa lỏng lùi về phía sau
_đầu phun được nối vao xylanh thông qua đĩa nối co gen vít hay thông qua nắp đậy
+đầu khuôn mở:được ứng dụng với lượng nhựa có độ dai (nhờn) quá lớn nên chúng ko thểchảy thoát ra bên ngoài trong giai đoạn nạp nhựa vào khuôn
+đầu phun đóng : thường đc ứng dụng với các loại nhựa có độ dai thấp khi đc nấu chảy lỏng có thể chảy ra bên ngoài Trong trường hợp này kim đóng giữ vai nhiệm vụ đóng mở miệng đầu phun thông wa tác động nens và dâng của lò xo
d)khảo sát tiến trình đúc phun – các giai đoạn
- gđ nạp nguyên liệu :sự chấ tạo ra vật thể (thành phẩm )khởi đầu với gđ nạp nguyên liệu Hình dáng to hay nhỏ của vật thể xác định bởi thể tích khối lượng nhựa nạp vào Trụctrôn ốc quay chung quanh trục của chính nó ,các vòng xoắn quay theo kéo theo nguyên liệu từ trên phễu vào bên trong xi lanh và cũng chính trục trôn ốc đẩy dần nguyên liệu ra phía trước Sự chuyển động thụt lùi của trục trôn ốc tạo ra lực dồn nén tác động trực tiếp vào hiện tượng chảy lỏng của khối lượng Trục trôn ốc sẽ ngừng quay khi thể tích khối lượng đạt đến lượng cần thiết nơi vùng đầu mũi của nó
- gđ phun : đơn vi phun chuyển động về phía trước cho đến khi đầu phun áp sát vào miệngống cuốn nối phía sau của khuôn Trục trôn ốc lúc này đóng vai trò như 1pittong ,chuyển động tịnh tiến về phía trước tạo nên áp suất phun đẩy lượng nhựa nóng chảy đi qqua cuốn nối vào trong hốc khuôn ,sau đó áp suất sau khi phun đc khởi động để dung hòa hiện tượng co rút của sản phẩm ,thời gian này kéo dài cho đến khi lượng nhựa lỏng noi điểm nối đóng cứng
- gđ làm nguội : nay sau khi phun chấm dứt gđ làm nguội đc bắt đầu Trong suốt thời gian vật thể đc làm nguội trong hốc khuôn ,trục trôn ốc chuyển động quay ,tịnh tiến về phía sautrở lại vị trí lúc khởi đầu ,sự chuyển động này tạo ra lực đẩy lượng nhựa lỏng cần thiết ra phía trước để khởi đầu lại chu trình của giai đoạn phun
- gđ tách rời thành phẩm :Sauk hi làm nguội chấm dứt ,khuôn mở ra thành phẩm đc tách rời khỏi khuôn bởi hệ thống đinh đẩy ,sau đó khuôn đóng lại ,đơn vị phun bắt đầu phun
áp sát vào miệng cuốn nối của khuôn và chu kỳ phun khởi đầu lại từ đầu
Câu 9:Một số lỗi sản phẩm đối vói công nghệ ép phun và cách khắc phục :
1.nhựa PE và PP
a).sản phẩm ko liền đầy :
Trang 9- khắc phục :
+ tăng áp suất nén phun
+ tăng thời gian ép phun
+tăng nhập liệu
+kiểm tra sự cân đối hệ thống đường nhựa chảy ,đối với khuôn nhiều ổ
+ tăng nhiệt độ xi lanh
+kiểm tra béc phun bẩn
+ tăng kích thước đường nhựa chảy chính và phụ ,cổng nhựa hay lỗ thoát khí ở khuôn hoặc máy
+ tăng nhiệt độ khuôn
+ kiểm tra việc chuyển đổi áp suất
b) sản phẩm bị bavia
- khắc phục :
+ giảm áp suất ép phun
+ tăng áp lực kẹp khuôn
+giảm nhiệt độ xi lanh
+giảm tốc độ phun (thay đổi phù hợp theo các bước )
+kiểm tra độ đồng nhất của nguyên liệu
+ kiểm tra việc chuyển đổi áp suất
c)sản phẩm co rút nhiều
- khắc phục :
+ tăng thời gian giữ áp suất
+tăng áp suất nén
+giảm nhiệt độ xi lanh
+tăng kích thước đường nhựa chảy chính và phụ
+cố gắng cân đối độ dầy đồng đều của thành sản phẩm
d)sản phẩm bị vênh :
- khắc phục :
+ tăng áp suất giữ khuôn
Trang 10+ điều chỉnh nhiệt độ khuôn đực và cái đều nhau
+ giảm áp suất giữ
+ tăng nhiệt độ khuôn
+ giảm nhiệt độ chảy của hệ đường nhựa chảy
e)sản phẩm dòn dễ vỡ :
- khắc phục :
+ kiểm tra độ đồng nhất của nguyên liệu hay độ phân hủy (đứt mạch phân tử ) của nguyên liệu nhựa
+ giảm độ góc cạnh trên đường chảy nhựa vào khuôn
+ tăng nhiệt độ nguyên liệu
+ tăng nhiệt độ khuôn
f) sản phẩm có vết đường nhựa chảy vết các mối hàn ,độ bóng thấp ,bề mặt nhám ko láng
- khắc phục :
+ tăng nhiệt độ xi lanh
+ giảm thiểu sự giao động nhiệt độ khuôn
+ giảm tốc độ ép phun
+ kiểm tra bề mặt khuôn
+ tăng áp suất ép phun và thời gian giữ áp lực trong khuôn
+ nguyên liệu cần sấy khô hoàn toàn
g) sản phẩm bị lõm
- khắc phục :
+ tăng áp suất ép phun
+ tăng thời gian ép phun
+ kiểm tra các phần dầy của thành phẩm
+ giảm nhiệt độ khuôn
+ xem xét lại vị trí cổng nhựa
h) chất lượng ko ổn định :
- khắc phục :
+ tăng phần dư nhựa ở phía đầu trục vít sau khi ép và tăng áp suất ngược
Trang 11+ thay đổi nhiệt độ trên xi lanh nhiệt và bec phun bảo đảm sự biến thiên phù hợp và đồng đều
+ xem xét khả năng máy có phù hợp ( về tringj lượng phun và áp suất trong
khuôn ,khoảng chạy lấy nhựa trong mức cho phép của máy )
i)sản phẩm bị bong :
- khắc phục :
+ điều chỉnh các thông số ko liền đầy khuôn và cộng thêm các nguyên nhân sau đây :
- kiểm tra phần thoát khí trong khuôn
- xem lai vị trí gate
- giảm tốc độ ép phun
- kiểm tra độ ẩm của nguyên liệu
- kiểm tra các phụ gia trộn với nguyên liệu
j) sản phẩm bị dính khuôn
- khắc phục :
+ giảm áp suất ép phun
+ kiểm tra bề mặt các lõi khuôn và cần đánh bóng cẩn thận
+ kiểm tra CSCS góc cạnh của góc
2 nhựa PS ,PSHI ,SAN:
a) sản phẩm có vết máu (theo đường chảy nhựa )
- khắc phục:
+ giảm tốc độ ép phun
+ tăng hoặc giảm tốc độ dòng xi lanh cho phù hợp
+ tăng nhiệt độ phun
+ kiểm tra độ bản của nguyên liệu
+ giảm độ lấy keo
+ giảm áp suất ngược
+ kiểm tra độ nhạy của đồng hồ nhiệt ở phần bec phun
+ tăng kích thước đường chảy nhựa vá cổng nhựa
+ chọn máy có trục vít đường kính lớn hơn
Trang 12b) sản phẩm ko liền đầy khuôn
- khắc phục
+ tăng thể tích nhập liệu
+ tăng áp suất ép phun
+ tăng nhiệt độ nguyên liệu ( xi lanh)
+ tăng nhiệt độ khuôn
+ tăng phần ép khí ở cả phun và máy
+ tăng kích thước cổng phun ,đường kính chảy và cổng nhựa
c) sản phẩm có vết lõm :
- khắc phục :
+ điều chỉnh thể tích nhập liệu
+ tăng áp suất ép phun
+ tăng thời gian giữ áp suất
+ giảm nhiệt độ xi lanh
+ giảm nhiệt độ khuôn
+ tăng kích thước cổng phun ,đường nhựa chảy ,cổng nhựa
+ giảm bề ngang cổng nhựa
+ xem xét lại vị trí cổng nhựa
+ tăng áp suất ngược
+ giảm nhiệt độ xi lanh cho phù hợp
+ giảm nhiệt độ khuôn
+ kiểm tra bề mặt phần khép khuôn
e) sản phẩm có đường hàn ,có đường chảy nhựa yếu
- khắc phục :
Trang 13+ tăng nhiệt độ khuôn
+ tăng tốc độ ép phun
+ tăng nhiệt độ nguyên liệu ( xi lanh)
+ tăng áp suất ép phun
+ tăng phần thoát khí ở phun và máy
+ tăng kích thước cuống phun , đường chảy nhựa và cổng nhựa
f) sản phẩm bị dòn
- khắc phục :
+ nguyên liệu cần sấy khô trước
+ giảm nhiệt độ xi lanh
+ kiểm tra độ tinh khiết của nguyên liệu ( độ lẫn lộn các nguyên liệu ,bẩn và các kích cỡ …)
+ tăng nhiệt độ khuôn
+ giảm tốc độ trục vít lấy keo
+ giảm áp suất ngược
+ tăng phần thoát khí ở khuôn và máy
+ xem xét lại vị trí cổng nhựa
+ giảm tốc độ ép phun
e)sản phẩm có bề mắt kém
- khắc phục :
+ nguyên liệu cần sấy khô kỹ
+ kiểm tra độ đồng đều của nguyên liệu
+ tăng áp suất ép phun
+ tăng nhiệt độ phun
+ đánh bóng bề mặt phun
+ tăng kích thước cuống khuôn ,đường nhựa cổng phụ
f) sản phẩm có cổng nhựa bị biến màu ( đậm)
- khắc phục :
+ nguyên liệu cần sấy khô
Trang 14+ tăng nhiệt độ khuôn
+ giảm tốc độ ép phun
+ điều chỉnh nhiệt độ xi lanh cho phù hợp
+ tăng áp suất ép phun
+ tăng kích thước cuống khuôn ,đường hựa chảy và cổng nhựa
g)sản phẩm có đường nóng chảy bị nhiễu trước khi ép phun
- khắc phục :
+ giảm tốc độ ép phun
+ điều chỉnh nhiệt độ xi lanh
+ tăng nhiệt độ khuôn
+ mở lớn lỗ béc phun keo
+ tăng kích thước cuống phun ,đường nhựa chảy ,cổng nhựa
+ kiểm tra độ nhạy của đồng hồ nhiệt ở bec phun
h) sản phẩm có vết chảy tại đường hàn các dòng nhựa chảy
- khắc phục :
+ giảm tốc độ ép phun
+ điều chỉnh nhiệt độ nguyên liệu
+ giảm tốc độ lấy keo
+ giảm áp suất ngược
+ mở rộng lỗ bec phun
+ tăng kích thước cuống phun ,đường chảy nhựa ,cổng nhựa
+ giảm áp suất ép phun
+ xem xét lại vị trí cổng nhựa
i) tách lớp ( có lớp vỏ ngoài trên bề mặt sản phẩm )
- khắc phục :
+ kiểm tra độ đồng nhất và sạch nguyên liệu
+ tăng nhiệt độ khuôn
+ nguyên liệu cần sấy khô
+ tăng nhiệt độ xi lanh