CHƯƠNG VI CHẤT DẺO (tải về xem để không bị lỗi font)

CHƯƠNG 6 CHẤT DẺOMục tiêu: - Nắm vững thành phần, tính chất, cách phân loại của chất dẻo - Nhận biết được tên gọi và tính chất của các chất thuộc nhóm chất dẻo nhiệt dẻo, nhóm chất dẻo n

Trang 1

CHƯƠNG 6 CHẤT DẺO

Mục tiêu:

- Nắm vững thành phần, tính chất, cách phân loại của chất dẻo

- Nhận biết được tên gọi và tính chất của các chất thuộc nhóm chất dẻo nhiệt dẻo, nhóm chất dẻo nhiệt rắn

- Phân biệt được chất dẻo nhiệt dẻo và chất dẻo nhiệt rắn

Trang 2

I Thành phần, tính chất và phân loại

1 Định nghĩa

2 Thành phần

3 Tính chất của chất dẻo

4 Phân loại chất dẻo

5 Một số phương pháp gia công chất dẻo

II Chất dẻo nhiệt dẻo

1 Chất dẻo nhiệt dẻo không phân cực

2 Chất dẻo nhiệt dẻo phân cực

3 Chất dẻo nhiệt dẻo chịu nhiệt

Trang 3

1 Định nghĩa & thành phần

Polyme: Là hợp chất cao phân tử, gồm các nguyên tử,

nhĩm nguyên tử liên kết với nhau với số lượng lớn

Đơn phân (monome)

Đại phân tử

Chất dẻo là loại vật liệu mà thành phần chủ yếu của nó là polyme hữu cơ nhân tạo

homopolyme

Trang 4

Phân loại:

• Theo nguồn gốc

– Thiên nhiên: tinh bột, xenlulo, cao su, amiang…

– Nhân tạo: PE, PP, PVC, PA, PTFE… được sự dụng rộng rãi.

• Theo thành phần

– Vô cơ: mạch cơ bản không có hidrocacbon (gốm, mica,

amiang…)

– Hữu cơ: mạch cơ bản là một hidrocacbon (cao su & chất dẻo)

– Hữu cơ phân tử: các gốc vô cơ (Si, Ti, Al) nối với gốc hữu cơ (-CH3, -C2H5, -C6H5…)

• Theo tính chịu nhiệt

– Nhiệt dẻo: có thể chảy dẻo ↔ đóng rắn

– Nhiệt rắn: nung nóng  mềm ra  phản ứng hóa học  đông cứng lại

Trang 6

Tính chất vật lý:

• Trọng lượng riêng: rất nhẹ, nhỏ hơn 0.3g/cm3

• Dẫn điện, dẫn nhiệt kém: làm chất cách điện

• Khả năng hấp thụ sóng đàn hồi tốt → vật liệu cách âm,

giảm chấn

• Sóng điện từ:

– Cho phép ≥ 90% ánh sáng đi qua  trong suốt và không màu

– Bước sóng điện từ càng xa bước sóng ánh sáng  khả năng hấp thụ rung động tốt

Trang 7

Tính chất hóa học:

• Hầu như không phản ứng hóa học với các loại axit vô cơ, kềm

• Tính trơ giảm khi số lượng liên kết đôi tăng

• Khả năng hòa tan trong dung môi hữu cơ tăng khi liên kết đôi

trong mạch tăng

Tính lão hóa :

• Sự suy giảm tính chất của polyme theo thời gian do quá trình

oxy hóa chạm chuỗi mạch phân tử dưới tác dụng của lực áp suất và môi trường như: nước, nhiệt độ, ánh sáng…

• Tốc độ lão hóa quyết định tuổi thọ làm việc của vật liệu

• Làm chậm quá trình lão hóa bằng các chất thích hợp

Trang 8

Polyme không đáp ứng được các yêu cầu sử dụng trong thực tế

Trang 9

1 Định nghĩa & thành phần

Chất dẻo là loại vật liệu mà thành phần chủ yếu của

nó là polyme hữu cơ nhân tạoThành phần

•Chất liên kết: thành phần chủ yếu, thường dùng là polyme

tổng hợp

•Chất độn: ở dạng bột, sợi, tấm, vô cơ hoặc hữu cơ Chất độn

làm tăng độ bền, giảm độ co khi ép…

•Chất hóa dẻo làm tăng độ dẻo

•Chất đông cứng và chất xúc tác

• Đôi khi tùy vào yêu cầu của sản phẩm mà cho vào một số

chất cho phù hợp như chất kìm hãm, chất màu, chất chống lão hóa…

Trang 10

2 Tính chất của chất dẻo

• Mật độ thấp

• Rất nhẹ, D = 0,002÷1.2 g/cm 3

• Rất dẻo, độ trong suốt cao

• Rất bền vững trong các dung môi vô cơ và một số dung môi hữu cơ

• Có khả năng cách điện , cách nhiệt và cách âm tốt

• Có hệ số ma sát nhỏ, có khả năng chống mài mòn cao

• Có tính công nghệ tốt

• Độ bền thấp , khả năng chịu nhiệt kém, modun đàn hồi thấp, độ dai va đập kém hơn kim loại và hợp kim

• Dễ bị lão hóa

Trang 11

a Phân loại theo đặc tính của chất liên kết

Chất dẻo nhiệt dẻo:

•Sau khi làm nguội khối chất dẻo sẽ khơi phục liên kết và sắp xếp ban đầu

•Cho phép lặp lại chu kỳ , cĩ thể tái sử dụng nhiều lần: polyme mạch thẳng và mạch nhánh

Vd: PE, PVC, PS…

•Sản phẩm gia dụng, xây dựng, điện…

Chất dẻo nhiệt rắn:

•Sau khi làm nguội khối chất dẻo sẽ tạo liên kết mới, khơng cho phép tái sử dụng

•Chỉ cho phép tạo hình 1 lần: polyme mạch lưới và mạch khơng gian

Trang 12

b Phân loại theo chất độn

mùn cưa, bột giấy, xenlulo, graphit, bột tan, bột thủy

tinh, bột amiăng, mica…

sợi bông, sợi đay, sợi thủy tinh, sợi amiăng…

tờ giấy, vải thủy tinh, vải amiăng, vải bạt, tấm gỗ…

các bọt không khí hay các bọt khí trung tính

Trang 13

c Phân loại theo công dụng

- Chất dẻo kết cấu

- Chất dẻo chịu mài mòn

- Chất dẻo định hình

- Chất dẻo cách điện

nhiệt dẻo

- Chất dẻo trong suốt (thủy tinh hữu cơ)

- Chất dẻo ổn định hóa học

- Cách điện, cách nhiệt

- Cách âm, trang trí…

Trang 14

d Phân loại theo gốc cấu tạo

• Chất dẻo từ các polime của các hydrocacbon không no (nhóm olefin)

• Chất dẻo từ polime của rượu vinylic và các dẫn xuất của nó

• Chất dẻo từ các polime của các dẫn xuất halogen etylen

• Chất dẻo từ các dẫn xuất của các axit acrylic và metacrylic

• Chất dẻo từ nhựa fenol-aldehyd

• Chất dẻo từ nhựa amino-aldehyd

• Chất dẻo từ nhựa furan

• Chất dẻo từ nhựa polyamid ( PA )

• Chất dẻo từ polyuretan, polyure (PU)

• Nhựa epoxi

• Chất dẻo từ các polyete

• Chất dẻo làm từ các ete xenluloza (tơ nhân tạo)

• Nhựa trao đổi ion

Trang 16

a Phương pháp đùn liên tục ( ép đùn )

• Dùng để gia công các loại nhựa nhiệt dẻo và vật liệu đàn hồi như cao su

• Chế tạo các sản phẩm dạng ống, thanh, tấm, sợi… chiều dài không hạn chế

• Không áp dụng cho các loại nhựa nhiệt rắn

• ống dẫn nước, dẫn dầu, bọc dây điện, dây cáp điện,

chế tạo các sợi làm lưới đánh cá, dây thừng, sợi dệt vải, tạo thanh, tạo màng mỏng, tấm phẳng…

Trang 17

Sơ đồ máy ép đùn

Trang 20

• Còn gọi là đúc tiêm, là phương pháp gia công chủ yếu và rộng rãi nhất, dùng gia công các loại nhựa nhiệt dẻo

• Dĩa, tô, chén, xô… các chi tiết dạng thành mỏng

• Quá trình gia công được tiến hành qua hai giai đoạn:

- Nhựa hóa trong xi lanh nguyên liệu

- Tạo hình trong khuôn đúc

Trang 21

Sơ đồ máy phun ép

Trang 23

• Dùng để gia công nhựa nhiệt dẻo và cả nhựa nhiệt rắn

• Quá trình gia công để tạo ra sản phẩm từ nhựa

nhiệt rắn được tiến hành qua hai giai đoạn :

- Giai đoạn thành hình

- Giai đoạn định hình

• Quá trình gia công để tạo ra sản phẩm từ nhựa

nhiệt dẻo được tiến hành qua hai cách sau:

- Cách 1: Ép nóng trong khuôn nóng

- Cách 2: Ép nóng trong khuôn nguội

Trang 24

Sơ đồ máy ép chất dẻo

Trang 25

• Dùng áp suất của dòng khí nén thổi chất dẻo vào trong khuôn để tạo hình cho sản phẩm

• Có hai phương pháp thổi:

- Thổi tự do

- Thổi trong khuôn

Trang 30

dùng cho chất dẻo xenlulonitrat

hành như sau:

- Cắt định hình sơ bộ

- Đốt nóng

- Tạo hình và làm nguội

- Lấy sản phẩm và hoàn tất

Trang 32

f Phương pháp dập trên đệm đàn hồi

• Là phương pháp tạo hình nhiệt, sự tạo hình của sản phẩm là nhờ lực kéo của chày dập và tính đàn hồi của cao su

su có tác dụng tạo phản lực ép lên tấm vật liệu làm cho tấm vật liệu sát vào chày đập

của sản phẩm tạo thành

Trang 35

• Là chất dẻo vô định hình, tinh thể hóa được

• Nhiệt độ thủy tinh hóa ở 80oC, nhiệt độ tinh thể hóa

ở 120oC, nhiệt độ dòn –70oC

• Không màu, không mùi, không vị, có độ dẻo cao, bền vững trong dung môi vô cơ, bị hòa tan trong benzen, các chất hữu cơ

• Làm áo mưa, khăn trải bàn, ống, chai lọ, hộp, sợi làm lưới đánh cá, vải lọc, vỏ bọc dây điện, một số vỏ máy làm việc ở nhiệt độ <80oC…

Trang 36

b Các đồng đẳng của PE

• Polypropylen (PP): (— C3H6 —)n

• Polybutylen (PB): (— C4H8—)n

Trang 37

Trang 38

d Polytetrafloetylen (PTFE) (Teflon-4): (—C 2 F 4 —) n

• Là vật liệu có độ bền hóa học cao nhất trong tất cả các loại chất dẻo

• Có tính chịu lạnh, chịu nóng, chống ma sát… rất tốt, chịu nhiệt từ 269oC÷350oC (do có mối liên kết bền vững C-F)

• Là polime tinh thể hóa, bền vững trong tất cả các dung môi, chỉ hòa tan trong dung dịch Na2SO4 ở nhiệt độ 900oC

• Có độ bóng rất cao, độ bám dính thấp

Trang 39

• Có nhiệt độ thuỷ tinh hóa ở 81oC, nhiệt độ dòn –90oC, là loại nhựa cứng, trọng lượng phân tử từ 20000÷120000

• Là chất dẻo không màu, không mùi, không vị, nếu có thêm chất độn thì độ trong suốt giảm

• Khả năng chống ăn mòn tốt, rất bền vững trong dung môi chỉ hòa tan trong benzen

• Giá thành rẻ

• Cho chất hóa dẻo để PVC có độ mềm dễ uốn, giảm tính dòn ở nhiệt độ thấp, để dễ gia công hơn, tăng thời gian sử dụng sản phẩm

Trang 40

b Thủy tinh hữu cơ

- PolyAnkyl-Acrilat ( PAA )

- PolyAnkyl-MetaAcrilat ( PAMA )

hồi, mềm và có độ bám dính ở nhiệt độ thường, rất nhẹ

hóa già, trên bề mặt thuỷ tinh xuất hiện các vết nứt gọi là vảy bạc, làm giảm độ trong suốt và độ bền của thủy tinh hữu cơ

vật liệu xây dựng, kính quang học như ống nhòm thiên văn, kính hiển vi, kính đeo mắt, dùng làm răng giả, chế tạo mẫu đúc, khuôn đúc

Trang 41

c PolyAmid (PA)

• Không hút ẩm, độ bền khá cao, độ phân cực lớn nên có khả năng chống ăn mòn tốt, có hệ số ma sát nhỏ

• Độ bóng rất cao, chống va đập, giảm chấn tốt

• Bị phân hủy dưới ánh sáng mặt trời, tia tử ngoại

• Bánh răng, ổ trượt, ổ lăn, bu lông, đai ốc, puli, các chi tiết của máy dệt, ống dẫn xăng, dầu, dệt thành nylon ( PA 66 ), capron (PA6), enant (PA5) …, làm linh kiện điện tử, dụng cụ

y tế, vỏ bọc dây kim loại…

Trang 42

Với I là các con số chỉ số lượng nguyên tử C

- Nếu A B thì sản phẩm được kí hiệu là: PAI; trong đó I chỉ ≡ có một con số duy nhất để chỉ số nguyên tử C trong một phần tử

- Nếu A # B thì sản phẩm tạo thành cũng được kí hiệu là: PAI, trong đó I gồm có hai con số, con số thứ nhất chỉ số nguyên tử C trong monome A , con số thứ hai chỉ số nguyên tử C trong monome B

Trang 43

d Polyuretal (PU)

• Chế tạo bằng cách trùng hợp từ di-izoxianat và glycol

• Có tính chất giống PA, chỉ khác là mềm, dẻo hơn và hút nước kém hơn PA

• Có công dụng giống PA

Trang 44

3 Chất dẻo nhiệt dẻo chịu nhiệt

a PolyImid (PI)

Nguyên tắc chung: để chế tạo chất dẻo nhiệt dẻo chịu nhiệt là trong mạch cơ bản của chất dẻo phải có cấu trúc mạch vòng

•PI là polyme dị vòng thơm, có tính cách điện cao, bền trong các chất tẩy rửa, khả năng chống mài mòn tốt, hệ số ma sát nhỏ

•Dùng làm màng cách điện, vỏ bọc dây điện, nền sơ đồ mạch in, làm vật liệu cách nhiệt trong các thiết bị điện tử dùng trong chân không…

Trang 45

II Chaát deûo nhieät deûo

3 Chaát deûo nhieät deûo chòu nhieät

Định dạng
Số trang	45
Dung lượng	3,65 MB