NHỰA NHIỆT DẺO LÀ GÌ? (ĐỊNH NGHĨA VÀ VÍ DỤ)

Nhựa nhiệt dẻo là một loại polyme có thể được làm mềm bằng cách nung nóng và sau đó được xử lý bằng các phương pháp như ép đùn, ép phun, ép nhiệt và đúc thổi.

Nhựa nhiệt dẻo cứng lại sau khi được làm mát và không có bất kỳ thay đổi nào về tính chất hóa học sau khi được làm nóng và làm mát nhiều lần, khiến chúng có thể tái chế dễ dàng.

Nhựa nhiệt dẻo vô định hình và bán tinh thể

Nhựa nhiệt dẻo được tạo ra bằng cách nối các phân tử nhỏ, được gọi là monome, lại với nhau để tạo thành chuỗi dài bằng một quá trình gọi là trùng hợp. Một chuỗi polyme đơn lẻ có thể được tạo ra từ hàng nghìn monome. Các nguyên tử trong chuỗi polymer được nối với nhau bằng liên kết cộng hóa trị mạnh, trong khi lực giữa các chuỗi yếu.

Tùy thuộc vào loại monome, chuỗi polymer có thể có các nhánh phụ. Nếu một chuỗi polyme chỉ có một vài nhánh bên ngắn thì các chuỗi này có thể tạo thành các vùng kết tinh, có trật tự, được gọi là spherulit. Tuy nhiên, nếu chuỗi có nhiều nhánh bên lớn thì không thể hình thành các vùng có trật tự và polyme là vô định hình. Ví dụ về polyme vô định hình là polystyren (PS), polyvinyl clorua (PVC) và acrylonitrile-butadien-styren (ABS). Ngay cả đối với các polyme có vùng kết tinh, luôn có một số vùng vô định hình giữa các tinh thể, vì vậy các polyme này được gọi là bán kết tinh. Ví dụ về polyme bán tinh thể là polyetylen (PE), polyamit (PA) và polypropylen (PP). Đối với polyme bán tinh thể, khi nhiệt độ tăng,

Nhựa vô định hình được sử dụng cho các ứng dụng yêu cầu độ rõ quang học do ánh sáng bị tán xạ bởi các tinh thể. Tuy nhiên, những loại nhựa vô định hình này ít có khả năng chống lại sự tấn công của hóa chất và sự nứt do áp lực môi trường do thiếu cấu trúc tinh thể.

Trước khi một polyme nhiệt dẻo có thể được sử dụng, nó thường được trộn với các chất phụ gia, chẳng hạn như chất ổn định, chất làm dẻo, chất bôi trơn, chất chống cháy và chất tạo màu, để cải thiện chức năng, độ ổn định hoặc hình thức của polyme. Ví dụ, chất ổn định được thêm vào để giảm sự xuống cấp do ánh sáng mặt trời hoặc nhiệt và chất làm dẻo có thể được thêm vào để tăng tính linh động của các phân đoạn chuỗi vô định hình, làm giảm nhiệt độ chuyển hóa thủy tinh và giảm độ giòn.

Thuận lợi

Ưu điểm của nhựa nhiệt dẻo bao gồm:

dễ dàng tái chế
Nhiều tính chất cơ học
Trọng lượng nhẹ so với kim loại
Bề mặt hoàn thiện vượt trội về mặt thẩm mỹ so với keo nhiệt rắn
Kháng hóa chất tốt
Xử lý tiết kiệm năng lượng

Nhược điểm / Hạn chế

Mặc dù có nhiều ưu điểm nhưng cũng có một số hạn chế liên quan đến nhựa nhiệt dẻo. Do nhiệt độ nóng chảy thấp so với kim loại, nhựa nhiệt dẻo không phù hợp để sử dụng cho một số ứng dụng nhiệt độ cao. Ngoài ra, một số nhựa nhiệt dẻo dễ bị rão khi chịu tải trọng dài hạn.

Ví dụ và ứng dụng

Nhựa nhiệt dẻo có nhiều loại với các ứng dụng độc đáo của riêng chúng. Ví dụ về polyme nhiệt dẻo bao gồm:

1. Polyetylen

Polyethylene là loại nhựa được sử dụng phổ biến nhất trên thế giới. Trên thực tế, đây là một họ vật liệu có mật độ và cấu trúc phân tử khác nhau, mỗi loại có ứng dụng riêng. Các tên thương mại bao gồm Alathon, Borstar, Dowlex, Eltex, Finathene, Hostalen, Lacqtene, Lupolen, Rigidex và Vestolen A. Mạnh mẽ và chống lại hầu hết các hóa chất, polyetylen có trọng lượng phân tử cực cao (UHMWPE) được sử dụng để sản xuất các bộ phận máy chuyển động, ổ trục, bánh răng , khớp nhân tạo và áo chống đạn. Nhựa tổng hợp tỷ trọng cao (HDPE) được sử dụng để sản xuất các vật dụng như thùng hóa chất, ống dẫn khí đốt và nước, đồ chơi, chai dầu gội đầu và hộp đựng bơ thực vật. Polyethylene mật độ trung bình (MDPE) được sử dụng cho đường ống dẫn khí và nước, màng đóng gói và lớp lót ao. Polyetylen mật độ thấp tuyến tính (LLDPE) được sử dụng cho túi nhựa, màng co/giãn và bao bì thực phẩm.

2. Polypropylen

Polypropylene là loại polymer hàng hóa được sử dụng rộng rãi thứ hai trên thế giới. Nó được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp để tạo ra các mặt hàng bao gồm hộp đựng thực phẩm có thể tái sử dụng, sản phẩm vệ sinh, thiết bị y tế chịu nhiệt, dây thừng, thảm, ắc quy ô tô, cáp cách điện, thùng đựng và thậm chí cả tiền giấy! Tên thương mại bao gồm Adstif, Clyrell, Hifax, Hostalen, Inspire, Isoplen, Moplen, Novolen và Vestolen.

Kết thúc vòng đời tái chế Polypropylene

TWI đã điều phối dự án ISOPREP hợp tác do châu Âu tài trợ, nhằm mục đích khai thác một dung môi ion mới được cấp bằng sáng chế để hòa tan có chọn lọc polypropylene có trong thảm thải, tạo ra một con đường dẫn đến tái chế polypropylene cuối vòng đời rộng hơn.

Khi bắt đầu dự án, chỉ 1% polypropylene được tái chế, phần còn lại được đưa đến bãi rác, nơi nó có thể gây ô nhiễm đất hoặc biển. Tái chế không chỉ giúp ngăn ngừa ô nhiễm như vậy mà còn ngăn chặn nhu cầu sản xuất các sản phẩm PP mới và tác động môi trường liên quan mà việc này gây ra.

3. Polyvinyl clorua

Cứng, nhẹ và kháng axit và bazơ, polyvinyl clorua (PVC), còn được gọi là nhựa vinyl, được ngành xây dựng sử dụng cho các hạng mục bao gồm ống nước, ống thoát nước, máng xối và tấm lợp. Tên thương mại bao gồm Astraglas, Benvic, Vestolit và Vinnolit.

PVC cũng có thể được làm mềm dẻo hơn với việc bổ sung chất làm dẻo, nơi nó được sử dụng cho ống mềm, ống dẫn, vật liệu cách điện, quần áo, vải bọc và các sản phẩm bơm hơi như đệm nước và đồ chơi bể bơi. Tên thương mại bao gồm, Acvitron và Lifolit.

4. Poly(etylen terephtalat)

Poly (ethylene terephthalate) (PET) hoặc polyester có sự kết hợp tốt giữa các tính chất cơ học và nhiệt, kháng hóa chất và ổn định kích thước. Nó được sử dụng để đựng chất lỏng, đặc biệt là nước ngọt có ga, hộp đựng thực phẩm và ở dạng sợi dùng để đựng quần áo. Nó là polymer được tái chế nhiều nhất trên toàn thế giới. Tên thương mại bao gồm Dacron, Eastapak, Rynite và Terylene.

5. Polyamit

Polyamide (PA) còn được biết đến với tên thương mại là Nylon, Akromid, Akulon, Grilamid, Grilon, Rislan và Ultramid. Ban đầu nó được sử dụng để thay thế cho lụa khi sản xuất các mặt hàng như áo chống đạn, dù và tất. Sợi nylon cũng được sử dụng cho vải, thảm, dây thừng và dây cho nhạc cụ. Nó cũng được sử dụng cho vít máy, bánh răng và vỏ dụng cụ điện.

6. Polystyren

Polystyrene (PS), còn được biết đến với tên thương mại là Styron và Vampstyr, được sản xuất ở các dạng khác nhau phù hợp cho các ứng dụng khác nhau. Nó được sử dụng để chế tạo các vật dụng như dao kéo dùng một lần, hộp đựng đĩa CD và DVD và vỏ máy dò khói. Bọt polystyrene mở rộng (EPS), còn được gọi với tên thương mại là Styropor, được sử dụng làm vật liệu cách nhiệt và đóng gói và bọt polystyrene ép đùn (XPS), còn được gọi với tên thương mại là Styrofoam, được sử dụng cho các mô hình kiến trúc và cốc uống nước. Ở những nơi khác, copolyme polystyrene được sử dụng để sản xuất đồ chơi và vỏ bọc sản phẩm.

7. Acrylonitrile-butadien-styren

ABS, còn được biết đến với tên thương mại Cycolac và Ensidur, là một loại polymer nhẹ có khả năng chống va đập và độ bền cơ học cao so với hầu hết các loại nhựa nhiệt dẻo và được sử dụng rộng rãi trong các sản phẩm tiêu dùng hàng ngày như đồ chơi và điện thoại.

8. Polycacbonat

Polycarbonate (PC) còn được biết đến với các tên thương mại bao gồm arcoPlus, Lexan, Makroclear và Makrolon. Dễ tạo khuôn và tạo hình nhiệt, nó được sử dụng trong nhiều ứng dụng trong ngành y tế, xây dựng, điện tử, ô tô và hàng không vũ trụ, bao gồm kính an toàn, kính chống đạn, đĩa CD và DVD, thấu kính đèn pha ô tô và mũ bảo hộ.

9. Poly(metyl metacryit)

Poly(metyl metacryit) (PMMA) hoặc acrylic, còn được biết đến với tên thương mại Acrylite, Altuglas, Lucite, Oroglas, Perspex và Plexiglas. Nó được sử dụng rộng rãi để thay thế cho thủy tinh trong bể cá, cửa sổ máy bay, tấm che mũ bảo hiểm xe máy và cho các thấu kính trên đèn ô tô bên ngoài. Acrylic cũng được sử dụng làm biển báo, thấu kính mắt và xi măng xương dùng trong y tế, cũng như trong sơn, nơi các hạt PMMA lơ lửng trong nước.

10. Polyoxymetylen

Thể hiện độ cứng cao, ổn định kích thước tốt và ma sát thấp, polyoxymethylene (POM), còn được gọi là acetal, polyacetal và polyformaldehyde, được sử dụng cho các bộ phận đòi hỏi độ chính xác cao, chẳng hạn như vòng bi, bộ phận van, bánh răng và các bộ phận điện, và cũng được biết đến với tên thương mại Celcon, Delrin, Duracon, Hostaform, Kepital và Ramtal.

11. Poly(axit lactic)

Có nguồn gốc từ các nguồn tài nguyên tái tạo như bột củ cải đường, tinh bột ngô, khoai tây chiên, mía và củ sắn, poly(axit lactic) (PLA) là một loại nhựa nhiệt dẻo có thể phân hủy được. Nó được sử dụng trong bộ đồ ăn, bao bì thực phẩm và sản xuất bồi đắp (in 3D). Tên thương mại bao gồm Bio-Flex, Fozeas và Ingeo.

12. Poly(phenylen oxit)

Poly(phenylene oxide (PPO) mang lại một loạt các đặc tính hấp dẫn, bao gồm độ bền va đập cao, biến dạng nhiệt và ổn định hóa học đối với các axit hữu cơ và khoáng chất. Nó cũng cung cấp khả năng hấp thụ nước thấp, nhưng có thể khó sử dụng do nhiệt độ xử lý cao . Các loại nhựa thương mại, chẳng hạn như Noryl, pha trộn PPO với polystyrene tác động cao (HIPS) để giảm nhiệt độ xử lý, giúp quá trình xử lý dễ dàng hơn. Các ứng dụng bao gồm linh kiện điện và linh kiện máy giặt.

13. Polytetrafluoroetylen

Polytetrafluoroetylen (PTFE) thuộc loại nhựa nhiệt dẻo được gọi là fluoropolyme, và còn được biết đến với tên thương mại là Teflon, Dyneon, Fluon và Hostaflon. Nó có một trong những hệ số ma sát thấp nhất so với bất kỳ chất rắn nào đã biết và nổi tiếng với việc sử dụng nó trên dụng cụ nấu chống dính. Nó cũng được sử dụng làm chất bôi trơn để giảm mài mòn do ma sát giữa các bộ phận trượt như bánh răng, ổ trục và ống lót. Bởi vì nó trơ về mặt hóa học, nó cũng được sử dụng cho các đường ống và thùng chứa tiếp xúc với hóa chất phản ứng.

14. Poly(vinylidene florua)

Poly(vinylidene fluoride) (PVDF) là một thành viên khác của họ fluoropolymer. Nó còn được biết đến với tên thương mại là Kynar, Hylar và Solef, và được biết đến với tính trơ và kháng hóa chất, được sử dụng cho các tấm và ống kỹ thuật cũng như để tạo ra bột và chất phủ. PVDF cũng được sử dụng rộng rãi trong ngành hóa chất cho đường ống vận chuyển hóa chất mạnh và chất lỏng có độ tinh khiết cao.

15. Polyetheretherketone

Polyetheretherketone (PEEK) là một loại nhựa nhiệt dẻo hiệu suất cao được sử dụng cho nhiều ứng dụng kỹ thuật, bao gồm vòng bi, máy bơm, van và thiết bị cấy ghép y tế, nhờ khả năng chống mài mòn tốt và khả năng bắt lửa thấp cũng như ít phát thải khói hoặc khí độc. Tên thương mại bao gồm Victrex và Vestakeep.

16. Poly(phenylen sunfua)

Poly(phenylene sulphide) (PPS) mang lại khả năng kháng hóa chất, tính chất điện, khả năng chống cháy và độ trong suốt vượt trội đối với bức xạ vi sóng cũng như hệ số ma sát thấp. Những đặc tính này có nghĩa là, khi ép phun hoặc nén được đúc ở nhiệt độ đủ cao để tạo ra các liên kết chéo, PPS cũng có thể được sử dụng để chế tạo dụng cụ nấu nướng, ổ trục và các bộ phận máy bơm phù hợp với môi trường ăn mòn. Tên thương mại bao gồm Torelina và Ryton.

17. Polyetherimide

Với nhiệt độ biến dạng nhiệt cao, mô đun và độ bền kéo, polyetherimide (PEI) được sử dụng trong các bộ phận điện và điện tử hiệu suất cao, kể cả cho ngành công nghiệp ô tô, cũng như trong các mặt hàng tiêu dùng như dụng cụ nấu vi sóng. Tên thương mại bao gồm Ultem.

18. Polyethersulfone

Polyethersulfone (PESU, PES) có tính ổn định thủy phân, oxy hóa và nhiệt cao cũng như khả năng chống kiềm, dung dịch muối, axit từ khoáng chất, dầu và mỡ tốt. Ứng dụng bao gồm các thành phần y tế, màng tách khí và hộp đựng thực phẩm từ tủ đông đến lò vi sóng. Tên thương mại bao gồm Ultrason và Veradel.

19. Polybenzimidazol

Polybenzimidazole (PBI), còn được biết đến với tên thương mại bao gồm Celazole và Duratron, có điểm nóng chảy rất cao so với các loại nhựa nhiệt dẻo khác và cho thấy tính ổn định nhiệt và hóa học tuyệt vời. Tính ổn định, khả năng giữ, độ cứng và độ dẻo dai tuyệt vời của PBI ở nhiệt độ cao đã cho phép nó được sử dụng làm quần áo chữa cháy, bộ quần áo không gian cho phi hành gia, găng tay bảo hộ, quần áo hàn, vải dán tường cho máy bay và màng trong pin nhiên liệu.

Câu hỏi thường gặp

Nhựa nhiệt dẻo có thể tái chế được không?

Nhựa nhiệt dẻo có thể tái chế dễ dàng vì chuỗi polyme không bị phân hủy khi đun nóng. Vì các liên kết hóa học trong chuỗi vẫn còn nguyên vẹn trong khi các liên kết yếu hơn giữa các chuỗi polyme bị phá vỡ nên nhựa nhiệt dẻo có thể được nấu chảy và tái sử dụng nhiều lần.

Nhựa nhiệt dẻo có an toàn không?

Hầu hết các loại nhựa nhiệt dẻo đều an toàn khi sử dụng như dự định. Tuy nhiên, đã có những lo ngại về PVC vì monome vinyl clorua (VCM) được sử dụng trong sản xuất. Tuy nhiên, các phương pháp sản xuất hiện đại có nghĩa là việc giải phóng VCM rất thấp trong khi lượng VCM còn lại trong polyme thấp đến mức không thể phát hiện được.

Nhựa nhiệt dẻo có thể phân hủy sinh học không?

Hầu hết các loại nhựa nhiệt dẻo không thể phân hủy sinh học. Tuy nhiên, một số loại nhựa nhiệt dẻo, chẳng hạn như poly(axit lactic) (PLA), poly(vinyl alcohol) (PVAL, PVOH) và polyhydroxyalkanoat (PHAs).

Nhựa nhiệt dẻo có giòn không?

Dưới nhiệt độ chuyển hóa thủy tinh (Tg), nhựa nhiệt dẻo giòn và biến dạng do biến dạng đàn hồi. Tuy nhiên, khi ở trên Tg của chúng, nhựa nhiệt dẻo dễ uốn và biến dạng chủ yếu thông qua biến dạng dẻo. Vì vậy, nói tóm lại, nhựa nhiệt dẻo chuyển từ giòn sang dẻo khi chúng được nung nóng thông qua Tg của chúng.

Nhựa nhiệt dẻo có thể được Remoulded?

Nhựa nhiệt dẻo có thể được đúc lại nhiều lần bằng cách nung nóng và sau đó biến đổi chúng thành các hình dạng mới.

Nhựa nhiệt dẻo có thể tan chảy?

Nhựa nhiệt dẻo bán tinh thể tan chảy ở một nhiệt độ cụ thể khi các vùng tinh thể của chúng chuyển sang một sự sắp xếp ngẫu nhiên. Điểm nóng chảy này là khác nhau đối với các loại nhựa nhiệt dẻo khác nhau. Nhựa nhiệt dẻo vô định hình không có cấu trúc trật tự và do đó không nóng chảy; chúng có nhiệt độ chuyển tiếp thủy tinh, dưới đó vật liệu giòn và khi nhiệt độ tăng lên, vật liệu mềm ra và trở nên dẻo hơn.

Nhựa nhiệt dẻo có thể được sơn?

Nhựa nhiệt dẻo có thể được sơn để tạo ra một bề mặt hoàn thiện khác. Tuy nhiên, bạn sẽ cần sử dụng đúng loại sơn để nó không phản ứng với bất kỳ lớp phủ polyme nào và gây bạc màu cũng như giảm khả năng chống chọi với thời tiết. Sơn gốc acrylic, kể cả sơn phun, là một lựa chọn tốt để sơn nhựa nhiệt dẻo.

Nhựa nhiệt dẻo có thể hàn được không?

Nhựa nhiệt dẻo có thể được hàn bằng nhiều kỹ thuật khác nhau. Bạn có thể tìm hiểu thêm về hàn nhựa nhiệt dẻo tại đây .

Phần kết luận

Nhựa nhiệt dẻo là các polyme có thể được làm mềm bằng cách nung nóng trước khi được xử lý và sau đó để nguội và cứng lại. Sau khi được làm nguội, chúng không có thay đổi về tính chất hóa học, nghĩa là chúng có thể được nấu chảy lại và tái sử dụng nhiều lần.

Có nhiều loại nhựa nhiệt dẻo, mỗi loại có các ứng dụng và đặc tính riêng biệt, bao gồm khả năng chống dính, dai, dẻo, v.v.

Nhựa nhiệt dẻo được tổng hợp từ nhiều loại vật liệu khác nhau, bao gồm các nguồn tài nguyên có thể tái tạo và phân hủy sinh học như củ cải đường, và được sử dụng trong các ngành công nghiệp bao gồm xây dựng, hàng không vũ trụ, ô tô, điện tử, đường sắt, dầu khí và năng lượng, cũng như cho một phạm vi rộng lớn. hàng tiêu dùng và hàng nội địa.

CÔNG TY CỔ PHẦN DIMEC

Hotline: 0966.92.0404

Email: info@dimec.vn

Website: dimec.vn

Trụ sở chính: Số 285 Phúc Lợi, P. Phúc Lợi, Q. Long Biên, TP. Hà Nội

CN Đà Nẵng: Lô 11, Khu A4, đường Nguyễn Sinh Sắc, P. Hòa