Nhựa kỹ thuật là tên viết tắt được dịch từ cụm từ tiếng anh engineering platic, là những loại nhựa được phát triển để sử dụng trong công nghiệp. Nó là một thuật ngữ chung cho các loại nhựa tổng hợp có độ bền và khả năng chịu nhiệt cao, và có các đặc tính thích hợp cho sử dụng trong công nghiệp. Đầu tiên, chúng tôi sẽ giải thích định nghĩa về nhựa kỹ thuật, đặc điểm của chúng và cách phân loại của chúng. Cùng XTMechanical Blog tìm hiểu qua bài viết sau đây.

Mục lục

1. Định nghĩa và đặc điểm của nhựa kỹ thuật
2. Phân loại nhựa kỹ thuật theo cấu trúc phân tử
3. Phân loại nhựa kỹ thuật theo ứng dụng
4. Ứng dụng của nhựa kỹ thuật
5. Ưu - nhược điểm của nhựa kỹ thuật
6. Phương pháp gia công và xử lý bề mặt thường được sử dụng trong nhựa kỹ thuật
7. Những loại nhựa kỹ thuật phổ biến nhất hiện nay.
8. Những loại nhựa kỹ thuật khá được ưa chuộng sử dụng khác.
9. Tính chất cơ lý của nhựa kỹ thuật
10.   Kích thước tiêu chuẩn của nhựa kỹ thuật
11.   Tổng kết.

1. Định nghĩa và đặc điểm của nhựa kỹ thuật

Về cơ bản nhựa dẻo là chất liệu có tính dẻo nhiệt nổi bật vì vậy nó có đặc điểm là chống nhiệt rất yếu. Tuy nhiên, bắt đầu từ những năm 1930, các loại nhựa có khả năng chịu nhiệt và độ bền tuyệt vời lần lượt được phát triển, và những loại nhựa này có thể được sử dụng cho các mục đích công nghiệp. Những loại nhựa như vậy (nhựa tổng hợp) được phân biệt với nhựa dẻo dân dụng thông thường, và được gọi là nhựa sử dụng trong kỹ thuật (gọi tắt là nhựa kỹ thuật). Nhựa kỹ thuật nhẹ hơn kim loại nên dễ dàng sản xuất hàng loạt. Do đó, nó được sử dụng như một vật liệu đánh vào phân khúc nằm ở trung gian giữa nhựa dẻo thông thường và kim loại để giảm trọng lượng và giảm giá thành.

Nhựa kỹ thuật không có định nghĩa rõ ràng, nhưng có thể hiểu đơn giản nhựa kỹ thuật là loại nhựa có khả năng chịu nhiệt lâu dài từ 100 ° C và độ bền kéo từ 40Mpa trở lên.

Phân loại chung của nhựa kỹ thuật được trình bày bằng bảng dưới đây.

		Nhựa kết tinh	Nhựa vô định hình	Ứng dụng
Nhựa thông thường		Polyetylen(PE) Polypropylene(PP) vv…	Nhựa ABS Polystyrene(PS) vv…	Các bộ phận bên ngoài và bên trong của thiết bị gia dụng và đồ chơi, vv…
Nhựa kỹ thuật	Nhựa kỹ thuật thông thường	Polycarbonate(PC) vv…	Polyacetal(POM) Polyethylene terephthalate(PET) vv…	Các bộ phận bên trong và bên ngoài của thiết bị gia dụng và máy móc thùng chứa, đồ nội thất, vv…
	Nhựa kỹ thuật đặc biệt (siêu nhựa)	Polyete ether xeton(PEEK) Polytetrafluoroethylen(PTFE) Polyme tinh thể lỏng(LCP) vv…	Polyete sulfone(PES) Polyetherimide(PEI) vv…	Sản phẩm được sử dụng trong lĩnh vực y tế và sản xuất thực phẩm Thùng chứa, đồ đạc, thiết bị vận chuyển, vv…

 

2. Phân loại nhựa kỹ thuật theo cấu trúc phân tử

Nhựa kỹ thuật được phân loại theo cấu trúc phân tử và ứng dụng.

Có hai loại nhựa được phân loại theo cấu trúc phân tử: nhựa vô định hình và nhựa kết tinh.

Nhựa kỹ thuật vô định hình được đặc trưng bởi độ trong suốt của chúng, chẳng hạn như polycarbonate (PC).

Mặt khác, nhựa kỹ thuật kết tinh bao gồm polyacetal (POM) và polyethylene terephthalate (PET)

3. Phân loại nhựa kỹ thuật theo ứng dụng

Nhựa kỹ thuật được phân thành nhựa kỹ thuật thông thường và nhựa kỹ thuật đặc biệt (siêu nhựa kỹ thuật) tùy theo mục đích sử dụng.

Nhựa kỹ thuật thông thường bao gồm polycarbonate (PC), polyacetal (POM) và polyethylene terephthalate (PET), được giới thiệu trong phân loại theo cấu trúc phân tử. Nó là những loại nhựa kỹ thuật thường được sử dụng trong cuộc sống hàng ngày.

Nhựa kỹ thuật đặc biệt (siêu nhựa kỹ thuật) là một trong những loại nhựa kỹ thuật có hiệu suất cao nhất. Nó không chỉ có khả năng chịu nhiệt và độ bền cao mà còn có các tính năng như chống cháy và kháng dung môi. Đối với nhựa kỹ thuật đặc biệt, không có định nghĩa rõ ràng, nhưng một trong những tiêu chí là phải có khả năng chịu nhiệt từ 150 ° C trở lên.

4. Ứng dụng của nhựa kỹ thuật

Có nhiều loại nhựa kỹ thuật, và chúng được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau. Chúng cũng được sử dụng cho các bộ phận cơ khí như bánh răng nhựa và đèn pha ô tô, hay chúng cũng được sử dụng rộng rãi cho các bộ phận điện và điện tử. Ngoài ra, nó thường được sử dụng làm thùng chứa hóa chất, chất lỏng mà bạn sẽ thường xuyên bắt gặp trong cuộc sống hàng ngày. Nó cũng được sử dụng cho các nhu cầu thiết yếu hàng ngày như khung ảnh và các sản phẩm như bồn tắm.

5. Ưu - nhược điểm của nhựa kỹ thuật

Như đã nói ở trên, nhựa kỹ thuật có nhiều ưu điểm nhưng cũng có những yếu điểm.

• 5.1 Ưu điểm
• Nhẹ
• Dễ sản xuất hàng loạt
• Khả năng chịu nhiệt tuyệt vời
• Độ bền cao

Bởi vì nhựa kỹ thuật cũng là nhựa, chúng nhẹ và dễ sản xuất hàng loạt với hình dạng giống nhau bằng cách ép phun, đúc giống như nhựa thông thường. Ngoài ra, nhựa kỹ thuật có khả năng chịu nhiệt và chịu lực vượt trội so với các loại nhựa thông thường nên dễ sử dụng cho các mục đích công nghiệp.

• 5.2 Nhược điểm.
• Nguyên liệu đầu vào khá đắt.
• Kém hơn kim loại về độ bền và khả năng chịu nhiệt.
• Một vài loại nhựa dễ bị lão hóa do tia UV, dầu và nước.

Với hầu hết các loại nhựa, có thể nói giá nguyên liệu đầu vào đắt hơn một chút so với thép. Hơn nữa, nhựa kỹ thuật đắt hơn nhựa thông thường. Mặc dù có những loại nhựa kỹ thuật có độ bền cao nhưng độ bền của chúng vẫn kém hơn kim loại, vì vậy cần phải cẩn thận khi sử dụng chúng làm bộ phận chịu lực.

Hơn nữa, tùy thuộc vào từng loại, cần phải chú ý đến sự thay đổi kích thước do hư hỏng và thủy phân.

6. Phương pháp gia công và xử lý bề mặt thường được sử dụng cho nhựa kỹ thuật

Nhựa kỹ thuật có thể được gia công và xử lý bằng nhiều phương pháp khác nhau, sau đây là những phương pháp tiêu biểu.

• Đúc-ép phun

Nhựa kỹ thuật thường được đúc-ép phun. Phương pháp sản xuất cơ bản giống như đối với nhựa thông thường, nhưng cần chú ý nhiều hơn so với với nhựa thông thường, chẳng hạn như tốc độ mòn của khuôn và nhiệt độ đúc.

• Gia công cắt gọt.

Trong một số trường hợp, nhựa kỹ thuật cũng được gia công theo cách tương tự như nhựa thông thường. Và trong một số trường hợp, hình dạng được tạo ra bằng cách gia công cắt gọt từ một phôi nhựa ban đầu khi không có sẵn khuôn. Ngoài ra, quá trình gia công như khoan lỗ và cắt bánh răng cũng được thực hiện trên nhựa kỹ thuật.

• Sơn phủ

Nhiều loại nhựa kỹ thuật được sử dụng cho Sơn phủ mặt ngoài và các nút của thiết bị điện, và có nhiều trường hợp để sơn phủ trang trí sản phẩm.

7. Những loại nhựa kỹ thuật phổ biến nhất hiện nay.

Có nhiều loại nhựa kỹ thuật. Dưới đây là năm loại phổ biến nhất.

• Polycarbonate (PC)

Polycarbonate hay còn gọi là polycarbonate là một loại nhựa có độ trong suốt cao và khả năng chống va đập cực tốt. Do đó, nó được sử dụng rộng rãi cho các vật liệu che phủ và các bộ phận quang học yêu cầu độ trong suốt. Mặt khác, nó không có khả năng chống lại hóa chất mạnh.

• Polyamide (PA) (Nylon)

Polyamide là một loại nhựa kỹ thuật còn được gọi với cái tên khác là nylon. Do có độ bền cơ học cao và khả năng chống mài mòn tuyệt vời, nó được sử dụng cho các chi tiết máy như bánh răng và ổ trục. Mặt khác, nó có tính hút ẩm cao và vì thế kích thước của nó thay đổi trong môi trường ẩm ướt.

• Polyacetal (POM)

Polyacetal là một loại nhựa kỹ thuật có khả năng chống mài mòn cao và bề mặt nhẵn, gọi tắt là Pom, Blog đã viết một bài viết riêng về POM các bạn có thể đọc thêm chi tiết bài viết tại nhựa POM. Nó được đặc trưng bởi cảm giác mượt mà và trơn tru, đồng thời có khả năng trượt và chống mài mòn tuyệt vời. Nó thường được sử dụng làm vật liệu cho các bộ phận máy móc như bánh răng, ổ trục và lò xo nhựa. Nó có bề ngoài mờ đục và về cơ bản có màu trắng sữa.

• Polyphenylene ete biến tính (m-PPE)

Polyphenylene ete biến tính được đặc trưng bởi độ bền cơ học tuyệt vời và trọng lượng nhẹ. Do đó, nó cũng được sử dụng cho vỏ của các thiết bị điện. Nhược điểm là nó yếu trước các hóa chất như dung môi.

• Polybutylen terephthalate (PBT)

Polybutylene terephthalate được đặc trưng bởi tính cách điện cao. Nó cũng có đặc tính trượt tốt và bề mặt nhẵn. Vì vậy, nó được sử dụng cho các bộ phận của thiết bị điện và bộ phận thiết bị điện của ô tô. Mặt khác, nó còn có đặc điểm là dễ bị biến chất do thủy phân.

8. Những loại nhựa kỹ thuật khá được ưa chuộng sử dụng khác.

Ba loại sau không thuộc 5 loại trên, nhưng là nhựa kỹ thuật mà chúng ta thường thấy trong cuộc sống hàng ngày.

• Polyethylene terephthalate (PET)

Polyethylene terephthalate được biết đến nhiều như một vật liệu sản xuất chai nhựa PET. Nó có đặc điểm là nhẹ và bền. Nó thường được sử dụng như một loại nhựa gia cố bằng sợi bằng cách bao gồm sợi thủy tinh và sợi carbon.

• Polyphenylene sulfide (PPS)

Polyphenylene sulfide được gọi là PPS. Nói chung, nó được pha thêm bằng sợi thủy tinh hoặc sợi carbon. Nó có khả năng chịu nhiệt tuyệt vời và độ bền cơ học rất cao. Ngoài ra, nó còn có đặc điểm là khó cháy nên được sử dụng rộng rãi trong môi trường dễ xảy ra cháy nổ hoặc nhiệt độ cao.

• Polyetheretherketone (PEEK)

Polyetheretherketone phải gọi là đỉnh của nhựa kỹ thuật hay siêu nhựa kỹ thuật. Chúng là một loại siêu nhựa kỹ thuật điển hình. Ngoài khả năng chịu nhiệt độ cao từ 240 ° C trở lên, nó còn có độ bền cơ học cực cao và có khả năng chống va đập và kháng hóa chất rất tốt. Ngoài ra, nó có đặc điểm là không gây thủy phân ngay cả dưới hơi nước ở nhiệt độ cao. Tất nhiên giá thành sẽ đắt hơn so với những loại nhựa khác.

9. Tính chất cơ lý của nhựa kỹ thuật

Các tính chất cơ lý của nhựa kỹ thuật thay đổi tùy thuộc vào loại và sản phẩm của nhà sản xuất. Do đó, vui lòng kiểm tra và tham khảo catalog của các nhà sản xuất vật liệu.

10. Tổng kết

Nhựa kỹ thuật là loại nhựa có độ bền và khả năng chịu nhiệt cao hơn các loại nhựa thông thường. Nó được cho là có tính chất ở phân khúc trung gian giữa kim loại và nhựa thông thường, và cũng được sử dụng để thay thế các bộ phận kim loại nhằm mục đích giảm trọng lượng và giảm giá thành. Do những đặc tính tuyệt vời của nó, nó cũng được sử dụng rộng rãi trong các bộ phận máy móc và nhu cầu thiết yếu hàng ngày.

Có năm loại nhựa kỹ thuật thường được sử dụng: polycarbonate (PC), polyamide (PA), polyacetal (POM), polyphenylene ete biến tính (m-PPE) và polybutylen terephthalate (PBT), mỗi loại có đặc điểm riêng.

Không có điểm mạnh hoặc kích thước nào được quy định bởi JIS hay các tiêu chuẩn quốc tế khác, vì vậy hãy kiểm tra và tham khảo catalog của nhà sản xuất.

Trên đây là bài viết về nhựa kỹ thuật, mọi ý kiến đóng góp xin để lại ở phần bình luận bên dưới bài viết. Cảm ơn các bạn đã đón đọc và xin hẹn gặp lại các bạn ở những bài viết tiếp theo.

 

Tác giả: Nguyễn Văn Hòa

Tham khảo tại: エンプラ（エンジニアリング・プラスチック）の用途・種類・特徴を紹介 | meviy | ミスミ (misumi-ec.com)

 

Từ khóa liên quan: Nhựa POM, Vật liệu, Thép SS400, Nhôm A5052