Bài giảng Công nghệ vật liệu đại cương - Vật liệu polymer

Vꢃt liꢄu polymer trong ñꢅi sꢆng  
CÔNG NGHꢀ VꢁT LIꢀU  
ðꢂI CƯƠNG  
VꢁT LIꢀU POLYMER  
2
4
6
Các ꢇng dꢈng polymer  
Các ꢇng dꢈng polymer  
ꢀChꢀt dꢁo: 2 loꢉi  
• nhiꢄt dꢊo (thermoplastic)  
• nhiꢄt rꢋn (thermosetting)  
ꢀCao su: mꢉch polymer  
thꢌng, có liên kꢍt ngang  
và ñꢎ ñàn hꢏi cao  
ꢀSꢂi: có thꢐ kéo thành  
sꢑi chꢒ dài.  
ꢀChꢀt kꢃt dính: dùng  
kꢍt dính các bꢓ mꢔt cꢕa  
2 vꢃt liꢄu rꢋn  
PA (nylon), PEs (dacron),  
PAN (sꢑi acrylic)  
3
Các ꢇng dꢈng polymer  
Polymer  
ꢀXꢄp (foams): chꢇa các  
lꢖ rꢖng nhꢗ  
ꢀMàng (films): có bꢓ  
dày 0,025 ꢘ 0,125 mm  
dùng sꢙn phꢚm bao bì  
ꢁ poly = nhiꢓu  
meros = phꢛn  
ꢁ Polymer là hꢑp chꢜt cao phân tꢝ mà cꢜu  
trúc cꢕa nó là tꢃp hꢑp nhiꢓu ñơn vꢞ cꢜu  
trúc có tính lꢃp lꢉi.  
ꢁ Các ñơn vꢞ này liên kꢍt nhau bꢟi liên kꢍt  
cꢎng hóa trꢞ.  
5
Thuꢃt ngꢠ  
Cꢜu trúc mꢎt sꢆ polymer  
ꢁ Monomer  
ꢁ Dimer  
: cꢜu trúc 1 ñơn vꢞ  
: cꢜu trúc 2 ñơn vꢞ  
: cꢜu trúc 3 ñơn vꢞ  
: cꢜu trúc 4 ñơn vꢞ  
: cꢜu trúc mꢎt sꢆ ñơn vꢞ  
: cꢜu trúc nhiꢓu ñơn vꢞ  
ꢁ Trimer  
ꢁ Tetramer  
ꢁ Oligomer  
ꢁ Polymer  
ꢁ Preꢘpolymer : cꢜu trúc sơ khꢟi ñꢐ tꢉo polymer  
7
8
Hình dꢉng phân tꢝ polymer  
Phân loꢉi polymer – Nguꢏn gꢆc  
ꢀPolymer thiên nhiên:  
gꢖ, cao su, cotton, len,  
da, tơ  
ꢀPolymer tꢅng hꢂp: PE,  
PP, PVC, PS, PET  
9
10  
Phân loꢉi polymer – Cꢜu trúc  
Phân loꢉi polymer – Cꢜu trúc  
ꢁ Polymer mꢉch thꢌng  
(có nhánh hoꢔc không)  
Polyethylene  
ꢁ Nhꢡa nhiꢄt dꢊo, cao su  
chưa lưu hóa  
ꢁ Polymer mꢉng lưꢢi hay  
mꢉng không gian  
Mꢉng lưꢢi  
2D  
ꢁ Nhꢡa nhiꢄt rꢋn, cao su  
lưu hóa  
Mꢉng không  
gian 3D  
11  
12  
Phân loꢉi polymer – Cꢜu trúc  
Phân loꢉi polymer – Cꢜu trúc  
Nhꢡa phenolic  
polyisoprene  
Cao su thiên nhiên  
lưu hóa  
13  
15  
17  
14  
ðꢏng phân lꢃp thꢐ  
ꢁ Tính chꢜt tactic  
ðꢏng phân lꢃp thꢐ  
ꢁ Tính chꢜt tactic  
ꢁ Isotactic: nhóm R nꢣm  
mꢎt bên mꢉch phân tꢝ  
ꢁ Biꢐu thꢞ sꢡ sꢋp xꢍp cꢕa các nhóm thꢍ quanh  
mꢉch chính cꢕa polymer.  
ꢁ ðꢎ tactic liên quan ñꢍn ñꢎ kꢍt tinh.  
ꢁ Syndiotactic: nhóm R  
nꢣm thay ñꢤi tuꢛn tꢡ  
hai bên mꢉch phân tꢝ.  
ꢁ Atactic: nhóm R nꢣm  
thay ñꢤi ngꢥu nhiên  
16  
ðꢏng phân hình hꢦc  
Tính chꢜt cꢕa polymer nhiꢄt dꢊo  
18  
Tính chꢜt cꢕa polymer nhiꢄt rꢋn  
Tính chꢜt cꢕa cao su  
19  
20  
22  
24  
ðiꢓu chꢍ polymer  
Các phương pháp chꢍ tꢉo  
Crude Oil or Natural Gas  
ꢁ Phương pháp trùng hꢑp  
ꢁ Phương pháp trùng ngưng  
ꢁ Phương pháp biꢍn tính  
ꢁ Phương pháp trꢎn hꢑp  
Petroleum Products  
Monomer  
Polymer  
Polymerization  
Monomer  
Polymer  
21  
ADDITION POLYMERIZATION  
(CHAIN POLYMERIZATION)  
Phương pháp trùng hꢑp  
ꢁ Kꢍt hꢑp mꢎt sꢆ lꢢn phân tꢝ mà không  
tách ra các sꢙn phꢚm phꢈ  
ꢁ Phꢙn ꢇng trùng hꢑp là phꢙn ꢇng cꢕa phân  
tꢝ không no  
23  
Phương pháp trùng hꢑp  
Phương pháp trùng hꢑp  
ꢁ Cơ chꢍ phꢙn ꢇng trùng hꢑp  
ꢁ Các giai ñoꢉn phꢙn ꢇng trùng hꢑp  
ꢁ Gꢆc tꢡ do: chꢜt khơi mào có thꢐ là các  
peroxid, azo, diazo ....  
ꢁ Khơi mào: ñòi hꢗi năng lưꢑng cao, xꢙy ra  
chꢃm  
ꢁ Ion: chꢜt khơi mào có thꢐ là các xúc tác AlCl3,  
BF3, SnCl4, kim loꢉi kiꢓm, kiꢓm thꢤ, acid, chꢜt  
cơ kim, chꢜt phꢇc ...  
ꢁ Phát triꢐn mꢉch: năng lưꢑng hoꢉt hóa nhꢗ,  
xꢙy ra nhanh  
ꢁ Ngꢋt mꢉch: năng lưꢑng hoꢉt hoá nhꢗ, tꢆc ñꢎ  
cao  
25  
26  
Phương pháp trùng hꢑp  
Phương pháp trùng hꢑp  
27  
28  
Phương pháp trùng hꢑp  
Phương pháp trùng hꢑp  
Phꢙn ꢇng trùng hꢑp gꢆc tꢡ do cꢕa ethylene  
Khơi mào  
29  
30  
Phương pháp trùng hꢑp  
Phương pháp trùng hꢑp  
Phꢙn ꢇng trùng hꢑp gꢆc tꢡ do cꢕa ethylene  
Phát triꢐn mꢉch  
Phꢙn ꢇng trùng hꢑp gꢆc tꢡ do cꢕa ethylene  
Ngꢋt mꢉch  
31  
33  
35  
32  
34  
36  
Phương pháp trùng hꢑp  
Phương pháp trùng hꢑp  
Các monomer ñiꢐn hình  
Phꢙn ꢇng trùng hꢑp gꢆc tꢡ do cꢕa ethylene  
Ngꢋt mꢉch  
Phương pháp trùng hꢑp  
Phương pháp trùng hꢑp  
Trùng hꢂp anion  
Trùng hꢂp anion  
Chꢜt khơi mào:  
Giai ñoꢉn khơi mào:  
Quá trình thành lꢃp mꢎt carbanion:  
Phương pháp trùng hꢑp  
Phương pháp trùng hꢑp  
Trùng hꢂp anion  
Trùng hꢂp anion  
Giai ñoꢉn phát triꢐn mꢉch:  
Không có cơ chꢍ ngꢋt mꢉch kꢍt hꢑp. LIVING POLYMER!!!  
Tuy nhiên…  
Trong dung môi "protic", có thꢐ có  
sꢡ truyꢓn mꢉch sang dung môi  
Không có cơ chꢍ ngꢋt mꢉch kꢍt hꢑp. LIVING POLYMER!!!  
37  
38  
Phương pháp trùng hꢑp  
Phương pháp trùng hꢑp  
Trùng hꢂp anion  
Trùng hꢂp cation  
Các monomer ñiꢐn hình:  
Các monomer vꢢi các  
nhóm rút ñiꢄn tꢝ có thꢐ  
ꢤn ñꢞnh carbanion  
39  
40  
Phương pháp trùng hꢑp  
Phương pháp trùng hꢑp  
Trùng hꢂp cation  
Vꢢi chꢜt khơi mào Aluminum trichloride  
orbital trꢆng  
Trùng hꢂp cation  
Quá trình trùng hꢑp cation cꢕa isobutylene  
Giai ñoꢉn khơi mào  
Sꢡ hình thành phꢇc AlCl3/H2O  
41  
42  
Phương pháp trùng hꢑp  
Phương pháp trùng hꢑp  
Trùng hꢂp cation  
Trùng hꢂp cation  
Quá trình trùng hꢑp cation cꢕa isobutylene  
Giai ñoꢉn phát triꢐn mꢉch  
Ngꢋt mꢉch trong trùng hꢑp cation  
Truyꢓn mꢉch sang monomer  
43  
45  
47  
44  
46  
48  
Phương pháp trùng hꢑp  
Phương pháp trùng hꢑp  
Trùng hꢂp cation  
Trùng hꢂp cation  
Ngꢋt mꢉch trong trùng hꢑp cation  
Truyꢓn mꢉch sang chꢜt khơi mào  
Ngꢋt mꢉch trong trùng hꢑp cation  
Ngꢋt mꢉch  
Phương pháp trùng hꢑp  
Công nghꢄ trùng hꢑp  
ꢁ Trùng hꢑp ñꢏng thꢐ:  
ꢁ Trùng hꢑp khꢆi: PMMA, PS ...  
ꢁ Trùng hꢑp dung dꢞch: PVAc, Acrylat ...  
ꢁ Trùng hꢑp dꢞ thꢐ:  
Trùng hꢂp cation  
Các monomer ñiꢐn hình:  
Các monomer vꢢi các  
nhóm cho ñiꢄn tꢝ có thꢐ  
ꢤn ñꢞnh carbocation  
ꢁ Trùng hꢑp nhũ tương: SBR, PVC ...  
ꢁ Trùng hꢑp huyꢓn phù: PS, PMMA, PVC, PAN  
...  
Công nghꢄ trùng hꢑp  
Công nghꢄ trùng hꢑp  
Trùng hꢑp huyꢓn phù  
Trùng hꢑp nhũ tương  
Monomer và chꢜt khơi mào không tan trong nưꢢc  
Cꢧ hꢉt – 5 micron  
Cꢛn khuꢜy ñꢐ tránh kꢍt tꢈ  
49  
50  
52  
54  
Phương pháp trùng ngưng  
Phương pháp trùng ngưng  
Vài polymer…  
Step growth polymerization  
ꢁ Kꢍt hꢑp mꢎt sꢆ lꢢn phân tꢝ kèm theo sꢡ  
tách ra cꢕa các chꢜt thꢜp phân tꢝ như  
nưꢢc, NH3, rưꢑu, HCl ...  
ꢁ Phꢙn ꢇng trùng hꢑp là phꢙn ꢇng giꢠa các  
nhóm chꢇc ...  
Polyesters (ngưng tꢈ acid dicarboxylic và dialcohol)  
ꢁ Phꢙn úng trùng ngưng là phꢙn ꢇng cân  
bꢣng.  
51  
Phương pháp trùng ngưng  
Vài polymer…  
Phương pháp trùng ngưng  
Vài polymer…  
Polyurethanes  
(cꢎng diisocyanates  
và dialcohols)  
Polycarbonates  
53  
Phương pháp trùng ngưng  
Phương pháp trùng ngưng  
Vài polymer…  
Tꢅng hꢂp Nylon 6,6  
Nylon 6,6  
Nylon 6,6  
Nưꢀc  
và tiꢍp tꢈc…  
55  
57  
59  
56  
Phương pháp trùng ngưng  
Tꢅng hꢂp nhꢆa PF  
Phương pháp trùng ngưng  
Polyamides  
Polyesters  
Polycarbonates  
58  
Công nghꢄ trùng ngưng  
Phꢙn ꢇng biꢍn ñꢤi hóa hꢦc  
ꢁ Trùng ngưng khꢆi nóng chꢙy  
ꢁ Trùng ngưng trong dung dꢞch  
ꢁ Trùng ngưng trên bꢓ mꢔt phân pha lꢗng  
ꢁ Trùng ngưng pha rꢋn  
ꢁ Phꢙn ꢇng polymer tương tꢡ: CA, CAB, PVA  
ꢁ Phꢙn ꢇng tꢨng mꢋt xích phân tꢝ  
ꢁ Sꢙn phꢚm không ñꢏng nhꢜt  
ꢁ Phꢙn ꢇng ñꢉi phân tꢝ: Pꢇ lưu hoá cao su  
ꢁ ðꢉi phân tꢝ tham gia như mꢎt ñơn vꢞ tác chꢜt  
ꢁ P.ꢇng chꢒ xꢙy ra ꢟ vài tâm hoꢉt ñꢎng cꢕa  
phân tꢝ  
ꢁ Sꢙn phꢚm có cꢜu trúc mꢉng lưꢢi 2D hay 3D  
60  
Trꢎn hꢑp polymer  
Công nghꢄ trꢎn hꢑp  
ꢁ Là phương pháp nhanh nhꢜt ñꢐ có mꢎt  
polymer mꢢi, ñáp ꢇng nhanh yêu cꢛu thꢞ  
trưꢅng.  
ꢁ Bꢣng cách chꢦn lꢡa thích hꢑp ꢂ mꢎt vꢃt  
liꢄu polymer mꢢi có tính năng tꢆt tꢨ các  
polymer thành phꢛn.  
ꢁ Trꢎn hꢑp ꢟ trꢉng thái nóng chꢙy  
ꢁ Dꢩ thꢡc hiꢄn  
ꢁ Có khꢙ năng xꢙy ra các phꢙn ꢇng cꢋt mꢉch  
ꢁ Quá trình chꢃm  
ꢁ Trꢎn hꢑp ꢟ trꢉng thái dung dꢞch  
ꢁ Khó chꢦn dung môi thích hꢑp cho cꢙ 2  
polymer  
ꢁ Trꢎn hꢑp PS và PPO cho sꢙn phꢚm dꢩ chꢙy,  
dꢩ gia công, có cơ tính cao, chꢆng cháy, khó  
phân huꢪ  
61  
63  
65  
62  
Công nghꢄ trꢎn hꢑp  
Mꢎt sꢆ polymer trꢎn hꢑp  
ꢁ Trꢎn hꢑp ꢟ dꢉng latex  
ꢁ Sꢝ dꢈng nhiꢓu phꢈ gia  
ꢁ KT xuyên mꢉng  
ꢁ CN phꢇc tꢉp  
Polybend  
PPO/PS  
Tên thương mꢁi  
Noryl  
Nhà sꢂn xuꢃt  
GE Plastics  
Monsanto  
GE Plastics  
GE Plastics  
GE Plastics  
Mobay  
Nylon/ABS  
PPO/Nylon  
PC/PBT  
Triax 1000  
Noryl GTX  
Xenoy  
PET/PBT  
PC/PET  
Valox  
Makrolend  
Selar RB  
Nylon/PE  
Du Pont  
64  
Khꢆi lưꢑng phân tꢝ trung bình  
ðꢎ phân tán khꢆi lưꢑng phân tꢝ  
Σ NiMi  
i
Mn =  
Khꢆi lưꢑng phân tꢝ trung bình sꢆ  
Σ Ni  
i
ΣNiMi2  
Khꢆi lưꢑng phân tꢝ trung bình khꢆi  
ðꢎ phân tán (Chꢒ sꢆ phân tán)  
M W = ΣWi.Mi =  
ΣNi.Mi  
Mi.Ni  
Wi =  
ΣMi.Ni  
Mw  
PDI =  
Mn  
66  
Thuꢃt ngꢠ (tt)  
Copolymer  
ꢁ Homopolymer: polymer tꢉo bꢟi mꢎt loꢉi ñơn vꢞ  
cꢜu trúc  
ꢁ Copolymer:  
polymer tꢉo bꢟi 2 loꢉi ñơn vꢞ cꢜu  
trúc  
ꢁ Copolymer khꢆi  
ꢁ Copolymer ghép  
ꢁ Copolymer cꢜu trúc tuꢛn hoàn  
ꢁ Copolymer cꢜu trúc ngꢥu nhiên  
ꢁ Heteropolymer: polymer tꢉo bꢟi nhiꢓu loꢉi ñơn  
vꢞ cꢜu trúc  
67  
69  
71  
68  
70  
72  
Polymer tinh thꢐ, vô ñꢞnh hình  
Polymer tinh thꢐ, vô ñꢞnh hình  
Polymer vô ñꢞnh hình  
Polymer bán tinh thꢐ  
Trꢉng thái vꢃt lý ñꢔc trưng  
ꢁ Trꢉng thái pha cơ bꢙn cꢕa Pol vô ñꢞnh  
hình  
Trꢉng thái pha cꢕa Pol VðH  
Trꢉng thái  
Thꢕy tinh  
Trꢉng thái  
Cao su  
Trꢉng thái  
Chꢙy nhꢢt  
ꢁ Trꢉng thái thꢕy tinh  
ꢁ Trꢉng thái cao su (mꢓm cao)  
ꢁ Trꢉng thái chꢙy nhꢢt  
Tg  
Tf  
Dao ñꢎng  
ðoꢉn mꢉch  
Chuyꢐn ñꢎng  
Phân tꢝ  
Dao ñꢎng  
Nguyên tꢝ  
ꢁ Trꢉng thái pha cơ bꢙn cꢕa Pol kꢍt tinh  
ꢁ Trꢉng thái kꢍt tinh  
ꢁ Trꢉng thái nóng chꢙy  
Tg : Nhiꢄt ñꢎ chuyꢐn thꢕy tinh  
Tf : Nhiꢄt ñꢎ chꢙy nhꢢt  
Trꢉng thái pha cꢕa Pol tinh thꢐ  
ðưꢅng cong biꢍn dꢉng  
ꢫng  
suꢜt  
Ceramic  
Kim loꢉi  
Trꢉng thái  
Kꢍt tinh  
Trꢉng thái  
Nóng chꢙy  
Tm  
Dao ñꢎng  
Chuyꢐn ñꢎng  
Phân tꢝ  
Nguyên tꢝ trong  
mꢉng tinh thꢐ  
Polymer  
Biꢍn dꢉng  
Tm: Nhiꢄt ñꢎ nóng chꢙy  
73  
74  
Tính chꢜt vꢃt lý ñꢔc trưng  
ꢬnh hưꢟng cꢕa nhiꢄt ñꢎ  
75  
76  
Yꢍu tꢆ ꢙnh hưꢟng  
dꢉng ñưꢅng cong biꢍn dꢉng  
Tính chꢜt ñàn nhꢢt cꢕa polymer  
ꢫng  
suꢜt  
Chiꢓu tăng vꢃn tꢆc  
biꢍn dꢉng  
Chiꢓu giꢙm  
nhiꢄt ñꢎ  
Chiꢓu tăng  
ñꢎ kꢍt tinh  
Biꢍn dꢉng  
77  
78  
Hiꢄn tưꢑng ñàn trꢩ  
Các phương pháp gia công  
ꢁ Phương pháp ñúc ép  
ꢫng  
suꢜt  
ꢁ Phù hꢑp cho gia công nhꢡa nhiꢄt rꢋn, cao su  
ꢁ Sꢙn phꢚm ñưꢑc ñꢞnh hình theo 3 chiꢓu  
ꢁ Tꢉo hình vꢃt liꢄu ꢟ trꢉng thái chꢙy nhꢢt  
ꢁ Thiꢍt bꢞ gia công gꢏm máy ép và khuôn  
Biꢍn dꢉng  
79  
80  
82  
84  
Các phương pháp gia công  
Các phương pháp gia công  
ꢁ Phương pháp ñúc ép  
ꢁ Phương pháp ñúc ép  
81  
Các phương pháp gia công  
Các phương pháp gia công  
ꢁ Phương pháp ñùn  
ꢁ Phương pháp ñúc ép  
ꢁ Thưꢅng sꢝ dꢈng cho nhꢡa nhiꢄt dꢊo, cao su  
ꢁ Chꢍ tꢉo sꢙn phꢚm dꢉng thanh hình. ðưꢑc  
ñꢞnh hình theo 2 chiꢓu  
ꢁ Thiꢍt bꢞ gia công gꢏm:  
ꢁ Máy ñùn  
Platen  
Heat and  
Cooling  
Mold Plunger  
Guide Pins  
Mold Cavity  
Platen  
Compound  
to be molded  
ꢁ ðꢛu tꢉo hình  
ꢁ Hꢄ thꢆng xꢝ lý phôi ñùn  
Hydraulic  
Pressure  
Hydraulic Plunger  
83  
Các phương pháp gia công  
Các phương pháp gia công  
ꢁ Phương pháp ñùn  
ꢁ Phương pháp ñùn  
85  
87  
89  
86  
88  
90  
Các phương pháp gia công  
ꢁ Phương pháp ñùn  
Các phương pháp gia công  
ꢁ Phương pháp ñùn  
Các phương pháp gia công  
ꢁ Phương pháp ñùn  
Các phương pháp gia công  
ꢁ Phương pháp ñùn  
Các phương pháp gia công  
Các phương pháp gia công  
ꢁ Phương pháp ñùn  
ꢁ Phương pháp ép phun  
ꢁ Thích hꢑp cho gia công nhꢡa nhiꢄt dꢊo  
ꢁ Sꢙn phꢚm ñưꢑc ñꢞnh hình chính xác theo 3  
chiꢓu  
ꢁ Năng suꢜt cao  
ꢁ Thiꢍt bꢞ gia công gꢏm máy ép phun và khuôn  
ñúc  
91  
93  
95  
92  
Các phương pháp gia công  
ꢁ Phương pháp ép phun  
Các phương pháp gia công  
ꢁ Phương pháp ép phun  
94  
Các phương pháp gia công  
ꢁ Phương pháp ép phun  
Các phương pháp gia công  
ꢁ Phương pháp ép phun  
96  
Các phương pháp gia công  
Các phương pháp gia công  
ꢁ Phương pháp ép phun  
ꢁ Phương pháp ép phun  
97  
98  
Các phương pháp gia công  
Các phương pháp gia công  
ꢁ Phương pháp ép phun  
ꢁ Phương pháp ép phun thꢤi  
99  
100  
pdf 17 trang Thùy Anh 30600 Free
Bạn đang xem tài liệu "Bài giảng Công nghệ vật liệu đại cương - Vật liệu polymer", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

File đính kèm:

  • pdfbai_giang_cong_nghe_vat_lieu_dai_cuong_vat_lieu_polymer.pdf