0 0
0
No products in the cart.

Chất dẻo, nhựa trong công nghiệp

I Chất dẻo

1.Khái niệm&đặc tính và ứng dụng

Chất dẻo - còn được gọi là nhựa hay plastic - là vật liệu hữu cơ được tổng hợp nhân tạo. Chúng được chế tạo từ nguyên liệu thô, thí dụ như dầu thô, qua sự biến đổi hóa học (tổng hợp). Chất dẻo còn được gọi là chất hữu cơ vì chúng hình thành từ sự kết nối các chất hữu cơ như carbon hay silic.


Ngày nay chất dẻo giữ một vị trí quan trọng trong kỹ thuật. Sự ứng dụng đa dạng của chất dẻo dựa vào đặc tính cũng như khả năng có được nhiều tính chất rất khác biệt (Bảng 1).
 

dac-diem-chat-deo
bang1
bang1-2-1

tinh-chat

2 Thành phần hóa học của chất dẻo

Chất dẻo được cấu tạo chủ yếu từ các kết nối carbon tạo thành đại phân tử. Bên cạnh carbon chúng còn chứa các phân tử hydro cũng như một phần nhỏ oxy, nitơ, clor và fluor. Chất dẻo được chế tạo từ các nguyên liệu chính là khí thiên nhiên hay dầu thô theo trình tự hai bước (Hình 1):

hinh1-cac-loai-chuyen-hoa
• Tổng hợp tạo ra các bán sản phẩm có khả năng tạo phản ứng. Chúng gồm những phân tử đơn và được gọi là monome hay đơn thể (từ tiếng Hy Lạp mono = riêng rẽ).
• Kết nối hàng ngàn monome tạo thành đại phân tử (polyme). Người ta gọi chất được tạo nên này là polyme (từ tiếng Hy Lạp poly = nhiều).
Cấu trúc của polyme từ các monome tùy theo nhiều loại phản ứng khác nhau sau đây: trùng hợp, trùng ngưng, trùng cộng.

2.1. Phản ứng trùng hợp
Polyme được tạo nên bằng sự kết nối thành chuỗi dài của các monome do sự tách các liên kết đôi của các monome thành liên kết đơn và dùng các liên kết vừa được tách ra để kết nối với monome khác tạo thành chuỗi dài.
Thí dụ: Sự tạo thành polyetylen từ etylen. Đây là sự hình thành các polyme có dạng nối đơn (dạng sợi).

thi-du1
 


2.2.Phản ứng đa trùng ngưng
Trong phản ứng trùng ngưng các phân tử giống nhau hoặc khác nhau tự kết nối thành polyme do sự phân ly một chất có nguyên tử thấp, thí dụ như nước (H2O) hoặc amoniac (NH3) tách ra.
Thí dụ: Sự hình thành nhựa polyeste*. Phản ứng này hình thành các polyme kết mạng dày chặt với nhau.

thi-du2
 


2.3.Phản ứng đa trùng cộng
Trong phản ứng trùng cộng các monome giống nhau hoặc khác nhau kết nối lại với nhau thành polyme mà không có sự tách ra của một chất nào khác. Thí dụ: Sự hình thành polyuretan*. Phản ứng này tạo nên polyme do sự kết mạng dày chặt hay mỏng của các monome với nhau.

thi-du3

3 Sự phân loại và cấu trúc của chất dẻo

3.1.Nhựa nhiệt dẻo (chất dẻo nhiệt)
Nhựa nhiệt dẻo được hình thành từ các polyme có dạng sợi không liên kết ngang với nhau (Hình 1).

hinh1-nhua-nhiet-deo
 

Các loại nhựa này có độ bền do sự đan kết của các polyme và các lực ma sát tác động giữa chúng. Ở nhiệt độ bình thường nhựa nhiệt dẻo có tính đàn hồi cứng. Khi nhiệt độ gia tăng tính đàn hồi tăng lên, ở nhiệt độ cao tiếp tục chúng trở nên mềm dẻo và cuối cùng sẽ chuyển sang thể lỏng. Khi làm nguội khối nhựa nóng này, chúng sẽ thay đổi trạng thái từ lỏng sang mềm rồi đàn hồi và cuối cùng trở lại thành cứng.

Nhựa nhiệt dẻo có tính biến dạng nóng và có thể và hàn được.
Vì các vật liệu này trở nên mềm khi được gia nhiệt nóng nên người ta gọi chúng là nhựa nhiệt dẻo (từ tiếng Hy Lạp thermo= nhiệt). Khi sự gia nhiệt vượt quá ngưỡng nhiệt độ giới hạn, chúng tự phân hủy
3.2.Nhựa nhiệt rắn
Nhựa nhiệt rắn (Chất dẻo cứng, nhựa phản ứng nóng) hình thành từ các polyme được kết mạng dày chặt với nhau tại nhiều vị trí bằng các liên kết hóa học (Hình 2).

hinh2-nhua-nhiet-ran
 

Nhựa nhiệt rắn thay đổi cơ tính rất ít khi bị nung nóng vì các liên kết ngang không để các polyme chuyển dịch. Do sự bền vững của độ cứng và độ bền cả trong khi nung nóng nên người ta gọi các vật liệu này là nhựa nhiệt rắn (từ tiếng Latin: durus = cứng). Khi nung nóng vượt qua khỏi nhiệt độ phân hủy, các nhựa nhiệt rắn này sẽ tự phân hủy mà không qua trạng thái mềm. Chất dẻo nhiệt rắn không thể biến dạng và không thể hàn được.

3.Nhựa đàn hồi (Elastomere)
Nhựa đàn hồi được cấu tạo từ các chuỗi polyme cuộn tròn lại với nhau và thêm vào đó, được kết mạng thưa tại một vài vị trí (Hình 3).

hinh3-nhua-dan-hoi
 

Qua sự tác động của lực bên ngoài, nhựa đàn hồi có thể biến dạng đàn hồi nhiều lần so với kích cỡ ban đầu và trở lại dạng ban đầu sau khi không còn lực tác động. Người ta gọi chất dẻo mang tính đàn hồi này như cao-su là nhựa đàn hồi. Khi bị nung nóng tính chất đàn hồi cao su chỉ bị thay đổi rất ít, chúng chỉ trở nên mềm hơn một tí. Khi nung quá cao chúng sẽ tự phân hủy. Nhựa đàn hồi có tính co giãn như cao su, không thể biến dạng nóng và không thể hàn được.

II Nhựa nhiệt dẻo

1.Polyethylen (PE)
Đặc tính: không màu sắc, mềm như sáp, bề mặt trơn. hình dạng chịu nhiệt ổn định đến 800C, có độ bền chịu axit và kiềm. Có thể được sản xuất hàng loạt với giá thành thấp. Polyethylen áp suất thấp: Cứng, khó uốn cong Polyethylen áp suất cao: Mềm, dễ uốn cong.
Ứng dụng: PE-áp suất thấp (cứng): Bình chứa, ống dẫn, bồn chứa dung tích lớn, vòng ổ bi (Hình 1). PE-áp suất cao (mềm): Vòi, màng đàn hồi để đóng gói bao bì và co rút bằng nhiệt.

hinh1-ung-dung
 


2.Polypropylen (PP)
Đặc tính: Rất giống PE- Áp suất thấp (cứng), tuy nhiên có thể chịu nhiệt lên đến 1300C mà vẫn không bị biến dạng. Ứng dụng: Các bộ phận trong máy giặt, các bộ phận xe ô-tô, thùng chứa, bình nhiên liệu.
3.Polyvinylchlorid (PVC)
Đặc tính: không màu, bền đối với hóa chất PVC-cứng: Cứng, dai, khó bẻ gãy. PVC-mềm: có tính đàn hồi như cao su mềm hay giống như da động vật. PVC cứng được trộn thêm chất phụ gia gọi là chất làm mềm để chế tạo PVC mềm.
Ứng dụng: PVC cứng: Ống dẫn nước thải, vỏ/khung, khung cửa sổ, van. PVC mềm: simili (da giả), vòi, giày ống cao, găng tay bảo hộ, vỏ bọc dây dẫn điện (Hình 2).

hinh2-ung-dung-pvc
 


4.Polystyren (PS)
Đặc tính: Chất lượng bề mặt cao, có sức bền chịu axit loãng và kiềm. Polystyren nguyên chất rất cứng, giòn và dễ vỡ/gãy khi bị va đập. Polystyren đồng trùng hợp. Tính giòn của polystyren sẽ bị loại bỏ khi được trộn thêm acrynitril, butadien có tính đàn hồi như cao-su hoặc cả hai (các polyme đồng trùng hợp ABS, SAN và ASA). Bằng cách này người ta có được các loại nhựa cứng và dai chịu được va đập. Ứng dụng: Vỏ máy và thiết bị, vỏ bảo vệ ô-tô và các bộ phận được định dạng bằng vật liệu xốp (chất dẻo bọt) (Hình 3).

hinh3-ung-dun
 

Polystyren xốp: Polystyren được tạo xốp bằng chất tạo bọt là vật liệu xốp cứng với cấu trúc có nhiều lỗ rỗng bên trong có tỷ trọng thấp koảng 0,02 kg/dm³ và có tính cách nhiệt tốt. Tên thương mại: Styropor, Hostapor. Ứng dụng: Tấm cách nhiệt, vật liệu đóng gói.
5.Polycarbonate (PC)
Đặc tính: trong và sáng như thủy tinh, không bị khúc xạ. Độ bền cao, dai chịu va đập, không vỡ. bền chịu axit loãng và kiềm. Tính bền nhiệt ít bị biến dạng, ổn định kích thước cao, cách điện tốt, dễ gia công bằng đúc phun. Tỷ trọng ϱ: 1,2 kg/dm³ (trọng lượng nhẹ hơn bằng nửa kính thủy tinh cửa sổ bình thường).

6.Polyme pha trộn
Polyme pha trộn là hỗn hợp của nhiều loại chất dẻokhác nhau (từ tiếng Anh, blend = sự pha trộn). Polyme pha trộn có những đặc tính của từng các chất dẻo riêng rẽ được phối trộn với hau.
Thí dụ: Chất pha trộn ASA + PC là một hỗn hợp chất dẻo từ polyme liên hợp Acrylnitril/Styren/Acrylester
và Polycarbonat. Nó có tính bền không biến dạng đến 1200C, sức bền chống lại ảnh hưởng của thời tiết và oxít hóa (biểu hiện lão hóa), thích hợp tốt cho đúc phun. Ứng dụng: Vỏ/khung, các bộ phận ô tô và bộ phận điện (Hình 1).

hinh1-ung-dung-pole
 

 

7. Polyamide (PA)
Đặc tính: Trắng đục như sữa, có bề mặt bóng nhẵn và khả năng chống mài mòn. Có tính bền chịu hóa chất và dung môi. Cứng và dai, sức bền kéo cao đến 70 N/mm². Ứng dụng: Bánh răng, bạc bợ trục, rế ổ bi, đường ray trượt, vỏ bọc bộ phận hút không khí của ô tô (Hình 2). Sợi polyamid: poyadmid có thể được kéo thành sợi (Perlon, Nylon) có thể dệt ra vải bền chắc, dây buôc, dây thừng.

hinh2-ung-dung-dien-hinh
 


8.Kính acryl (PMMA), Polymethylmethacrylat
Đặc tính: Không màu, trong suốt, bền sáng (không bị ánh sáng làm phai mờ), có thể gia công chế tạo kính quang học. Cứng, dai, khó vỡ, tính bền chịu axit loãng, chất kiềm cũng như ảnh hưởng của môi trường, hòa tan trong một vài loại dung môi. Tỷ trọng ϱ = 1,18 kg/dm³ (trọng lượng nhẹ hơn nửa kính cửa sổ).

hinh3-ung-dung
 


Ứng dụng: Kính bảo hộ, vỏ bọc trong suốt, kính mái nhà, bộ phận cho sản phẩm vệ sinh, đèn chiếu hậu (Hình 3).
9.Polytetraflouretylen (PTFE)
Đặc tính: màu trắng sữa, mềm như sáp, bề mặt có tính trơn trượt, mềm, dễ uốn và dai, chống mài mòn. Có tính bền đối với phần lớn các hóa chất thông thường. Tính bền nhiệt cao: từ -1500C đến +2800C. Tỷ trọng ϱ=2,2 kg/ dm³. Tên thương mại: Hostaflon TF, Teflon.
Ứng dụng: Bạc bợ trục, đường ray trượt dẫn hướng, đệm kín, lớp phủ, dung dịch bôi trơn (Hình 4).

hinh4-ung-dung
 


10.Polyoximetylen (POM)
Đặc tính: màu trắng sữa, bề mặt trơn, chống mài mòn, sức bền cao, độ cứng và độ bền vững cao, độ dai lớn ngay cả ở nhiệt độ thấp, giảm chấn tốt (phù hợp tốt cho khớp khóa nhanh). Tính bền chịu dung môi (Bền kháng dung môi), axit loãng và kiềm, gia công dễ dàng.
Ứng dụng: Bánh răng, các mắt xích, móc cẩu (Hình 5).
11. Polybutylenterephthalat (PBT)
Đặc tính: có màu ngà voi, bề mặt trơn láng và chống mài mòn, độ bền vững cao, không bị biến dạng đến khoảng 1400C. Có tính bền đối với nhiên liệu, chất bôi trơn và dung môi, dễ gia công và có tính cách điện tốt.

 

hinh6-ung-dung-dien-hinh

11.Nhựa nhiệt rắn 

Nhựa nhiệt rắn hoặc là sản phẩm đã hoàn tất để sử dụng (thí dụ vỏ bảo vệ, prôfin, chi tiết được định dạng) hay là dưới dạng bán sản phẩm ở thể lỏng làm nguyên liệu khởi đầu cho các qui trình khác, thí dụ: nhựa cơ bản, nhựa đổ khuôn, keo dán, sơn hoặc chất đệm kín. Các loại bán thành phẩm ở thể lỏng bao gồm các dạng polyme không kết mạng, bằng cách thêm vào chất hóa cứng hoặc dưới áp suất và nhiệt độ nóng, chúng sẽ kết mạng chặt chẽ lại với nhau để cho ra thành phẩm cuối cùng có hình dáng cố định. Người ta gọi quá trình này là sự hóa cứng và các nhựa nhiệt rắn cũng là chất dẻo có thể hóa cứng. Các thành phẩm nhựa nhiệt rắn sẽ hóa cứng khi đổ khuôn. Sau khi hóa cứng, các nhựa nhiệt rắn không thể biến dạng được nữa, bởi vì chúng không hóa mềm khi nung nóng. Do đó chúng cũng không thể hàn được. Thông thường khi nung nóng, các loại nhựa nhiệt rắn có tính ổn định hơn về hình dạng so với nhựa nhiệt dẻo và tùy vào mỗi loại chất dẻo cứng, nhiệt độ có thể lên đến 2200C. Khi nung với nhiệt độ quá lớn chúng sẽ tự phân hủy, không qua giai đoạn mềm. Vì bán thành phẩm có vẻ bề ngoài như dạng nhựa nên người ta cũng gọi chúng là nhựa nhiệt cứng.
12 Nhựa polyeste (UP) không no (chưa bão hòa)
Đặc tính: Không màu, trong như thủy tinh với bề mặt bóng. Nhựa polyeste có nhiều loại, từ cứng và giòn đến dai và dẻo. Ở trạng thái nhựa lỏng có tính bám dính và tính đúc (có thể đổ khuôn được). Có tính bền chịu nhiên liệu cũng như axit loãng và chất kiềm. Ứng dụng: Nhựa nền cho các cấu kiện chất dẻo có gia cường sợi thủy tinh (Hình 1), keo dán kim loại, sơn chống trầy xước, nhựa đổ khuôn cho các mẫu đúc, nguyên liệu (nhựa gốc) cho việc tạo sợi (gia cường).

hinh1-ung-dung-nhua-up
 


13 Nhựa epôxy (EP)
Đặc tính: từ không màu cho đến vàng mật ong. Đàn hồi cứng, có tính dai chống va đập, khả năng dán dính trên kim loại, dễ đúc (có thể đổ khuôn tốt). Tính bền đối với Ứng dụng: Keo dán, sơn và nhựa đúc cũng như chất nhựa kết nối cho nguyên liệu đổ khuôn, lõi cát đúc khuôn và chất dẻo gia cường bằng sợi thủy tinh (Hình 2).

hinh2-ung-dung
 


14 Polyeste và nhựa epôxy gia cường sợi thủy tinh
Một phần lớn các các loại nhựa polyeste và epoxy được gia công làm ra nhựa kết dính với sợi thủy tinh để cho ra các cấu kiện chất dẻo được gia cường bằng sợi thủy tinh (GFK, CFK) (Trang 324).
15 Nhựa Polyuretan (PUR)
Đặc tính: vàng mật ong, trong suốt, được phân theo loại từ đàn hồi cứng và dai đến đàn hồi cao su. Khả năng bám dính tốt, tính bền chịu axit loãng, kiềm, dung dich muối và nhiều loại dung môi, có thể tạo xốp. Ứng dụng: PUR cứng: bạc ổ trục, bánh răng, con lăn. PUR cứng vừa (trung bình): dây đai răng (cu-roa), đệm giảm rung, thanh giảm chấn (thanh giảm xóc) (Hình 3). PUR mềm: vòng đệm kín, vỏ bọc dây cáp. Polyurethan có thể được sử dụng như sơn phủ (sơn DD) hay nhựa đổ khuôn và keo dán (chất dán). Ngoài ra chúng cũng được tạo xốp: tùy theo mật độ kết mạng người ta có vật liệu xốp cứng hoặc xốp mềm, chúng được sử dụng cho vật liệu giảm nhiệt hoặc chất đệm cũng như vật liệu giảm chấn. Người ta ứng dụng bọt xốp tích hợp PUR cho việc phủ lớp bên trong xe ô-tô để giảm va đập (Hình 5, trang 321). Nó có bề mặt trông tương tự như da thuộc với một phần lõi của cấu kiện được tạo xốp và được hoàn thành tích hợp trong một công đoạn. Ứng dụng: vỏ bọc cho bộ phận mang phụ kiện, vô lăng (bánh lái), cửa
.

hinh3-ung-dung-1

III Chất đàn hồi

1.Chất đàn hồi

Chất đàn hồi trong ngôn ngữ bình dân được gọi là cao su (tiếng Anh: rubber, viết tắt là R), phần lớn hình thành từ các polyme liên kết mạng rời (kết nối không bền). Tùy theo mức độ liên kết mạng, ta có loại cao su mềm đến cứng. Đặc tính nổi bật của chúng là có độ đàn hồi cao, ở một số loại lên đến vài trăm phần trăm.
 Cao su thiên nhiên (NR)
Nguyên liệu gốc của cao su thiên nhiên là nhựa của một loại cây ở vùng nhiệt đới. Cao su thiên nhiên có đặc tính đàn hồi và dẻo cao nhất trong trạng thái nguội. Cao su được ứng dụng như là một thành phần trộn vào của các hợp chất cao su làm vỏ xe và các mục đích đặc biệt khác, thí dụ như bong bóng cao su hoặc bọt xốp. Hiện nay phần lớn khối lượng của chất đàn hồi đang sử dụng được sản xuất bằng phương pháp tổng hợp, thí dụ: Cao su styren-butadien, cao su acryl-butadien, cao su chloropren, cao su silicon, cao su polyuretan.
Cao su styrol butadien (SBR)
Đặc tính: Chịu mài mòn tốt, chịu nhiệt, chống lão hóa cao và đàn hồi tốt. Ứng dụng: Cao su SBR là vật liệu cao su được sử dụng nhiều nhất cho các ứng dụng thông thường (Hình 1). Phần lớn được đưa vào trong sản xuất vỏ xe. Hỗn hợp cao su điển hình gồm các thành phần pha trộn bên SBR là phớt trục quay, vòng đệm kín cho píttông (măng xét), đệm lót bằng cao su.

hinh1-ung-dung-1


 


Cao su silicon (SIR)
Đặc tính: Màu trắng sữa, không thấm nước và keo dán. Tùy phương pháp chế tạo ta có được từ đàn hồi cứng đến đàn hồi mềm. Bền đối với dầu bôi trơn, không bền đối với axitkhuôn đổ chất dẻo, chất trám các mối nối, vòng đệm kín (Hình 2). Dạng dung dịch: sơn cách ly, sơn chống thấm.

hinh2-cac-loai-vong-dem-cao-su


 


Nhựa đàn hồi dẻo chịu nhiệt polyurethanPUR (T)
Nhờ đặc tính biến dạng nhựa nhiệt đàn hồi, người ta có thể sản xuất các biến dạng bằng phương pháp gia công đúc phun và ép đùn với giá hợp lý.
Đặc tính: Chống mài mòn cao, bền đối với hóa chất, có các độ cứng khác nhau.
Ứng dụng: PUR (T) đàn hồi cứng được dùng để chế tạo con lăn, bánh răng, giày trượt tuyết, PUR (T) đàn hồi mềm được dùng để chế tạo vỏ bọc dây cáp, các loại vòi, măng xét đệm kín (Hình 3)

hinh3-cac-cau-kien


IV Kiểm tra tham số chất dẻo

1.Tham số cơ học
Thí nghiệm kéo của chất dẻo được thực hiện với các dụng cụ kiểm tra và theo cùng quá trình tương tự như đối với kim loại (trang 291). Người ta dùng thanh mẫu làm vật kiểm tra và đo lực kéo và chiều dài bị giãn ra. Các tham số này được biểu diễn trên một biểu đồ ứng suất-biến dạng (Hình 1). Từ đó người ta đọc được các tham số cơ học: Độ bền kéo σB, ứng suất chảy σs (nếu có) và độ giãn dài giới hạn εR

 

hinh1-bieu-hien-bien-dang
 

Dựa theo sự biến dạng người ta phân biệt 3 loại chất dẻo:
• Chất dẻo cứng vững như polystyren, PVCcứng hoặc PMMA ➀. Tham số quan trọng nhất là độ bền kéo σB.
• Chất dẻo cứng nhưng uốn được (linh động) diễn đạt với ứng suất chảy σs một
cách rõ rệt, thí dụ: polyethylen cứng hay poly amid ➁
• Chất dẻo đàn hồi như cao su với độ giãn dài giới hạn lớn ϵR (độ giãn dài tới đứt ϵR),
thí dụ: Cao su styren-butadien hoặc polyethylen mềm ➂ Một tham số khác cũng quan trọng là mođun đàn hồi E, nói lên chỉ số bền vững (độ cứng) của vật liêu. Nó là tỷ số của ứng suất và độ giãn (E = σ/ ϵ) và là độ dốc của đường biểu diễn ứng suất-biến dạng lúc bắt đầu (Hình 1). Độ cứng của chất dẻo được kiểm tra hoặc bằng phương pháp nén bi (phương pháp đo độ cứng theo
vết ấn của bi) (tương tự như kiểm tra độ cứng HRB Rockwell, trang 295) hoặc phương pháp đo độ cứng
qua vết xuyên nhọn theo Shore. Độ rão của chất dẻo, nghĩa là sự biến dạng tăng tiến chậm ngay cả khi chịu lực thấp nhưng kéo dài, được kiểm tra bằng thử nghiệm kéo biến dạng với lực kéo không đổi trong thời gian dài. Với thí nghiệm này, mẫu thí nghiệm chất dẻo chịu tải trong nhiều tuần thậm chí nhiều tháng với ứng suất kéo cố định và kích thước độ giãn qua đó được đo lại.
2.Tham số cho tính bền dạng (độ ổn định kích thước) ở nhiệt độ cao
Nhiệt độ hóa mềm Vicat (điểm biến dạng, điểm hóa mềm) dùng để ước tính nhiệt độ giới hạn trên cho phép trong thời gian ngắn, dưới tác động của một lực nhất định mà không có sự biến dạng. Để kiểm tra, một cây đinh thép có tiết diện 1mm² được nén với một lực 50 N lên một mẫu chất dẻo (Hình 2). Mẫu được đặt trong một buồng gia nhiệt, trong đó nhiệt độ được tăng dần với tốc độ gia nhiệt 500C/giờ. Tại nhiệt độ mà đinh thép đâm sâu vào 1mm, người ta gọi đó là nhiệt độ hóa mềm Vicat VST B/50. Sau 20000 giờ (khoảng 2,3 năm) độ bền của chất dẻo giảm xuống còn 50% ban đầu tại nhiệt độ sử dụng thì nhiệt độ đó được gọi là nhiệt độ sử dụng lâu dài (dài hạn).

hinh2-kiem-tra-nhiet
 


3.Các thuộc tính chất dẻo đặc biệt
Với những phương pháp kiểm tra đặc biệt, các đặc tính sau đây của chất dẻo được kiểm tra:
• Dễ bắt lửa và dễ bốc cháy.
• Sức bền chịu ảnh hưởng thời tiết, lão hóa và hóa chất.
• Khả năng trượt với các loại chất dẻo khác.
• Hóa giòn ở nhiệt độ thấp.
• Khả năng cách điện.
• Hấp thụ nước khi được ngâm trong nước.

4.Độ bền kéo, ứng suất chảy (giới hạn chảy)
Các đường biểu diễn đặc trưng tương ứng với các loại chất dẻo khác nhau (Hình 1). Các loại chất dẻo cứng chắc như Polyamid (PA), Polycarbonat (PC), Acryglas (PMMA) và các loại copolyme polystyren (polstyren đồng trùng hợp) (loại ABS) có độ bền kéo hoặc ứng suất chảy từ 50 N/mm² đến 40 N/mm². Các loại chất dẻo ít cứng hơn như polyethylen (PE) và polyurethan (PUR-T) có trị số từ 30 N/mm² đến 40 N/mm². So sánh những trị số độ bền kéo này với thép đủ loại từ 300 N/mm² đến 1500 N/mm², ta nhân ra chất dẻo chỉ thích hợp cho các cấu kiện chịu tải thấp. Được sự gia cường với sợi thủy tinh hoặc sợi carbon dai cứng ta có được chất dẻo gia cường có độ bền kéo tương tự như thép không có hợp kim (thép carbon).

hinh1-bieu-do-ung-suat
 


5.Độ cứng vững (độ bền vững, độ giòn, độ rn)
Môđun đàn hồi, nói lên đặc tính bền vững về hình dạng của một vật liệu, có trị số từ 500 N/mm² đến 3500 N/mm² của nhiều loại chất dẻo khác nhau ở nhiệt độ thường (Hình 2). Thông thường trị số này sẽ giảm mạnh khi nhiệt độ gia tăng. So sánh với thép có trị số môđun đàn hồi E = 210000 N/mm², như thế người ta nhận ra được độ cứng vững của các loại chất dẻo nhỏ hơn một cách cơ bản. Vì thế chất dẻo không gia cường không phù hợp được cho việc chế tạo các bộ phận phải chịu tải cơ học cao. Chất dẻo gia cường, thí dụ như Polyamid được gia cường bằng sợi thủy tinh (GFPA), có một trị số môđun đàn hồi cao hơn rõ rệt và như thế có độ rắn cao hơn. Chúng cũng có tính chống rão cao, kết hợp với tỷ trọng thấp khoảng 2 kg/dm³, vật liệu này thích hợp để chế tạo kết cấu nhẹ có sức chịu tải lớn (chế tạo ô tô và phi cơ).

hinh2-su-le-thuoc
 


6.Tính bền ở nhiệt độ cao
Nhiệt độ hóa mềm Vicat, có tính quyết định cho việc sử dụng ngắn hạn của chất dẻo chỉ ra một băng thông sử dụng cho các loại chất dẻo khác nhau. Trong khi PVC giữ được ổn định kích thước chỉ đến gần khoảng 700C, polyamid lại giữ được hình dạng ổn định (có độ bền dạng) đến khoảng 2000C (Hình 3). Khi sử dụng lâu dài, ngay cả với các loại chất dẻo có khả năng giữ hình dáng ổn định tốt, vẫn phải giới hạn việc sử dụng ở nhiệt độ sử dụng dài hạn đặc trưng. Thí dụ như polyamid có nhiệt độ sử dụng dài hạn đặc trưng là khoảng 1300C (Hình 3).

hinh3-do-ben-nhiet

 


Chat hỗ trợ
Chat ngay