Nhựa polyester không no

Thienduvan · 08-13-2008

Xin chao tat ca dien dan!
Tôi đang làm luận án về polyester không no sử dụng trên vật liệu cốt dệt (sợi cũng là polyester). Trong luc tìm tài liệu thì biết được diễn đàn.
Bạn nào có tài liệu về nhựa polyester không no cử dụng trong lĩnh vực composite thì chia sẻ với mình.
Cảm ơn trước.

**Teppi** · 08-13-2008

Nhựa polyester không no dùng trong lĩnh vực composite có thể tìm thấy qua datasheet của nhựa polyester không no.

Xin cho hỏi mục tiêu của bạn là nghiên cứu chế tạo vật liệu hay ứng dụng vật liệu này cho một thiết kế kết cấu hay nghiên cứu cơ lý tính của vật liệu này?

Hiện tại ở VN, nhựa polyester chủ yếu nhận từ Đài loàn về nên có một thông số kỹ thuật giống nhau.

- polyester không no là loại polymer có mang orthophtalic trong mạch chính, có 30-35% styrene monomer, pha sẵn 0,5 % chất xúc tiến Cobalt nathtalene, dùng đóng rắn là methylethylketoneperoxide (MEKPO- loại 55%) với lượng 1%.
Các thông số kỹ thuật khác của nó trước khi dùng :
Chỉ số acid : 20-28 KOHml/g
Hàm lượng chất bốc: 35-40 %
Màu: hồng đục ( loại có pha parafin wax), trong ngã tím ( không parafin wax nhưng có pha sẵn chất xúc tiến)
Thời gian gel ( ở nhiệt 30oC, ẩm RH=60%, với 1% xúc tác MEKPO ): 30 phút.
Nhựa chủ yếu dùng tại việc Nam cho gia công theo kiểu "hand lay up"- nghĩa là lăn ép bằng tay. Không thấy nhựa dùng cho gia công theo kiểu đúc chảy, ép hút chân không.

Nếu bạn ở Sài gòn, nhựa có thể tím mua ở chợ Kim Biên. Giá dao động từ 35000-45000d/lít kém với MEKPO.

Thienduvan · 08-15-2008

Vô cùng cảm ơn bạn vì những thông tin về nhựa polyester không no.
Tôi đang làm đề tài ứng dụng với nhựa polyester không no nhưng biết rất ít về nó. Mục tiêu của đề tài là sử dụng nhựa polyester không no để tạo liên kết và tăng tính chất cơ lý cho vật liệu dệt (nguyên liệu là sợi polyester).
Bạn có thông tin nào về loại nhựa này thì có thể chia sẻ thêm được không. (Nếu có được Công thức cấu tạo và các tính chất của loại nhựa này thì càng tốt.)

**bluemonster** · 08-20-2008

Trích:

Nguyên văn bởi Thienduvan

Vô cùng cảm ơn bạn vì những thông tin về nhựa polyester không no.
Tôi đang làm đề tài ứng dụng với nhựa polyester không no nhưng biết rất ít về nó. Mục tiêu của đề tài là sử dụng nhựa polyester không no để tạo liên kết và tăng tính chất cơ lý cho vật liệu dệt (nguyên liệu là sợi polyester).
Bạn có thông tin nào về loại nhựa này thì có thể chia sẻ thêm được không. (Nếu có được Công thức cấu tạo và các tính chất của loại nhựa này thì càng tốt.)

Mình cũng biết sơ về polyester nên có thể đóng góp cho Thienduvan một ít thông tin cơ sở, nếu bạn thực sự muốn tìm hiểu một cách sâu sắc tầm quan trọng của từng yếu tố trong tổng hợp và gia công polyester, tạo composite … của polyester nói chung và unsaturated polyester nói riêng thì tiếp tục thảo luận nhé.

Unsaturated polyester (UP) thuộc loại polymer nhiệt rắn (thermosets) sử dụng làm đầu máy xe (engine part), vỏ bọc (cover), hộp ngắt điện (electrical terminal box), bể bơi nhân tạo (swimming pool), thuyền, vỏ container xe tải …

Sự hiện diện của double bond trong UP giúp có thể xử lí crosslink với monomer thông qua cơ chế gốc tự do.

Hoạt tính, độ nhớt, cũng như tính chất của sản phẩm UP resin cuối có thể điều chỉnh bởi các thông số:

+ Cấu trúc hợp phần hóa học (chemical composition): Chẳng hạn như UP sẽ dẻo, có độ uốn cao khi trong hợp phần có mạch thẳng no (aliphatic), có tính bền nhiệt nhờ các vòng aromatic, hay khả năng khâu mạng lớn khi có nhiều double bond trong mạch polymer.

+ resin molecular weight

+ Bản chất và nồng độ của crosslinking monomer (chứa ít nhất một double bond).

Đối với crosslinking monomer, thường dùng styrene thêm vào với nồng độ khoảng 25 – 45% khối lượng hệ.

Đối với xúc tác peroxide, cơ chế được mô tả qua đoạn flash sau (các bạn click chuột để add peroxide vào hệ nhé):

Hai qui trình gia công chính đối với UP là:

+ Gia công lạnh (cold process)

+ Gia công nóng (hot process)

Xử lí Polyester resin tiến hành bởi cơ chế gốc tự do, với sự hiện diện của monomer (thường là styrene) có khả năng linking với mạch polyester. Monomer cũng có thể đóng vai trò như solvent để điều chỉnh độ nhớt của hệ.

Khơi mào cho phản ứng tạo polymer bằng organic peroxide. Trong gia công lạnh, phản ứng được khơi mào bằng cách thêm vào muối kim loại hay amine, phụ thuộc vào loại peroxide sử dụng.

Thường có thể dùng chất khơi mào từ 1-3% về khối lượng tùy thuộc vào độ sạch của resin. Đối với chất xúc tiến (accelerator) như trường hợp trên là ion Cobalt thường sử dụng từ 0.25-4% tùy thuộc vào hàm lượng kim loại cho phép trong hệ polymer cuối (~1%).

Đây là những thông số cơ bản nhất liên quan trực tiếp đến phản ứng polymer hóa. Ngoài ra còn các thông số trong quá trình gia công, quá trình lưu trữ … cũng đặc biệt quan trọng, nếu muốn anh em cùng thảo luận tiếp.

Thân ái.

Thienduvan · 08-26-2008

Cảm ơn bạn nhiều!
Tôi đang tìm hiểu về các điều kiện ảnh hưởng tới quá trình gia công của nhựa PEKN. Nếu bạn có thêm thông tin gì thì có thể chia sẻ với tôi.
- Như Teppi đã nói: Nhựa PEKN ở Việt nam thường sử dụng cho gia công bằn tay, sử dụng chất khởi đầu là MEKPO có thể đóng rắn ở nhiệt độ thường. Vậy bạn có thể cho tôi biết các điều kiện ảnh hưởng trong quá trình gia công loại nhựa này không.
- Loại nhựa PELN mua trên thị trường có màu hồng nhạt là loại nhựa nhiệt dẻo hay nhiệt rắn.
Ngoài ra bạn có thêm thông tin gì về các điều kiện gia công của nhựa PEKN thì có thể chia sẻ với mình nhé.
Thank!

**Teppi** · 08-26-2008

PEKN - tên gọi khác UPE.
Nhựa bạn thấy khi mua màu hồng là một loại dung dịch prepolymer ( gồm polyester không no, dung môi -comnomer styrene, chất xúc tiến Cobalt Nathalene, sáp tan parafin)
Màu hồng là do sáp gây nên.

Polyester không no là loại nhựa nhiệt rắn nhưng chưa được đóng rắn. Nếu gia nhiệt hoặc bị để lâu, nó có khả năng khâu mạch và trở nên không tan chảy khi bị gia nhiệt hhoặc khi ngâm trong dung môi hữu cơ.

Điều kiện gia công gây ảnh hưởng:

- Độ ẩm: ẩm càng cao thì càng bị đục, chậm khô mặt
- Nhiệt độ: Nhiệt độ càng cao thì càng mất mmonomer do bay hơi và nhanh gel.
- Lượng chất khơi màu cho vào: cho càng nhiều thì càng mau bị gel và tỏa nhiệt lớn--> gây nứt
- Không khí: Chỉ xảy ra cho nhựa không có pha parafin- bề mặt sẽ không khô cứng.

Câu hỏi thú vị là tại sao có cần có parafin để khô mặt ? Co 1liên quan gì đến cơ chế phản ứng trùng hợp không? Xin mời các bạn cùng tìm hiểu.

**bluemonster** · 08-27-2008

Trích:

Nguyên văn bởi Teppi

Điều kiện gia công gây ảnh hưởng:

- Độ ẩm: ẩm càng cao thì càng bị đục, chậm khô mặt
- Nhiệt độ: Nhiệt độ càng cao thì càng mất mmonomer do bay hơi và nhanh gel.
- Lượng chất khơi màu cho vào: cho càng nhiều thì càng mau bị gel và tỏa nhiệt lớn--> gây nứt
- Không khí: Chỉ xảy ra cho nhựa không có pha parafin- bề mặt sẽ không khô cứng.

Ngoài các điều kiện môi trường gia công như trên, đương nhiên bạn cần phải tối ưu các thông số khác quan trọng hơn, như nhiệt độ gia công, thời gian, hàm lượng filler, hàm lượng accelerator, hàm lượng initiator ...
Tất cả các thông số này ảnh hưởng trực tiếp tới chất lượng sản phẩm, phụ thuộc vào chính bản chất cấu trúc của chúng.
Đặc biệt về nhiệt độ gia công, do phản ứng crosslinking giữa unsaturated polyester với styrene tỏa nhiệt. Chính lượng nhiệt này làm xúc tác chủ yếu cho quá trình đóng rắn hệ thống (vì lượng nhiệt phân tán đều trong hệ).

Trích:

Câu hỏi thú vị là tại sao có cần có parafin để khô mặt ? Co 1liên quan gì đến cơ chế phản ứng trùng hợp không? Xin mời các bạn cùng tìm hiểu.

Paraffin dùng làm phụ gia trong gia công UP nói riêng, và các phản ứng gia công sử dụng radical initiator là peroxide nói chung, có hai mục đích:

+ Một phần làm chất bền nhiệt, giúp điều khiển được sự đóng rắn hệ thống. Vì bản thân paraffin có khả năng hấp thụ nhiệt. Nhưng yếu tố này đóng vai trò thứ yếu.

+ Yếu tố quan trọng hơn, đó là trong suốt quá trình gia công, parafin sẽ bị nổi lên bề mặt, và đóng vai trò như một lớp bảo vệ bề mặt, chống lại sự thẩm thấu của oxygen không khí vào hệ. Như ta đã biết, bản thân Oxygen trong không khí có thể gây phản ứng tắt mạch, nhất là đối với các chất khơi mào dạng peroxide:

R* + O2 --> R-O-O*
R-O-O* + R* --> Termination

Nhưng cũng nói thêm, rằng lượng paraffin dùng cần được xử lí tối ưu, vì đối với các sản phẩm cần có độ trong, khi gia công, nếu thêm paraffin (dù ở hàm lượng thấp) cũng làm cho sản phẩm đục đi. Và ta thường phải đi đánh cát (sanding) cho vật liệu bóng hơn.

Hướng công nghệ ngăn chặn tác dụng của oxygen mà ko dùng paraffin đang được nghiên cứu và phát triển, đó là thêm vào hệ non-air-inhibited agent. Một trong các hướng đó là thay thế paraffin bằng allyl ether. Điểm nổi bật của hướng này là trong suốt quá trình gia công, non-air-inhibited agent cũng trôi lên surface, và phản ứng oxygen không khí hỗ trợ tạo radical cho phản ứng polymerization.

Một vài ý kiến góp vui

Thienduvan · 08-28-2008

Vậy ta có thể sử dụng nhiệt độ để gia công đóng rắn cho loại nhựa này. Tuy nhiên sau khi gia nhiệt có ảnh hưởng tới chất lượng sản phẩm không?
Các điều kiện khi gia nhiệt như thế nào?
Tôi đã thử sử dụng nhựa với nồng độ MEKPO 0.5% nhưng sau khi đóng rắn sản phẩm vẫn bị dính có thể là do chất khởi đầu chưa đủ, hay do chưa dử khô?
Sau khi gia công có thể sử dụng hóa chất gì để rửa PEKN trên dụng cụ.

**Teppi** · 08-28-2008

Trích:

Nguyên văn bởi Thienduvan

Vậy ta có thể sử dụng nhiệt độ để gia công đóng rắn cho loại nhựa này. Tuy nhiên sau khi gia nhiệt có ảnh hưởng tới chất lượng sản phẩm không?
Các điều kiện khi gia nhiệt như thế nào?
Tôi đã thử sử dụng nhựa với nồng độ MEKPO 0.5% nhưng sau khi đóng rắn sản phẩm vẫn bị dính có thể là do chất khởi đầu chưa đủ, hay do chưa dử khô?
Sau khi gia công có thể sử dụng hóa chất gì để rửa PEKN trên dụng cụ.

- Sản phẩm vẫn bị dính --> ở đây có phải là dính ướt trên bề mặt nơi phơi ra trong không khí (A)? Hay là dính giữa nhựa với khuôn (B)?
A: Bạn nên xem lại nhựa bạn mua là mã hiệu gì ? Nếu không thể, hãy dùng màng chiếu slide film để đậy, che lại sau khi đổ /đúc hoặc pha thêm 0,1% sáp parafine trước khi dùng. Một điều nữa cần lưu ý, đa số trướng hợp chổ thì đóng rắn, chỏ thì còn chưa đóng rắn hoàn toàn thương xảy ra khi trộn không đều chất khơi mào. Vì do lượng chất khơi mào cho vào rất ít và nhựa UPE thì đặc nên cần phẩi khoấy kỹ trước khi dùng. Nếu làm kiểu handlay up thì lượng pha cần chia làm từng đợt để tránh nhựa đóng rắn rồi mà vẫn khônng kịp layup hoặc không dùng hết.
(B): chuẩn bị chống dính khuôn trước khi dùng chưa đạt. Chất chống dính còn ướt chưa khô. chất chống dính bị tan trong dung môi styrene có trong nhựa. Chất chống dính không tương thích nên làm nhựa không thể đóng rắn được.

- Lượng dùng nhỏ hơn 50gr thì có thể pha đóng rắn lên 0,7-1,0%

- Gia nhiệt không tốt khi sản phẩm mỏng, không có độn gia cường--> Cong vênh, ngót,nứt. Quá trình ổn định (postcure ) có thể ủ nhiệt ở 70 độ C.

- Rửa dụng cụ : acetone ( cần an toàn), toluene

**Teppi** · 08-28-2008

Trích:

Nguyên văn bởi Thienduvan

Xin chao tat ca dien dan!
Tôi đang làm luận án về polyester không no sử dụng trên vật liệu cốt dệt (sợi cũng là polyester).
Cảm ơn trước.

Khi gia công tạo mẫu composite theo phương pháp lăn ép (hand layup), có một số điều bạn cần lưu ý:
- Tấm vải polyester cần có độ ẩm dưới 5%
- Trong gia cồng bằng phương pháp lăn cán ( hand layup), việc cho nhựa vào cần tính trước các tỷ lệ nhựa/sợi theo khối lượng. Trong các nghiên cứu thực hành trước đây, tỷ lệ khối lượng dùng trong hand layup là 5/5 -6/4 và 7/3 nhựa/sợi.
- Không để có hiện tượng bọt khí giữa các lớp vải. Trong lúc lăn ép, cần tiến hành lăn đuổi bọt khí theo một hướng từ tâm đi ra.
- Khi lăn tẩm nhựa, tấm vải cần phải được bảo đảm được thấm nhựa hoàn toàn.
- Nếu gia công tạo mẫu composite có chiều dầy trên 3mm thì cần tiến hành 2- 3 lần lăn ép lớp mới chứ không nên thực hiện 1 lần duy nhất cho tất cả các lớp vải.
- Trong quá trình làm nếu nhựa đã bị gel ( chưa tới mức đóng rắn sâu) thì không dùng tiếp nhựa này cũng như dừng nay thao tác và làm sạch gel trên bề mặt tấm vải.Tệ quá thì bỏ mẫu đó làm lại mẫu khác.
- Không dở khỏi khuôn khi tấm mẫu còn nóng.
- Khi tháo khuôn, dùng dao thái lan khẽ tách 4 mép gở 4 góc trước rồi vẹt theo cạnh đi đều vào tâm.
- Mẫu cần được để trong tủ sấy ở 60 độ C thêm 1 ngày hoặc 7 ngày ở nhiệt độ thường rồi mới cắt cưa phay tiếp theo.

Những thắc mắc có thể đặt ra cho bạn trong quá trình phản biện trước hội đồng và từ các bạn trong diễn đàn:

1) Tại sao không nên để mẫu có bọt khí?
2) Tỷ lệ nhựa sợi có ảnh hưởng gì đến trong gia công và kết quả độ bền vật liệu?
3)Các hạt gel trong mậu có ảnh hưởng gì đến mẫu hay gia công?
4) tại sao không dở mẫu ra khỏi khuôn khi còn nóng?
5) Tại sao phải tách ra ở 4 mép trước rồi mới vẹt tách theo cạnh?
6) độ dày của mậu ở tâm khác biệt so với độ dày ở mép? Lớn hơn hay nhỏ hơn?

Hy vọng bạn có thể trả lời và chia sẻ với các bạn trong này từ kết quả thí nghiệm của bạn trong quá trình làm mẫu.