Giới thiệu về nhựa nhiệt dẻo. Các phân loại, các loại nhựa nhiệt dẻo phổ biến và công dụng của chúng. Phương pháp gia công nhựa nhiệt dẻo.

1. Seminar
NHỰA NHIỆT DẺO
Học viên: Đoàn Hữu Hùng

2. PHÂN LOẠI VẬT LIỆU NỀN

3. Khái niệm
NHỰA NHIỆT
DẺO
Nhựa nhiệt dẻo (Thermoplastic) là
một loại nhựa chảy mềm thành chất
lỏng dưới tác dụng của nhiệt độ cao
và đóng rắn lại khi làm nguội.

4. Phân loại
Có rất nhiều cách để phân loại nhựa nhiệt dẻo. Có thể phân loại
theo:
Nhựa nhiệt dẻo kết tinh vs không kết tinh (vô định hình)
Thuộc tính hoặc mục đích sử dụng cuối
Phân loại theo hình thức ( như: sợi, lớp phủ, bọt, vv)
Quá trình trùng hợp
Phản ứng của polymer với nhiệt và dung môi

5. Theo chức năng và mục đích sử dụng, người ta chia nhựa nhiệt
dẻo thành năm loại như sau:
1. Nhựa dẻo hàng hóa
2. Nhựa nhiệt dẻo bán hàng hóa
3. Nhựa nhiệt dẻo kỹ thuật
4. Nhựa nhiệt dẻo đặc biệt

6. 1. Loại nhựa nhiệt dẻo hàng hóa
Các loại bao gồm chủ yếu là polyetylen (PE), polypropylen (PP),
polyvinylchloride (PVC), polystyrene (PS) và một số chất đồng
trùng hợp dựa trên các monome của chúng.
Bốn loại nhựa nhiệt dẻo này chiếm hơn 50% vật liệu nhiệt dẻo
với sự phổ biến được sắp xếp theo thứ tự trên.
Nhựa nhiệt dẻo hàng hóa thường có tính chất cơ học trung bình
vì vậy nên giá thành thấp. Chúng được sử dụng với số lượng lớn
vì tính hiệu quả dựa trên chi phí của chúng.

7. 2. Nhựa nhiệt dẻo bán hàng hóa
• Acrylonitrile–butadiene–styrene (ABS)
• Polymethylmethacrylate (PMMA)
• Polyethylene terephthalate (PET)
• K-resin
• Styrene-acrylonitrile (SAN)

8. Các nhựa nhiệt dẻo bán hàng có tính chất cơ học thường cao hơn nhiệt
dẻo hàng hóa nhưng không cao bằng các loại nhựa nhiệt dẻo kỹ thuật.
Ngoài ra, vật liệu nhựa nhiệt dẻo bán hàng hóa có các đặc tính khác được
tăng cường hơn so với vật liệu nhiệt dẻo hàng hóa.
Ví dụ như:
PMMA có độ ổn định đối với ánh sáng tia cực tím và các điều kiện thời tiết
tương tự mà PS không có.
ABS có đặc tính nhiệt độ thấp mà PS không có.
Tính thấm khí của PET và các đặc tính của ECSR (khả năng chống chịu với
môi trường khắc nhiệt) làm cho nó trở thành nguyên liệu làm các chai và
các ứng dụng đóng gói khác

9. 3. Nhựa nhiệt dẻo kỹ thuật
• Nylon
• Polyacetal (PA)
• Polycarbonate (PC)
• Polyphenylene sulfide (PPS)
• Cellulosics (acetate, butyrate, propionate)
• Liquid crystalline polymers (LCPs)

10. Nhựa nhiệt dẻo kỹ thuật có tính chất cơ học tốt hơn so với nhựa nhiệt dẻo
hàng hóa và bán hàng hóa, và làm cho chúng có giá cao hơn, nên khối
lượng tiêu thụ thị trường thấp hơn.
Nylon thuộc họ polyamide, vật liệu nhựa nhiệt dẻo kỹ thuật được sử dụng
nhiều nhất. Nylon ban đầu được phát minh bởi DuPont (Wallace Caruthers)
PC (polycarbonate)phổ biến trong mũ bảo hiểm và các ứng dụng làm kính
chịu áp lực cao.
Ngoài các tính chất cơ học cao của PPS, nó còn không tan trong dung môi
dưới 200 ° C.
Vật liệu nhựa LCP (LIQUID CRYSTAL POLYmer) còn được gọi là polymer
tinh thể lỏng. Nó là một loại vật liệu polymer mới thường thể hiện tinh thể
lỏng ở trạng thái nóng chảy. LCP ổn định kích thước tốt, khánh dung môi,
độ bền cơ học cao, chất chống cháy tốt.

11. 4. Nhựa nhiệt dẻo đặc biệt
• Polysulfone (PSu)
• Polytetrafluoroethylene (PTFE)
• Polyphenylene oxide (PPO)
• Polyimides (PI)
• Polyetheretherketone (PEEK)
• Liquid crystalline polymers (LCPs)

12. Các vật liệu nhựa nhiệt dẻo đặc biệt có một hoặc nhiều tính chất đặc biệt.
Chúng có giá cao thành rất cao vì đặc điểm đặc biệt và độc đáo của họ. Có
khối lượng tiêu thụ rất thấp do giá rất cao.
Các đặc tính không dính của PTFE làm cho nó trở thành vật liệu lựa chọn
trong nồi nấu và các ứng dụng phủ khác. Độ ổn định nhiệt cao của nó kết
hợp với độ dẫn nhiệt thấp và hệ số tản nhiệt thấp làm cho nó trở thành một
vật liệu cách nhiệt tốt.
Độ bền và độ trong suốt cao của PI, PSU, và PPO oxide làm cho chúng trở
thành vật liệu tốt cho các ứng dụng kính bảo vệ.
LCPs đã được coi như nhựa nhiệt dẻo đặc biệt vì chi phí sản xuất quá cao
của nó.

13. Có chưa phần polyme có cấu trúc
tinh thể
Ví dụ:
PP (Polypropylen)
PE (Polyetylen)
PA (Polyamit)
POM (Axetal)
Polyme có cấu trúc vô định hình
Ví dụ:
PVC (Polyvinyl clorua)
PS (Polystyren)
PC (Polycacbonat)
PMMA (Acrylic)
PPO (Polyphenylen oxit)

14. Phân tử hình thành cấu trúc tinh thể
Do các khu vực kết tinh, vật liệu cực kỳ cứng (lực liên phân tử mạnh) và có
khả năng chịu được tải trọng cơ học
• Tính chất :
- Mờ đục, không trong suốt
- Khả năng chống mỏi tốt
- Xu hướng dai dẳng
- Kháng hóa chất tốt
- Chống mài mòn
Nhựa nhiệt dẻo bán tinh thể

15. Nhiệtnhựadẻovôđịnhhình
Chuỗi phân tử được sắp xếp hoàn toàn hỗn loạn và rối với nhau như sợi
chỉ bông
Cấu trúc vô định hình có nghĩa là các vật liệu này không thể chịu tải trọng
trên điểm chuyển tiếp thủy tinh
Tính chất :
- Có xu hướng bị rão
- Độ ổn định chiều tốt
- Xu hướng để giòn
- Nhạy cảm với nứt do ứng suất

16. Lợi thế của nhựa nhiệt dẻo
Nhựa nhiệt dẻo có hiệu quả năng lượng cả trong sản xuất và gia công.Các
thành phần nhựa nhiệt dẻo có thể được sản xuất với khối lượng rất cao và
chi phí thấp.
Chúng có thể thay thế kim loại với trọng lượng đáng kể, hầu hết các loại
nhựa nhiệt dẻo đều có độ mỏi tốt hơn kim loại và chúng có thể chịu được
độ lệch lớn hơn kim loại mà không bị biến dạng.
Nhựa nhiệt dẻo có thể được tái chế mà không ảnh hưởng đến các tính chất
vật lý hoặc làm giảm cơ tính của vật liệu.

17. Vật liệu nhiệt dẻo có độ bền cao, nhẹ và chúng có chi phí xử lý tương đối
thấp. Bạn có thể sản xuất các thành phần nhiệt dẻo dễ dàng với khối lượng
lớn và độ chính xác cao. Các kỹ sư sử dụng nhựa nhiệt dẻo thay kim loại
(trong một số trường hợp) vì trọng lượng nhẹ hơn nhiều.
Hầu hết các vật liệu nhựa nhiệt dẻo đều có độ bền cao, khả năng chống co
ngót và dễ uốn. Tùy thuộc vào nhựa, chúng được sử dụng trong các ứng
dụng ứng suất thấp như túi nhựa hoặc các bộ phận cơ khí ứng suất cao .
Vật liệu nhựa nhiệt dẻo có khả năng tái chế cao. Chúng có độ hoàn thiện về
mặt thẩm mỹ, có khả năng chịu va đập cao, có thể tái tạo / định hình lại và
có khả năng kháng hóa chất.
Chúng có các tùy chọn bề mặt cứng hoặc cao su. Và quá trình sản xuất
chúng thân thiện với môi trường
Lợi thế của nhiệt nhựa dẻo

18. Nhược điểm của nhựa nhiệt dẻo
- Nhiều vật liệu nhựa nhiệt dẻo, đặc biệt là vật liệu tổng hợp, có xu hướng
gãy hơn là biến dạng dưới mức ứng suất cao. Chúng bị rão nơi vật liệu
nhựa nhiệt dẻo không có lực tác động hoặc yếu đi khi chúng tiếp xúc với tải
dài hạn.
- Nhược điểm chính của việc sử dụng nhựa nhiệt dẻo thay vì các vật liệu
như kim loại là nhựa nhiệt dẻo có thể tan chảy. Một số loại nhựa nhiệt dẻo
chất lượng thấp tan chảy, một số nhựa nhiệt phân hủy khi chúng tiếp xúc
trực tiếp với ánh sáng mặt trời hoặc tia cực tím trong thời gian dài
- Nhựa nhiệt dẻo đắt hơn vật liệu nhiệt rắn và chúng có thể tan chảy nếu
nung nóng. Nhiều vật liệu có khả năng chống hydrocarbon kém, dung môi
hữu cơ và dung môi phân cực cao

19. ỨNG DỤNG
Nhựa nhiệt dẻo được ứng dụng nhiều mặt trong cuộc sống, kỹ thuật
dân sinh cũng như quốc phòng.
- Hàng không vũ trụ và quốc phòng; thân và cánh máy bay chống đạn
đạo.
- Trong tiêu dùng, giải trí: Dụng cụ chỉnh hình, đồ thể thao, mũ bảo
hiểm, thùng loa, nón loa
- Trong ô tô và xe tải, vẩn tải: dầm cản, tấm trượt, sàn tải, kết cấu ghế.
- Trong sản xuất và lưu trữ năng lượng: ống dẫn dầu khí , tua bin gió
- …(và rất nhiều ứng dụng khác)

20. Một số loại nhựa nhiệt dẻo phổ biến
và ứng dụng của chúng

21. * Đặc tính
• Tính bền cơ học cao (bền xé và bền kéo đứt), khá cứng vững, không mềm
dẻo như PE không bị kéo giãn dài do đó được chế tạo thành sợi. Đặc biệt
khả năng bị xé rách dễ dàng khi có một vết cắt hoặc một vết thủng nhỏ.
• Trong suốt, độ bóng bề mặt cao cho khả năng in ấn cao, nét in rõ.
• PP không màu không mùi,không vị, không độc. PP cháy sáng với ngọn
lửa màu xanh nhạt, có dòng chảy dẻo, có mùi cháy gần giống mùi cao su
• Chịu được nhiệt độ cao hơn 100oC. Tuy nhiên nhiệt độ hàn dán mí (thân)
bao bì PP (140oC), cao so với PE - có thể gây chảy hư hỏng màng ghép
cấu trúc bên ngoài, nên thường ít dùng PP làm lớp trong cùng.
• Có tính chất chống thấm O2, hơi nước, dầu mỡ và các khí khác.
PolyPropylene

22. *Công dụng
• Dùng làm bao bì một lớp chứa đựng bảo quản thực phẩm, không yêu cầu
chống oxy hóa một cách nghiêm nhặt.
• Tạo thành sợi, dệt thành bao bì đựng lương thực, ngũ cốc có số lượng
lớn.
• PP cũng được sản xuất dạng màng phủ ngoài đối với màng nhiều lớp để
tăng tính chống thấm khí, hơi nước, tạo khả năng in ấn cao, và dễ xé rách
để mở bao bì (do có tạo sẵn một vết đứt) và tạo độ bóng cao cho bao bì.
• Dùng làm chai đựng nước, bình sữa cho bé, hộp bảo quản thực phẩm
• Một số sản phẩm làm từ nhựa PP có khả năng chịu nhiệt tốt dùng được
trong lò vi sóng

23. Polypropylene

24. Nylons
Nylon là một tên gọi chung cho một nhóm các polyme tổng hợp được gọi
chung về như polyamit, lần đầu tiên sản xuất trên 28 tháng 2 năm 1935
bởi Wallace Carothers ở DuPont. Nylon là một trong những polyme phổ biến
nhất được sử dụng.

25. Có nhiều loại nylons
• Nylon 66
• Nylon 6
• Nylon 510
Trong nylon 6,6, R = 4C và R '= 6C ankan.
Ở đây người ta tính bao gồm cả 2 nguyên tử cacbon cacboxyl trong diacid.

26. Nylons
Nó đã phục vụ như là một thay thế chủ yếu cho
cây gai dầu, bông và lụa, trong các sản phẩm
như dù, dây, buồm, áo khoác và quần áo.
Sợi nylon rất hữu ích trong việc chế tạo vải, dây
thừng, thảm và dây âm nhạc, trong khi ở dạng
số lượng lớn, nylon được sử dụng cho các bộ
phận cơ khí bao gồm vít máy, bánh răng và vỏ
dụng cụ điện.
Ngoài ra, nó được sử dụng trong sản xuất vật
liệu composite chịu nhiệt

27. Nylons
Mục đích sử dụng chính của các sợi nylon bao gồm:
- Trang phục như áo cánh, váy, trang phục cơ sở, hàng dệt kim, đồ lót, đồ
lót, áo mưa, trang phục trượt tuyết, áo gió, đồ bơi, dây khóa kéo và mặc
chu kỳ
- Đồ đạc trong nhà như khăn trải giường, thảm, rèm cửa, ghế bọc nệm
- Công nghiệp và các mục đích sử dụng khác như dây lốp, ống mềm, băng
chuyền và dây an toàn, dù, dây vợt, dây thừng và lưới, ngủ túi xách, bạt,
lều, sợi chỉ, dây cước câu cá, nha khoa xỉa, v.v.

28. Polycacbonat
(PC)
Polycacbonat là một loại nhựa tổng hợp trong đó các đơn vị polymer được
liên kết thông qua các nhóm cacbonat, chất liệu này có thể được phủ lên
một số bởi một số chất liệu khác.
Polycacbonat dễ dàng chế tác, đúc, và uốn nóng. Vì những tính chất này,
polycarbonate được sử dụng trong nhiều thiết bị.
Các vật phẩm làm bằng polycarbonate có thể chứa tiền chất monome
bisphenol A (BPA).

29. Polycacbonat

30. Polycarbonate
Các lĩnh vực ứng dụng toàn cầu chính của PC là
1. Sử dụng thị trường phương tiện quang học trong đĩa
compact âm thanh và máy tính (CD)
2. Kính và tấm
3. Điện và điện tử (E & E)
4. Vận tải và ô tô
5. Y tế
6. Máy tính và máy kinh doanh
7. Thiết bị gia dụng
8. Giải trí và an toàn
7. Bao bì
8. Những người khác

31. Polystyrene
Polystiren (viết tắt và thường gọi là PS) là một loại nhựa nhiệt dẻo, được
tạo thành từ phản ứng trùng hợp stiren. Công thức cấu tạo của Polystiren
là: (CH[C6H5]-CH2)n

32. Polystyrene
PS là loại nhựa cứng trong suốt, không có mùi vị, cháy cho ngọn lửa không
ổn định. PS không màu và dễ tạo màu, hình thức đẹp, dễ gia công bằng
phương pháp ép và ép phun (nhiệt độ gia công vào khoảng 180 - 200oC)
Tính chất cơ học của PS phụ thuộc vào mức độ trùng hợp. PS có trọng
lượng phân tử thấp rất dòn và co độ bền kéo thấp. Trọng lượng phân tử
tăng lên thì độ bền cơ và nhiệt tăng, độ dòn giảm đi. Nếu vượt quá mức độ
trùng hợp nhất định thì tính chất cơ học lại giảm. Giới hạn bền kéo sẽ giảm
nếu nhiệt độ tăng lên. Độ giãn dài tương đối sẽ bắt đầu tăng khi đạt tới nhiệt
độ 80oC. Vượt quá nhiệt độ đó PS sẽ trở lên mềm và dính như ca su. Do đó
PS chỉ được dùng ở nhiệt độ thấp hơn 80oC.

33. Polystyrene
Bao bì là khu vực ứng dụng lớn nhất cho PS. Trên toàn cầu, bao bì chiếm 36%
tổng lượng sử dụng PS và bao gồm các sản phẩm như hộp đựng thực phẩm và
sữa, bao bì, nắp đậy, khay sản xuất và giỏ, chén bán hàng tự động và hộp đựng
thức ăn nhanh. ppliances, với 19%, đứng thứ hai; điện tử gia dụng chiếm 12%;
đồ nội thất và trang trí nội thất chiếm 9%; và những người khác có 24%. Các
sản phẩm khác bao gồm đồ gia dụng, đồ chơi, thiết bị giải trí
“Thermoplastic Materials: Properties, Manufacturing Methods, and Applications – page 338”

34. NHỰA ABS
Acrylonitrile butadien styrene (ABS) là một terpolymer tổng hợp từ styrene
và acrylonitrile trong sự hiện diện của polybutadiene
ABS là một loại nhựa nhiệt dẻo thông dụng
dùng để làm các sản phẩm nhẹ, cứng, dễ
uốn như ống, dụng cụ âm nhạc (chủ yếu là
đĩa nhạc và clarinet), đầu gậy đánh golf (vì
khả năng chịu va đập tốt), các bộ phận tự
động, vỏ bánh răng, lớp bảo vệ đầu hộp
số, đồ chơi.
Nó gây ra ít rủi ro đối với sức khỏe con
người

35. 31% nhựa ABS được sử dụng trong các ứng dụng điện / điện tử, hàng tiêu
dùng đứng thứ hai ở mức 13%. Giao thông là thứ ba với 12%. Ống và phụ
kiện có 5% thị trường ABS toàn cầu

36. Thermoplastic Polyesters (PET/PBT)

37. Nhựa PolyEthylene Terephthalate (PET, PETE hoặc PETP; PET-P
•Có khả năng chịu lực và chịu nhiệt cao. Khi gia nhiệt ở
200oC hay làm lạnh ở -90oC thì cấu trúc hóa học của PET
vẫn được giữ nguyên.
•Có tính chống thấm khí (O2 và CO2) tốt hơn nhiều loại
nhựa khác. Ở nhiệt độ khoảng 100oC thì nhựa PET vẫn
được tính chất này.
•Bền cơ học cao, có khả năng chịu đựng lực xé và lực va
chạm, chịu đựng sự mài mòn cao, có độ cứng vững cao.
•Trong suốt.
•Bề mặt có rất nhiều lỗ rỗng, xốp, rất khó để có thể làm
sạch.
•Mức độ tái chế của nhựa PET cũng rất thấp (chỉ khoảng
20%).

38. PBT - Polybutylene terephthalate
Nhựa PBT thường có màu trắng trong suốt đến trắng đục, có độ cứng bề mặt
cao và có độ bóng bề mặt cao. Đặc điểm nhựa PBT cứng, tinh năng cơ học tốt,
ít bị mài mòn trong quá trình sử dụng. Hóa chất ngoài axit, bazơ vô cơ, các
dung môi khác PBT không có tác dụng.
ĐẶC TÍNH
- Độ cứng tốt, tính năng gia công tốt, độ bền cơ học cao, độ dẻo tốt, hệ số ma
sát thấp (ưu việt hơn PA), ổn định kích thước.
- Nhiệt độ vận hành khoảng -40 độ C đến 110 độ C. Chịu nén ép cực tốt.
- Tính ổn định kích thước rất tốt (tốt hơn so với POM), không độc hại, cách
điện, ổn định hóa học tốt, duy trì được tính năng điện ổn định.

39. Nhựa PP (polypropylen)
Đặc tính : rất giống PE cứng tuy nhiên có thể chịu nhiệt lên tới 130 độ
C mà vẫn không bị biến dạng được dùng làm các bộ phận máy giặt,
bộ phận ô tô, thùng chứa, bình nhiên liệu.
Nhựa PVC (polyvinylchlorid)
Đặc tính : không màu, bền với hóa chất
PVC cứng : cứng, dai, khó bẻ gãy dùng làm ống dẫn nước thải, vỏ,
khung, khung cửa sổ, van
PVC mềm : đàn hồi như cao su mềm giống da động vật dùng làm
simili giả da, vòi, giày ống cao, găng tay bảo hộ, vỏ bọc dây dẫn điện

40. GIACÔNGVẬTLIỆUNHỰADẺO

41. Thermoplastic −Thermoforming
Blanks
Oven
Clamp
Clamping Pressing
Press (in two modes)
Finished
Part

42. Extrusion Machine

43. Injection Molding MachineBasics
34

44. 35
Blow Molding
Extruded
Parison-
Mold Open
Mold Closed and
Bottle Blown
Finished Bottle
Removed from
Mold
Plastic

45. Plastic Materials and Pocesses 36
Compression Molding
Platen
Mold
Plunger
Guide
Pins
Mold
Cavity
Platen
Hydraulic
Plunger
Heat
and
Cooling
Heat
and
Cooling
Hydraulic
Pressure
Compound to be molded

46. Clip mô phỏng gia công vật liệu nhiệt nhựa dẻo
https://www.youtube.com/watch?v=qn16JtE_vLc