zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Cơ khí - Chế tạo máy

Vật liệu Polymer

Chia sẻ: Nguyen Ha | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:44

Báo xấu

518
lượt xem 69
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Vật liệu polyme nanocompozit (tiếng Anh: polymer nanocomposite) là một loại polyme compozit "mới" mà trong đó các hạt độn (filled-particles) trong mạng nền polyme (polymer matrix) có kích thước nanomet.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Vật liệu Polymer

4/8/2010 CHƯƠ CHƯƠNG 2:VẬT LIỆU ƯƠNG Ậ Ệ POLYMER CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU 4/8/2010 PGS. TS.THÁI THỊ THU HÀ 1 2.1.PHÂN LOẠI VẬT LIỆU KỸ THUẬT 4/8/2010 CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU 2 PGS. TS.THÁI THỊ THU HÀ 1
4/8/2010 2.1.PHÂN LOẠI VẬT LIỆU KỸ THUẬT Vật liệu kỹ thuật Kim loại Polymers P l Ceramics C i Hỗ hợp ỗn • Chứa sắt • Nhiệt dẻo • Truyền thống • Composites - Cast Iron (Thermoplastics) - Thép - nylons, - Clay • Electronic - Silica •Không chứa sắt - polystyrene, - Feldspar • Magnetic - Al, Mg, Cu, Ti, - polypropylene, • Cao •Construction Ni, Zn, etc. & etc. - Oxides, các hợp kim • Nhiệt rắn - Nitrides, • Kim loại quí (Thermosets) - Carbides Carbides, - Au - epoxies - Ferrites, • Hợp kim đặc - polyesters - Titanates • Đàn hồi • Thuỷ tinh biệt ( Elastomers) - Cao su lưu hoá CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU 4/8/2010 PGS. TS.THÁI THỊ THU HÀ 3 2.1.PHÂN LOẠI VẬT LIỆU KỸ THUẬT Vaät lieäu kim loaïi. Vaät lieäu goám. Vaät lieäu polymer. Vaät lieäu composite. CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU 4/8/2010 PGS. TS.THÁI THỊ THU HÀ 4 2
4/8/2010 2.1.PHÂN LOẠI VẬT LIỆU KỸ THUẬT Kim loại – Đúc: Chứa sắt và không chứa sắt Đúc: – Rèn: Chứa sắt và không chứa sắt Rèn: – các đặc tính để lựa chọn: tính bền (sức chọn: căng, cong,cắt), căng, cong,cắt), mô đun đàn hồi, độ hồi, dãn dài, độ cứng, giới hạn kéo dài, mật dài, cứng, dài, độ, độ, tính nhiệt ,tính dẫn nhiệt và điện, à điện, hệ số giãn nở nhiệt, tính điện nhiệt, 2.1.PHÂN LOẠI VẬT LIỆU KỸ THUẬT Polymer POLYMERS TỰ NHIÊN CHẤT ĐÀN HỒI TỔNG HỢP 1. CHẤT DẺO Proteins •Thermoplastic NHỰA NHIỆT DẺO Polysacharrides(Polysacarit) Gum resins v.v..( nhựa gôm) •Thermosetting NHỰA NHIỆT RẮN 2. VẬT LIỆU ĐÀN HỒI 3
4/8/2010 2.1.PHÂN LOẠI VẬT LIỆU KỸ THUẬT • CÁC POLYMER THIÊN NHIÊN – Cotton: Dùng bọc các lều, bọc máy bay – Proteins động vật: chất dính kết – Cây gai : làm thừng – Cao su thiên nhiên: dây đai, đồ trang sức, bit tất, ống – Gỗ 2.1.PHÂN LOẠI VẬT LIỆU KỸ THUẬT Ceramics: – Đặc tính :Bền ở nhiệt độ cao, cứng, kháng học tốt,chịu mài mòn tốt, và cách điện và nhiệt tốt – Có tính kim lọai và phi kim loại. – Phạm vi sử dụng: • Truyền thống: chống mài mòn, các sản phẩm đất sét, xây dựng, thủy tinh,chịu lửa. • Kỹ thuật: ô tô hành không, điện tử, nhiệt độ cao, chế tạo máy, y khoa. 4
4/8/2010 2.1.PHÂN LOẠI VẬT LIỆU KỸ THUẬT Composites: – Không giống polymers, composit là kết hợp của hai hay nhiều lọai vật liệu hóa học khác nhau,chúng có đặc tính của cả hai . Hai yếu tố chính để cấ tạo vật ế cấu ật liệu composite là sợi gia cố và matrix – Các lọai sợi gia cố thường là: thủy tinh, graphite, aramids (Kevlar), boron, and others – Matrix: nhựa nhiệt rắn ( epoxy, polyester, phenolics,etc…), nhựa nhiệt dẻo (PEEK, polysulfone, p y polyetherimide), kim lọai (al, al-li, magnesium, ) ( g titatium), gốm (silico, carbide, silicon nitride, aluminum ố oxide), và carbon. POLYMER, RESIN, AND PLASTICS Polymer là hợp chất được tạo ra bằng cách lặp lại nhiều đơn vị hoặc các khối gọi là đơn phân từ Khi chúng được tạo ra sẵn để cho các công nghệ sản xuất thì đưiợc gọi là nhựa Polymersare hiếm khi được tạo ra ở dạng nhất định, thường chúng được tạo ra với định, dạng tổng hợp với các chất độn khác nhau. nhau. Và dạng như vậy được gọi là chất dẻo. dẻo. Thường, Thường, polymers, resins, plastics có thể dùng đổi lẫn cho nhau 5
4/8/2010 SO SÁNH CÁC ĐẶC TÍNH CƠ HỌC CỦA VẬT LIỆU KỸ THUẬT Độ bền cơ học Tính uốn Độ ổn định ở Mật độ nhiệt độ cao Kim lo ị Ki l aị loaị Cao Trung bình T bì h Cao Tốt Chất dẻo Thấp Thấp Rất cao Không tốt (Nhựa nhiệt dẻo) Thâp (Nhựa nhiệt rắn) rắn) Gốm Trung bình Cao Thấp Rất tốt Composit Thấp Cao TRung bình Không tốt CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU 4/8/2010 PGS. TS.THÁI THỊ THU HÀ 11 2.2.KHÁI 2 2 KHÁI NIỆM POLYMER 4/8/2010 CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU 12 PGS. TS.THÁI THỊ THU HÀ 6
4/8/2010 2.2.KHÁI NIỆM POLYMER Polymer có nguồn gốc từ Hy Lạp và có nghĩa là gồm nhiều bộ phận. Polymer có nghĩa là gồm nhiều (poly)= “many” và (mers)= “(units) có nghĩa là phân tử được lặp lại nhiều lần từ các đơn phân tử (được gọi là ặp ạ p ( ợ gọ monomer viết tắt là mer) nhờ liên kết cộng hoá trị, số các đơn phân tử này có thể là hàng ngàn thậm chí hàng triệu. Kết quả là tạo ra chất có phân tử lớn và được gọi là đại phân tử . Polymers bao gồm chất dẻo và cao su (plastics and rubber) là các chất mà phân tử của chúng có mạch dài 4/8/2010 CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU 13 PGS. TS.THÁI THỊ THU HÀ 2.2.KHÁI NIỆM POLYMER Polymers bao gồm nhiều nguyên tử hoặc nhiều phân tử 4/8/2010 CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU 14 PGS. TS.THÁI THỊ THU HÀ 7
4/8/2010 2.2 KHÁI NIỆM POLYMER • Polymer thường bao gồm carbon, oxygen, and hydrogen. Một số ngòai carbon còn có Si, F, Cl, S. Cl S Có một số polymer chủ yếu là carbon và vì vậy nó được gọi là chất hữu cơ. • Polymer có thể coi như một “tô” spaghetti 4/8/2010 CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU 15 PGS. TS.THÁI THỊ THU HÀ CÁC MẠCH VÀ ĐƠN PHÂN TỬ CỦA POLYMER 4/8/2010 CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU 16 PGS. TS.THÁI THỊ THU HÀ 8
4/8/2010 VÍ DỤ F F F F F F Polytetraflouroethylene C C C C C C PTFE - Teflon F F F F F F H H H H H H C C C C C C Polyvinylchloride PVC H Cl H Cl H Cl H H H H H H Polypropylene C C C C C C PP H CH3 H CH3 H CH3 2.3 ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA POLYMER a/ Ưu điểm • Dễ dàng tạo sản phẩm sắc nét. • Mật độ thấp, tính dẫn điện và dẫn nhiệt kém. ấ ẫ ẫ • Có tính chịu ăn mòn và hoá chất. • Tỷ số của độ bền và khối lượng tốt khi có dùng sợi gia cố. • Được dùng rộng rãi trong vật liệu composite. • Chất dẻo và polymer có những đặc tính duy nhất ấ ấ và nhiều tính chất khác vượt trội so với kim lọai: như giảm tiếng ồn, có khả năng tạo mầu dễ dàng và độ trong suốt cao. 9
4/8/2010 2.3 ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA POLYMER • Polymer có thể có được hình dạng phức tạp dễ dàng. • Nhiều chất dẻo có thể được tạo ra với hình dạng sắc nét mà không cần nguyên công ắ ầ hoàn tất. • Nhiệt là cần thiết cho quá trình tạo sản phẩm nhưng nhỏ hơn rất nhiều với quá ạ trình kim loại. • Giá tương đối thấp. 2.3 ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA POLYMER Mật độ thấp hơn kim loại hoặc gốm. Trọng lượng riêng của polymer ∼ 1.2 (Trọng lượng riêng của gốm = ∼ 2.5, của kim loại = ∼ 7.0 Hệ số giãn nở nhiệt lớn ( thường giá trị lớn gấp 5 lần so với kim loại và 10 lần so với gốm. Nhiệt độ nóng chảy thấp. Nhiệt dung riêng lớn gấp từ 2 và 4 lần so với kim loại và gốm. Tính dẫn nhiệt thấp hơn 3 lần so với kim loại. ệ p ạ Tính cách điện tốt. 10
4/8/2010 2.3 ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA POLYMER b./ Nhược điểm • So với kim loại thì polymer có độ bền, độ cứng thấp hơn. • Mô đun đàn hồi thấp. • Phạm vi sử dụng ở nhiệt độ thấpthấp. • Hệ số giãn nở nhiệt cao. • Độ ổn định kích thước theo thời gian kém và thường bị dão. • Dễ bốc cháy. • Khó sửa chữa. • Có thể có các sản phẩm độc hay nguy hiểm có thể là mùi hoặc h ặ khói ttrong quá t ì h hì h thà h sản phẩm. á trình hình thành ả hẩ • Hút ẩm. • Một số loại polymer có thể bị phân huỷ dưới ánh nắng mặt trời hoặc một số tia bức xạ. 2.4 CÁC CHẤT DẺO VÀ LỊCH SỬ (1995) • LDPE ($0.38/lb) 6.4 M metric tons (1000 kg) • HDPE ($0.29/lb) 5.3 M metric tons • PVC ($0.26/lb) ( ) 5.1 M metric tons • PP ($0.28/lb) 4.4 M metric tons • PS ($0.38/lb) 2.7 M metric tons • PU ($0.94/lb) 1.7 M metric tons • PET ($0.53/lb) 1.6 M metric tons • Phenolic ($0.75/lb) 1.5 M metric tons Total 28.6 M metric tons (82% of market) • Nylon ($1.40/lb) 0.4 M metric tons • PTFE ($6.50/lb)
4/8/2010 2.4 LỊCH SỬ CỦA POLYMER • 1838 tài khoản đầu tiên về phản ứng trùng hợp được viết thành sách là Victor Regnault (French) • 1839 Charles Goodyear (American) đã phát minh ra trạng thái rắn của cao su thiên nhiên. Và ông gọi nó là quá trình lưu hóa • 1860’s J W Hyatt (American)đã phát minh ra celluloid nó là sản phẩm 1860 s J.W. celluloid, dùng cho các sản phẩm tiêu dùng đầu tiên. Quả bóng bida đã được tạo ra từ vật này thay cho ngà voi. • 1899 Arthur Smith (British) đã lấy patent về nhựa phenol-formaldehyde dùng để tạo vật liệu cách điện. • 1910 Leo Baekeland (Belgian, American) đã thương mại hóa Bakelite. • 1920 ‘s Việc trùng hóa đã thành công trong công nghệp (ICI, I. G. Farben, DuPont) 23 2.4 LỊCH SỬ CỦA POLYMER • 1930-1940 Đã thương mại hóa PVC, PE mật độ thấp, PS, PMMA. • 1939 Đã tạo ra sản phẩm thương mại đó là Nylon 6/6 do DuPont. W. H. Carothers • 1945-1970 Đã thương mại hóa nhiều loại polymers; nhiều thiết bị của quá trình đã được phát triển và hiện đại hóa; các sợi tổng hợp sử d ử dụng gia tă i tăng một cách nhanh chóng, K l Zi l và Gi li ột á h h h hó Karl Ziegler à Giulio Natta đã phát triển hệ thống xúc tác và được giải Nobel năm 1953 • 1970-nay : các chất dẻo có sợi gia cố (composites) đã dần thay thế cho các vật truyền thống; các chất dẻo kỹ thuật đã được phát triển; 24 12
4/8/2010 2.5 ỨNG DỤNG 2.5 ỨNG DỤNG 13
4/8/2010 14
4/8/2010 3.KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI CHẤT DẺO 4/8/2010 CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU 29 PGS. TS.THÁI THỊ THU HÀ 3.1 KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI CHẤT DẺO • Plastics là từ xuất phát từ Hy lạp plastikos,có nghĩa là tạo hình dáng hoặc p g ạ g ặ nhờ khuôn. -Chất dẻo khi có tác dụng của nhiệt thì nó sẽ chuyển sang trạng thái lỏng hoặc trạng thái mềm. 15
4/8/2010 3.1 KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI CHẤT DẺO • Là vật liệu có phân tử lượng lớn bằng cách tổng hợp • Nó đông đặc để có hình dạng mong muốn hợac nhờ khuôn • Đ Được nghiên cứu bởi hiê ứ các nhà hoá học, kỹ sư và kỹ thuật viên PHÂN LOẠI CHẤT DẺO 16
4/8/2010 LỰA CHỌN Đặc tính vật lý Tính hóa học Các tính chất của quá trình q Sản phẩm và giá thành 3.2 PHÂN LOẠI CHẤT DẺO a/. Theo cấu trúc mạch của phân tử: Cấu trúc mạch có ảnh hưởng lớn đến các đặc tính như độ nhớt, tính đàn hồi, nhiệt độ. Thường người ta chia làm bốn loại Mạch thẳng(Linear): polymer nhiệt dẻo có cấu trúc mạch thẳng cấu trúc mạch phân tử thường bao gồm hàng trăm hoặc hàng ngàn các phân tử hữu cơ riêng biệt và liên kết với nhau nhờ liên kết cộng hoá trị. - Các TP thường có cấu trúc mạch thẳng (acrylics, nylons, polyethylene, and polyvinyl chloride). -Cấu trúc mạch thẳng là không có mạch nhánh trong thực tế thì không có dạng mạch thẳng hoàn toàn, cấu trúc mạch ảnh toàn, hưởng về độ cứng vũng, mức độ tinh thể và ứng suất tác dụng vũng, 17
4/8/2010 3.2 PHÂN LOẠI CHẤT DẺO a/. Theo cấu trúc mạch của phân tử: polymer mạch thẳng 3.2 PHÂN LOẠI CHẤT DẺO a/. Theo cấu trúc mạch của phân tử: Mạch nhánh (Branched): Nó giống như mạch thẳng nhưng có các nhánh ở bên. Mạch của TP cũng có cấu tạo dạng nhánh đôi khi nó kết hợp cả dạng mạch thẳng và mạch nhánh - Các nhánh tăng sự rối giữa các phân tử làm cho các polymer bền hơn ở trạng thái rắn và độ nhớt tăng ở nhiệt độ ở trạng thái lỏng 18
4/8/2010 3.1 PHÂN LOẠI CHẤT DẺO a/. Theo cấu trúc mạch của phân tử: Polymer mạch nhánh 3.1 PHÂN LOẠI CHẤT DẺO a/. Theo cấu trúc mạch của phân tử: Mạch liên kết ngang (Cross-linked) – Liên kết ngang không chặt thường có trong các vật liệu đàn hồi – Liên kết ngang chặt thường có trong các vật liệu nhựa nhiệt rắn( TS) 19
4/8/2010 3.2 PHÂN LOẠI CHẤT DẺO a/. Theo cấu trúc mạch của phân tử: Mạch liên kết ngang (Cross-linked) • Thông thường polymer vô định hình là yếu • Liên kết ngang sẽ bền hơn 3.2 PHÂN LOẠI CHẤT DẺO a/. Theo cấu trúc mạch của phân tử: Liên kết không gian (Network-Highly cross-linked hoặc Tightly cross-linked ). - Hầu hết các nhựa nhiệt rắn có cấu trúc này( epoxies, phenolics) và là đại phân tử khổng lồ. 20

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2418 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.