Các loại nhựa và đặc tính của từng loại

Tài liệu trình bầy sự khác nhau giữa nhựa nhiệt dẻo và nhựa nhiệt rắn,và sự khác nhau giữa chất dẻo kết tinh và chất dẻo vô định hình. Nhựa nhiệt dẻo Loại nhựa này mềm hoặc chảy ra nếu được đốt nóng. Chất dẻo đạt đến trang thái mềm hoặc tan chảy được phun vào hốc khuôn trong quá trình đúc. Khi hạ bớt nhiệt nhựa sẽ đông cứng lại (solidifies). Nhựa đông cứng có thể mềm trở lại dưới tác động của nhiệt. Nhựa dẻo nhiệt dẻo có thể phân thành chất dẻo kết tinh (crystalline plastics) và chất dẻo vô định hình (amorphous plastics), cả hai đều có thể dùng cho khuôn đúc phun. Chu trình đúc (molding cycle) có thể ngắn hơn so với chất dẻo nhiệt rắn.

Trang 1

Các loại nhựa và đặc tính của nó

Chương này trình bầy sự khác nhau giữa nhựa nhiệt dẻo và nhựa nhiệt

rắn,và sự khác nhau giữa chất dẻo kết tinh và chất dẻo vô định hình

Nhựa nhiệt dẻo

Loại nhựa này mềm hoặc chảy ra nếu được đốt nóng Chất dẻo đạt đến

trang thái mềm hoặc tan chảy được phun vào hốc khuôn trong quá trình đúc Khi hạ bớt nhiệt nhựa sẽ đông cứng lại (solidifies)

Nhựa đông cứng có thể mềm trở lại dưới tác động của nhiệt

Nhựa dẻo nhiệt dẻo có thể phân thành chất dẻo kết tinh (crystalline

plastics) và chất dẻo vô định hình (amorphous plastics), cả hai đều có

thể dùng cho khuôn đúc phun

Chu trình đúc (molding cycle) có thể ngắn hơn so với chất dẻo nhiệt rắn Dưới đây là các sản phẩm của nhựa nhiệt dẻo

[ Một số thí dụ sử dụng nhựa nhiệt dẻo ]

đồ chơi, đồ gia dụng

[PE mật độ cao]

Túi sách hàng, túi đựng rác,

Hộp đựng xà phòng bột, ống thoát nước, ống dẫn khí

Trang 2

[Vật liệu PVC mềm]

Vật liệu lát sàn và vật liệu dán tường, gói thực phẩm, ống trong nông nghiệp

Trang 3

[Vật liệu nhựa sử dụng cho các bộ phận xe ô tô]

Carry box (ABS) : hộp đựng đồ

Roof rail (PC): Giá đỡ trên mui xe

Spoiler (ABS): Nắp cốp sau

Over fender (PP): Tấm chắn bùn bánh xe

Bumper (PP): Ba đờ sốc bảo vệ ô tô

Trang 4

[Vật liệu nhựa sử dụng bên trong ô tô]

Dash board (ABS): bảng điều khiển

Console box(pp): hộp điều khiển

Brake pedal (PA): bàn đạp phanh

Door rim (PP): Ốp cửa

Nhựa nhiệt rắn

Loại nhựa này mềm đi khi chịu nhiệt nhưng không tan chảy Chất dẻo này được đùn vào phía trong hốc khuôn khi nó mềm Vật liệu này đóng cứng chậm hơn do có phản ứng hoá học bởi sự gia tăng nhiệt độ

Chất dẻo nhiệt rắn khi bị cứng lại nó sẽ không mềm như cũ cho dù được nung nóng

Các chất dẻo nhiệt rắn đều là các loại nhựa vô định hình, một vài thứ không phù hợp với đúc phun

Chu trình đúc với các chất dẻo này là dài hơn

Trang 5

Để cho nó cứng lại, nhiệt

độ phải được giữ dưới nhiệt

độ xảy ra phản ứng hoá học(Tg), nếu không chỉ có phản ứng hoá học xảy ra,

mà không có quá trình cứng lại

Các sản phẩm chất dẻo làm từ chất dẻo nhiệt rắn như :

Sự khác nhau giữa chất dẻo kết tinh và chất dẻo vô định hình

Trang 6

Chất dẻo kết tinh Chất dẻo vô định hình

Chuỗi các phân tử của các

chất dẻo đặc đuợc liên kết

rất đều, nhiều chuỗi phân

tử này không cho phép

[Điểm nhiệt độ nóng chảy và hoá rắn đối với mỗi loại nhựa]

Tên nhựa

điểm nóng chảy [ ]

nhiệt độ

xi lanh

[ ]

nhiệt độ đóng rắn [ ]

nhiệt độ khuôn [ ]

Chất dẻo kết

tinh

Polyethylene (PE)

110 - 141 200 - 300 100 - 200 15 - 75

Polypropylene (PP)

168 - 186 200 - 300 100 - 200 15 - 90

Polyamid

e (PA)

215 - 265 220 - 350 145 - 170 20 - 90

Chất dẻo vô

định hình

Polyvinyl chloride (PVC)

87 - 212 140 - 210 87 35 - 65

Polystyre

ne (PS)

100 - 240 170 - 310 100 20 - 60

Polycarbonate (PC)

150 - 250 270 - 380 150 85 - 125

Trang 7

Acrylonitrile butadienstylene (ABS)

80 - 255 200 - 300 80 - 125 40 - 85

Property of Plastics

Chương này trình bày về đặc tính của chất dẻo và các thông

số của các loại vật liệu trong công nghệ đúc

Đặc tính của chất dẻo

Đặc tính của chất dẻo (Plastic ) được phân loại theo 5 chỉ tiêu sau:

Những đặc điển được đề cập ở đây có thể dùng để tham khảo khi chọn chất dẻo Tuy nhiên, các đặc tính này khó tránh khỏi thay khi nhiệt độ hoặc độ ẩm thay đổi, vì vậy để chọn chất dẻo cần tính toán thật cẩn

thận về sự thay đổi điều kiện môi trường

Cơ tính

Cơ tính là kể đến sự biến dạng hoặc bị đứt vỡ của chất dẻo do

sự thay đổi cơ học như tải trong đặt lên nó chẳng hạn Cơ tính của chất dẻo phụ thuộc vào nhiệt độ, tải trọng tác dụng và khoảng thời gian chịu tải trọng đặt vào Nó cũng có thể bị tác động do bức xạ tia cực tím khi sử dụng ngoài trời

Trang 8

Tính chất hóa học

Độ bền hóa học, khả năng chống nứt do môi trường (environmental stress crack resistance ) hoặc khả năng chịu được sự thay đổi của môi trường đó là đặc tính hóa học

Khi nhựa tiếp xúc với các hóa chất, sẽ một có sự thay đổi nào

đó Sau khi nhựa tiếp xúc với hóa chất khoảng một tuần, sự thay đổi sẽ xuất hiện, khối lượng và kích thước có thay đổi

Những thay đổi này được xem như tính chất hóa học của nó

Đặc tính về điện

Đặc tính về điện của chất dẻo thường được xem như những tính điện từ Tính chất điện bao gồm tính cách điện, độ dẫn điện, độ tích điện tĩnh Nhờ có tính cách điện tốt, nên nhựa thường được

sử dụng trong các lĩnh vực điện Tuy nhiên, nếu chất dẻo có những khuyết tật, chúng dễ bị nhiễm điện

Lý tính

Trọng lượng riêng, hệ số khúc xạ và tính hút ẩm chúng được gọi là tính chất vật lý của chất dẻo Trọng lượng riêng của chất dẻo thường là nhỏ và nó thay đổi phụ thuộc vào đặc tính của Polyme cao (high polymer ), hoặc tác động nhiệt và cơ đối với chất dẻo

Đặc tính của vật liệu đúc

Đó là các đặc tính, khả năng ứng dụng, những điều cần lưu ý khi sử

dụng, chế độ đúc và tính chất vật lý của các vật liệu đem đúc (molding

material ) ( Chỉ có tính chất vật lý của chất dẻo nhiệt rắn( thermosetting

plastics ))

Các chỉ tiêu của vật liệu đúc thường biến đổi thành những trạng thái

khác nhau do nhiều yếu tố Đặc điểm chung, khả năng ứng dụng, lưu

ý khi dùng, và chế độ đúc được giới thiệu dưới đây:

Trang 9

Polyamide (Nylon) (PA)

Nói chung nhiệt độ nhựa thường được đặt cao Điều khiển nhiệt

độ khuôn để làm nguội đều

ĐẶC TÍNH 1( Nhiệt độ sấy-Áp suất phun)

Nhựa Loại liệu Cốt hiệu Ký

Nhiệt

độ sấy [ ]

Thời gian sấy [hours]

Nhiệt độ xylanh [ ]

Nhiệt độ khuôn [ ]

Áp suất phun [kgf/ ]

ĐẶC TÍNH 2 (độ giãn dài- Trọng lượng riêng)

Độ giãn dài

Tỷ lệ

co ngót [%]

Độ chịu nhiệt lâu dài [ ]

Nhiệt độ

bị biến dạng

Trọng lượng riêng

Trang 10

1.12 - 1.14

1.13 - 1.15

ĐẶC TÍNH 3 (độ bền kéo - độ bền va đập)

Độ bền kéo [kgf/

]

Độ bền nén [kgf/

]

Độ bền uốn [kgf/ ]

Độ bền va đập [kgf/ ]

Được sử dụng với các loại cổng phân phối khác nhau như: cổng phân

phối kiểu điểm chốt (pinpoint gate), cổng phân phối trực tiếp (direct

gate), cổng phân phối đặc biệt…

Loại này không cần sấy khô vật liệu trước khi đúc vì nó hút ẩm rất ít

Hệ số co ngót đúc (Molding shrinkage ) thay đổi tùy theo nhiệt độ khuôn

b Ứng dụng:

Thường được dùng cho các chi tiết rất lớn hoặc các chi tiết cực mỏng

Vì nó có độ bền mỏi rất tốt, nên thường được dùng làm các chi tiết

như khớp nối, bản lề chịu uốn nhiều lần

c Chú ý:

Do có hệ số co ngót lớn, nên nó có thể bị biến dạng nếu chế độ làm

lạnh trong khuôn không đủ

Trang 11

Để đúc để đạt được độ chính xác kích thước, phải thực hiện điều chỉnh nhiệt độ

Khi dùng khuôn, có thể gây ra (sink marks ) hoặc lỗ, nên áp suất phun (injection pressure ) phải để tương đối cao

d Điều kiện đúc:

Nhiệt độ đúc thường dùng là 40-60

Áp suất phun tiêu chuẩn là 800-1200KG/cm2 Tuy nhiên, với áp suất cao nhất dễ sinh bavia (flash )

Phạm vi nhiệt độ đúc (molding temperature ) thích hợp là khoảng

200-300 và tốt hơn hết là dùng ở vùng nhiệt độ cao

ĐẶC TÍNH THỨ NHẤT( Nhiệt độ sấy-Áp suất phun)

Nhựa Loại Cốt liệu hiệu Ký

Nhiệt

độ sấy [ ]

Nhiệt

độ khuôn [ ]

PP - - 200 - 300 20 - 90 703 -

1410

ĐẶC TÍNH THỨ HAI (Độ giãn dài- Trọng lượng riêng)

Độ giãn dài [%]

Hệ số

co ngót

%]

Khả năng chịu nhiệt liên tục [ ]

Nhiệt

độ biến dạng nhiệt [ ]

- PP 100 -

800

1.0 - 2.5 88 - 115

103 -

130

0.90 - 0.91

Trang 12

ng

-

Sợi thủy tinh 40%

PP 2.0 -

4.0

0.2 - 1.8 121 - 138

110 -

161

1.22 - 1.23

ĐẶC TÍNH THỨ BA (Độ bền kéo - Độ dai va đập)

Nhựa Lo

ại

Cốt liệu

Ký hiệu

]

Độ dai

va đập [kgf/

Còn PE tỷ trọng cao thì có độ cứng tốt và tính chống va đập rất cao

PE tỷ trọng cao thường được dùng để chế tạo các thùng phi

Trang 13

c Chú ý:

Nếu nhiệt độ đúc cao sẽ dẫn đến kết quả sau: Chu trình đúc (molding cycle) dài hơn, độ bền va đập giảm đi, độ co ngót (molding shrinkage) trở lên lớn hơn và trọng lượng riêng tăng lên

Nhiệt độ đúc thấp là nguyên nhân làm cho bề mặt vật đúc bị tách ra hoặc biến dạng

Ký hiệu

Nhiệt

độ sấy [ ]

Trang 14

Ký hiệu

Hệ số

co ngót

%]

Nhiệt độ biến dạng nhiệt [ ]

37.6 - 49.2

0.91 - 0.925

48.7 - 73.7

0.926 - 0.940

59.8 -

88

0.941 - 0.965

]

Độ dai

va đập [kgf/

Trang 15

Đây là loại nhựa có tính đàn hồi tốt và khó vỡ

Là loại nhựa vô định hình (Amorphous plastics), nó ít có khả năng

chịu đựng điều kiện khí hậu xấu

Là vật liệu dễ đạt được độ chính xác kích thước và giữ được sự ổn

Đây là vật liệu có đặc tính hút ẩm tốt, nên cần phải sấy trước khi đem

đúc, mặt khác nó hay bị có bọt khí hoặc vết gãy (cracks) trên bề mặt

Trang 16

Nhựa

L oạ

i

Cốt liệu

Ký hiệu

Nhiệt

độ sấy [ ]

Nhiệt

độ khuôn [ ]

ng ca

y tinh 20

% - 40

Ký hiệu

Hệ số

co ngót

%]

Nhiệt

ng ca

o

- AB

S

3.0 - 20.0

0.2 - 0.9 60 - 93 82 - 108

1.02 - 1.07

0.2 - 0.9 88 - 165 93 - 122

1.05 - 1.08

Trang 17

-

Sợi thủ

y tinh 20

% - 40

%

AB

S

2.5 - 3.0

0.1 - 0.2 93 - 110 93 - 118

1.22 - 1.36

Nhựa

L oạ

i

Cốt liệu

Ký hiệu

]

Độ dai

va đập [kgf/

ng ca

-

Sợi thủ

y tinh 20

% - 40

Polycarbonate (PC)

a Đặc điểm:

Loại này có nhiệt độ chảy cao, độ nhớt (viscosity ) cũng cao

Hệ số co ngót đúc (molding shrinkage rate ) khá nhỏ (0.5-0.8%) và không bị ảnh hưởng bởi vị trí cổng phân phối (gates )

Trang 18

Nhiệt độ khuôn trong khoảng 85-110oC

Nếu nhiệt độ này cao hơn thì nhựa chảy trong đường ống sẽ tốt hơn và tăng độ bóng hình dạng bên ngoài Nó cũng làm giảm biến dạng của sản phẩm

Áp lực đúc có thể đặt cao, Nhiệt độ đúc (Molding temperature ) nên nằm trong khoảng 260 -

3000C

Nhựa Loại

Cốt liệ

u

Ký hiệ

u

Nhiệt

độ sấy [ ]

Thời gian sấy [hour s]

Nhiệt

độ khuôn [ ]

Áp suất phun [kgf/

g dụ

y tin

Trang 19

<1 0%

-

Sợi thủ

y tin

h 10

u

Ký hiệ

u

Hệ số

co ngót

%]

Nhiệt

g dụ

ng

- PC 100 -

130

0.5 - 0.7

-

Sợi thủ

y tin

h

<1 0%

PC 5 -

10

0.2 - 0.5 135 146

1.27 - 1.28

-

Sợi thủ

y tin

h

<1 0%

- 40

%

P

C

0.9 - 5.0

0.1 - 0.3 135

149 -

154

1.24 - 1.52

Trang 20

Nhựa Loại

Cốt liệ

u

Ký hiệ

u

]

Độ dai

va đập [kgf/

g dụ

y tin

h

<1 0%

PC 630 -

675 984 1050 6.5

-

Sợi thủ

y tin

h 10

% - 40

Độ co ngót (molding shrinkage ) ít, không hút ẩm

Độ bền nhiệt tốt nên sự phân hủy nhiệt không xảy ra ngay cả khi nhiệt

độ đúc (molding temperature ) quá lớn

Cách điện tốt và độ bền hóa học cao

Trang 21

b Chú ý:

Nếu chế độ đúc không thích hợp thì sẽ gây ra biến dạng và gây

ra ứng suất dư bên trong chi tiết Điều này sẽ gây nứt (cracks) trong khi tháo chi tiết khỏi khuôn

Áp lực phun (injection pressure ) qúa lớn có thể gây ra bavia (flashes )

c Điều kiện đúc:

Nói chung nhiệt độ khuôn dưới 40oC Để nâng cao độ bóng bề mặt nên chọn 60 - 70 oC

Nhiệt

độ sấy [ ]

% - 30

%

PS - - 170 - 280 20 - 80 1050 -

2810

Trang 22

Hệ số

co ngót

%]

0.2 - 0.7 60 - 80 74 - 110

1.03 - 1.09

0.2 - 0.8 59.8 - 82 72 - 104

1.03 - 1.06

-

Sợi thủy tinh 20

% - 30

%

PS 1.0 -

2.0

0.1 - 0.3 82 - 93 97 - 110

1.20 - 1.33

]

Độ dai

va đập [kgf/

Trang 23

-

Sợi thủy tinh 20

% - 30

Điều chỉnh nhiệt độ bị giới hạn, nếu không điều chỉnh đúng thì chi tiết

có thể bị phân hủy do bị cháy hoặc ăn mòn khuôn đúc

Tốt hơn hết là nên thay đổi áp lực phun (injection pressure ), rãnh rót

(sprue ), đường dẫn (runner ), cửa phân phối (gate ) cần được mỏng hơn,

ngắn hơn và độ dày của sản phẩm cần được để dày nhất nếu có thể

Nêu tốc độ phun ( injection speed ) quá nhanh thì nhiệt ma sát tăng và dễ

bốc cháy

c Điều kiện đúc:

Khi đúc nên sử dụng áp lực đúc trong khoảng 800-1200Kgf/cm2

Nhiệt độ đúc (Molding temperature ) nên đặt thấp, thông thường ở dưới

180-190oC

Nên giảm tốc độ phun

Trang 24

Nhiệt

độ sấy [ ]

Ký hiệu

Hệ số

co ngót

%]

1.30 - 1.58

Trang 25

Nhựa Lo

ại

Cốt liệu

Ký hiệu

]

Độ dai

va đập [kgf/

Ký hiệu

Nhiệt

độ sấy [ ]

Epoxy

(EP)

-

Sợi thủy tinh

Trang 26

Hệ số

co ngót

%]

Epoxy

(EP)

-

Sợi thủy tinh

]

Độ dai

va đập [kgf/ ]

Epoxy

(EP)

-

Sợi thủy tinh

Phenolic resin (PF)

Trang 27

Ký hiệu

Nhiệt

độ sấy [ ]

Ký hiệu

Hệ số

co ngót

%]

PF 0.4 -

0.8

0.4 - 0.9 149 - 176 -

1.34 - 1.45

PF 0.2 0.1 -

0.4 176 - 288 - 1.69 - 2.0

Định dạng
Số trang	28
Dung lượng	1,62 MB