nghiên cứu đặc điểm độ bền mỏi xoắn của chi tiết nhựa

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (8.54 MB, 102 trang )

Trang 1<div class="page_container" data-page="1">

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM ĐỘ BỀN MỎI XOẮN CỦA CHI TIẾT NHỰA

GVHD: PGS. TS PHẠM SƠN MINH SVTH: NGUYỄN MINH DŨNG NGUYỄN THÀNH ĐẠT LÊ NGỌC THIỆN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

NGÀNH CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ KHÍ

S K L 0 1 2 6 1 1

</div>Trang 2<div class="page_container" data-page="2">

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Đề tài: “NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM ĐỘ BỀN MỎI XOẮN CỦA CHI TIẾT NHỰA”

NGUYỄN THÀNH ĐẠT – 20144057 LÊ NGỌC THIỆN – 19144200

Lớp: 20144CL4A - 19144CL2A

</div>Trang 3<div class="page_container" data-page="3">

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do – Hạnh phúc

KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

NGÀNH CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Học kỳ II/ năm học 2023-2024

Giảng viên hướng dẫn: PGS. PHẠM SƠN MINHSinh viên thực hiện:

2. Lê Ngọc Thiện MSSV: 19144200 Điện thoại: 0373867418 3. Nguyễn Thành Đạt MSSV: 20144057 Điện thoại: 0363667791

3. Nội dung chính của đồ án:

- Tổng quan về cơng nghệ phun ép nhựa - Các thơng số của q trình phun ép nhựa - Thiết lập các thông số phun ép cho sản phẩm - Thực nghiệm ép các mẫu

- Đo độ bền xoắn mỏi của chi tiết - Tổng hợp và phân tích kết quả

4. Các sản phẩm dự kiến

- Báo cáo kết quả về độ bền mỏi xoắn

5. Ngày giao đồ án: 6. Ngày nộp đồ án:

</div>Trang 4<div class="page_container" data-page="4">

7. Ngơn ngữ trình bày: Bản báo cáo: Tiếng Anh  Tiếng Việt  Trình bày bảo vệ: Tiếng Anh  Tiếng Việt 

</div>Trang 5<div class="page_container" data-page="5">

Bảng phân công nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp:

- Nghiên cứu cơ sở lý thuyết

- Tổng hợp kết quả và mô phỏng biểu đồ trên app origin

- Làm báo cáo phần cơ sở lý thuyết và phân tích kết quả đo biến dạng

- Cân, sấy và phân loại nhựa - Tiến hành ép sản phẩm - Test sản phẩm

- Xử lý lỗi kỹ thuật

- Làm báo cáo phần tổng quan và kết luận

</div>Trang 6<div class="page_container" data-page="6">

LỜI CẢM ƠN

- Trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành đồ án tốt nghiệp để đạt được kết quả như hiện nay, chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc đến:

- Thầy TS. Trần Minh Thế Uyên – Người thầy đã hướng dẫn và hỗ trợ chúng em trong quá trình thực hiện sản phẩm và thực nghiệm đo đạt.

- Thầy PGS. TS. Phạm Sơn Minh – Người thầy đã tận tình chỉ bảo và hướng dẫn chúng em suốt quá trình làm đồ án.

- Các thầy cô đã tham gia giảng dạy và hướng dẫn chúng em cùng các bạn sinh viên trong lớp đại học chuyên ngành Công nghệ kỹ thuật Cơ khí lớp 19144CL2A – 20144CL4A để hồn thành tốt khóa học.

- Các thầy cơ giảng dạy tại khoa Đào tạo Chất lượng Cao, phịng Cơng tác Sinh viên – Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh đã hỗ trợ chúng tơi suốt quá trình học tập và nghiên cứu tại trường.

- Lời cảm ơn đặc biệt gửi đến Ban Giám hiệu trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện cho sinh viên tại trường có mơi trường học tập và rèn luyện tốt.

Nhóm xin chân thành cảm ơn!

</div>Trang 7<div class="page_container" data-page="7">

TÓM TẮT ĐỀ TÀI

Theo báo cáo chuyên sâu về ngành nhựa, sự phát triển của khoa học và công nghệ đã làm cho ngành công nghiệp nhựa trở thành một phần không thể thiếu trong đời sống và sản xuất của các quốc gia. Doanh số tiêu thụ của ngành nhựa trong 6 tháng đầu năm 2018 đã đạt 9.3 tỉ đô la, là minh chứng cho sự tăng trưởng không ngừng của nhu cầu sử dụng sản phẩm nhựa. Để phát triển ngành nhựa khơng chỉ ở trong nước mà cịn vươn ra ngoài biên giới, việc quan trọng là cải thiện mẫu mã và chất lượng của các sản phẩm.

Khi yêu cầu về chất lượng sản phẩm ngày càng cao, đặc biệt là về độ bền, đã trở thành một trong những điểm quan trọng được người tiêu dùng quan tâm hàng đầu. Độ bền mỏi là một yếu tố cơ bản để đánh giá chất lượng của sản phẩm nhựa. Đề tài “NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM ĐỘ BỀN MỎI XOẮN CỦA CHI TIẾT NHỰA” được thực hiện tại trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành Phố Hồ Chí Minh. Nội dung đề tài tập trung giải quyết các vấn đề:

- Nghiên cứu các tiêu chuẩn về độ bền mỏi cho chi tiết nhựa - Chế tạo các mẫu thử mỏi

- Tiến hành kiểm tra mỏi cho chi tiết - Tổng hợp kết quả và báo cáo

</div>Trang 8<div class="page_container" data-page="8">

1.1 Tổng quan hướng nghiên cứu ... 15

1.1.1 Các đề tài nghiên cứu trong nước ... 15

1.1.2 Các đề tài nghiên cứu ngồi nước ... 19

1.2 Tính cấp thiết của đề tài ... 23

1.3 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn ... 24

1.4.3 Đối tượng nghiên cứu ... 25

1.5 Nhiệm vụ nghiên cứu và giới hạn đề tài ... 25

1.5.1 Nhiệm vụ nghiên cứu ... 25

</div>Trang 9<div class="page_container" data-page="9">

2.2.1 Nhựa PP là gì? ... 32

2.2.2 Đặc Tính Của Nhựa Polypropylen Là Gì? ... 33

2.2.3 Ưu Điểm Của Nhựa PP ... 34

2.2.4 Ứng dụng... 35

2.3 Vật liệu nhựa Pa6 ... 38

2.3.1 Nhựa PA6 là gì? ... 38

2.3.2 Đặc điểm của nhựa PA6 ... 39

2.3.3 Ưu điểm của nhựa PA6 ... 39

2.3.4 Ứng dụng của nhựa PA6 ... 40

2.4 Độ bền của vật liệu ... 42

2.4.1 Độ bền là gì? ... 42

2.5 Cơng nghệ phun ép ... 44

2.5.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến công nghệ phun ép ... 44

2.6 Cơng nghệ khn mẫu ... 46

2.6.1Khn mẫu là gì? ... 46

2.6.2Các loại khuôn mẫu: ... 46

2.7 Cơ cấu mềm ... 50

2.7.1 Một số cơ cấu mềm hiện nay: ... 50

2.7.2 Cơ cấu mềm Compliant ... 52

CHƯƠNG 3 ... 53

PHƯƠNG PHÁP VÀ QUY TRÌNH THỰC NGHIỆM ... 53

3.1 Mơ hình sản phẩm cơ cấu mềm dạng “Compliant” ... 53

3.2 Khuôn phun ép: ... 54

3.2.1 Thông số phun ép: ... 57

3.3 Thực hiện thí nghiệm: ... 57

3.3.1 Dụng cụ thí nghiệm: ... 57

3.3.2 Mơ hình đo moment xoắn cho cơ cấu mềm “Compliant” ... 62

3.4 Bộ đồ gá chi tiết ‘cơ cấu mềm Compliant’ ... 70

3.5 Nguyên lý hoạt động: ... 74

3.5.1 Cảm biến đo moment xoắn (sensor) ... 76

3.5.2 Phần mềm đo moment xoắn TIA Portal: ... 77

3.5.3 Quy trình đo: ... 78

CHƯƠNG 4 ... 79

</div>Trang 10<div class="page_container" data-page="10">

4.1 Phân tích kết quả đo độ bền mỏi mỏi xo ... 79

4.1.2 Phân tích kết quả ... 86

4.2 Tách số liệu và so sánh các trường hợp nhựa ... 86

4.2.1 Kết quả phân tách số liệu ... 86

4.2.2 Chồng các biểu đồ và so sánh các trường hợp ... 92

4.3 Tổng hợp kết quả: ... 97

4.3.1 Các trường hợp nhựa Pa6: ... 97

4.3.2 Các trường hợp nhựa ABS, PP và Pa6 ... 97

</div>Trang 11<div class="page_container" data-page="11">

BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH

Hình 1. 1: Mối quan hệ giữa nhiệt độ nhựa, thời gian phun và áp suất phun

đến độ bền kéo (a), (b), độ bền uốn (c), (d) ... 16

Hình 1.2: Sự ảnh hưởng của nhiệt độ nhựa và áp suất phun đến độ bền uốn ... 17

Hình 1.3: Ảnh hưởng của áp suất phun độ bền đường hàn dưới các kích thước hệ thống thông hơi khác nhau với vật liệu PA66 (a) Pa66 +30% GF (b) ... 18

Hình 1.4: Mối quan hệ giữ lực mỏi và nhiệt độ nóng chảy ... 19

Hình 1.5 Mối quan hệ giữa nhiệt độ và tần số góc ... 19

Hình 1.6: Số chu kỳ dựa vào giảm 10% độ cứng uốn ... 20

Hình 1.7: So sánh tốc độ lan truyền vết nứt của 3 điều kiện phun ép ... 21

Hình 1.8: Đường cong S-N của ABS theo thang đo log-log cho ba tỷ lệ R khác nhau (0,1, 0,4 và 0,7). ... 22

Hình 1.9: Chu kỳ mỏi tại tần số tải 1 Hz (a) 10 Hz (b) 50 Hz (c) and 100 Hz (d) ... 23

Hình 2.1: Cấu trúc phân tử nhựa ABS ... 27

Hình 2.2: Nguyên lý ép phun [37]... 28

Hình 2.3: Nhựa ABS ... 29

Hình 2.4: Ứng dụng của nhựa ABS ... 32

Hình 2.5: Cơng thức & cấu trúc hố học của nhựa PP ... 32

Hình 2.6: Hạt nhựa PP thành phẩm ... 33

Hình 2.7: Ống tiêm dùng 1 lần ... 35

Hình 2.8: Sữ dụng nhựa PP trong cơng nghiệp ... 35

Hình 2.9: Nhựa PP dùng trong cơng nghiệp ơ tơ ... 36

Hình 2.10: Nhựa PP dùng trong sản xuất hàng tiêu dùng ... 37

Hình 2.11: Nhựa PP dùng trong vật liệu xây dựng ... 37

</div>Trang 12<div class="page_container" data-page="12">

Hình 2.25. Cơ cấu đàn hồi song ổn định, ... 51

Hình 2.26: Minh họa áp dụng của cơ cấu Compliant ... 52

Hình 3.1: Các thơng số hình học của mơ hình ... 53

Hình 3.2: Mơ hình 3D ... 54

Hình 3.3: Mơ hình thực tế ... 54

Hình 3.4. Hình ảnh thực tế của bộ khn được dùng để làm thực nghiệm .... 55

Hình 3.5: Hình ảnh hỗn hợp nhựa PA6 0%GF và PA6 30%GF ... 56

Hình 3.6: Máy ép nhựa Haitian MA 1200 III ... 58

Hình 3.7: Bảng thơng số ép nhựa PP ... 60

Hình 3.8: Bảng thơng số ép nhựa ABS ... 61

Hình 3.9: Bảng thơng số ép nhựa Pa6 (0%30%) ... 62

Hình 3.10: Mơ hình thiêt kế khung máy của máy thử xoắn ... 63

Hình 3.11 Cơ cấu bộ căng đai và truyền đai ... 64

Hình 3.12 Cơ cấu bộ truyền moment xoắn ... 65

Hình 3.13: Mâm cặp đường kính ngồi 100mm ... 66

Hình 3.14: Hộp giảm tốc với tỷ lệ 1/50 ... 67

Hình 3.16: Lập trình điều khiển CPU ... 68

HÌnh 3.17: Cảm biến ... 69

Hình 3.18: Motor ... 69

</div>Trang 13<div class="page_container" data-page="13">

Hình 3.25: Hình thực tế chi tiết quay ... 72

Hình 3.26: Lắp ghép hồn chỉnh ... 73

Hình 3.27: Gá đặt và kẹp chặt hồn chỉnh trên máy ... 73

Hình 3.28: Lắp đặt sản phẩm lên máy thử độ bền xoắn ... 75

Hình 3.29: Máy thử xoắn khi hoạt động ... 75

Hình 3.31: Phần mềm TIA Portal ... 77

Hình 4.1: Biểu đồ Moment xoắn của nhựa ABS ... 81

Hình 4.2: Biểu đồ Moment xoắn của nhựa PP ... 82

Hình 4.3: Biểu đồ Moment xoắn của nhựa PA6 (0%) ... 82

Hình 4.4: Biểu đồ Moment xoắn của nhựa PA6 (5%) ... 83

Hình 4.5: Biểu đồ Moment xoắn của nhựa PA6 (10%) ... 83

Hình 4.6: Biểu đồ Moment xoắn của nhựa PA6 (15%) ... 84

Hình 4.7: Biểu đồ Moment xoắn của nhựa PA6 (20%) ... 84

Hình 4.8: Biểu đồ Moment xoắn của nhựa PA6 (25%) ... 85

Hình 4.9: Biểu đồ Moment xoắn của nhựa PA6 (30%) ... 85

Hình 4.10: Kết quả phân tách trên origin của nhựa ABS ... 86

Hình 4.11: Kết quả phân tách trên origin của nhựa PP ... 87

Hình 4.12: Kết quả phân tách trên origin của nhựa Pa6 (0%) ... 87

Hình 4.13: Kết quả phân tách trên origin của nhựa Pa6 (5%) ... 88

Hình 4.14: Kết quả phân tách trên origin của nhựa Pa6 (10%) ... 89

Hình 4.15: Kết quả phân tách trên origin của nhựa Pa6 (15%) ... 89

Hình 4.16: Kết quả phân tách trên origin của nhựa Pa6 (20%) ... 90

Hình 4.17: Kết quả phân tách trên origin của nhựa Pa6 (25%) ... 90

Hình 4.18: Kết quả phân tách trên origin của nhựa Pa6 (30%) ... 91

Hình 4.19: Kết quả so sánh kết quả của nhựa ABS và nhựa PP ... 92

Hình 4.20: Biểu đồ so sánh nhựa Pa6 (0%) và nhựa Pa6 (5%) ... 92

Hình 4.21: Biểu đồ so sánh nhựa Pa6 (10%) và nhựa Pa6 (15%) ... 93

Hình 4.22: Biểu đồ so sánh nhựa Pa6 (0%) và nhựa Pa6 (5%) ... 94

Hình 4.23: Biểu đồ so sánh nhựa ABS và nhựa Pa6 (30%) ... 95

</div>Trang 14<div class="page_container" data-page="14">

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

ABS Acrylonitrin Butadien Styren

ASTM American Society for Testing and Materials

CFRP Carbon Fiber Reinforced Polymer Composites

</div>Trang 15<div class="page_container" data-page="15">

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN

1.1 Tổng quan hướng nghiên cứu

1.1.1 Các đề tài nghiên cứu trong nước

Đối với các đề tài nghiên cứu trong nước, cơ tính của vật liệu nhựa được xem xét từ khá nhiều khí cạnh như bền kéo, bền uốn,... Trong đó có một số nghiên cứu nổi bật sau:

[1]. Trần Văn Chứ, Quách Văn Thiêm (2013). Nghiên cứu ảnh hưởng thông số ép

tới độ bền kéo và độ bền uốn của vật liệu phức hợp gỗ nhựa. Tạp chí khoa học và cơng nghệ lâm nghiệp, số 4. tr.52-59.

• Theo tác giả Trần Văn Chứ, Quách Văn Thiêm: Khi nhiệt độ đầu vòi phun quá cao hoặc quá thấp thì độ bền kéo và bền uốn đều khơng tốt. Khi áp suất ép và thời gian ép tăng thì độ bền kéo và độ bền uốn tăng và ngược lại, giai đoạn đầu tăng nhanh và giai đoạn sau tăng chậm được thể hiện ở hình 1.1

• Tác giả đã chỉ ra rằng với nhiệt độ ép 𝑇𝑇1 = 180°𝐶𝐶, áp suất ép 𝑃𝑃1 = 9.3 𝑀𝑀𝑃𝑃𝑀𝑀, thời gian ép 𝑇𝑇𝑔𝑔 = 33𝑠𝑠 thì đạt độ bền kéo là 33.66 MPa, độ bền uốn là 84.71 Mpa

</div>Trang 16<div class="page_container" data-page="16">

( a ) ( b )

Hình 1. 1: Mối quan hệ giữa nhiệt độ nhựa, thời gian phun và áp suất phun đến

độ bền kéo (a), (b), độ bền uốn (c), (d)

[2]. Đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của thông số ép phun tới độ bền uốn của vật liệu nhựa PA66” năm 2016 – ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM.

• Đề tài được thực hiện bởi Vũ Viết Chuyên – trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM. Nghiên cứu chỉ ra rằng nhiệt độ nhựa làm cho độ bền uốn giảm, áp suất phun làm cho độ bền uốn tăng. Những ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ bền uốn cao hơn áp suất phun thể hiện ở hình 1.2.

</div>Trang 17<div class="page_container" data-page="17">

Hình 1.2: Sự ảnh hưởng của nhiệt độ nhựa và áp suất phun đến độ bền uốn

[3]. Đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số phun ép đến độ bền kéo của sản phẩm composite sợi thủy tinh nền polyme” năm 2016 – ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM.

• Tác giả Lê Tiến Thành – trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM đã nghiên cứu độ bền kéo của sản phẩm PA6 + 30% Glass Fiber khi thay đổi 3 thông số ép đó là nhiệt độ khn, nhiệt độ nhựa và áp suất phun.

• Kết quả nghiên cứu: Nhiệt độ khuôn tăng từ 400C đến 700C độ bền kéo được cải thiện rõ rệt. Nhiệt độ nhựa càng tăng thì độ bền kéo càng tăng, tới lúc nhiệt độ nhựa đạt 2700C thì độ bền kéo giảm xuống đạt giá trị 370.36 MPa. Áp suất phun càng tăng thì độ bền kéo càng tăng đạt giá trị lớn nhất 443.21 MPa.

[4]. Đề tài “A s

tudy on the welding line strength of injection molding product with various venting systems

” (Nghiên cứu về độ bền đường hàn của sản phẩm ép phun với các hệ thống thông hơi khác nhau) năm 2017.

• Đề tài được thực hiện bởi Phạm Sơn Minh, Đỗ Thành Trung và Trần Minh Thế Uyên – trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM. Nhóm tác giả đã nghiên cứu sự ảnh hưởng của hệ thống thông hơi đến độ bền đường hàn trên các mẫu thử kéo theo tiêu chuẩn ISO 527.

• Kết quả nghiên cứu là: Nếu khơng có hệ thống thông hơi, khi áp suất phun tăng từ 0,9 MPa lên 1,1 MPa, độ bền đường hàn tăng với cả hai vật liệu PA66 và PA66 + 30% GF. Tuy nhiên, khi áp suất phun cao hơn 1,1 MPa, độ bền đường hàn giảm khoảng 6% cho cả hai vật liệu. Khi hệ thống thông hơi được

</div>Trang 18<div class="page_container" data-page="18">

sử dụng, hiện tượng giảm độ bền đường hàn khi tăng áp suất phun đã được loại bỏ. Kích thước hệ thống thơng hơi 0.10 mm là tốt nhất trong nghiên cứu này được thể hiện ở hình 1.3.

Hình 1.3: Ảnh hưởng của áp suất phun độ bền đường hàn dưới các kích thước

hệ thống thơng hơi khác nhau với vật liệu PA66 (a) Pa66 +30% GF (b) [5]. Đề tài “Enhancing the Fatigue Property of Nylon 6 by Using Glass-fiber

Reinforcement and Injection Molding” (Nghiên cứu độ bền mỏi của vật liệu comosite với các thơng số phun khác nhau) năm 2019.

• Đề tài được thực hiện bởi nhóm tác giả Huỳnh Đỗ Song Tồn, Lê Hiếu Giang và các cơng sự - Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM. Nhóm tác giả đã nghiên cứu độ bền mỏi uốn của nhựa PA6 gia cố sợ thủy tinh với các biến độc lập: Thành phần sợi thủy tinh, nhiệt độ nhựa, áp suất giữ khuôn, thời gian giữ khuôn, áp suất phun và thời gian phun. Tuy nhiên, đối với 250 ° C, 270 ° C thể hiện ở hình 1.4.

• Kết quả nghiên cứu: Thơng qua phân tích phương sai (ANOVA) tác giả cho rằng tỷ lệ sợi thủy tinh cùng nhiệt độ nóng chảy là hai yếu tố làm dịch chuyển

</div>Trang 19<div class="page_container" data-page="19">

PA6 10%PA6 20%PA6 30%

Hình 1.4: Mối quan hệ giữ lực mỏi và nhiệt độ nóng chảy 1.1.2 Các đề tài nghiên cứu ngồi nước

- Độ bền mỏi là một khía cạnh được các tác giả nước ngoài quan tâm và nghiên cứu. Sau đây là một số bài nghiên cứu về độ bền mỏi của vật liệu nhựa.

[6]. Đề tài “Temperature Increase of Sheet Molding Compound (SMC-R65) in Flexural Fatigue Test” (Tăng nhiệt độ của hợp chất đúc tấm (SMC-R65) trong

thử nghiệm độ mỏi uốn) – năm 1983.

Hình 1.5 Mối quan hệ giữa nhiệt độ và tần số góc

• Tác giả S. V. HOA and Q. B. NGUYEN đã nghiên cứu sự gia tăng nhiệt độ trong thử nghiệm mỏi uốn của hợp chất đúc tấm SMC-R65 trong phạm vi tần số thử nghiệm từ 1000 cpm đến 2200 cpm. Sự thay đổi tần số thử nghiệm ảnh hưởng đến sự tăng nhiệt độ (Hình 2.5). Dựa trên việc giảm 10% độ cứng uốn (Hình 1.6) cho thấy khơng có sự ảnh hưởng của tần số đối với tuổi thọ mỏi.

</div>Trang 20<div class="page_container" data-page="20">

Hình 1.6: Số chu kỳ dựa vào giảm 10% độ cứng uốn

[7]. Đề tài “Flexural Fatigue of Short Glass Fiber Reinforced a Blend of

Polyphenylene Ether Ketone and Polyphenylene Sulfide” (Độ mỏi uốn của sợi

thủy tinh tăng cường Polyphenylene Ether Ketone và Polyphenylene Sulfide) - năm 1994.

• Tác giả Jiang Zhou và các đồng nghiệp đã thử nghiệm mỏi uốn 4 điểm đối với vật liệu sợi thủy tinh gia cố hỗn hợp polyphenylene ether ketone và polyphenylene sulfide với các tỷ lệ ứng suất khác nhau và tần số khác nhau. Kết quả cho thấy có sự thay đổi độ dốc của biểu đồ mỏi S – N. Tần số tải từ 0,89 – 7,0Hz không ảnh hưởng đáng kể đến số chu kỳ mỏi.

[8]. Đề tài “The Effect of Temperature on Fatigue Strength and Cumulative Fatigue Damage of FRP Composites” (Ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ bền mỏi và thiệt

hại mỏi tích lũy của vật liệu tổng hợp FRP) – năm 2010.

• Đề tài được thực hiện bởi H. Mivehchi, A. Varvani-Farahani. Trong nghiên cứu này, mơ hình thiệt hại mỏi tích lũy của Varvani-Farahani được phát triển thêm dựa trên các thông số phụ thuộc nhiệt độ của độ bền kéo tới hạn 𝜎𝜎ult (T) và Modul đàn hồi E (T) để đánh giá thiệt hại mỏi của vật liệu tổng hợp FRP ở nhiều mức nhiệt độ khác nhau. Và kết quả cho thấy nhiệt độ tăng thì thiệt hại mỏi tích lũy tăng và ngược lại.

[9]. Đề tài “Examining the Abrasion Behaviour of PA66 Gears in Different Cycles”

</div>Trang 21<div class="page_container" data-page="21">

[10]. Đề tài “Research on Fatigue Fracture Characterization of PC/ABS Blend” (Nghiên cứu đặc tính vết nứt mỏi của hỗn hợp PC/ABS) – năm 2015.

• Tác giả Ming-Hsiung Ho và đồng nghiệp đã nghiên cứu các vết nứt mỏi của hỗn hợp PC/ABS. Đây là hỗn hợp nhựa được sử dụng nhiều trong nội thất xe ô tô, các bộ phận điện tử. Những mẫu thử được tạo ra trong các điều kiện ép phun khác nhau như nhiệt độ nóng chảy nhựa, nhiệt độ khn, thời gian phun.

Hình 1.7: So sánh tốc độ lan truyền vết nứt của 3 điều kiện phun ép

• Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng thông số ép phun cho tốc độ lan truyền vết nứt mỏi thấp nhất là nhiệt độ nóng chảy 260°C, nhiệt độ khn 80°C, thời gian phun là 2 giây. Thông số ép phun cho tốc độ lan truyền vết nứt mỏi nhanh nhất là nhiệt độ nóng chảy 280°C, nhiệt độ khn 80°C, thời gian phun là 2 giây. Thể hiện ở hình 1.7.

[11]. Đề tài “Fatigue properties of abs thermoplastics used in exterior lighting” (Đặc

tính mỏi của nhựa nhiệt dẻo ABS được sử dụng ngồi trời) – năm 2016. • Tác giả Samet Caliskan và cộng sự đã thực hiện thử nghiệm mỏi đơn trục

cho mẫu nhựa ABS hình 1.8 với mẫu có lỗ với ba tỷ số R khác nhau (𝜎𝜎min / 𝜎𝜎max = 0,1, 0,4 và 0,7) được thực hiện với tần số 5 Hz. Đối với mỗi tỉ lệ R, có sáu mức tải tác động khác nhau được áp dụng và kết quả thí nghiệm được thu thập dựa vào tiêu chuẩn ASTM D7791 - 17. Kết quả cho thấy giá trị tải tăng thì chu kỳ mỏi giảm và hệ số R = 0,7 cho kết quả tốt nhất.

</div>Trang 22<div class="page_container" data-page="22">

Hình 1.8: Đường cong S-N của ABS theo thang đo log-log cho ba tỷ lệ R khác

nhau (0,1, 0,4 và 0,7).

[12]. Đề tài “Quantification of flexural fatigue life and 3D damage in carbon fibre reinforced polymer laminates” (Định lượng tuổi thọ mỏi uốn và thiệt hại 3D của tấm nhựa gia cường sợ carbon) –Năm 2016.

• Tác giả đã nghiên cứu với vật liệu polymer cốt sợi carbon với bố cục đối xứng trình tự [+ 45 / -45 / 0] 2s, đây là vật liệu thường được sử dụng ở các turbin gió.

• Tuổi thọ mỏi uốn có thể được xác định một cách định lượng theo chu kỳ khi mô đun tiếp tuyến theo dõi suy giảm 21%. Tuổi thọ mỏi của tấm CFRP được thể hiện qua hàm phân phối hai tham số Weibull. Kết hợp với mơ hình Sigmoidal, phương pháp phân tích Weibull đáng tin cậy dự đoán tuổi thọ mỏi.

[13]. Đề tài “Fatigue strength of bovine articular cartilage-on bone under three-point bending: the effect of loading frequency” (Độ bền mỏi của khớp xương sụn dưới uốn ba điểm: ảnh hưởng của tần số tải) – năm 2017.

• Tác giả H. Sadeghi và nhóm nghiên cứu đã nghiên cứu sự ảnh hưởng của tần số tải tác động đến độ bền mỏi của mẫu khớp xương sụn. Trong đó tải

</div>Trang 23<div class="page_container" data-page="23">

Number of cycles Number of cycles

Hình 1.9: Chu kỳ mỏi tại tần số tải 1 Hz (a) 10 Hz (b) 50 Hz (c) and 100 Hz (d)

• Kết quả của nghiên cứu thể hiện ở hình 1.9: Số chu kỳ mỏi giảm khi tăng lực lên tối đa. 67% và 27% mẫu vật đạt được 10.000 chu kỳ khi khảo sát ở tần số tương ứng là 1Hz và 10 Hz. Tuy nhiên, 0% số mẫu vật đạt 10.000 ở tần số tải 50Hz và 100 Hz. Số lượng chu kỳ thất bại nằm trong khoảng từ 5 đến 217 lần và 6 đến 374 lần tương ứng với tần số lần lượt là 50 và 100 Hz.

- Kết luận: Qua phân tích tổng quan thấy rằng: Ở nước ngoài, độ bền mỏi đã

được nghiên cứu ở nhiều khía cạnh khác nhau như là ảnh hưởng thông số ép phun, tần số tác động, kết cấu vật liệu, nhiệt độ, ...Nhưng ở trong nước, tác giả nhận thấy chưa có nhiều nghiên cứu độ bền mỏi của vật liệu nhựa đặc biệt là độ bền mỏi khi chịu tác động bởi tải. Cho nên chúng em chọn đề tài nghiên cứu của mình là “Nghiên cứu đặc điểm độ bền mỏi xoắn của chi tiết nhựa”. Với đề tài nghiên cứu này, chúng em tiến hành thực nghiệm ép mẫu nhựa theo những thông số ép khác nhau, đo độ bền mỏi theo từng giá trị tải khác nhau nhằm lấy số liệu thực nghiệm và xây dựng biểu đồ thực nghiệm.

1.2 Tính cấp thiết của đề tài

- Qua việc quan sát hằng ngày, chúng ta có thể nhận thấy rằng từ những vật dụng cơ bản như thước, bút cho học sinh đến các đồ chơi dành cho trẻ em và các sản

</div>Trang 24<div class="page_container" data-page="24">

nghệ phun ép nhựa. Điều này cho thấy rằng sản phẩm nhựa, phần lớn được sản xuất bằng phương pháp phun ép, đã trở thành một phần không thể thiếu trong đời sống hằng ngày.

- Với sự tăng cường nhu cầu sử dụng sản phẩm phun ép trên thị trường, các tiêu chí liên quan đến mẫu mã, màu sắc, kiểu dáng và đặc biệt là chất lượng sản phẩm đều cần phải được nâng cao. Trong số các tiêu chí này, chất lượng sản phẩm đặc biệt quan trọng, được thể hiện qua nhiều yếu tố như độ bền, khả năng chịu nhiệt và độ cứng. Tuy nhiên, trong số các yếu tố này, độ bền mỏi được coi là một yếu tố quan trọng nhất.

- Trong lĩnh vực công nghệ phun ép, các thơng số phun ép đóng vai trò quan trọng đối với chất lượng của sản phẩm. Tuy nhiên, trong thực tế, các thông số phun ép thường được áp dụng dựa trên kinh nghiệm mà không đánh giá được độ bền mỏi của vật liệu. Để hiểu rõ hơn về tác động của các thông số phun ép đối với độ bền mỏi của vật liệu và tăng cường hiệu suất trong quá trình phun ép, việc tiến hành nghiên cứu cụ thể về ảnh hưởng của các thông số phun ép là cần thiết.

1.3 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn 1.3.1 Ý nghĩa khoa học

- Từ kết quả thí nghiệm, biểu đồ thực nghiệm có thể giúp đánh giá được sự ảnh hưởng của độ bền mỏi và các thông số ép phun đến chất lượng sản phẩm trong ngành phun ép nhựa.

1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn

- Từ biểu đồ giúp chúng ta ép ra những sản phẩm có độ bền mỏi xoắn mong muốn.

1.4 Mục đích nghiên cứu, đối tượng nghiên cứu 1.4.1 Mục đích nghiên cứu

</div>Trang 25<div class="page_container" data-page="25">

giữa các yếu tố này. Bằng cách này, chúng ta có thể nhận diện được mức độ ảnh hưởng của mỗi thông số ép và độ bền mỏi xoắn đối với chất lượng cuối cùng của sản phẩm.

1.4.2 Khách thể nghiên cứu

- Vật liệu nhựa

- Các thông số phun ép: Nhiệt độ nhựa, áp suất duy trì, thời gian duy trì áp

1.4.3 Đối tượng nghiên cứu

- Độ bền mỏi của chi tiết nhựa

1.5 Nhiệm vụ nghiên cứu và giới hạn đề tài 1.5.1 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu về tiêu chuẩn thí nghiệm đo độ bền mỏi.

- Ép sản phẩm trên máy ép nhựa ngang Haitian MA1200 III . - Thí nghiệm, xử lý số liệu và vẽ biểu đồ biểu hiện độ bền mỏi.

- Sử dụng phương pháp phun ép nhựa để tạo ra sản phẩm.

- Thiết kế đồ gá phục vụ cho việc đo độ bền mỏi của chi tiết nhựa - Xử lý số liệu thu được và vẽ biểu đồ dựa trên kết quả xử lý số liệu

1.5.3 Phương pháp nghiên cứu

Đề tài sử dụng các phương pháp nghiên cứu sau: Các phương pháp nghiên cứu lý thuyết:

- Phương pháp phân tích và tổng hợp lý thuyết bắt đầu bằng việc thu thập các thông tin liên quan đến đề tài, sau đó tổ chức và tổng hợp chúng theo từng phần cụ thể.

</div>Trang 26<div class="page_container" data-page="26">

- Các phương pháp nghiên cứu thực tiễn:

- Phương pháp giả thuyết khoa học: Sự biến đổi trong thông số phun ép có thể ảnh hưởng đến độ bền mỏi của sản phẩm phun ép nhựa.

- Phương pháp thực nghiệm khoa học: Thực hiện các thí nghiệm thực nghiệm để đánh giá tác động của các yếu tố đối với độ bền mỏi của vật liệu nhựa.

</div>Trang 27<div class="page_container" data-page="27">

CHƯƠNG 2

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1 Vật liệu nhựa ABS

2.1.1 Cấu tạo.

- Nhựa ABS là một loại nhựa tổng hợp đa cấu trúc, với tên gốc viết tắt của các chất chiếm thành phần chính: Acrylonitrile (A), Butadiene (B), và Styrene (S). Cấu trúc của nhựa ABS bao gồm các phân tử polymer có chứa các đơn vị monomer từ ba thành phần chính [14]:

- Acrylonitrile (A): Đóng góp tính chất cứng và chịu nhiệt cho nhựa ABS. Phần này giúp tăng cường độ cứng và độ bền cơ học của vật liệu.

- Butadiene (B): Đây là thành phần mang tính đàn hồi cao, cung cấp tính linh hoạt và khả năng chống va đập cho nhựa ABS.

- Styrene (S): Styrene giúp cải thiện độ bóng và khả năng gia cơng của nhựa, đồng thời cũng ảnh hưởng đến độ dẻo dai và khả năng chịu nhiệt.

- Kết hợp ba thành phần này tạo nên một cấu trúc polymer phức tạp, cho phép nhựa ABS có những tính chất ưu việt như độ cứng, độ bền, độ co dãn, khả năng chịu va đập và chịu nhiệt tốt. Do tính chất linh hoạt của nó, nhựa ABS thường được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau từ đồ gia dụng đến sản phẩm cơng nghiệp và cơng nghệ.

Hình 2.1: Cấu trúc phân tử nhựa ABS

</div>Trang 28<div class="page_container" data-page="28">

2.1.2 Kỹ thuật gia công

Thường sử dụng phương pháp phun ép nhựa để gia cơng vì độ co ngót thấp nên sản phẩm rất chính xác. Nhựa ABS có thể làm dạng tấm, profile đùn và màng.

Hình 2.2: Nguyên lý ép phun [37] - Thơng số gia cơng:

• Nhiệt độ nguyên liệu: 200-280°C. • Nhiệt độ khn: 40 – 85°C

• Áp suất phun: 60 – 180 MPa.

2.1.3 Tính chất

Nhựa ABS được biết đến với tính chất rất cứng và chắc chắn, nhưng không dễ vỡ, tạo ra một sự cân bằng tốt giữa độ bền kéo, độ chịu va đập, độ cứng bề mặt, độ rắn và khả năng chịu nhiệt ở nhiệt độ thấp. Ngồi ra, nó cũng có các đặc tính tốt liên quan đến điện, và điều này làm cho nó trở thành một lựa chọn phổ biến trong các ứng dụng điện tử. Mặc dù có những tính chất ưu việt này, nhưng giá cả của nhựa ABS lại tương đối phải chăng.Thể hiện hình ảnh hạt nhựa ABS thơng thường.

</div>Trang 29<div class="page_container" data-page="29">

Hình 2.3: Nhựa ABS

- Đặc tính đặc trưng của nhựa ABS bao gồm khả năng chống va đập và độ dẻo dai. Có nhiều biến thể nhựa ABS khác nhau được tinh chỉnh để nâng cao khả năng chống va đập, độ dẻo dai và khả năng chịu nhiệt. Khả năng chống va đập không giảm đáng kể ở nhiệt độ thấp. Nhựa ABS thể hiện khả năng ổn định tốt dưới tải trọng, và khả năng chịu nhiệt của nó tương đương hoặc vượt trội so với các loại nhựa như Acetal, PC... ở điều kiện nhiệt độ phịng. Khi khơng chịu va đập, hư hại thường xảy ra do biến dạng hơn là gãy vỡ. Tính chất vật lý của nhựa ABS ít ảnh hưởng đến độ ẩm, thay vào đó, chúng ảnh hưởng đến sự ổn định kích thước của vật liệu.

2.1.4 Thế mạnh của nhựa ABS

- Nhựa ABS thừa hưởng những ưu điểm của cả vật liệu nhựa thông thường và kim loại, bao gồm tính cứng, độ bền với nhiệt độ và hóa chất. Bên cạnh đó, nhựa ABS cịn có nhiều ưu điểm hơn khi chất lượng gia công không kém phần so với các vật liệu kim loại như sắt thép.

- Nhựa ABS có độ bền màu và khá kháng với hầu hết các chất ăn mịn và khơng dễ bị oxy hóa, do đó, vật liệu composite này được sử dụng rộng rãi trong các ngành cơng nghiệp hóa chất để làm thùng - bồn đựng hóa chất, thùng rác, hoặc lớp phủ bề mặt bể chống ăn mòn...

</div>Trang 30<div class="page_container" data-page="30">

- Nhờ khả năng gia công, tạo hình và màu sắc linh hoạt, nhựa ABS được sử dụng rộng rãi trong việc sản xuất các đồ gia dụng và vật liệu xây dựng như ống nước, mái che.

- Bên cạnh đó, nhờ tính linh hoạt và chất lượng không thua kém so với kim loại, nhựa composite cịn nhẹ hơn nhiều, do đó, được sử dụng trong việc sản xuất các thiết bị vệ sinh và vỏ bọc sản phẩm.

- Hơn nữa, nhựa ABS không chỉ có khả năng cách điện và cách âm tốt mà còn tổ hợp các ưu điểm của cả nhựa và kim loại, điều này đã làm cho nó trở thành lựa chọn thay thế cho các vật liệu khác trong ngành xây dựng và công nghiệp. - Nhựa ABS rất nhẹ, chỉ chiếm khoảng 40% so với nhôm khi tính theo cùng thể tích. Do đặc tính này, gần đây nhựa ABS đã được sử dụng để thay thế kim loại trong các sản phẩm của ngành cơ khí, chế tạo máy, đóng xuồng...

- Có thể áp dụng một lớp phủ nhũ với hiệu ứng ánh kim lên bề mặt của nhựa ABS để tạo ra cảm giác giống như kim loại.

2.1.5 Ứng dụng

- Nhựa ABS, với sự kết hợp của tính chất cách điện và khả năng ép phun linh hoạt, không giới hạn, cùng với giá thành phải chăng, đã được ứng dụng rộng rãi trong các sản phẩm cách điện. Nó được sử dụng trong lĩnh vực kỹ thuật điện tử và truyền thông, bao gồm việc sản xuất vỏ và các linh kiện bên trong cho các thiết bị điện tử [15].

- Nhựa ABS thường xuất hiện xung quanh cuộc sống hằng ngày của chúng ta, không chỉ trong các vật dụng hằng ngày như vỏ màn hình máy tính, TV, xe máy... Mà nó cịn được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác như kỹ thuật nhiệt lạnh, cơng nghiệp xe hơi và bao bì. Đặc biệt, nhựa ABS cũng rất phổ biến trong

</div>Trang 31<div class="page_container" data-page="31">

(a) Đồ chơi

(b) Ghế nhựa

</div>Trang 33<div class="page_container" data-page="33">

- Về bề ngồi, hạt nhựa PP có màu trắng trong suốt, khơng chứa màu sắc, khơng có mùi, vị, hoặc chất độc hại. Khi sản xuất, nhà sản xuất thường pha trộn thêm

các hạt tạo màu để tạo ra các sản phẩm có màu sắc đa dạng và hấp dẫn hơn. - Do tổng hợp dễ dàng từ vật liệu giá rẻ và an toàn nên nhựa pp được sử dụng

rất rộng rãi trong mọi ngành nghề, quốc gia và chủng loại sản phẩm.

Hình 2.6: Hạt nhựa PP thành phẩm 2.2.2 Đặc Tính Của Nhựa Polypropylen Là Gì?

- Kháng hóa chất: Nhựa PP có khả năng chống lại các bazơ và axit pha lỗng,

giúp nó trở thành một lựa chọn phù hợp cho các thùng chứa chất lỏng như chất tẩy rửa, sản phẩm sơ cứu và nhiều ứng dụng khác.

- Độ đàn hồi và độ dẻo dai: Nhựa PP có khả năng hoạt động với độ đàn hồi

trong một phạm vi lệch nhất định, tuy nhiên, nó cũng dễ biến dạng dẻo sớm trong q trình biến dạng. Do đó, nó thường được xem là vật liệu "cứng". Độ dẻo dai là khả năng của vật liệu để biến dạng mà không bị vỡ.

- Chống biến dạng: Polypropylene giữ được hình dạng sau nhiều lần uốn cong,

xoắn và/hoặc uốn, cho thấy tính chất chống biến dạng của nó.Tài sản này đặc biệt có giá trị để làm bản lề sống.

- Cách điện: polypropylen có điện trở rất cao và rất hữu ích cho các linh kiện

điện tử.

</div>Trang 34<div class="page_container" data-page="34">

- Độ trong và xuyên ánh sáng: Mặc dù nhựa polypropylene có thể được sản xuất

để trong suốt, nhưng thường được tạo thành với màu đục tự nhiên. Tính trong của polypropylene cho phép sử dụng trong các ứng dụng nơi một phần chuyển đổi ánh sáng là quan trọng hoặc nơi có yêu cầu về mỹ quan.. Nếu độ truyền qua cao được mong muốn thì các loại nhựa như Acrylic hoặc Polycarbonate là lựa chọn tốt hơn.

Dựa vào những đặc tính tổng hợp trên nên nhựa PP được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành nghề, sản phẩm khác nhau trong cuộc sống.

2.2.3 Ưu Điểm Của Nhựa PP

Nhựa PP không chỉ có sẵn mà cịn có giá cả phải chăng, làm cho nó trở thành một lựa chọn phổ biến trong nhiều ứng dụng.

- Một điểm mạnh của polypropylen là độ bền uốn cao nhờ tính chất bán tinh thể của nó. Điều này làm cho nó khá linh hoạt và khó bị biến dạng khi chịu lực. - Bề mặt trơn của polypropylen cũng là một thuộc tính hữu ích. Điều này giúp nó dễ dàng để làm sạch và không dễ bám bẩn, làm cho nó phù hợp cho nhiều ứng dụng trong lĩnh vực y tế và thực phẩm.

- Khả năng chống ẩm cao của polypropylen là một ưu điểm quan trọng. Điều này làm cho nó được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng liên quan đến đóng gói và bảo quản, nơi việc giữ cho sản phẩm khô và bảo vệ chúng khỏi độ ẩm là quan trọng.

- Polypropylen cũng có khả năng kháng hóa chất tốt, đặc biệt là đối với nhiều loại bazơ và axit. Điều này làm cho nó được sử dụng trong các ngành cơng nghiệp hóa chất và một số ứng dụng y tế.

- Với độ bền va đập tốt, polypropylen có thể chịu được tác động mạnh mà

</div>Trang 35<div class="page_container" data-page="35">

2.2.4 Ứng dụng

Trong lĩnh vực y tế, nhựa PP được sử dụng đa dạng với nhiều ứng dụng khác nhau nhờ tính kháng hóa chất và kháng vi khuẩn cao. Nhựa PP cấp y tế cịn có khả năng chống khử trùng bằng hơi nước. Ống tiêm dùng một lần là ứng dụng phổ biến nhất của polypropylene trong y tế. Ngồi ra, cịn có nhiều vật dụng khác như lọ y tế, thiết bị chẩn đoán, lọ tiêm tĩnh mạch, lọ đựng bệnh phẩm, đĩa Petri, khay đựng thức ăn, hộp đựng thuốc [17].

Hình 2.7: Ống tiêm dùng 1 lần

- Trong sản xuất công nghiệp, nhựa PP được ứng dụng phổ biến nhờ vào độ bền, độ kéo và khả năng chịu nhiệt cao. Tính chất bền cao, độ kéo mạnh, khả năng chịu nhiệt và kháng ăn mòn đã làm cho tấm PP trở thành vật liệu phổ biến trong lĩnh vực cơng nghiệp. Nó được sử dụng để sản xuất các sản phẩm như bồn chứa axit và hóa chất, tấm, ống dẫn, bao bì vận chuyển nhiều lần, và nhiều ứng dụng khác.

</div>Trang 36<div class="page_container" data-page="36">

Trong ngành công nghệ ô tô, nhựa PP được sử dụng phổ biến nhờ tính chi phí thấp, tính cơ học vượt trội và khả năng tạo khuôn linh hoạt. Loại nhựa này thường được áp dụng cho các bộ phận của ô tô như hộp và khay đựng pin, trang trí nội thất, lót chắn bùn, cản va chạm, bảng điều khiển, trang trí cửa và nhiều ứng dụng khác. Ngoài ra, nhựa PP cũng được biết đến trong ngành ơ tơ với các tính năng như hệ số giãn nở nhiệt tuyến tính và trọng lượng riêng thấp, khả năng chịu hóa chất cao, khả năng chống thời tiết tốt, cũng như khả năng xử lý và cân bằng giữa va đập và độ cứng. Tính chất này làm cho nhựa PP trở thành vật liệu được ưa chuộng trong sản xuất các bộ phận ơ tơ.

Hình 2.9: Nhựa PP dùng trong cơng nghiệp ô tô

Trong ngành sản xuất hàng tiêu dùng, nhựa PP được sử dụng rộng rãi trong các sản phẩm hằng ngày như đồ gia dụng, hành lý, đồ chơi, bao bì và nhiều sản phẩm khác.

Nhờ tính an toàn, nhựa PP được người tiêu dùng ưa chuộng. Ngoài ra, với khả năng chịu nhiệt độ cao, các sản phẩm từ nhựa PP có thể an tồn sử dụng trong lị vi sóng trong một khoảng thời gian nhất định.

</div>Trang 37<div class="page_container" data-page="37">

Hình 2.10: Nhựa PP dùng trong sản xuất hàng tiêu dùng

Trong ngành vật liệu xây dựng, nhựa PP được sử dụng như một vật liệu gia cố và được áp dụng rộng rãi trong kiến trúc nhà ở và các cơng trình xây dựng. Các tấm PP thường được sử dụng làm vật liệu ốp bên ngoài, giúp tăng khả năng chịu nhiệt và giảm sự nóng trong nhà. Ngồi ra, nhựa PP còn được sử dụng đa dạng trong xây dựng, bao gồm là vật liệu cho bàn ghế nhựa, thùng nhựa, dây nhựa, ống nhựa, giá đỡ nhựa và nhiều ứng dụng khác. Trong lĩnh vực xây dựng, nhựa PP được sử dụng để sản xuất các ống nước nhựa và các vật dụng nhựa khác để phục vụ cho các cơng trình xây dựng.

Hình 2.11: Nhựa PP dùng trong vật liệu xây dựng

</div>Trang 38<div class="page_container" data-page="38">

2.3 Vật liệu nhựa Pa6 2.3.1 Nhựa PA6 là gì?

- Nhựa PA6, còn được biết đến với tên đầy đủ là PolyAmide hay Nylon, là một loại đại phân tử có các đơn vị liên kết Amide lặp lại. Đây là loại nhựa được sử dụng chủ yếu trong các ứng dụng kỹ thuật yêu cầu tính chất vật lý và cơ học cao. Polymer này được tổng hợp bởi IG Schraker ở Đức, sử dụng caprolactam làm nguyên liệu với axit-aminocaproic là chất khởi đầu. Việc sản xuất thử nghiệm sợi PA6 đã được tiến hành từ năm 1939 và việc thương mại hóa bắt đầu từ cơng ty Faben của Đức vào năm 1943 [18].

Hình 2.12: Hạt nhựa Pa6 (30%) GF

</div>Trang 39<div class="page_container" data-page="39">

2.3.2 Đặc điểm của nhựa PA6

- Nhựa PA6 rất bền, nhẹ, chịu được mài mòn. Rất bền trong mơi trường hóa chất. Nhựa có thể chịu được nhiệt độ thấp, dễ gia cơng, có độ trơn bóng cao, dễ pha màu và đặc biệt khơng độc hại.

- Là loại nhựa nguyên sinh được biết đến rất nhiều hiện nay. Nhựa có đặc tính cực kỳ cứng ở nhiệt độ thấp, đồng thời có bề mặt cứng cao và khả năng chống ăn mòn hiệu quả. Ngồi ra, nó cũng có chỉ số sốc cơ học thấp, giúp chịu được va đập mà không bị biến dạng hoặc vỡ vụn.

- Có khả năng cách điện tốt nên được sử dụng trong nhiều cấu trúc cơ học và linh kiện.

- Là một loại nhựa nhiệt dẻo, Pa6 có đặc tính là trạng thái chảy mềm thành chất lỏng ở nhiệt độ cao và đông cứng khi làm nguội..

- Nhựa PA6 được tạo ra bằng phản ứng trùng hợp. Đây là dịng ngun liệu có tính cơ học tối ưu, độ kéo cao, tính linh hoạt và khả năng phục hồi tốt.

- Độ rão thấp, độ bền và khả năng chống va đập rất cao. Chính vì vậy mà nhựa rất dễ nhuộm màu, hệ số ma sát thấp nên khả năng chống ăn mịn cực kỳ cao. - Nhiệt độ nóng chảy cao, từ 500 đến 540 độ K. Khi hoạt động ở nhiệt độ cao thì PA6 có nhiệt độ truyền thủy tinh dẫn đến tính cơ học rất tốt.

- Khả năng kháng dầu, bazo và nhiều dung mơi khác rất tốt. Nhờ đó mà tính chất cơ học thường ít bị thay đổi.

- Khả năng chống ẩm tốt, tính chất điện cũng tốt hơn so với các loại nhựa khác. - Tuy nhiên, nhựa PA6 lại có mức độ kết tinh và điểm nóng chảy cực kỳ thấp.

2.3.3 Ưu điểm của nhựa PA6

- Có khả năng chịu mài mịn rất tốt.

- Bền, nhẹ, chịu được hóa chất và hoạt động tốt trong dải nhiệt độ rộng (từ -40 đến 100 độ C).

- Dễ pha màu, dễ gia công và không chứa các chất độc hại.

</div>Trang 40<div class="page_container" data-page="40">

- Có nhiệt độ biến dạng cao, chịu ẩm tốt.

- Có khả năng chịu va đập cao, có độ đàn hồi tốt. - Rất an toàn với các loại thực phẩm.

- Có tính cách điện; giảm xóc giảm ồn trong các chi tiết máy khi làm việc. - Có tính bền, nhẹ, chịu được hóa chất, chịu được nhiệt độ thấp, có độ trơn bóng cao.

2.3.4 Ứng dụng của nhựa PA6

- Trong sản xuất công nghiệp sản xuất ô tô: Nhựa PA6 được ứng dụng rộng rãi trong ngành sản xuất ô tô để chế tạo ra những vật dụng như lưới bọc nhiên liệu, bộ lọc ô tô, vật dụng đựng đồ tiêu hao, nắp đậy lốc máy, bình đựng nước tản nhiệt, bình đựng dầu máy, … Bên cạnh đó, nhựa PA6 cịn được sử dụng làm linh kiện đồ điện ô tô, điều khiển [19].

- Trong công nghiệp điện và điện tử: Trong lĩnh vực này, nhựa PA6 được sử dụng để sản xuất nồi bán dẫn, máy hút bụi, máy gia nhiệt, công tắc, điện trở và nhiều ứng dụng khác.

- Trong máy móc chính xác và thiết bị y tế: Nhựa PA6 được sử dụng để làm ống truyền máu, máy hút máu, máy truyền dịch, cũng như các chỉ khâu phẫu thuật và nhiều sản phẩm khác trong lĩnh vực y tế.

• Dùng làm cánh quạt gió, đệm chống mài mịn, bảng điều khiển cấu trúc. • Dùng làm bánh răng, chi tiết máy bơm, chi tiết chịu lực, các chi tiết trong sản

xuất ơ tơ.

• Dùng làm bánh xe, ống lót, đinh vít.

• Dùng làm thanh ray trượt, bánh ray, ống nối.

</div>