Tài liệu Công nghệ sản xuất nhựa năng suất 1100 tấn/năm

ÑOÀ AÙN MOÂN HOÏC CHÖÔNG 1 : TOÅNG QUAN 1. GIÔÙI THIEÄU VEÀ NGAØNH NHÖÏA KINH TEÁ HOÄI NHAÄP Boä thöông maïi döï baùo naêm 2006, xuaát nhaäp khaåu saûn phaåm nhöïa cuûa Vieät Nam seõ ñaït 500 trieâu USD vaø naêm 2010 seõ taêng leân 1,3 tyû USD. Maët haøng nhöïa Vieät Nam coù khaû naêng xuaát khaåu vôùi qui moâ lôùn do nhu caàu nhaäp khaåu treân theá giôùi raát cao (200 tyû USD naêm 2005 taêng 8% so vôùi naêm tröôùc). Theo qui hoaïch phaùt trieån ngaønh nhöïa ñeán naêm 2010 cuûa boä coâng nghieäp, ngaønh nhöïa Vieät Nam coù ñöôïc söï taêng tröôûng oån ñònh vaø laâu daøi. Trong nhöõng naêm qua taêng tröôûng cuûa ngaønh nhöïa vaãn giöõ ôû möùc 20 – 25%/ naêm vaø döï kieán seõ giöõ vöõng toác ñoä naøy ñeán naêm 2010. Ñaët bieät töø nay ñeán naêm 2010 ngaønh oâ5i ñòa hoaù nguyeân vaät lieäu nhöïa leân treân 50% vaø daàn daàn thay theá nguyeân lieäu nhaäp khaåu. Ngoaøi ra, chính phuû cuõng ñaõ thoâng qua keá hoaïch daønh gaàn 1 tyû USD ñeå hoã trôï vieäc xaây doing vaø caûi taïo nhaø maùy saûn xuaát nguyeân vaät lieäu thoâ nhö PE vaø PP ñeå coù theå ñaùp öùng 50 -60% nhu caàu nguyeân vaät lieäu thoâ ngaønh nhöïa. 2. TOÅNG QUAN VEÀ COÂNG NGHEÄ EÙP PHUN – THOÅI 2.1. Coâng ngheä eùp phun 2.1.1 Giôùi thieäu Coâng ngheä eùp phun laø coâng ngheä truyeàn thoáng cuûa ngaønh saûn xuaát nhöïa, ñöôïc phaùt trieån qua 4 theá heä maùy, theá heä thöù 4 laø caùc loaïi maùy eùp ñieän, eùp gaz ñang döôïc aùp duïng phoå bieán ôû caùc quoác gia coù coâng nghieäp nhöïa tieân tieán nhö Myõ, Ñöùc, Nhaät… ñang thaâm nhaäp vaøo thò tröôøng Chaâu AÙ. Loaïi coâng ngheä naøy phuïc vuï cho caùc ngaønh coâng nghieäp ñieän töû, ñieän daân duïng, saûn xuaát xe hôi vaø caùc ngaønh coâng nghieäp khaùc, ñænh cao cuûa coâng ngheä naøy laø coâng ngheä nhöïa vi 1 http://www.ebook.edu.vn ÑOÀ AÙN MOÂN HOÏC maïch ñieän töû. Taïi Vieät Nam, hieän coù gaàn 3000 thieát bò eùp phun trong ñoù coù 2000 maùy ôû theá heä thöù 2, thöù 3. tröôùc ñaây coâng ngheä eùp phun ñöôïc söû duïng saûn xuaát haøng gia duïng nay ñaõ chuyeån sang haøng nhöïa coâng nghieäp phuïc vuï cho caùc ngaønh coâng nghieäp khaùc, saûn phaåm cuûa noù ñöôïc thay theá caùc chaát lieäu khaùc nhö goã, saét, nhoâm, trong coâng nghieäp bao bì vaø haøng tieâu duøng. 2.1.2 Ñaëc ñieåm coâng ngheä • EÙp phun (ñuùc döôùi aùp suaát hay ñuùc tieâm) laø phöông phaùp gia coâng chuû yeáu trong coâng nghieäp gia coâng polymer. • Caùc nhöïa nhieät deûo thöôøng ñöôïc gia coâng baèng phöông phaùp naøy. • Phöông phaùp eùp phun thuoäc nhoùm 1 theo caùch phaân nhoùm traïng thaùi vaät lieäu. • Saûn phaåm gia coâng coù kích thöôùc khaù chính xaùc theo 3 chieàu vì ñöôïc taïo hình trong khuoân kín. • Quaù trình gia coâng goàm 2 quaù trình: * Nhöïa hoaù trong xi lanh nguyeân lieäu. * Taïo hình trong khuoân. • Quaù trình taïo hình chæ tieán haønh khi laøm khít 2 nöûa khuoân laïi vôùi nhau. • Tuøy theo nguyeân lieäu ñuùc, cheá ñoä nhieät ñoä cuûa khuoân ñuùc khaùc nhau (nhöïa nhieät deûo khaùc nhöïa nhieät raén). • Vaät lieäu chaûy vaøo khuoân qua caùc raûnh, cöûa tieát dieän nhoû. • Khi vuøng taïo hình cuûa khuoân ñaõ ñöôïc laáp ñaày nguyeân lieäu thì khuoân môùi chòu taùc duïng cuûa löïc eùp. • Naêng suaát cao, chu kyø ngaén. • Gia coâng baèng phöông phaùp eùp phun tieát kieäm ñöôïc nhieàu nguyeân lieäu. Ít toán coâng hoaøn taát. 2 http://www.ebook.edu.vn ÑOÀ AÙN MOÂN HOÏC • Quaù trình eùp phun khoâng oån ñònh veà nhieät ñoä vaø aùp suaát. Ñaây laø moät ñaëc ñieåm khoâng thuaän lôïi cuûa phöông phaùp vaø chaát löôïng saûn phaåm chòu aûnh höôûng raát lôùn ñaëc ñieåm naøy. 2.1.3 Maùy eùp phun Caùc loaïi maùy: Maùy ñuùc piston, maùy ñuùc coù boä phaän gia nhieät sô boä vaø maùy ñuùc truïc vít. 2.1.3.1 Phaân loaïi maùy Naêng suaát maùy bieåu dieãn theo: Löôïng nhöïa ñuùc ñöôïc toái ña 1 laàn, theo coâng suaát nhieät vaø theo löïc ñoùng khuoân. 2.1.3.2 Caáu taïo 2.1.3.2.1 Maùy eùp phun truïc vít: Cuïm nhöïa hoaù trong xi lanh nguyeân lieäu: + Pheãu naïp lieäu: ñöa nguyeân lieäu vaøo + Xy lanh nguyeân lieäu: * Caáu taïo:laøm baèng theùp ñuùc beà maët trong ñöôïc toâi cöùng vaø xi maï nhaün boùng ñeå thuaän lôïi cho vieäc thay ñoåi maøu nguyeân lieäu khoâng baùm dính, giaûm ma saùt traùnh toån thaát. Phía ngoaøi coù gaén caùc voøng ñieän trôû ñeå gia nhieät. Xylanh khaù daøi vì phaûi coù choã chöùa keo phía tröôùc ñeå phun eùp. * Nhieäm vuï quan troïng: taïo beà maët truyeàn nhieät. + Truïc vít: * Caáu taïo:ñöôïc cheá taïo baèng theùp cöùng ñeå choáng moøn, ñöôïc xy maï traùnh baùm dính vaø giaûm ma saùt. Khe hôû cuûa vít thu heïp daàn ñeå giaûm theå tích nhôø ñoù aùp suaát keùo neùn leân phía treân cuõng taêng theo. Phía tröôùc cuûa vít coù cô caáu van 3 http://www.ebook.edu.vn ÑOÀ AÙN MOÂN HOÏC moät chieàu chæ cho pheùp nguyeân lieäu ñi leân phía treân khi naïp lieäu nhöng khi bôm seõ ñoùng laïi khoâng cho nhöïa ñi veà phía sau. * Truïc vít quay ñeå laáy nguyeân lieäu nhôø motor daàu ôû phía sau xylanh thuyû löïc. * Truïc vít chuyeån ñoäng tònh tieán nhôø xylanh thuyû löïc naèm phía sau truïc vít. * Nhieäm vuï: vöøa laøm nhieäm vuï nhöïa hoaù vöøa giöõ nhieäm vuï taïo aùp suaát ñaåy vaøo vuøng taïo hình cuûa khuoân ñuùc, ñeå thöïc hieän ñöôïc nhieäm vuï naøy, boä phaän truyeàn ñoäng cuûa boä phaän truïc vít phaûi taïo ñöôïc chuyeån ñoäng quay troøn vaø chuyeån ñoäng tinh tieán. + Boä phaän truyeàn ñoäng: Truïc vít hoaït ñoäng nhôø hai boä phaän truyeàn ñoäng khaùc nhau: * Chuyeån ñoäng tôùi lui nhôø vaøo xylanh thuyû löïc laép sau xylanh nguyeân lieäu. * Chuyeån ñoäng quay troøn coù theå do ñoäng cô ñieän truyeàn ñoäng qua boä phaän giaûm toác baèng baùnh raêng vaø cuõng coù theå nhôø vaøo boä phaän truyeàn ñoäng thuyû löïc. Hieän nay ngöôøi ta duøng ñoäng cô thuyû löïc, vì phaïm vi ñieàu chænh vaän toác roäng, maët khaùc cô caáu vaän ñoäng kieåu naøy ñôn giaûn hôn. + Ñaàu phun: Laø boä phaän noái tieáp giöõa xylanh nguyeân lieäu,noù giöõ nhieäm vuï daãn nguyeân lieäu töø xylanh nguyeân lieäu ñeán khuoân. Caáu taïo vaø hình daïng cua ñaàu phun coù aûnh höôûng roõ reät ñeán aùp suaát vaø nhieät cuûa nhöïa, ñoàng thôøi noù cuõng aûnh höôûng tôùi thôøi gian duy trì aùp suaát, nghóa laø aûnh höôûng ñeán chu kì ñuùc. Caáu taïo cuûa ñaàu phun phaûi ñaûm baûo 3 yeâu caàu sau: * Khoâng coù ñieåm döøng treân ñaàu nguyeân lieäu. * Toån thaát aùp suaát nhoû nhaát. 4 http://www.ebook.edu.vn ÑOÀ AÙN MOÂN HOÏC * Coù khaû naêng aên khôùp vôùi loã phun keo treân khuoân khoâng cho nhöïa loûng trong xylanh nguyeân lieäu chaûy ra ngoaøi trong khi phun eùp ñuùc saûn phaåm. Cuïm ñoùng môû khuoân: Boä phaän naøy raát ña daïng, goàm caùc loaïi thuyû löïc,cô hoïc, thuyû löïc keát hôïp cô hoïc,cô ñieän… Moãi kieåu coù nhöõng öu ñieåm vaø nhöôïc ñieåm cuûa noù vaø hieän nay ngöôøi ta coù khuynh höôùng söû duïng toå hôïp caùc xylanh thuyû löïc khaùc nhau vaø khoâng duøng thuyû löïc cô hoïc. Duø kieåu naøo ñi nöõa thì boä phaän naøy cuõng phaûi ñaùp öùng hai yeâu caàu sau: + Keát caáu goïn nheï. + Ñaûm baûo ñoä cöùng vöõng, chòu ñöôïc löïc lôùn khi ñoùng khuoân. - Öu vaø nhöôïc ñieåm cuûa maùy eùp phun truïc vít: + Öu ñieåm: * Nguyeân lieäu ñöôïc ñoát noùng nhanh vaø ñieàu, vì trong xylanh nguyeân lieäu, nguyeân lieäu vöøa ñöôïc taïo thaønh caùc lôùp moûng,vöøa ñöôïc troän lieân tuïc. * Thôøi gian löu cuûa nguyeân lieäu trong xylanh nguyeân lieäu ngaén. * Caáu taïo cuûa maùy goïn nheï nhaát laø boä phaän naïp lieäu. * Tuy khoâng ñoøi hoûi ño löôøng, nhöng löôïng vaät lieäu ñi vaøo maùy khaù ñoàng ñeàu giuùp cho vieäc ñaûm baûo aùp suaát ñuùc oån ñònh, chaát löôïng saûn phaåm ñoàng ñeàu. * Toån thaát aùp suaát trong vuøng nguyeân lieäu tröôùc truïc vít ít do chuùng ñaõ ñöôïc ñoát noùng ñeán traïng thaùi chaûy nhôùt. + Nhöôïc ñieåm: * Khoâng taïo ñöôïc aùp suaát lôùn do coù khe hôû giöõa raêng vít vaø xylanh. 2.1.3.2.2 Maùy eùp phun pitton: - Ra ñôøi sôùm nhaát. - Vaät lieäu ñöôïc nhöïa hoùa trong xy lanh nguyeân lieäu goïi laø xy lanh ñoát noùng. 5 http://www.ebook.edu.vn ÑOÀ AÙN MOÂN HOÏC - Beân trong xy lanh ñoát noùng coù ñaët caùc loõi gia nhieät giuùp hieäu suaát gia nhieät taêng vaø nhieät ñoä vaät lieäu ñoàng ñeàu. 2.1.3.2.3 Maùy ñuùc coù boä phaän nhöïa hoùa sô boä - Muïc ñích: taêng hieäu suaát gia nhieät - Coù moät boä phaän nhöïa hoùa sô boä laép keà vôùi xy lanh nguyeân lieäu. - Vaät lieäu sau khi nhöïa hoùa ôû phaàn rôøi naøy seõ ñöôïc naïp vaøo xy lanh nguyeân lieäu vaø sau ñoù ñöôïc ñaåy vaøo khuoân. - Thuaän lôïi: giaûm ñöôïc aùp suaát ñuùc do khi ñuùc pittoâng taùc duïng leân khoái nhöïa loûng khoâng coù söï toån hao aùp suaát bôûi neùn caùc haït vaät lieäu. - Boä phaän nhöïa hoùa sô boä coù theå laø daïng xy lanh ñoát noùng vôùi pittoâng ñaåy hoaëc daïng vít ñuøn. - Daïng vít ñuøn coù nhieàu thuaän lôïi hôn: + Troän vaät lieäu toát hôn + Hieäu quaû gia nhieät toát + Saûn phaåm taïo ñöôïc coù chaát löôïng toát do tính ñoàng nhaát cuûa vaät lieäu taêng. 2.1.4 Khuoân ñuùc 2.1.4.1 Phaân loaïi khuoân ñuùc. - Khuoân keát caáu khoái: khoâng coù loûi taïo hình + Khuoân 2 maûnh: Loaïi 1 loã khuoân vaø nhieàu loã khuoân + Khuoân 3 maûnh: Loaïi 1 loã khuoân vaø nhieàu loã khuoân. - Khuoân keát caáu rôøi. + Laép gheùp duøng choát tröôït. + Laép gheùp duøng maët bích. + Laép gheùp duøng raêng vít. + Caùc loaïi khaùc 6 http://www.ebook.edu.vn ÑOÀ AÙN MOÂN HOÏC 2.1.4.2 Caáu taïo khuoân Heä thoáng daãn nhöïa: laø phaàn ñöôøng daãn cô baûn trong khuoân eùp phun noái lieàn ñaàu phun vôùi vuøng taïo hình. Heä thoáng daãn nhöïa bao goàm: + Coå phun. + Raõønh nhöïa. + Cöûa khuoân 2.1.4.2.1Coå phun - Coå phun: Kích thöôùc phuï thuoäc: + Khoái löôïng vaø beà daøy cuûa saûn phaåm. + Loaïi vaät lieäu ñöôïc söû duïng. - Goùc thoaùt: + Toái thieåu laø 150 ñeå deã laáy saûn phaåm. + Ñöôïc ñaùnh boùng theo höôùng bôm nhöïa ñeå traùnh caùc ñöôøng khuyeát (undercut) caûn trôû vieäc laáy saûn phaåm. 2.1.4.2.2 Raõnh nhöïa - Raõnh daãn nhöïa: chieàu daøi caøng ngaén caøng toát ñeå giaûm toån thaát aùp khi bôm nhöïa vaøo khuoân. - Kích thöôùc: + Nhoû vöøa phaûi ñeå giaûm löôïng pheá lieäu vaø ngaên caûn vieäc neùn quaù möùc, nhöng cuõng ñuû lôùn ñeå ñieàn ñaày hieäu quaû vuøng taïo hình. + Ñöôøng kính nhoû nhaát cuûa raõnh nhöïa neân baèng 1.5 x beà daøy thaønh saûn phaåm. - Hình daïng raõnh nhöïa: 7 http://www.ebook.edu.vn ÑOÀ AÙN MOÂN HOÏC + Troøn: raõnh nhöïa troøn ñöôïc öa chuoäng hôn vì noù cho pheùp löôïng toái ña nhöïa chaûy maø khoâng giaûm nhieät ñoä nhieàu. Chi phí cao nhaát vì raõnh nhöïa naèm ôû hai beân ñöôøng taùch khuoân. + Hình thang (goùc troøn): Doøng nhöïa chaûy coù theå chaáp nhaän nhöng söû duïng nhieàu vaät lieäu hôn. + Hình thang (goùc nhoïn): Cuõng phí nhieàu vaät lieäu. + Vuoâng/chöõ nhaät: Toán vaät lieäu + khoù laáy. + Baùn nguyeät: khoâng thích hôïp. - Boá trí: caân ñoái + Ñoái vôùi khuoân nhieàu loã khuoân raõnh nhöïa ñöôïc thieát keá sao cho caùc loã khuoân ñöôïc ñieàn ñaày cuøng toác ñoä, traùnh caùc vaán ñeà nhö neùn quaù möùc, cong veânh, öùng suaát dö …. + Söï caân ñoái caàn ñaït ñöôïc ñeå ñaûm baûo chieàu daøi chaûy cuûa vaät lieäu ñeán caùc loã khuoân nhö nhau. 2.1.4.2.3 Cöûa khuoân - Cöûa khuoân: Heä thoáng cöûa khuoân laø moät vaán ñeà coù nhieàu tranh luaän. Khoù coù theå coù moät thieát keá chính xaùc. + Kích thöôùc: * Cöûa khuoân lôùn cho doøng chaûy toát nhöng coù vaàn ñeà laø khi hoaøn taát ñeå laïi veát lôùn treân saûn phaåm. * Thöôøng thì cöûa khuoân coù kích thöôùc toái thieåu vaø khi caàn thì môû roäng ra. * Kích thöôùc cöûa khuoân thöôøng neân baèng 60% beà daøy thaønh saûn phaåm. + Vò trí : 8 http://www.ebook.edu.vn ÑOÀ AÙN MOÂN HOÏC * Vò trí cöûa khuoân aûnh höôûng raát nhieàu ñeán doøng nhöïa chaûy vaøo khuoân vaø cuoái cuøng laø saûn phaåm coù theå coù nhöõng khuyeát taät beà maët, cong veânh hoaëc khoâng ñöôïc ñieàn ñaày. + Loaïi cöûa khuoân: * Tuyø theo thieát keá saûn phaåm loaïi cöûa khuoân ñöôïc choïn löïa coù theå khoâng thích hôïp vôùi thieát keá vaø cheá taïo khuoân. 2.1.4.2.4 Heä thoáng laøm nguoäi Heä thoáng laøm nguoäi: phaûi ñöôïc boá trí theá naøo ñeå taïo moät profil nhieät ñoä ñoàng ñeàu treân beà maët khuoân. Choå thaønh daøy caàn taûi nhieät nhieàu phaûi ñöôïc boá trí nhieàu raõnh nöôùc laøm nguoäi. Choå thaønh moûng thoaùt nhieät ít seõ ñöôïc boá trí ít raõnh nöôùc laøm nguoäi. Caùch boá trí: * Noái tieáp. * Song song. 2.2 Coâng ngheä thoåi khuoân 2.2.1 Ñaëc ñieåm coâng ngheä - Vaät lieäu ôû traïng thaùi chaûy nhôùt hay meàm cao. - Beà daøy saûn phaåm khoâng ñoàng ñeàu. - Duøng saûn xuaát caùc saûn phaåm roång, bao bì: chai loï, ngaên chöùa … Öu ñieåm cuûa phöông phaùp laø traùnh ñöôïc moái noái giöõa hai phaàn cuûa saûn phaåm. 2.2.2 Phaân loaïi: Coâng ngheä thoåi khuoân goàm coù 3 phöông phaùp: Ñuøn-thoåi, eùp phun-thoåi vaø keùo-thoåi 2.2.2.1 Phöông phaùp ñuøn thoåi 9 http://www.ebook.edu.vn ÑOÀ AÙN MOÂN HOÏC Phöông phaùp ñuøn thoåi laø moät trong nhöõng phöông phaùp gia coâng vaät theå roãng. Phöông phaùp naøy thöôøng duøng cho caùc loaïi nhöïa nhieät deûo thoâng duïng: PE (LDPE, HDPE…), PET, PVC, PS, PP… Caùc yeáu toá caàn quan taâm trong phöông phaùp naøy laø: + Ñoä nhôùt cuûa polime noùng chaûy ôû vaän toác tröôït cao vaø thaáp. + Cöôøng löïc cuûa polime noùng chaûy (ñieàu naøy raát quan troïng ñoái vôùi ñoä ñoàng ñeàu beà daøy saûn phaåm taïo thaønh). + Ñoä hoài phuïc bieán daïng (khoái löôïng phaân töû vaø ñoä phaân taùn khoái löôïng phaân töû) + Toác ñoä keát tinh (toác ñoä thaáp thì phuø hôïp hôn toác ñoä cao). + Tính chaát nhieät (ñoä khueách taùn nhieät, ñoä daãn nhieät, nhieät dung rieâng…). Trong phöông phaùp ñuøn thoåi bao goàm 2 quaù trình taïo phoâi: quaù trình taïo phoâi lieân tuïc vaø quaù trình taïo phoâi giaùn ñoaïn. • Quaù trình taïo phoâi lieân tuïc. Phöông phaùp naøy thích hôïp vôùi PVC vaø caùc loaïi nhöïa nhaïy nhieät. Phöông phaùp naøy thöôøng söû duïng ñeå gia coâng caùc chai loï coù theå tích leân ñeán 4 lít. Coù nhieàu caùch boá trí khuoân thoåi, trong ñoù 3 caùch thöôøng söû duïng laø theo phöông phaùp khuoân di chuyeån ngang, ñöùng vaø khuoân quay. + Phöông phaùp khuoân di chuyeån ngang: Caùc khuoân ñöôïc boá trí moät beân hay hai beân maùy ñuøn. Khi phoâi ñuøn ñuû chieàu daøi caàn thieát, heä thoáng ñöa khuoân seõ nhanh choùng ñöa khuoân vaøo ñuùng vò trí döôùi ñaàu taïo hình, keïp phoâi, caét phoâi vaø nhanh choùng trôû veà vò trí thoåi, taïi ñoù ñaàu thoåi 10 http://www.ebook.edu.vn ÑOÀ AÙN MOÂN HOÏC seõ laép vaøo ñaàu hôû cuûa phoâi vaø thoåi khí neùn vaøo phoâi, gaây bieán daïng vaø taïo hình saûn phaåm trong khuoân. Moät thuaän lôïi cuûa phöông phaùp naøy laø laép ñaët khuoân vaø vaän haønh deã daøng. Quaù trình di chuyeån khuoân töông ñoái nhanh. Giôùi haïn cuûa phöông phaùp naøy laø ñoái vôùi caùc saûn phaåm ñoøi hoûi khuoân lôùn, thì khoâng theå di chuyeån khuoân nhanh ñöôïc do khuoân naëng. Do ñoù phöông phaùp naøy chæ duøng saûn xuaát caùc bình chöùa nhoû hôn 8 lít. + Phöông phaùp khuoân di chuyeån ñöùng: Khuoân ñöôïc ñaët ngay beân döôùi ñaàu taïo hình. Phoâi ñöôïc ñuøn lieân tuïc. Khi ñaït chieàu daøi caàn thieát, khuoân ñöôïc naâng leân, keïp phoâi, caét phoâi vaø haï xuoáng veà vò trí thoåi. Khí neùn ñöôïc ñöa vaøo phoâi, gaây bieán daïng, taïo hình saûn phaåm trong khuoân. Sau khi laøm nguoäi saûn phaåm, môû khuoân, laáy saûn phaåm vaø tieáp tuïc quaù trình. + Phöông phaùp khuoân quay: Khuoân cuõng ñöôïc ñaët ngay döôùi ñaàu taïo hình. Phoâi ñöôïc ñuøn lieân tuïc. Khi phoâi ñuû chieàu daøi caàn thieát khuoân ñöôïc heä thoáng quay ñöa vaøo keïp phoâi, caét phoâi vaø quay xuoáng qua coâng ñoaïn thoåi. Phoâi ñöôïc thoåi taïo hình trong khuoân, khuoân môû saûn phaåm ñöôïc laáy ra vaø quaù trình tieáp tuïc. Quaù trình quay khuoân phoái hôïp ñoàng boä vôùi toác ñoä ñuøn phoâi, cuøng caùc heä thoáng caét phoâi, laáy saûn phaåm töï ñoäng ñöa naêng suaát maùy leân cao. • Quaù trình taïo phoâi giaùn ñoaïn. Trong quaù trình naøy phoâi ñöôïc ñuøn nhanh sau khi saûn phaåm ñöôïc laáy khoûi khuoân, vaø khuoân khoâng caàn boä phaän chuyeån ñeán boä phaän thoåi. Qui trình naøy thöôøng ñöôïc aùp duïng cho caùc bình chöùa töø 100 mL ñeán 10 L. Coù nhieàu caùch boá trí 11 http://www.ebook.edu.vn ÑOÀ AÙN MOÂN HOÏC maùy trong ñoù 2 caùch thoâng duïng laø duøng vít coù chuyeån ñoäng tònh tieán vaø ñaàu döï tröõ. Phöông phaùp duøng vít coù chuyeån ñoäng tònh tieán. Vít hoaït ñoäng nhö trong maùy eùp phun. Baèng chuyeån ñoäng tònh tieán polime noùng chaûy seõ ñöôïc ñaåy giaùn ñoaïn qua ñaàu taïo hình taïo phoâi. Khi vít quay, vít seõ luøi vaø döï tröõ phaàn nhöïa loûng tröôùc ñaàu vít. Sau khi laáy saûn phaåm khoûi khuoân, vít seõ tieán ñeán ñaåy nhöïa qua ñaàu taïo hình taïo phoâi ñuøn môùi. Trong phöông phaùp naøy phaûi taïo söï ñoàng boä giöõa löôïng nhöïa döï tröõ, toác ñoä laáy nhöïa cuûa vít vaø kích thöôùc saûn phaåm cuøng toác ñoä laøm nguoäi cuûa nhöïa trong khuoân. Phöông phaùp duøng ñaàu döï tröõ. Nhöïa töø maùy ñuøn ñöôïc ñöa vaøo ñaàu döï tröõ nguyeân lieäu. Ñaàu döï tröõ taùc duïng nhö laø moät boä phaän cuûa ñaàu maùy ñuøn. Nhöïa vaøo tröôùc seõ ra tröôùc. Chaøy ñuøn seõ ñaåy nhanh nhöïa noùng chaûy qua ñaàu taïo hình vôùi aùp suaát thaáp vaø ñoàng ñeàu, giaûm öùng suaát toång coäng. Phöông phaùp naøy raát lí töôûng ñeå taïo caùc bình chöùa naëng lôùn hôn 10 lít. Öu ñieåm vaø khuyeát ñieåm cuûa phöông phaùp ñuøn thoåi: ♦ Öu ñieåm − Söû duïng ñöôïc cho haàu heát caùc loaïi nhöïa nhieät deûo vaø nhöïa nhieät raén. − Chi phí ñaàu taïo hình thaáp so vôùi phöông phaùp eùp phun. − Nhöïa hoùa hieäu quaû. − Treân nguyeân taéc phoâi ñuøn coù theå coù chieàu daøi khoâng haïn cheá. ♦ Khuyeát ñieåm − Chi phí hoaøn taát cao. 12 http://www.ebook.edu.vn ÑOÀ AÙN MOÂN HOÏC − Chi phí maùy ñuøn cao. − Pheá lieäu cho khaâu hoaøn taát nhieàu. − Ñaàu taïo hình coù laäp trình thay ñoåi thieát dieän chaûy phöùc taïp, do ñoù giôùi haïn ñoái vôùi phoâi ñuøn coù tieát dieän thay ñoåi. Sau ñaây laø moät soá hình aûnh cuûa saûn phaåm ñöôïc gia coâng baèng phöông phaùp ñuøn - thoåi. Hình: Moät soá bình nhöïa maøu Hình: Caùc bình vaø chai laøm baèng vaät lieäu PET 2.2.2.2 Phöông phaùp eùp phun - thoåi Trong phöông phaùp naøy nhöïa loûng ñöôïc eùp phun vaøo khuoân taïo phoâi coù loûi. Phoâi coù daïng moät oáng nghieäm, thöôøng ñöôïc goïi laø preform. Preform coøn noùng vaø loûi ñöôïc chuyeån qua khuoân thoåi. Khí neùn ñöôïc thoåi qua loûi laøm bieán daïng preform vaø taïo hình trong khuoân thoåi. Hai öu ñieåm cuûa phöông phaùp naøy laø: + Vuøng coå chai ñöôïc ñònh hình raát toát + Ñaùy chai khoâng coù ñöôøng haøn. 13 http://www.ebook.edu.vn ÑOÀ AÙN MOÂN HOÏC Bôûi vì chi phí thieát bò cao, phöông phaùp naøy khoâng kinh teá khi saûn xuaát caùc chai coù theå tích > 500 mL. Tuy nhieân vôùi caùc chai coù theå tích < 250 mL phöông phaùp naøy coù hieäu quaû kinh teá hôn. Phöông phaùp eùp phun-thoåi khoâng thích hôïp cho caùc chai loï coù daïng thaät phaúng hoaëc coù tay caàm. Phöông phaùp eùp phun-thoåi thöôøng ñöôïc söû duïng ñeå thoåi caùc chai loï duøng ttrong ngaønh döôïc vaø myõ phaåm. Loai chai naøy coù theå tích nhoû vaø ñoøi hoûi ñoä chính xaùc ích thöôùc coå chai. Vaät lieäu thöôøng ñöôïc gia coâng baèng phöông phaùp naøy laø PE, PP vaø PS. 2.2.2.3 Phöông phaùp keùo thoåi Phöông phaùp keùo thoåi laø phöông phaùp thoåi ñònh höôùng 2 chieàu. Trong phöông phaùp naøy saûn phaåm ñöôïc ñònh höôùng theo chieàu ngang laãn chieàu doïc. Nhôø vaøo söï ñònh höôùng 2 chieàu ñoä beàn keùo, ñoä beàn va ñaäp gia taêng, ñoä raûo giaûm vaø tính choáng thaám khí, hôi nöôùc cuûa saûn phaåm taêng. 14 http://www.ebook.edu.vn ÑOÀ AÙN MOÂN HOÏC Loaïi nhöïa thöôøng ñöôïc gia coâng baèng phöông phaùp naøy laøø PET vaø PP. Ngoaøi ra coøn coù PVC, copolime cuûa acrilonitril, polietilen naptalat (PEN) vaø moät soá poliester nhieät deûo khaùc. Coù 2 phöông phaùp keùo thoåi: keùo thoåi 1 giai ñoaïn vaø 2 giai ñoaïn. + Trong phöông phaùp 1 giai ñoaïn: caùc coâng ñoaïn taïo phoâi ñöôïc taïo hình baèng phöông phaùp eùp phun, oån ñònh nhieät vaø thoåi ñöôïc thöïc hieän treân cuøng thieát bò. + Trong phöông phaùp 2 giai ñoaïn: caùc coâng ñoaïn taïo phoâi, oån ñònh nhieät vaø thoåi ñöôïc thöïc hieän treân caùc thieát bò rieâng. Do ñoù phöông phaùp cho naêng suaát cao. 3. NGUYEÂN LIEÄU VAØ PHUÏ GIA SÖÛ DUÏNG TRONG COÂNG NGHEÄ EÙP PHUN – THOÅI 3.1. Moät soá khaùi nieäm cô baûn 3.1.1. Polymer Polymer laø hôïp chaát cao phaân töû trong ñoù phaân töû cuûa noù goàm nhöõng nhoùm nguyeân töû ñöôïc noái vôùi nhau baèng caùc lieân keát hoùa hoïc vaø coù söï laäp laïi tuaàn hoaøn. 3.1.2. Nhöïa nhieät deûo vaø nhöïa nhieät raén Nhöïa nhieät deûo: Laø polymer coù khaû naêng laäp laïi nhieàu laàn quaù trình chaûy meàm döôùi taùc duïng cuûa nhieät vaø trôû neân cöùng (ñònh hình) khi ñöôïc laøm nguoäi. Trong quaù trình taùc duïng nhieät, nhöïa nhieät deûo chæ thay ñoåi tính chaát vaät lyù, khoâng xaûy ra phaûn öùng hoùa hoïc. Coù khaû naêng taùi sinh nhieàu laàn. 15 http://www.ebook.edu.vn ÑOÀ AÙN MOÂN HOÏC Nhöïa nhieät raén: Laø loaïi vaät lieäu polymer khi chòu taùc duïng cuûa nhieät ñoä, aùp suaát, chaát xuùc taùc hay chaát ñoùng raén seõ xaûy ra phaûn öùng hoùa hoïc chuyeån thaønh caáu truùc khoâng gian 3 chieàu, khoâng coøn khaû naêng noùng chaûy khi gia nhieät nöõa. Khoâng coù khaû naêng taùi sinh caùc loaïi pheá phaåm, pheá lieäu hoaëc caùc saûn phaåm ñaõ qua söû duïng. 3.1.3. Polyme keát tinh, polymer voâ ñònh hình Polymer keát tinh: Laø vaät lieäu polimer coù caùc chuoãi maïch saép xeáp gaàn khít nhau theo moät traät töï nhaát ñònh. Thöôøng ôû traïng thaùi ñuïc môø. Polymer voâ ñònh hình: Laø loaïi vaät lieäu polymer coù caùc chuoãi maïch khoâng saép xeáp theo moät traät töï nhaát ñònh naøo. Coù ñoä trong suoát cao. 3.2. Moät soá tính chaát cô hoïc vaø vaät lyù cuûa nhöïa 3.2.1 Tính chaát vaät lyù: • Tyû troïng nhöïa: Vaät lieäu nhöïa töông ñoái nheï, tyû troïng dao ñoäng töø 0,9-2. Tyû troïng nhöïa phuï thuoäc vaøo ñoä keát tinh: ñoä keát tinh cao thì tyû troïng cao. • Chæ soá noùng chaûy(MI) Laø trò soá theå hieän tính löu ñoäng khi gia coâng cuûa vaät lieäu nhöïa. Chæ soá noùng chaûy caøng lôùn theå hieän tính löu ñoäng cuûa nhöïa caøng cao vaø caøng deã gia coâng. 16 http://www.ebook.edu.vn ÑOÀ AÙN MOÂN HOÏC Phöông phaùp thöû nghieäm: ñaët moät löôïng haït nhöïa nhaát ñònh vaøo moät duïng cuï coù mieäng chaûy =2,1 mm ôû nhieät ñoä vaø aùp suaát nhaát ñònh trong thôùi gian 10 phuùt. löôïng nhöïa chaûy ra khoûi mieäng duïng cuï xaùc ñònh chæ soá chaûy cuûa nhöïa. Tieâu chuaån ño chæ soá noùng chaûy laø ASTM D 1238. • Ñoä huùt aåm(ñoä haáp thuï nöôùc) Ñoä huùt aåm ñöôïc xaùc ñònh baèng möùc huùt nöôùc cuûa nhöïa. Phöông phaùp ño: laáy moät maãu nhöa ïsaáy khoâ, can troïng löôïng. Ngaâm maãu nhöïa vaøo nöôùc trong 24 giôø, laáy ra caân laïi. Tæ leä % gia taêng troïng löôïng laø möùc haáp thuï nöôùc. Nhöïa coù nhoùm phaân cöïc : ñoä haáp thuï nöôùc cao. Nhöïa khoâng phaân cöïc: ñoä haáp thuï nöôùc thaáp. Ñoä huùt aåm thaáp thì toát vì nöôùc haáp thuï laøm giaûm moät soá tính chaát cô lyù vaø aûnh höôûng ñeán ñoä oån ñònh kích thöôùc saûn phaåm. • Ñoä co ruùt cuûa nhöïa: Ñoä co ruùt cuûa nhöïa laø % cheânh leäch giöõa kích thöôùc cuûa saûn phaåm sau khi ñaõ laáy khoûi khuoân ñöôïc ñònh hình vaø oån ñònh kích thöôùc so vôùi kích thöôùc cuûa khuoân. Ñoä co ruùt cuûa nhöïa keát tinh lôùn hôn nhieàu so vôùi ñoä co ruùt cuûa nhöïa voâ ñònh hình. • Tính caùch ñieän: Ña soá caùc loaïi nhöïa caùch ñieän toát neân ñöôïc öùng duïng laøm caùc thieát bò ñieän gia duïng, thieát bò vieãn thoâng, voâ tuyeán truyeàn hình, caùc thieát bò cao taàn. Xaùc ñònh tính caùch ñieän baèng thöû nghieäm ñieän theá xuyeân thuûng qua moät taám vaät lieäu nhöïa coù chieàu daøy tính baèng mm (KV/mm) ôû nhieät ñoä 20oC. • Tính truyeàn nhieät: 17 http://www.ebook.edu.vn ÑOÀ AÙN MOÂN HOÏC Ña soá caùc loaïi nhöïa coù ñoä truyeàn nhieät thaáp neân caùch nhieät toát. 3.2.2 Tính chaát cô hoïc Nhöõng tính naêng cô hoïc cuûa nhöïa aûnh höôûng tôùi ñoä beàn saûn phaåm. ♦ Ñoä beàn keùo Laø söùc chòu ñöïng cuûa vaät lieäu khi bò keùo veà moät phía, bieåu thò baèng ñôn vò löïc treân moät ñôn vò dieän tích. Ñôn vò ño: KG/cm2 hoaëc N/m2. Chæ soá cöôøng ñoä keùo caøng lôùn töùc vaät lieäu coù ñoä beàn keùo caøng cao. ♦ Ñoä daõn daøi: Laø tæ leä giöõa ñoä daøi khi löïc keùo taêng ñeán ñieåm ñöùt treân ñoä daøi ban ñaàu, bieåu thò baèng %. Vaät lieäu coù ñoä daõn daøi lôùn, ñoä beàn keùo lôùn thì coù ñoä deûo lôùn hôn vaät lieäu coù ñoä beàn keùo lôùn maø ñoä daõn daøi nhoû. ♦ Ñoä cöùng: Bieåu thò khaû naêng choáng laïi taùc duïng cuûa moät vaät raén ñeå khoâng bò nöùt, vôõ hoaëc söùt meû beà maët. Thieát bò ño ñoä cöùng:Shore A,D, thieát bò Rockwell, Brinene. ♦ Ñoä chòu va ñaäp: Bieåu thò khaû naêng choáng laïi moät taûi troïng rôi xuoáng, va ñaäp vaøo saûn phaåm maø khoâng laøm nöùt vôõ saûn phaåm. Xaùc ñònh ñoä chòu va ñaäp baèng thieát bò coù moät quaû caân töø ñoä cao nhaát ñònh rôi xuoáng saûn phaåm ñaõ ñöôïc coá ñònh. ♦ Ñoä chòu maøi moøn: Bieåu thò khaû naêng choáng laïi taùc duïng baøo moøn cuûa löïc laøm hao moøn vaät lieäu, bieåu thò baèng % 18 http://www.ebook.edu.vn ÑOÀ AÙN MOÂN HOÏC Ñoái vôùi caùc saûn phaåm nhöïa nhö ñeá giaøy deùp, chæ tieâu naøy raát quan troïng. 3.3. Moät soá loaïi nhöïa thöôøng duøng 3.3.1 PE ( Polyethlene ): 3.3.1.1 Coâng thöùc caáu taïo: (- CH 2 - CH 2 -)n 3.3.1.2 STT Phaân loaïi: TEÂN TÆ TROÏNG Chæ soá chaûy (g/10phuùt) 1 HDPE (high density 0.95 – 0.97 (ñoä keát tinh lôùn 0.1 - 20 polyethylene) 2 LDPE (low coù caáu taïo maïch thaúng) density 0.91 – 0.93 (ñoä keát tinh 0.1 – 60 polyethylene) 3 LLDPE (linear thaáp) low Coù khoái löôïng rieâng thaáp, 0.9 – 50 density polyethylene) maïch thaúng, coù T0nc thaáp. 3.3.1.3 Caùc thoâng soá cô baûn: Thoâng soá HDPE LDPE Tæ troïng 0.95 – 0.96 0.92 – 0.93 Ñoä huùt nöôùc trong 24 giôø < 0.01% < 0.02% Ñoä keát tinh (%) 85 – 95 60 – 70 Ñieåm hoaù meàm (0C) 120 90 Nhieät ñoä chaûy (0C) 133 112 Chæ soá chaûy g/10phuùt 0.1 – 20 0.1 – 60 Ñoä cöùng shore 60 – 65 30 – 35 19 http://www.ebook.edu.vn ÑOÀ AÙN MOÂN HOÏC Ñoä daõn daøi (%) 200 – 400 400 – 600 Löïc keùo ñöùt (kg/cm2) 220 - 300 114 – 150 3.3.1.4 Tính chaát: • Môø vaø maøu traéng, tæ troïng nhoû hôn 1. • Laø polymer keát tinh, möùc ñoä keát tinh phuï thuoäc maät ñoä maïch nhaùnh, maïch nhaùnh nhieàu thì ñoä keát tinh thaáp. • Ñoä hoaø tan: + ÔÛ nhieät ñoä thöôøng, PE khoâng tan trong baát cöù dung moâi naøo, nhöng ñeå tieáp xuùc laâu vôùi khí hidrocacbon thôm ñaõ clo hoùa thì bò tröông. + ÔÛ nhieät ñoä treân 70oC, PE tan yeáu trong toluene, xilen, amin axetat, daàu thoâng, paraffin… + ÔÛ nhieät ñoä cao, PE cuõng khoâng tan trong nöôùc, röôïu beùo, acid axetic, acetone, eâte eâtylic, glyxeârin, daàu lanh vaø moät soá daàu thaûo moäc khaùc… • Khi ñoát vôùi ngoïn löûa coù theå chaùy vaø coù muøi paraffin. • Caùch ñieän toát. • Ñoä khaùng nöôùc cao, khoâng huùt aåm. • PE khoâng phaân cöïc neân coù ñoä choáng thaám cao ñoái vôùi hôi cuûa nhöõng chaát loûng phaân cöïc. • Khaùng hoaù chaát toát. • Khaùng thôøi tieát keùm,bò laõo hoaù döôùi taùc duïng cuûa oxi khoâng khí, tia cöïc tím, nhieät. Trong quaù trình laõo hoaù ñoä daõn daøi töông ñoái vaø ñoä chòu laïnh cuûa polymer giaûm, xuaát hieän tính doøn vaø nöùt. • Ñoä baùm dính keùm. 3.3.1.5 ÖÙng duïng • Giaáy caùch ñieän, daây caùp vaø chi tieát ñieän 20 http://www.ebook.edu.vn