Kiến thức cơ bản về nhựa

Nguồn gốc của nhựa

Trong tiếng Anh, nhựa là "Plastics" hoặc "Plastic", bắt nguồn từ từ "plastics" trong tiếng Hy Lạp, có nghĩa là "đúc" và "phát triển".

Từ "Plastic" được lấy từ chính đặc tính của nhựa, có nghĩa là "tự do tạo hình".

Phân loại nhựa

1. Phân loại theo lĩnh vực ứng dụng

(1) Nhựa thông dụng: chỉ có thể được sử dụng làm vật liệu phi cấu trúc, với sản lượng lớn, giá thành tương đối thấp, hiệu suất trung bình và có nhiều nhà sản xuất.

(2) Nhựa kỹ thuật: có thể được sử dụng làm vật liệu cấu trúc với các đặc tính cơ học, điện, khả năng chịu nhiệt, kháng hóa chất, độ ổn định kích thước và khả năng gia công tuyệt vời, v.v.

(3) Có thể chia thành nhựa kỹ thuật thông dụng và nhựa kỹ thuật đặc biệt. Loại sau có hiệu suất cao hơn, sản lượng nhỏ hơn, ít nhà sản xuất hơn và giá bán cao hơn.

1. Phân loại theo tính chất vật lý và hóa học của nhựa:

(1) Nhựa nhiệt dẻo: Trong quá trình gia công, thường chỉ có sự thay đổi về thể tích vật lý. Nghĩa là loại nhựa có thể được nung nóng, làm mềm và làm nguội để làm cứng nhiều lần trong một phạm vi nhiệt độ nhất định. (Phổ biến: polyvinyl clorua, polyetylen, polypropylen, polystyren, ABS, SAN, nylon, polyformaldehyd, polycarbonat, polyphenylen ete, polymethacrylat, polyurethan, polyetylen terephthalat este)

(2) Nhựa nhiệt rắn: xảy ra các thay đổi hóa học trong quá trình gia công. Khi đun nóng, chúng bắt đầu mềm ra và có độ dẻo nhất định. Tuy nhiên, khi tiếp tục đun nóng, nhựa sẽ cứng lại và định hình. Nếu đun nóng lại, chúng thường không thể tái tạo hình và chỉ có thể được nghiền nát để làm chất độn.

Nhựa nhiệt dẻo được chia thành nhựa kết tinh và nhựa vô định hình

• Ứng dụng của nhựa: Nhựa kết tinh: màng, máy giặt, bánh răng, ống dẫn, mũ bảo hộ, sản phẩm sợi, thân giày trượt tuyết
• Nhựa vô định hình: vỏ TV, văn phòng phẩm, ống dẫn, tấm, thanh định hình, cánh quạt và điện thoại di động
• Nhựa nhiệt rắn: bao bì, chất kết dính, khay, bóng bi-a, bồn tắm, v.v.
• Nhựa đàn hồi: vật liệu xốp, dây đai, dây thừng, màng, bóng bowling, v.v. (Nhựa đàn hồi cũng là một loại nhựa nhiệt dẻo)
• Vật liệu kết tinh và vô định hình được phân tách do cấu trúc phân tử khác nhau.

(1) Nhựa kết tinh: PA, PP, PE, POM, PBT, PET, PPO;

(2) Nhựa vô định hình: PC, ABS, PS, PVC, PMMA.

Nhựa kết tinh có điểm nóng chảy rõ rệt và các phân tử được sắp xếp đều đặn khi ở trạng thái rắn. Khu vực được sắp xếp đều đặn được gọi là vùng kết tinh, khu vực sắp xếp lộn xộn được gọi là vùng vô định hình, và tỷ lệ phần trăm của vùng kết tinh được gọi là độ kết tinh. Thông thường, các polyme có độ kết tinh hơn 80% được gọi là nhựa kết tinh.

Các yếu tố ảnh hưởng đến sự kết tinh

(1) Cấu trúc chuỗi polyme, các polyme có tính đối xứng tốt, không có hoặc ít nhánh, nhóm bên nhỏ và lực liên phân tử lớn dễ dàng gần nhau và dễ kết tinh.

(2) Nhiệt độ, polyme di chuyển từ các cuộn lộn xộn đến bề mặt của tinh thể đang phát triển. Khi nhiệt độ khuôn cao hơn, khả năng di động của polyme tăng lên và quá trình kết tinh được đẩy nhanh.

(3) Áp suất. Nếu có ngoại lực trong quá trình làm nguội, nó cũng có thể thúc đẩy sự kết tinh của polyme. Do đó, áp suất phun và áp suất giữ có thể được tăng lên trong quá trình sản xuất để kiểm soát độ kết tinh của nhựa kết tinh.

(4) Tác nhân tạo mầm, vì nhiệt độ thấp có lợi cho việc tạo mầm nhanh nhưng làm chậm sự phát triển của các hạt. Do đó, để loại bỏ mâu thuẫn này, các tác nhân tạo mầm được thêm vào vật liệu đúc để nhựa có thể được xử lý ở nhiệt độ khuôn cao. Kết tinh nhanh.

Ảnh hưởng của sự kết tinh đến tính chất của nhựa

(1) Tính chất cơ học: Sự kết tinh làm cho nhựa trở nên giòn (giảm độ bền va đập), độ dai mạnh và độ dẻo kém.

(2) Tính chất quang học: Sự kết tinh làm cho nhựa không trong suốt vì hiện tượng tán xạ ánh sáng xảy ra tại giao diện giữa vùng kết tinh và vùng vô định hình. Việc giảm kích thước của các hạt cầu đến một mức độ nhất định không chỉ làm tăng độ bền của nhựa (giảm các khuyết tật giữa các hạt) mà còn cải thiện độ trong suốt (không xảy ra tán xạ khi kích thước hạt cầu nhỏ hơn bước sóng ánh sáng).

(3) Tính chất nhiệt: Nhựa kết tinh không xuất hiện ở trạng thái đàn hồi cao khi nhiệt độ tăng. Khi nhiệt độ tăng đến nhiệt độ nóng chảy TM, chúng thể hiện trạng thái dòng chảy nhớt. Do đó, nhiệt độ sử dụng của nhựa kết tinh được tăng từ Tg (nhiệt độ chuyển thủy tinh) lên TM (nhiệt độ nóng chảy).

(4) Khả năng kháng dung môi, độ thấm, v.v. được cải thiện vì các thành phần tinh thể được sắp xếp chặt chẽ hơn.

Nhựa kết tinh cho máy ép phun và khuôn

(5) Nhựa kết tinh đòi hỏi nhiều năng lượng hơn để phá vỡ mạng tinh thể khi nóng chảy, vì vậy cần cung cấp nhiều nhiệt hơn khi chuyển từ trạng thái rắn sang trạng thái nóng chảy. Do đó, công suất hóa dẻo của máy ép phun phải lớn và thể tích phun tối đa cũng phải lớn. Tăng tương ứng.

(6) Phạm vi điểm nóng chảy của nhựa kết tinh hẹp. Để ngăn tinh thể cao su làm tắc vòi phun khi nhiệt độ vòi phun giảm, khẩu độ của vòi phun nên được mở rộng một cách thích hợp và nên lắp đặt một vòng gia nhiệt có thể kiểm soát độc lập nhiệt độ của vòi phun.

(7) Vì nhiệt độ khuôn có ảnh hưởng quan trọng đến độ kết tinh, nên có càng nhiều kênh nước trong khuôn càng tốt để đảm bảo nhiệt độ khuôn đồng đều trong quá trình đúc.

(8) Độ kết tinh trải qua sự co rút thể tích lớn trong quá trình kết tinh, gây ra sự co rút đúc lớn. Do đó, độ co rút đúc phải được xem xét cẩn thận trong thiết kế khuôn.

(9) Do tính dị hướng đáng kể và ứng suất bên trong lớn, cần chú ý đến vị trí và kích thước của cổng, vị trí và kích thước của các gân tăng cứng trong thiết kế khuôn, nếu không sẽ dễ xảy ra biến dạng cong vênh và sẽ khá khó khăn để cải thiện thông qua quy trình đúc.

(10) Độ kết tinh liên quan đến độ dày thành của chi tiết nhựa. Độ dày thành nguội chậm, độ kết tinh cao, độ co rút lớn, dễ xảy ra lỗ co rút và lỗ rỗng. Do đó, cần chú ý kiểm soát độ dày thành của chi tiết nhựa trong quá trình thiết kế khuôn.

Quy trình đúc nhựa kết tinh

(1) Nhiệt lượng tỏa ra trong quá trình làm nguội lớn, vì vậy nó phải được làm nguội hoàn toàn. Chú ý đến việc kiểm soát thời gian làm nguội khi đúc ở nhiệt độ khuôn cao.

(2) Sự khác biệt về trọng lượng riêng giữa trạng thái nóng chảy và trạng thái rắn là rất lớn, dẫn đến độ co ngót khi đúc lớn và dễ gây ra hiện tượng co rút và lỗ rỗng. Hãy chú ý đến việc thiết lập áp suất giữ.

(3) Khi nhiệt độ khuôn thấp, quá trình làm nguội diễn ra nhanh, độ kết tinh thấp, độ co ngót nhỏ và độ trong suốt cao. Mức độ kết tinh liên quan đến độ dày thành của chi tiết nhựa. Khi độ dày thành của chi tiết nhựa lớn, quá trình làm nguội chậm, độ kết tinh cao, độ co ngót lớn và các tính chất vật lý tốt. Do đó, nhiệt độ khuôn của nhựa kết tinh phải được kiểm soát theo yêu cầu.

(4) Tính dị hướng đáng kể và ứng suất nội tại lớn. Các phân tử chưa kết tinh có xu hướng tiếp tục kết tinh sau khi tháo khuôn. Chúng ở trạng thái mất cân bằng năng lượng và dễ bị biến dạng và cong vênh. Nên tăng nhiệt độ vật liệu một cách thích hợp và tăng nhiệt độ khuôn lên mức trung bình. Áp suất phun và tốc độ phun.

Sự khác biệt về xử lý sau đúc

(1) Bề mặt của nhựa kết tinh trơn trượt và không thể sơn hoặc mạ crom. Việc trang trí bề mặt rất khó khăn. Các màu sơn hiện tại không bền và dễ bong tróc. Ví dụ, khi phun sơn, in ấn hoặc nhuộm màu túi đóng gói, người ta thường sử dụng phương pháp xử lý bằng dòng điện cao áp để in màu, nhưng độ bền không cao và khó tìm được loại keo dính phù hợp.

(2) Bề mặt của nhựa vô định hình có thể hấp thụ các phân tử khác, chẳng hạn như mực in, lớp mạ crom, lớp sơn phủ, v.v. Do đó, vỏ sản phẩm thông thường, vỏ đồng hồ, vỏ TV, v.v. được làm bằng nhựa vô định hình, giúp dễ dàng trang trí và không dễ bị bong tróc.