NGHIÊN cứu ẢNH HƯỞNG của PHỤ GIA, CHẤT độn đến độ bền uốn, độ DAI VA đập của vật LIỆU COMPOSITE TRONG CÔNG NGHỆ ép PHUN

1.1.2 Các công trình nghiên c uăngoƠiăn c: 1.1.2.1 Comparison of several closure approximations for evaluating the thermoeplastic properties of an injection molded short-fiber composite

M c L c

NHI M V LU NăVĔNăTH CăSƾ i

L I C Mă N iii

TÓM T T iv

ABSTRACT v

L IăCAMăĐOAN vi

LÝ L CH KHOA H C vii

DANH SÁCH HÌNH xi

DANH SÁCH B NG xiii

CH NGă1 1

T NG QUAN 1

1.1 T ng quan v h ng nghiên c u: 1

1.1.1 Các k t qu nghiên c uătrongăn c: 1

1.1.2 Các công trình nghiên c uăngoƠiăn c: 2

1.2 Tính c p thi t c aăđ tài: 3

1.3 ụănghƿaăkhoaăh căvƠăỦănghƿaăth c ti n: 4

1.3.1 ụănghƿaăkhoaăh c: 4

1.3.2 ụănghƿaăth c ti n: 4

1.4 M c tiêu nghiên c u, khách thể vƠăđ iăt ng nghiên c u: 4

1.4.1 M c tiêu nghiên c u: 4

1.4.2 Khách thể nghiên c u: 5

1.4.3 Đ iăt ng nghiên c u: 5

1.5 Nhi m v c aăđ tài và ph m vi nghiên c u: 5

1.5.1 Nhi m v c aăđ tài: 5

1.5.2 Ph m vi nghiên c u: 6

1.6 Ph ngăphápănghiênăc u: 6

CH NG 2 7

C ăS LÝ THUY T 7

2.1 V t li u composite: 7

2.1.1 Khái ni m và tính ch t: 7

2.1.2 Phân lo i v t li u composite: 8

2.1.3 V t li u và thành phần c a composite: 9

2.2 Nh a Polypropylen (PP): [1] 11

2.3 Ph gia: 12

2.4 Công ngh ép phun: 14

2.5 Cácăph ngăphápăxácăđ nhăc ătínhăm u th : 15

2.5.1 Đ b n u n: 15

2.5.2 Đ daiăvaăđ p: 18

CH NGă3 20

THI T K VÀ PHÂN TÍCH M U TH 20

3.1 Các y u t nhăh ngăđ n quá trình ép phun.[1] 20

3.1.1 Nhi tăđ 20

3.1.2 Áp su t 21

3.1.3 T căđ phun 22

3.2 Ph ngăánăch t o m u th 22

3.3 Phân tích các thông s c a quá trình ép phun m u.[1] 25

3.3.1 M c tiêu 25

3.3.2 Phân tích v trí c aăđiểm phun t t nh t (best gate location) 25

3.3.3 Phân tích th iăgianăđi năđầy s n ph m (fill time): 27

3.3.4 Phân tích áp su t phun 28

3.3.5 Phân tích l c kẹp (Clamp Force): 28

3.3.6 Phân tích s phân b và phát triển dòng nh a trong khuôn (Grow Form) 29

3.3.7 Phân tích ng su tăd 30

3.3.8 Phơnătíchăđ ng hàn 31

3.3.9 Phân tích cong vênh, co rút 32

3.3.10 B ng t ng h p phân tích 33

CH NGă4 34

THI T K , CH T O KHUÔN VÀ CH T O M U 34

4.1 Thi t k khuôn ch t o m u th đ b n kéo: 34

4.2 Thi t k m u th đ b n u năvƠăđ daiăvaăđ p: 34

4.2.1 Ch t o m u th đ b n u n: 34

4.2.2 Ch t o m u th đ daiăvaăđ p: 35

CH NGă5ăTHÍ NGHI M VÀ TH O LU N 37

5.1 Phân tích các y u t nhăh ng 37

5.2 Thành l păcácăđi u ki n ti n hành thí nghi m 38

5.2.1 Xácăđ nh s l ng thí nghi m.[1] 38

5.2.2 Quy trình ti n hành thí nghi m.[1] 39

5.3 Thí nghi măđoăđ daiăvaăđ p: 40

5.3.1 D ng c thí nghi m: 40

5.3.2 Đi u ki n thí nghi m: 40

5.3.3 X lý s li u th ng kê cho m u ép s d ng ph gia Na10MB3A: 41

5.3.4 X lý s li u th ng kê cho m u ép s d ng ch tăđ n CaCO3: 45

5.4 Thí nghi măđoăđ b n u n: 48

5.4.1 D ng c thí nghi m: 48

5.4.2 Đi u ki n thí nghi m: 48

5.4.3 X lý s li u th ng kê cho m u ép s d ng ph gia Na10MB3A: 48

5.4.4 X lý s li u th ng kê cho m u ép s d ng ch tăđ n CaCO3: 52

5.5 C ăch tĕngăb n c a v t li u: 55

CH NGă6ăK T LU N VÀ KHUY N NGH 57

6.1 K t lu n 57

6.2 Khuy n ngh 57

TÀI LI U THAM KH O 59

DANH SÁCH HÌNH

Hình 2 1 Phân lo i composite theo hình d ng .8

Hình 2 2 Biểuăt ngăth ngăm i và liên k t m t xích PP 11

Hình 2 3 M u th đ b n u n theo tiêu chu n ISO 178: 2010 .17

Hình 2 4 V trí c a m u t iăđiểm b tăđầu khi ti n hành .18

Hình 2 5 Máyăđoăđ daiăvaăđ p theo tiêu chu n ISO 179 19

Hình 2 6 M u th đ daiăvaăđ p theo tiêu chu n ISO 179:2010 19

Hình 3 1 K t c uăc ăb n c a m t máy ép phun .20

Hình 3 2 Thi t k c a m uăđoăđ b n u n theo tiêu chu n ISO 178: 2010 23

Hình 3 3 Thi t k c a m uăđoăđ daiăvaăđ p theo tiêu chu n ISO 179: 2010 23

Hình 3 4 K t qu phân tích v tríăđiểm phun .27

Hình 3 5 K t qu phân tích th iăgianăđi năđầy s n ph m .28

Hình 3 6 S phát triển c a dòng nh a trong khuôn .29

Hình 3 7 Phân b ng su tăd ătr c khi thi t k h th ng làm mát 30

Hình 3 8 Phân b ng su tăd ăsau khi thi t k h th ng gi i nhi t .30

Hình 3 9 K t qu phân tích d đoánăđ ng hàn .32

Hình 3 10 Phân tích cong vênh, co rút .32

Hình 4 1 Kíchăth c thi t k và m uăđoăđ b năkéoăđ c ch t o 34

Hình 4 2 Kíchăth c thi t k và m uăđoăđ b n u năđ c ch t o .35

Hình 4 3 Kíchăth c thi t k và m uăđoăđ daiăvaăđ păđ c ch t o .36

Hình 5 1 Máyăđoăđ daiăvaăđ p theo tiêu chu n ISO 179 40

Hình 5 2 Biểuăđ m i quan h gi aăđ daiăvaăđ p và t l Na10MB3A .43

Hình 5 3 Biểuăđ th c nghi m biểu di n s nhăh ng c a thành phần ph gia Na10MB3A t iăđ daiăvaăđ p .44

Hình 5 4 Biểuăđ m i quan h gi aăđ daiăvaăđ p và t l CaC03 47

Hình 5 5 Biểuăđ m i quan h gi aăđ b n u n và t l Na10MB3A .51

Hình 5 6 Biểuăđ m i quan h gi aăđ b n u n và t l CaC03 .54

Hình 5 7 C ăăch phá h y trên b mặtăgƣyăđ t c a m u PP có tr n ph gia: 55

Hình 5 8 C ăch tĕngăb n v t li u polymer .56

DANHăSÁCHăB NG

B ng 3 1 B ng t ng h p thông s ép phun 33

B ng 5 1 B ng k t qu th c hi năđ daiăvaăđ p khi pha Na10MB3A 41

B ng 5 2 B ng t ng h p giá tr trungăbìnhăđ daiăvaăđ p khi pha NA10MB3A 42

B ng 5 3 K t qu th c hi năđ daiăvaăđ p khi pha CaCO3 45

B ng 5 4 B ng T ng h p giá tr đ daiăvaăđ p trung bình khi pha CaCO3 46

B ng 5 5 K t qu th c hi năđ b n u n khi pha Na10MB3A 48

B ng 5 6 B ng t ng h p giá tr đ b n u n trung bình khi pha NA10MB3A 50

B ng 5 7 K t qu th c hi năđ b n u n khi pha CaCO3 52

B ng 5 8 B ng t ng h p giá tr đ b n u n trung bình khi pha CaCO3 54

CH NGă1

T NGăQUAN

1.1 T ng quan v h ng nghiên c u:

1.1.1 Các k t qu nghiên c uătrongăn c:

1.1.1.1 Đ tƠiă ắă Nghiênă c u v t li u composite trên n n nh a polyetylene t

tr ngăcaoăgiaăc ng bằng s i đay”ănĕmă2008- ĐHăBáchăKhoa

- Đ tƠiăđ c th c hi năvƠoănĕmă2008ăd i s h ng d n c aăTS.ăĐƠoăTh ThuăLoan,ăđ tài nghiên c u v t li uăcompositeăthôngăquaăph ngăphápăépănóng v t li u n n polyetylene t tr ngăcaoă(HDPE)ăđ c gia c bằng s i đay

- S iăđayăđ căđanăd ng v i và x lý hóa ch t T m nh a và t m s iăđ c

x p xen k thành 6 l p (6 l p nh a và 5 l p s i), l p v t li uăđ c x lý nhi t trong khuôn nhi tăđ 160̊ăC,ăsauăđóăh nhi t, làm ngu i c t m u và

x lý th c nghi m

- Đ tài trình bày k t qu th c nghi m cho th y v iăhƠmăl ng s i là 40%, nhi tăđ ép nóng là 160̊ăC,ăđ c ép trong kho ng th i gian là 25 phút thì

đ tăđ căđ b n cao nh t

1.1.1.2 Đ tƠiăắăNghiênăc u v t li u composite trên n n nh a polyvinyl clorua

v iăđ nămùnăc a,ătr u”ănĕmă2010- ĐHăBách Khoa

- Đ tƠiăđ căTS.ăĐƠoăTh ThuăLoanăh ng d nănĕmă2010.ăĐ tài th c hi n

kh oăsát,ăđánhăgiáăcácăy u t nhăh ngăđ n tính ch tăc ălỦăvƠăđ kháng

n c c a v t li u composite n n nh a polyvinyl clorua v iămùnăc aăhoặc

tr u

- Mùnăc a,ătr uăđ c làm s ch, lo i b t p ch t, say nh , phân lo i và s y khô.ă Sauăđóătr n h t PVC SG660 v iămùnăc a,ătr u, và h p th ch t dẻo DOP trên máy khu y v i t l 40%ămùnăc a,ă20%ăDOP.ă H n h păđ c

đ căđ aăvƠoăkhuônăépăthƠnhăt mătheoăquyătrình,ăsauăđóăc t theo m u và

kiểm nghi m

- K t qu th c nghi m cho th y, nhi tăđ 160̊ăC, th i gian ép trong khuôn

là 20 phút, kích cỡ h t 0.5mm thì v t li uăcompositeăđ tăđ căđ b n cao

nh t T l mùnăc aăchoăđ b n t t nh t là 50%, c a tr u là 40%, t l hàm

l ng ch t dẻoăchoăđ b n t t nh t là 10%

1.1.1.3 Đ tƠiă ắNghiênă c uă tĕngă b n cho v t li u nh a và composite trong công ngh épăphun”ănĕmă2011-ĐHăS ăPh m K Thu t TP HCM

- Đ tƠiăđ c PGS.TS Lê Hi uăGiangă h ng d nănĕmă2011,ăđ tài nghiên

c uătĕngăb n cho v t li u nh a PP dùng ph gia Na10MB3A và ch tăđ n CaCO3

- K t qu th c nghi m cho th y, khi pha thành phần ph gia Na10MB3A

v i t l 3% thì v t li uătĕngăb n cao nh t,ătĕngă13,51%.ăKhiăphaăch tăđ n CaCO3 v i t l 4% thì v t li uătĕngăb n cao nh t,ătĕngă21,46%

1.1.2 Các công trình nghiên c uăngoƠiăn c:

1.1.2.1 Comparison of several closure approximations for evaluating the thermoeplastic properties of an injection molded short-fiber composite-composites Science and Technology, Volume 67, Issues 7-8, June 2007, pages 1601-1610:ăđ tài nghiên c u vƠăđánhăgiáăcácăy u t nhăh ngăđ n đặcătínhăđƠnăh i nhi tăđ c a quá trình ép phun composite s i ng n

1.1.2.2 An experimental study of fiber orientation in injection moulded short glass fiber ậreinforced polypropylene/prolyarylamide composites ậComposites, volume 25, issue 2, February 1994, pages 147-153:ăđ tài th c nghi m nghiên c u s đ nhăh ng c a s i th y tinh trong quá tính ép phun compositeăgiaăc ng polypropylene/polyarylamide

1.1.2.3 Studies on the combined effect of injection temperature and fiber content on the properties of the polypropylene ậglass fiber composites-Composites Science and Technology, Volume 65, Issue, May 2005, Pages 873-881:ăđ tài nghiên c u s t ngătácăc a nhi tăđ ép phun và thành phần

s iăđ năđặc tính c a composite ậs i th y tinh

1.1.2.4 Influence of particle size and debonding damage on an elastic ậ plastic singular field around a crack-tip in particulate-reinforced composites ậActa Mechanical, Volume 225, Issue 4-5, Pages 1373- 1389:ăđ tài nghiên

c u nhă h ng c aă kíchăth c h t và v t bong táchăđ n tính dẻoăđƠnă h i quanh v t n t c a v t li uăcompositeăđ căgiaăc ng bằng h t

K t lu n:ăch aăcóăcôngătrìnhănghiênăc u nào s d ng ph gia, ch tăđ năđể tĕngăđ

b n u n,ă đ daiă vaă đ p cho v t li u composite trong công ngh ép phun Vì v y trong công trình nghiên c uănƠyăđƣăti n hành ch t o m u th theo tiêu chu n ISO 178:2010, tiêu chu n ISO 179:2010 làm công c th kiểm nghi măđ b n u năvƠăđ

b nădaiăvaăđ p c a v t li u

1.2 Tính c p thi t c aăđ tài:

Nh ng s năph măc aăcôngăngh ăépăphunăph ăbi năvƠăyêuăcầuăch tăl ngăs n

ph mă ngƠyă cƠngă t tă h n,ă b nă h n, nhẹă h n,ă giáă thƠnhă rẻă h n.ă V tă li uă nh aătruy năth ngăđ căphaătr năv iăph ăgiaă ănh ngăt ăl ănh tăđ nhăđểăđ tăđ căđ ă

b năcaoăh n.ăTuyănhiên,ătr cănh ngă uăđiểmăc aăv tăli uăvƠăcôngăngh ăch ăt oă

v tăli uăcompositeămangăl iăthìă vi căápă d ngă nh ngăthƠnhăt uăc aăcôngă ngh ănƠyăđểăc iăthi nătínhă b n,ănơngăcaoăch tăl ngă vƠă gi mă giáăthƠnhăchoăcácăs nă

ph mănh aălƠăh tăs căcầnăthi t,ăbênăc nhăđóăvi cătìmăhiểuăt ăl thƠnhăphầnăph ăgiaăhoặcăgiaăc ngăđểăphátăhuyăt iăđaăhi uăqu ăc aăcácăthƠnhăphầnănƠyălƠăm tăxuăh ngăr tăcầnăthi tătrongălƿnhăv căk ăthu t

Cácăch tăph ăgiaătrongăth căt ăđƣăđ căs ăd ng nh ngăphầnăl năch ăs ăd ng theoănh ngăch ăd nănh tăđ nhăc aănhƠăs n xu tăhoặcătheoăkinhănghi măc aăcácăcôngătyăgiaăcôngăs năph mănh a.ăĐểăcóăthểăđánhăgiáăt ngăquátă nhăh ngăc aă

các thƠnhăphầnăgiaăc ngăhoặcăch tăđ n,ănhằmăm ăr ngăs ăl ngăvƠătĕngăhi uă

qu ăs ăd ngănh ngăthƠnhăphầnănƠy,ăthìăcầnăph iăcóănh ngănghiênăc uăc ăthểăđểăđánhăm căđ ă nhăh ngăc aăcácăy uăt ănƠyăđ năs căb năc aă v tăli uătr că vƠăsauăphaătr n

Đ ătƠiăđƣăti năhƠnhătriểnăkhaiănghiênăc uăvƠăch ăt o m uăth ăđoăđ ăb nău n,ă

đ ădaiăvaăđ p c aăv tăli u composite trongăcôngăngh ăépăphun để đánhăgiáă nhă

h ng c aăph ăgia,ăch tăđ năđ năđ ăb nă u n,ăđ ădaă vaăđ p c aă v tăli uătrongăcôngăngh ăépăphun

1.3 ụănghƿaăkhoaăh căvƠăỦănghƿaăthực ti n:

1.3.1 ụănghƿaăkhoaăh c:

 S năph măc aăđ ătƠiăs ăđ cădùngăđểăph că v ăcôngătácănghiênăc uă v ă

đ ăb nău n,ăđ ădaiăvaăđ păc aăv tăli uătrongăcôngăngh ăépăphun

 Cácăthíănghi măđểăphơnătích,ăđánhăgiáă nhăh ngăc aăt ăl ăthƠnhăphầnă

ph ăgia,ăch tăđ n , xơyăd ngăcácăbiểuăđ ăth cănghi m,ăt ăđóăphátătriểnăcácălo iăv tăli uăm iăb năh năvƠăt tăh năchoăcôngăngh ăépăphun

1.3.2 ụănghƿaăthực ti n:

 S năph m tr căti păt ăđ ătƠiălƠăm uăth ăđoăđ ăb nău năISOă178:ă2010,ă

vƠăm uăth ăđoăđ ădaiăvaăđ pătheoătiêuăchu năISOă179:ă2010

 Cácă k tăqu ăc aăcôngătrìnhă nghiênăc uă này s ăđ căápă d ngă vƠoăth că

ti nănghiênăc uăkhoaăh c,và lƠăn năt ngăchoăs ă ngăd ngăhi uăqu ăc ăv ămặtăk ăthu tăvƠăkinhăt ăchoăcôngăngh ăépăphun

1.4 M c tiêu nghiên c u, khách th vƠăđ iăt ng nghiên c u:

1.4.1 M c tiêu nghiên c u:

- Ch t oăđ c m u th theo tiêu chu n ISO 178:2010, và m u th theo tiêu chu n ISO 179:2010

- Th c nghi m kiểmătraăđ b n u n,ăđ daiăvaăđ p c a v t li u composite trong công ngh ép phun

- Đ aăraăđ c nhăh ng c a ph gia, ch tăđ năđ năđ b n u n,ăđ dai va

- Các ph gia, ch tăđ năth ng dùng

- Công ngh ép phun, các thông s quá trình ép phun

- Tiêu chu n ISO 178: 2010, tiêu chu n ISO 179: 2010

- Phần m m STAT GRAPHICS

1.5 Nhi m v c aăđ tài và ph m vi nghiên c u:

1.5.1 Nhi m v c aăđ tài:

- Nghiên c u công ngh ch t o v t li u composite

- Nghiên c u công ngh ép phun

- Nghiên c u và thi t k m u th theo tiêu chu n ISO 178:2010, m u

th theo tiêu chu n ISO 179:2010

- Nghiên c u ch t o m u th bằng công ngh ép phun

- Thành l p trình t ti n hành thí nghi m

- X lý s li u th c nghi m

- Thu th p tài li u, x lý tài li u liên quan

- Nghiên c u tiêu chu n ISO 178:2010, tiêu chu n ISO 179:2010

- Thi t k m u th trên phần m m PRO/E

- Thi t k các thi t b , khuôn trên phần m m PRO/E

- Phân tích CAE trên phần m m Plastic Moldflow Insign

- X lý s li u th c nghi m bằng phần m m STAT GRAPHICS

h n t p.ăPhaăgiánăđo năth ng có tính ch t tr iăh năphaăliênăt c

Pha liên t c g i là n nă(ămatrice).ăPhaăgiánăđo n g i là c t, ch tăđ n hay

v t li uăgiaăc ng ( reinforced)

2.1.1.2 Tính ch t:

C ătínhăc a v t li u composite ph thu c vào nh ngăđặcătínhăsauăđơy:

- C ătínhăc a các v t li u thành phần: các v t li u thành phầnăcóăc ătínhă

t t thì v t li uăcompositeăcũngăcóăc ătínhăt t và t tăh n tính ch t c a

t ng v t li u thành phần

- Lu t phân b hình h c c a v t li u c t: khi v t li u c t phân b không

đ ngăđ u thì v t li u composite b phá h yătr c h t nh ng v trí ít

v t li u c t V i composite c t s iăthìăph ngăc a s i quy tăđ nh tính

d h ng c a v t li u, có thể đi u ch nhăđ c tính d h ng này theo ý

mu nă để ch t oă đ c v t li uă cũngă nh ă ph ngă ánă côngă ngh phù

h p v i yêu cầu

- Tác d ngăt ngăh gi a các v t li u thành phần: v t li u c t và n n

ph i liên k t v i nhau chặt ch thì m i có kh nĕngătĕngăc ng và b

sung tính ch t cho nhau Ví d nh ăliênăk t gi a c tăthépăvƠăxiămĕngă

- Composite n n kim lo i: n n là các kim lo iănh ătitan,ănhôm,ăd ng và

c tăth ng là s i kim lo i hoặc s iăkhoángănh ăB,ăC,ăSiC

- Composite n n g m: n n là các lo i v t li u g m, c t có thể là s i

hoặc kim lo i, hoặc h t g m

2.1.3 V t li u và thành phần c a composite:

2.1.3.1 V t li u n n:

- Ch t li u n n nh a nhi t r n: nh a polyeste, nh a epoxy, nh aăamin…

- Ch t li u n n nh a nhi t dẻo: PVC, nh a PE, nh a PP, nh aăpolyamit,…

- Ch t li u n n cacbon

- Ch t li u n n kim lo i

2.1.3.2 C t (ch tăđ n hay v t li uăgiaăc ng):

ĐóngăvaiătròălƠăch t ch u ng su t t p trung vì c tăth ng có tính ch tăc ălỦăcaoă

h nănh a.ăNg iătaăđánhăgiáăc t d aătrênăcácăđặcăđiểmănh ăsau:

- Tínhăgiaăc ngăc ăh c

- Tính kháng hóa ch t,ămôiătr ng, nhi tăđ

- Phân tán vào nh a t t

- Truy n nhi t, gi i nhi t

- Thu n l i cho quá trình gia công

- Giá thành gi m

Có ba d ng c tăc ăb n:

 C t d ng s i:

S i là lo i v t li u có m t chi uăkíchăth c (g i là chi u dài) l năh năr t nhi u so

v i hai chi uăkíchăth c còn l i Theo hai chi u kia chúng phân b giánăđo n trong

v t li u composite, còn theo chi u dài thì chúng có thể d ng liên t c hay gián

đo n Taăth ng th y tên các lo i c t s i này g n li n v i tên g i c a composite

d ng s i

Vi c tr n thêm các lo i c t s i vào composite có tác d ngălƠmătĕngăđ b năc ă

h căcũngănh ăđ b n hóa h c c a v t li uănh :ăkh nĕngăch uăđ căvaăđ p,ăđ giãn

n cao, kh nĕngăcáchăơmăt t, tính ch uămaăsát,ămƠiămòn,…

C t s iăcóătínhănĕngăc ălỦă hóaăcao,ătuyă nhiênăs iăcóăgiáăthƠnhăcaoănênăth ng dùngăđể ch t o các lo i v t li u cao c pănh ăs i th y tinh, s i carbon, s i Bo,

 C t d ng h t:

H t là lo i v t li uăgiánăđo n, khôngăcóăkíchăth că uătiênănh ăs i Lo i v t li u composite c t h tăth ngăđ c s d ng là: silica, CaCO3, v y mica,

S d ng h t nhằm các m căđích:

- Gi m giá thành

- Tĕngăthể tích cần thi tăđ i v iăđ nătr ,ătĕngăđ b năc ălỦ,ăhóa,ănhi t,ăăđi n,

kh nĕngăch măcháyăđ i v iăđ nătĕngăc ng

- Đ đúcăkhuôn,ăgi m s t o b t khí trong nh aăcóăđ nh t cao

- C i thi n tính ch t b mặt v t li u, ch ngăcoărútăkhiăđóngăr n, che khu t

s i trong c u t oătĕngăc ng s i, gi m t a nhi tăkhiăđóngăr n

 C t d ng v i (c u trúc):

C t v i là t h p thành b mặt (t m), c a v t li u c t s i,ăđ c th c hi n bằng công ngh d t Các k thu t d t v i chuy n th ngăth ng hay dùng là: kiểu d t l a

tr n,ă kiểu d t xa tanh, kiểu d t vân chéo, kiểu d t v iă môăđunăcao,ă kiểu d tăđ ng

ph ng Kiểu d tălƠăcáchăđanăs i, hay còn g i là kiểu chéo s i K thu t d t cao c p còn có các kiểu d tă đaă ph ngă nh :ă b n, t t, và kiểu d t thể tích t o nên v iă đaă

t c

Các lo i nh aănh ăêpoxy,ăphênolformaldehyt,ăpolyeste…ăđ u có tính th mă t

t tăđ i v i v t li uăgiaăc ng d ng h uăc ,ăb i v yăcôngăđo n tr n nh a v i c t r t thu n l iăvƠăđ năgi n.ăRiêngăđ i v i c t là v t li uăvôăc ,ăvíăd nh ăcácălo i s i

g m, có tính th mă t r t kém

Đ i v i d ng v i, có nhi uăcáchăđể ch t o bán thành ph m Ví d , nhúng t m

v i vào thùng nh a r i x p thành t ng l p và ti n hành ép, hoặc tr i t ng l p v i

vào lòng khuôn r i phun hoặc quét nh a, l i tr i v i, l i quét nh a…ăLặp l i quy trìnhănh ăv yăchoăđ năkhiăđ t chi u dày yêu cầu

2.2 Nhựa Polypropylen (PP): [1]

Polypropylen là nh a nhi t dẻo, là s n ph m c a ph n ng trùng h p propylen

Hình 2 2 Biểuăt ngăth ngăm i và liên k t m t xích PP

Đ nh t: 10 (Poise) Nhi tăđ nóng ch y: 160 ÷ 170 (°C)

Đ daiăvaăđ p: 3.28 ÷ 5.9 kJ/m2

T tr ng:ăPPăvôăđ nh hình 0.85 (g/cm3), PP tinh thể: 0.95 (g/cm3)

Độ bền hoá học: nhi t đ th ng, PP không tan trong các dung môi h uăc ,ă

ngay c khi ti p xúc lâu, mà ch tr ngă trongă cácă cacbuahydroă th mă vƠă cloă hoá.ă

Nh ngă nhi tăđ trên 80° C thì PP b tăđầu tan trong hai lo i dung môi trên PP th c

- Nhi tăđ giòn gãy th păh năPE:ă(-5 °C) ÷ (-15 °C)

- Đ c ng Brinel: 6 ÷6,5 kg/cm2

- Tính bám dính kém

- Ch s ch y t 2 ÷60 gr/10phút

ng d ụng:

- Lo iăthôngăth ngăđể s n xu t các lo i v t d ngăthôngăth ng Lo i trùng

h p kh i: s n xu t các v t d ng ch tăl ng cao, chi ti t công nghi p, các

lo i van, v h păacqui,…ă

- Lo iătínhănĕngăc ălỦăcao:ădùngăs n xu t các v t d ng ch tăl ng cao

- Lo iă đặc bi t: chuyên dùng cho chi ti t s n ph m công nghi p, chi ti t

nh aătrongăxeămáy,ăôătô,ăđi n t , h p th c ph m, máy giặt,…

- Lo i trong: nhi uă phaă vôă đ nh hình dùng cho bao bì y t , bao bì th c

ph m, xylanh, tiêm, CD, VCD, s n ph m lo Iă đặc bi t trong cho th c

ph mă,ăkhôngămùi,ăcóăđ bóng b mặt cao

Trong công trình nghiên c uă nƠyă đƣ dùng v t li u nh aă PPă để làm n n cho composite

2.3 Ph gia:

Để c i thi nă c ă tínhă c a s n ph m nh a trong công ngh épă phun,ă ng i ta

th ng dùng các ph gia, ch tăđ năđể nơngăcaoăđ b n c a s n ph m

Các thành phần này đƣăđ c s d ng tr c ti p trong quá trình s n xu tănh ngă

đ c pha tr n v i t l ph thu c vào kinh nghi m c aăng i dùng

VƠăđể tĕngăb n cho v t li uăPP,ăcóă3ăph ngăphápăđ c s d ng:

- S d ng ph giaătĕngăb năchoăPP,ătênăth ngăm iăNa10MB3A.ăĐ c s n

xu t và c t nh gi ngănh ăh t nh a, màu trong su t.ă Điểmăđặc bi t c a

ph ngăphápănƠyălƠăkhôngălƠmăthayăđ i màu s c c a v t li u Tuy nhiên,

v mặt kinh t thì giá thành c a v t li u này cao g p kho ng 3 lần v t li u

PP nguyên sinh

- S d ng thành phần gia c ngă nh ă s i th y tinh, trong công ngh ép phun,ădoăkíchăth căđiểm phun nh nên không thể s d ng lo i s i thông

th ngănh ăcácăph ngăphápăch t o v t li u composite ph bi n, mà ph i

s d ng lo i s iăđ c ch t o d ng h t pha tr n vào trong thành phần

nh a Tùy theo nh ng yêu cầu c thể, mà nhà s n xu t s cung c p chi u dài và thành phần theo yêu cầu c aăkháchăhƠng,ădoăđ c pha tr n trong h

th ng máy ép công nghi păđể b oăđ măđ đ ngăđ u c a v t li u, nên kh i

l ng c a m i lần pha tr n cho m t lần épăkhôngăítăh nă500ăkg.ăH t nh a

có ch a ch tă giaă c ng này s ph iă đ c pha tr n v i các v t li u PP nguyênăsinhăđể ép phun vào lòng khuôn, hoặc s d ng tr c ti p v i t l

th pă h n.ă Doănh ngăkhóăkhĕnă v mặt k thu t và do giá c v t li u cao

h n,ănênăthôngăth ng v t li u PP pha s i ch đ c s d ng h n ch do yêu cầu c a khách hàng V t li u này không t iă uăđ i v i các v tăđòiăh i

đ trong

- S d ng b t đá CaCO3, b tăđáă d ngă nƠyăcũngă ph iăđ c pha tr n và ép thành d ng viên nh nh ăh t nh a, màu tr ngăđ c.ă uăđiểm l n nh t c a

v t li u này là giá rẻ (bằng 1/3 so v i h t nh a nguyên sinh) Tuy nhiên do

b tăđáăcóămƠuătr ng, nên s làm nhă h ngăđángăkể t i màu s c c a s n

ph m sau khi ép phun B tăđáăCaCO3 có nh ng tính ch tăđặcătr ngăc a các

ch tăcacbonatănh :ătác d ng v i axit m nh gi iăphóngăđiôxítăcacbon Các thu c tính c a b tăđáăCaCO3:

- Épă phună(đúcăd i áp su tăhayăđúcătiêm)ălƠăph ngă phápă giaăcôngăch

y u trong công nghi p gia công polymer

- Các nh a nhi t dẻoăth ngăđ c gia công bằngăph ngăphápănƠy

- Ph ngăphápăépăphunăthu c nhóm 1 theo cách phân nhóm tr ng thái v t

li u

- S n ph măgiaăcôngăcóăkíchăth c khá chính xác theo 3 chi uăvìăđ c t o hình trong khuôn kín

- Quá trình gia công g m 2 quá trình:

 Nh a hoá trong xi lanh nguyên li u

 T o hình trong khuôn

- Quá trình t o hình ch ti n hành khi làm khít 2 n a khuôn l i v i nhau

- Tùy theo nguyên li uă đúc,ă ch đ nhi tă đ c aă khuônă đúcă khácă nhauă(nh a nhi t dẻo khác nh a nhi t r n)

- V t li u ch y vào khuôn qua các r nh, c a ti t di n nh

- Khi vùng t o hình c aăkhuônăđƣăđ c l păđầy nguyên li u thì khuôn m i

ch u tác d ng c a l c ép

- Nĕngăsu t cao, chu kỳ ng n

- Gia công bằngăph ngăphápăépăphunăti t ki măđ c nhi u nguyên li u Ít

Đ b n u n c a v t li uă hayălƠăđiểm cong vênh là khái ni măđể ch

tr ng thái gi i h n b cong vênh khi v t li uăđóăch u ng su t u n.ăTr c khi

đ n gi i h n u n, v t li u s bi n d ngăđƠnăh i, và tr ngătháiăđóătr l i tr ng thái ban đầu khi mà t i tr ng b lo i b ăKhiăv tăquaăđiểm cong vênh, m t vài t ch c nh xu t hi n bi n d ngăvƿnhăvi n, không thể ph c h i tr ng thái banăđầu khi t i tr ng b lo i b

Hình 2 3 Biểuăđ ng su t u n

a M u th gƣyătr c khi b u n

b M u th đ t giá tr cao nh t,ăsauăđóăgƣyătr căkhiăđ tăđ võngăthôngăth ng

c M u th khôngăđ t giá tr cao nh t,ăcũngăkhôngăgƣyătr căkhiăđ tăđ võng thôngăth ng

Xácăđ nhăđ b n u n theo tiêu chu n ISO 178:2010

Hình 2 4 M u th đ b n u n theo tiêu chu n ISO 178: 2010.

 Nguyên lý: m u th đ căđặt trên hai v t h tr (supports) Có m t

l c v i t căđ khôngăđ i tác d ngăvƠoăđiểm gi a c a m uăvƠăđiăxu ng làm u n cong m u cho t i khi b mặt ngoài c a m u th xu t hi n v t

n t hoặc cho t iăkhiăđ t giá tr bi n d ng l n nh t (maximum strain) 5% Trong su t quá trình th c hi n, l căvƠăđ võng c a m u t iăđiểm tác d ngăđ căđoăđ c l i

Hình 2 5 V trí c a m u t iăđiểm b tăđầu khi ti n hành

Đ daiăvaăđ p là hi năt ng ch ng l i t i tr ng c a ch t dẻoăth ng có

thể phân tích bằng k t qu kiểmătraăđ daiă vaăđ p Th c hi n trên thi t b charpy- dùng con l cădaoăđ ngă(búa)ăđể phá vỡ m u th đ c kẹp chặt hai đầu,ăxácăđ nhăcôngăvaăđ p riêng trên m tăđ năv di n tích m u th ăĐ năv kj/m2

1- Test specimen; F- l c tác d ng; R1- bán kính c a chày tác d ng l c

R2- bán kính c aă2ăđiểm t a h tr (supports); h- chi u dãy m u

l-chi u dài m u; L-kho ngăcáchăhaiăđiểm t a

Xácăđ nhăđ daiăvaăđ p theo tiêu chu n ISO 179 :2010 ( charpy impact test)

Hình 2 6 Máyăđoăđ daiăvaăđ p theo tiêu chu n ISO 179

M u th (test specimen):

Hình 2 7 M u th đ daiăvaăđ p theo tiêu chu n ISO 179:2010

CH NGă3

THI TăK ăVĨăPHỂNăTệCHăM UăTH

3.1 Các y u t nhăh ngăđ n quá trình ép phun.[1]

H t nh aăđ c nhà s n xu t cung c p ra th tr ng tùy thu c vào ng d ng c

thể s có thành phần và màu s c khác nhau Trong quá trình ép phun, h t nh aăđ c

đ aăvƠoăph u c p li u và s y khô, t ph u c p li u, h t nh aăđ c c p vào h th ng phun Trong vùng này h t nh a s đ c gia nhi t và nóng ch y,ăkhiăđ tăđ năđi u

ki n gia công, dòng nh a s đ căphunăvƠoăbênătrongălòngăkhuônăđể t o hình, sau đóăs n ph măđ c làm ngu i và l y ra Trong toàn b quá trình này, không có ph n

ng hoá h c nào x y ra

Hình 3 1 K t c uăc ăb n c a m t máy ép phun

Toàn b quá trình t h t nh aăchoăđ n t o hình s n ph m là m t quá trình ph c

t p và b nhăh ng b i các y u t nh ăsau:

3.1.1 Nhi tăđ

- Nhi tăđ c a v t li u s thayăđ i trong su t quá trình di chuyển t ph u n p choăđ n khi t o thành s n ph m

- Quáătrìnhăthayăđ i nhi tăđ là do ma sát, truy n nhi t và làm ngu i

- Nhi tăđ làm v t li u nóng ch y,ăđ nh t s b thayăđ i

- Nhi tăđ s làm thay đ i th i gian và quá trình nén ép s n ph m, làm ngu i

- m iă giaiă đo n khác nhau, nhi tă đ s có nhă h ng v i m că đ khác nhau Các giá tr nhi tăđ không phù h p là nguyên nhân gây ra các khuy t

- Kh iăl ng s n ph m s ph thu c vào áp su t nén

3.1.2.2 Áp su t duy trì và th i gian duy trì áp su t:

- Áp su t duy trì là áp su tătrongăgiaiăđo n duy trì áp, sau khi áp su tănénăđ t

đ c

- Th i gian duy trì áp là kho ng th iăgianăđ c tính t lúc áp su t nén c căđ i

đ n khi c ngăphunăđôngăđặc

3.1.2.3 S th t thoát áp su t trong khuôn:

- Áp su t khuôn b th t thoát là do dòng ch y b gi i h n, rãnh d n cong và

3.1.3 T căđ phun

- Quy tăđ nh kh nĕngăđi năđầy khuôn

- Đ m b oă tínhă đ ng nh t c a v t li u t i v tríă đầuă tiênă đ n v trí sau cùng trong c c khuôn

- Các vùng ch u nhă h ng c a t căđ phun là: vùng xung quanh c ng phun,

phần thành giao nhau và phầnăđi năđầy sau cùng

- T căđ phun có thể gây ra các khuy t t t v r khí và màu s c trên s n ph m

3.2 Ph ngăánăch t o m u th

D aătheoăcácăh ng d n c a tiêu chu n đoăđ b n u n ISO 178: 2010 và tiêu chu n đoăđ daiăvaăđ p ISO 179: 2010, m u th ph iăđ c thi t k để phù h p các tiêu chí c aăquáătrìnhăđo

Hình 3 2 Thi t k c a m uăđoăđ b n u n theo tiêu chu n ISO 178: 2010

Hình 3 3 Thi t k c a m uăđoăđ daiăvaăđ p theo tiêu chu n ISO 179: 2010

M u th đ c ch t o bằng cách ép phun tr c ti p v t li u nh aăđ c pha tr n thêm thành phần ph gia hoặc ch tăđ n vào trong lòng khuôn ép Trong công ngh này, v t li uăđ c s d ng làm n n t ng xây d ng khuôn ép là v t li u polypropyle

V t li uăpolypropylenăđ c ch n là do v t li u này là m t trong nh ng v t li uăđ c

s d ng r ng rãi nh t trong công ngh ép phun các s n ph m thông d ngătrongăđ i

s ng hàng ngày

D a vào tiêu chu n ISO 178: 2010, và tiêu chu n ISO 179: 2010, có các ph ngăpháp ch t o m u, có thể đ aăraă3ăph ngăpháp:

a Ph ngăánă1:ăépăđùnănguyênăt m và c t m u

- Ph ngăphápăth c hi n:ăépăđùnăthƠnhăt ng t m m u l n,ăsauăđóăt các t m

m u c t thành các m u th

- uăđiểm: ch t o khuôn ép d

- Nh căđiểm:ăxétăđ n kh nĕngăcôngăng c aă ph ngăphápă vƠăcácăy u t nh

h ngăđ n ch tăl ng m uăép,ă ph ngăánă nƠyă khôngăcóă uăth vì các lý do

nh ăsau:

o Đ cong vênh l n: do nhăh ng c a nhi tăđ trong quá trình làm ngu i,

s n ph măcóăkíchăth c l n d b cong vênh, do nhi tăđ càng gầnăđiểm phun s vào sau cùng và ngu i ch măh n.ăV mặt hình h c, do t m phẳng khôngăcóăgơnătĕngăb n s làm cho s n ph măcóăđ cong vênh l năh n

o D b khuy t t t: do vùng phun r ng dàn tr i, các khuy t t tă nh ă thi u

nh a (do b m t nhi t khi phun vào lòng khuôn) hoặcăđ ng hàn s làm nhăh ng tr c ti p t iăđ chính xác c a m uăđo

o Ph i có thêm thi t b c t ph tr : vì hình d ng m u ph i tuân theo tiêu chu n, nên ph i có thêm thi t b h tr c t m u

b Ph ngăánă2:ăépăđùnăt ng m u

- uăđiểm: ép phun tr c ti p m t lần ra m u th , h n ch đ c các khuy t t t có

thể x yăraăđ i v i hình d ng hình h c c a m u

- Nh căđiểm: khó ch t oăkhuônăépăh năsoăv iăph ngăphápătrên

Tuy nhiên, sau khi tìm hiểu và nghiên c u để có thể k t h p uăđiểm c aă2ăph ngă

án trên, trongăcôngătrìnhănƠyăđƣăs d ngăph ngăán 3ănh ăsau:

c Ph ngăánă3:ăépăraăm uăđoăđ b n kéo r i c tătheoăđúngăkíchăth c

K t lu n: d aă vƠoăcácătiêuăchíăđánhăgiáă trên,ăph ngăánă3ăđƣăđ c ch năđể tính toán và ch t o m u th m u th

3.3 Phân tích các thông s c a quá trình ép phun m u.[1]

3.3.1 M c tiêu

Quá trình ép phun các s n ph m nh a là m t quá trình ph c t p và b chi ph i

c a nhi u y u t ,ătr c khi ch t o khuôn ép cho các s n ph m, s n ph m cầnăđ c phân tích bằng các phần m m h tr (CAE ậ Computer Aided Analysis) Phần m m

h tr sauă khiăđ c cung c p các d li u hình h c c a m u thi t k , thông s v t

li u s d ng và công su t c a máy ép phun s th c hi năphơnătíchăđể d đoán:

- Các thông s k thu t c a quá trình ép phun: áp su t, nhi tăđ , v tríăđiểm phun t t nh t, th iăgianăđi năđầy

- D đoánăch tăl ng s n ph m sau khi ép phun, d đoánăcácăkhuy t t t trên

s n ph m có thể x y ra: cong vênh, r khí,ăđ ng hàn, co ngót, phân b ng

3.3.2 Phân tích v trí c aăđi m phun t t nh t (best gate location)

- V trí và s l ngăđiểm phun nh a nhăh ng r t l n quá trình ép phun Tuỳ thu c vào hình d ng, k t c u, b dày và kh iăl ng s n ph măđể tìm ra v trí

và s l ngăđiểm phun t t nh t

- Trong quá trình nh aăđi năđầy vào trong lòng s n ph m, dòng ch y nh a v i

áp su t cao s dần b m t nhi t do nhi tăđ dòng ch y và khuôn chênh l ch nhau Có thể gia nhi tăchoăkhuônătr căkhiăgiaăcôngănh ngăn u nhi tăđ càng tĕngăthìăd năđ n quá trình làm ngu i s kéo dài, d năđ nătĕngăth i gian gia công và gi mănĕngăsu t Có thể thi t k h th ng làm ngu i s n ph m, tuy

nhiên t că đ làm ngu iă cƠngă tĕngă khìă kh nĕngă congă vênhă cƠngă l n, nh

h ng t i ch tăl ng s n ph m

- Quá trình m t nhi t s làm b mặt các dòng ch y khô c ng và không thể hoà tan vào nhau, gây ra hi năt ngăđ ng hàn Lúc này có thể giaătĕngănhi tăđ gia côngănh ngănhi tăđ tĕngăcaoăs làm v t li u nhanh b lão hoá, nhi tăđ gia công b gi i h n,ăv t quá m c này v t li u s b cháy và gây ra các v t cháy xém trên b mặt

- V tríăđiểm phun t t nh t ph i b oăđ măquáătrìnhăđi năđầyăđ ngăđ uănh ănhauă

v t t c cácă h ng S điểmă phună tĕngă s làm gi m th i gian phun nh a

nh ngălƠmăchoă quáătrìnhăthi t k và gia côngtr nên ph c t pă h n,ătĕngăs điểmăphunăcũngăs lƠmătĕngăkh nĕngăphátăsinhăđ ng hàn và gây ra v t t i

v trí phun nh a vào trên chi ti t, làm m t tính th m m c a s n ph m

- Có thể tĕngăápăsu t c aăquáătrìnhăépăphunăđể làm gi m th i gian gia công, tuy nhiên áp su tătĕngăs lƠmătĕngănguyăc ăphátăsinhăbaăviaătrênăs n ph m

- S n ph m m u ép kh iăl ng nhẹ, d t oăhìnhăkhiăphunănênăđiểm vào nh a

t t nh t là đặt t i tâm chi ti t.ăTrongăng ỡng gi i h n nhi tăđ cho phép, v n

b oăđ măquáătrìnhăđi năđầy chi ti t và h n ch đ c các khuy t t t có thể x y

ra v i s n ph m

- Hình d ngăđiểm phun s đ c trình bày phần sau, phần này trình bày k t

qu đ tăđ c sau khi đƣăphơnătíchăvƠătìmăđ căđiểm phun t t nh t

Hình 3 4 K t qu phân tích v tríăđiểm phun

- K t qu sau khi phân tích cho th y, v tríăđiểm phun b oăđ m quá trình ép phun s n ph m thành công, dòng ch y cân bằng, d đoánă khôngăcó khuy t

t t phát sinh trên s n ph m sau khi ép

3.3.3 Phân tích th iăgianăđi năđầy s n ph m (fill time):

- Th iăgianăđi năđầy ph thu c vào các thông s khác c a quá trình ép bao

g m: áp su t,ăkíchăth c h th ng kênh d n,ăkíchăth căđiểm phun, nhi tăđ quá trìnhăépăphun…

- Th iă gianăđi năđầy càng ng năthìănĕngăsu tăcƠngătĕng,ă gi m kh nĕngă phátăsinh khuy t t t

- K t qu phơnătíchăđi năđầyăđ c trình bày trên hình 3.5 K t qu phân tích cho th y th iăgianăđi năđầy t i các v trí xa nh t trên s n ph m là 4.333 giây

Th iă gianăđi năđầy và làm ngu iădùngăđể cƠiăđặt th iăgianăđóngă khuônăsauăkhiăđóngăkhuônăvƠăphunănh a