Chất dẻo là gì? Khám phá #4 loại chất dẻo thông dụng nhất 2021
Bài viết sau sẽ chia sẻ đến mọi người tất tần tật những thông tin về chất dẻo là gì mà không phải ai cũng biệt. Cùng In Bình Minh tham khảo ngay nhé.
Chất dẻo là gì? Thành phần ra sao? Và được phân loại như thế nào? Có lẽ là những điều mà không ít người trong ngành sản xuất thắc mắc. Tham khảo bài viết sau của Bình Minh để tìm ra lời giải đáp cho mình nhé.
Mục lục bài viết
1. Chất dẻo là gì?
Chất dẻo chính là nhựa, là các hợp chất cao phân tử được dùng làm vật liệu trong sản xuất các loại vật dụng phục vụ cho đời sống hằng ngày. Ví dụ về chất dẻo là bàn ghế nhựa chúng ta sử dụng hằng ngày, đồ chơi trẻ em, áo mưa, hộp nhựa đựng đồ, cho đến những sản phẩm công nghiệp, gần gũi với đời sống hiện đại của con người.
Chất dẻo là những vật liệu có khả năng bị biến dạng khi bị ảnh hưởng tác dụng của nhiệt, áp suất và giữ nguyên trạng thái biến dạng đó khi thôi tác dụng. Loại chất này còn được sử dụng phổ biến để thay thế cho các sản phẩm làm bằng da, vải, kim loại, gỗ, thủy tinh. Vì chúng bền, nhẹ, khó vỡ và có nhiều màu sắc nổi bật
Chất dẻo thường là các chất tổng hợp có nguồn gốc từ những sản phẩm hóa dầu.
2. Lịch sử phát triển chất dẻo
Sự phát triển của chất dẻo bắt nguồn từ khi mọi người chuyển dần sang việc sử dụng các vật liệu biến đổi về mặt hóa học, thay vì dụng nhựa tự nhiên (ví dụ: cao su tự nhiên). Ban đầu chất dẻo có nguồn gốc sinh học trong trứng và protein trong máu, gọi là các polyme hữu cơ.
Năm 1600 TCN, người Trung Mỹ đã sử dụng cao su thiên nhiên làm các bức tượng nhỏ, banh hay dây.
Vào thế kỷ 19, khi Charles Goodyear phát hiện ra khả năng lưu hóa đối với vật liệu nhiệt rắn có nguồn gốc từ cao su tự nhiên chính là lúc chất liệu nhựa dẻo ra đời.
Chất dẻo đầu tiên được tạo ra vào năm 1838 là Vinyl Clorua. Tiếp theo đó là chất styrene vào năm 1839, acrylic vào năm 1843 và polyeste vào năm 1847. Năm 1869, nhà phát minh John Hyatt đã phát hiện ra celluloid dai và dễ uốn.
Nhưng cho tới khi nhà hóa học người Mỹ Leo Baekeland thì chất dẻo lúc này mới phát triển mạnh mẽ, ông đã khám phá ra phenol formaldehyd vào năm 1909. Chất này có thể đổ khuôn thành nhiều hình dạng với giá thành rẻ. Sản phẩm này được Baekeland gọi là Bakelite, là chất nhựa tổng hợp đầu tiền được sản xuất một cách rộng rãi.
Năm 1933, polyethylene được phát hiện. Sau chiến tranh thế giới thứ nhất, khoa học công nghệ phát triển với sự bùng nổ của các dạng chất dẻo mới; vào khoảng thập niên 1940 và 1950 chúng được sản xuất hàng loạt.
Polypropylene được Giulio Natta tìm thấy vào năm 1954. Những chất dẻo mà chúng ta dùng ngày nay như polystyrene (PS)được BASF sản xuất đầu tiên trong thập niên 1930, polyvinyl clorua (PVC), tạo ra vào năm 1872. Năm 1954, polystyrene giãn nở (được dùng làm tấm cách nhiệt, các loại bao bì, và ly tách…) được Dow Chemical phát minh. Polyethylene terephthalat (PET) được Calico Printers’ Association phát hiện.
3. Thành phần cấu thành chất dẻo
Thành phần của chất dẻo là gì? Nó bao gồm: Chất kết dính hay còn gọi là polime, chất độn (bột vô cơ, hữu cơ, sợi, vẩy), chất hóa dẻo, chất rắn nhanh và chất tạo màu. Cấu trúc và tính chất của chất dẻo còn phụ thuộc vào các cấu tử khác.
Chất kết dính (polime) được ứng dụng trong công nghiệp sản xuất chất dẻo xây dựng, bằng phương pháp tổng hợp từ các chất đơn phân.
Phần lớn chất dẻo đều chứa các polyme hữu cơ. Hầu hết các polyme này có nguồn gốc từ các chuỗi chỉ có nguyên tử cacbon hoặc kết hợp với oxy, lưu huỳnh, nitơ. Để tạo ra nhiều tính chất, đặc điểm của chất dẻo, các nhóm phân tử khác nhau đã được liên kết với mạch cacbon tại những vị trí thích hợp.
Việc can thiệp một cách tinh vi như thế này cho phép loại chất này trở thành nguyên liệu làm các đồ dùng sinh hoạt và công nghiệp – một chất không thể thiếu trong cuộc sống hiện nay.
4. Các chất phụ gia
Như đã nói phía trên, phần lớn chất dẻo chứa các hợp chất vô cơ hoặc hữu cơ khác. Số lượng chất phụ gia chỉ từ 0% đối với các polymer, còn dùng trong ứng dụng điện tử đến hơn 50%. Thành phần chất phụ gia trung bình khoảng 20% tùy theo khối lượng của polymer
– Chất độn thường ở dạng bột, sợi vải và vẩy. Chất độn dạng bột (như bột thạch anh, đá phấn, hoạt thạch và các chất bột hữu cơ) tạo cho chất dẻo nhiều tính chất có giá trị bền nhiệt, bền axit,… và cũng có thể cải thiện độ cứng, tăng độ bền lâu và tiết kiệm chi phí.
– Chất độn dạng sợi (như sợi amiăng, gỗ thuỷ tinh) được sử dụng khá phổ biến, làm tăng cường độ, tăng nhiệt và lực va đập cho chất dẻo, nhưng giảm độ giòn.
– Chất độn dạng vẩy (như vải bông, giấy, vải thuỷ tinh, dăm bào gỗ,…) cũng làm tăng cường độ cho chất dẻo.
– Chất tạo màu cho chất dẻo có màu sắc nhất định. Chúng cần phải ổn định theo thời gian và không biến màu dưới tác động của ánh sáng. Các chất tạo màu thường được ứng dụng là các loại bột màu hữu cơ và vô cơ (như đất son, ultra marin, oxit chì, oxit crôm,…).
– Chất xúc tác có tác dụng rút ngắn thời gian rắn chắc của chất dẻo, ví dụ như đối với fenol-formaldehyde người ta hay dùng vôi và urotropin.
– Chất ổn định có khả năng giữ vững cho cấu trúc và tính chất của chất dẻo không bị biến đổi theo thời gian, do tác dụng ngăn ngừa sự hoá già sớm dưới sự tác động của ánh sáng mặt trời, oxy của không khí, nhiệt độ và các tác dụng khác.
– Chất bôi trơn dùng để làm cho chất dẻo nhựa không bị dính vào khuôn, chẳng hạn như các chất stearin, axit oleic,… Để có thể sản xuất dẻo xốp, người ta còn sử dụng chất tạo rỗng, nhằm tạo ra lỗ rỗng trong vật liệu nhựa dẻo.
5. Phân loại chất dẻo
Từ tính chất của chất dẻo được quyết định bởi các polyme và nhiệt độ mà người ta phân loại chất dẻo thành 2 cách:
5.1. Phân loại theo hiệu ứng với nhiệt độ
– Nhựa nhiệt rắn: Là hợp chất cao phân tử có khả năng chuyển sang trạng thái không gian 3 chiều, dưới tác dụng của phản ứng hóa học hoặc nhiệt độ và sau đó không nóng chảy hay hòa tan trở lại được nữa.
– Nhựa nhiệt dẻo: Là loại nhựa khi nung nóng đến nhiệt độ chảy mềm, thì nó lỏng ra và khi hạ nhiệt độ thì nó đông rắn lại.
– Vật liệu đàn hồi: Là loại nhựa có tính đàn hồi như cao su
5.2. Phân loại chất dẻo theo ứng dụng
– Nhựa kỹ thuật: Là loại nhựa có tính chất vật lý trội hơn so với các loại nhựa thông dụng, thường dùng trong các mặt hàng công nghiệp, như PC, PA,…
– Nhựa thông dụng: Là loại nhựa được sử dụng với số lượng lớn, giá rẻ, dùng nhiều trong những vật dụng thường ngày, như: PP, PE, PET, PS, PVC, ABS,…
– Nhựa chuyên dụng: Là các loại nhựa tổng hợp chỉ sử dụng riêng biệt cho từng trường hợp.
6. Tính chất của chất dẻo
Chất dẻo có tính chất không bị ăn mòn. Không chỉ thế, nó còn bền với dung dịch axit và kiềm yếu. Có một số chất dẻo (như polietilen, poliisobutileno, polistiron, polyvinyl chloride) thậm chí còn bền với cả dung dịch axit, muối và kiềm đặc. Vì vậy chất dẻo được sử dụng rộng rãi trong xây dựng, hoá chất, hệ thống thoát nước và điện.
– Loại chất này bình thường là vật liệu dẫn nhiệt kém. Tuy nhiên, chất dẻo bọt và chất dẻo khí còn dẫn nhiệt kém hơn nữa. Vì thế khi sản xuất, người ta thêm vào chất độn amiang làm tăng tính chịu nhiệt của chất dẻo.
– Chất dẻo có thể nhuộm thành các màu sắc bất kỳ. Khi sử dụng những chất tạo màu bền vững chúng có thể giữ được màu sắc rất lâu, nên không cần phải sơn định kỳ.
– Chất dẻo rất dễ tạo thành các sản phẩm có hình dạng phong phú, hoặc rất phức tạp bằng các phương pháp rót, ép, đùn.
7. Một số loại chất dẻo thông dụng
7.1. Polyetylen
Là chất dẻo tinh thể, trữ lượng pha tinh thể phụ thuộc vào mức độ gia công.
Ứng dụng của chất dẻo Polyetylen:
– Bọc dây điện, dây cáp PE có tính cách điện cao, ống dẫn PE không bị ăn mòn, sức cản nhỏ – khi có chất lỏng chảy qua, dễ lắp ráp, chịu lạnh tốt,…
– Màng và tấm PE dùng để bao gói hàng, bảo vệ máy móc và các chi tiết máy
– Làm các khinh khí cầu, áo mưa, mái che,…
– Sản phẩm đúc phun: Là phương pháp được áp dụng rộng rãi nhất để gia công sản phẩm định hình bằng vật liệu Polyetylen.
7.2. Polystyrene PS
Các loại Polystyrene đều có khoảng nhiệt độ gia công từ 150 – 250 độ C, một đặc trưng tốt đối với công nghệ đúc phun.
Ứng dụng của PS: Nhựa PS dễ dàng gia công bằng phương pháp đúc phun thành các sản phẩm định hình.
– Sản phẩm của công nghệ đùn: băng, ống, thanh, màng và sợi
– Xốp Polystyrene là loại vật liệu bên trong có nhiều lỗ hổng chứa không khí dẫn nhiệt kém, nên được dùng để cách nhiệt ống dẫn nước trong máy lạnh.
– Nhựa xốp PS có thêm bột than và bột kim loại sẽ được ứng dụng trong trường hợp hấp thụ tần số âm thanh cực cao.
7.3. Loại chất dẻo Polypropylene PP
Là chất dẻo tinh thể, có khoảng nhiệt độ gia công từ 200 – 280 độ C.
Ứng dụng của chất dẻo PP:
– Sản xuất các loại vật dụng thông thường, đồ gia dụng, vật dụng chất lượng cao,…
– Các chi tiết trong máy móc công nghiệp, các loại van, vỏ acquy,…
– Chi tiết nhựa trong xe máy, ôtô, nội thất cao cấp, điện tử, hộp thực phẩm dùng cho bao bì Y tế, thực phẩm, xy-lanh tiêm
7.4. Chất dẻo Polivinilcloruro PVC
PVC dẻo hóa và các polymer có khoảng nhiệt độ gia công từ 150 – 200 độ C. Khi vật liệu bị cháy có thể tỏa ra khí acid nên cần phải theo dõi vật liệu.
Ứng dụng của PVC:
– PVC cứng thường được dùng để bọc lót lên gỗ, kim loại, bê tông trong các thiết bị và bể chứa.
– Tấm PVC, ống dẫn cứng cũng thường được gia công bằng phương pháp đùn, cán liên tục. Các sản phẩm định hình như chi tiết trong máy bơm, các bánh răng,… thường được chế tạo bằng phương pháp đúc phun.
– Dùng PVC mềm để sản xuất ra các sản phẩm có tính chất mềm mại như màng mỏng, bột nhão, lớp phủ, vải giả da,…
Vậy là nội dung trên In Bình Minh đã giúp bạn giải đáp mọi thắc mắc liên quan đến chất dẻo là gì, cũng như liệt kê một số chất dẻo thông dụng, góp phần quan trọng trong cuộc sống hiện nay. Cảm ơn bạn đã dành thời gian theo dõi và chúc bạn thành công trong dự định sắp tới của mình.
