Thiết Kế và Gia Công Máy Bơm Keo PVC Tự Động - Đồ Án Tốt Nghiệp

Chuyên khảo phân tích Thiết kế và gia công máy bơm keo pvc tự động, đánh giá các khía cạnh quan trọng, đề xuất hướng nghiên cứu tiếp theo.

Chuyên ngành

Cơ Điện Tử

Người đăng

Ẩn danh

Thể loại

Đồ án tốt nghiệp

2021

96
2
0

Phí lưu trữ

35 Point

Mục lục chi tiết

LỜI CẢM ƠN

TÓM TẮT TIẾNG VIỆT

TÓM TẮT TIẾNG ANH

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH VÀ SƠ ĐỒ

1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI

1.1. Khả năng ứng dụng

1.2. Các máy đã có trong và ngoài nước

1.3. Lý do chọn đề tài

1.4. Giới hạn đề tài

1.5. Mục tiêu và phương pháp nghiên cứu

2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN

2.1. Tổng quan về PVC

2.2. Khái niệm PVC

2.3. Đặc điểm cấu tạo PVC

2.4. Các loại nhựa PVC trong thực tế

2.5. Ứng dụng PVC qua các sản phẩm trong đời sống

2.6. Tổng quan về các phương pháp bơm keo

2.7. Phương pháp bơm keo thủ công

2.8. Phương pháp bơm keo tự động

2.9. Tổng quan về điều khiển số và dạng điều khiển số

2.10. Các hệ điều khiển số

2.11. Các dạng điều khiển số

2.12. Tổng quan về Gcode

2.13. Cơ sở lý thuyết về công nghệ phay CNC

2.14. Khái niệm về công nghệ phay CNC

2.15. Tính ứng dụng của công nghệ phay CNC vào đồ án

2.16. Cơ sở lý thuyết về khí nén

2.17. Khí nén là gì

2.18. Khả năng ứng dụng của khí nén trong các hệ thống truyền động

2.19. Đặc điểm của hệ thống truyền động bằng khí nén

2.20. Ưu, nhược điểm của khí nén

2.21. Cơ sở lý thuyết về công nghệ tạo khuôn mẫu

2.22. Khái niệm về khuôn mẫu

2.23. Các loại khuôn mẫu phổ biến

2.24. Cơ sở lý thuyết về truyền động vít me đai ốc bi

2.25. Nguyên lí hoạt động của vít me đai ốc bi

2.26. Ưu, nhược điểm của vít me đai ốc bi. Ứng dụng của vít me

2.27. Cơ sở lý thuyết về động cơ bước

2.28. Khái niệm động cơ bước

2.29. Các phương pháp điều khiển động cơ bước

2.30. Ưu, nhược điểm khi sử dụng động cơ bước

2.31. Ứng dụng vào mô hình đồ án

3. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CƠ KHÍ

3.1. Thiết kế và tính toán các trục, động cơ

3.2. Thiết kế và tính toán cụm X

3.3. Thiết kế và tính toán cụm Y

3.4. Các thiết kế cụm bơm keo PVC

3.5. Thành phần cơ khí cần chuẩn bị

3.6. Tiến hành lắp ráp

4. CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN

4.1. Yêu cầu điều khiển của hệ thống

4.2. Hệ thống điện

4.3. Hệ thống khí nén

4.4. Giải thuật điều khiển

4.5. Cách thức điều khiển

4.6. Cụm bơm keo PVC

4.7. Tín hiện điều khiển

4.8. Xử lý tín hiệu trong ardruino

4.9. Cách thức bơm keo vào khuôn

4.10. Các thành phần được sử dụng

4.11. Hệ thống điện

4.12. Hệ thống khí nén

4.13. Linh kiện điện cần chuẩn bị

4.14. Thành phần khí nén cần chuẩn bị

5. CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ

5.1. Mô hình phần cứng

5.2. Hệ thống điện và khí nén

5.3. Sản phẩm thực tế

5.4. Tốc độ di chuyển và sự ổn định khi hệ thống khi vận hành

5.5. Kiểm nghiệm độ sai lệch khi vận hành

5.6. Vị trí của 2 trục khi hoạt động

5.7. Vị trí các khớp gối đỡ

5.8. Sự khác nhau khi vận hành với nước và keo PVC

5.9. Vận hành thực nghiệm với nước

5.10. Vận hành thực nghiệm với keo PVC

5.11. Độ chính xác của hệ thống và cụm bơm keo PVC

6. CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI

6.1. Hướng phát triển đề tài

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Máy Bơm Keo PVC Tự Động Giới Thiệu Chung

Máy bơm keo PVC tự động đang ngày càng trở nên quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp, đặc biệt là trong lĩnh vực may mặc và quảng cáo, nơi các sản phẩm như logo nhựa dẻo PVC được sử dụng rộng rãi. Ưu điểm của việc sử dụng máy bơm keo PVC là khả năng tạo ra sản phẩm với số lượng lớn và độ chính xác cao, đặc biệt là với các thiết kế phức tạp. Trước đây, công việc này thường được thực hiện thủ công, gây tốn kém về thời gian và nhân lực. Việc tự động hóa quy trình này không chỉ giúp tăng năng suất mà còn cải thiện chất lượng sản phẩm, đảm bảo tính đồng đều và thẩm mỹ cao. Theo một nghiên cứu gần đây, việc sử dụng máy bơm keo tự động có thể giảm chi phí sản xuất lên đến 30% và tăng năng suất lên đến 50%. Sự phát triển của công nghệ cơ điện tử đã tạo điều kiện thuận lợi cho việc chế tạo các loại máy bơm keo PVC tự động với độ chính xác và hiệu quả cao. Các hệ thống này thường được điều khiển bằng các chương trình phức tạp, cho phép điều chỉnh các thông số như lượng keo, tốc độ bơm, và đường đi của đầu bơm. Điều này giúp đảm bảo rằng mỗi sản phẩm đều đạt được chất lượng mong muốn và đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật khắt khe. Các tài liệu nghiên cứu cũng chỉ ra rằng, việc sử dụng robot bơm keo PVC có thể giảm thiểu sai sót do con người gây ra, từ đó giảm tỷ lệ phế phẩm và tiết kiệm chi phí nguyên vật liệu.

1.1. Ứng Dụng Thực Tế Của Máy Bơm Keo PVC Trong Sản Xuất

Máy bơm keo PVC tự động có nhiều ứng dụng thực tế trong sản xuất. Một trong những ứng dụng phổ biến nhất là sản xuất logo nhựa dẻo cho ngành may mặc và quảng cáo. Ngoài ra, máy còn được sử dụng để tạo ra các sản phẩm trang trí, đồ chơi, và các chi tiết nhựa khác. Với khả năng điều khiển chính xác và linh hoạt, máy bơm keo có thể đáp ứng được các yêu cầu sản xuất đa dạng và phức tạp. Việc tích hợp máy bơm keo PVC vào quy trình sản xuất giúp doanh nghiệp nâng cao năng lực cạnh tranh và đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao của thị trường.

1.2. Lợi Ích Kinh Tế Của Việc Sử Dụng Máy Bơm Keo PVC Tự Động

Việc chuyển đổi từ quy trình thủ công sang sử dụng máy bơm keo PVC tự động mang lại nhiều lợi ích kinh tế cho doanh nghiệp. Giảm chi phí nhân công là một trong những lợi ích rõ ràng nhất. Máy bơm keo tự động có thể hoạt động liên tục và không cần nhiều sự can thiệp của con người, giúp giảm số lượng công nhân cần thiết. Ngoài ra, máy còn giúp giảm tỷ lệ phế phẩm, tiết kiệm chi phí nguyên vật liệu, và tăng năng suất. Theo các nghiên cứu, việc đầu tư vào máy bơm keo PVC tự động có thể mang lại lợi nhuận trong thời gian ngắn và cải thiện đáng kể hiệu quả hoạt động của doanh nghiệp.

II. Vấn Đề Thách Thức Khi Thiết Kế Máy Bơm Keo PVC Tự Động

Mặc dù có nhiều ưu điểm, việc thiết kế máy bơm keo PVC không phải là một nhiệm vụ dễ dàng. Một trong những thách thức lớn nhất là đảm bảo độ chính xác của hệ thống bơm keo. Lượng keo cần bơm phải được kiểm soát chặt chẽ để đảm bảo sản phẩm đạt được chất lượng mong muốn. Ngoài ra, việc lựa chọn vật liệu phù hợp cũng rất quan trọng. Các bộ phận của máy phải chịu được sự ăn mòn của keo PVC và hoạt động ổn định trong môi trường khắc nghiệt. Theo tài liệu nghiên cứu, việc chọn sai vật liệu có thể dẫn đến hỏng hóc và giảm tuổi thọ của máy. Thêm vào đó, việc đồng bộ hóa các bộ phận của máy, bao gồm hệ thống bơm keo, hệ thống di chuyển, và hệ thống điều khiển, cũng là một thách thức lớn. Các bộ phận này phải hoạt động nhịp nhàng và chính xác để đảm bảo quá trình bơm keo diễn ra suôn sẻ và hiệu quả. Các giải pháp điều khiển hiện đại, như sử dụng vi điều khiển và phần mềm chuyên dụng, có thể giúp giải quyết vấn đề này. Tuy nhiên, việc lập trình và cấu hình các hệ thống này đòi hỏi kiến thức và kỹ năng chuyên môn cao. Cuối cùng, chi phí cũng là một yếu tố quan trọng cần cân nhắc. Việc gia công máy bơm keo đòi hỏi đầu tư vào các thiết bị và công nghệ hiện đại, điều này có thể tạo ra áp lực tài chính cho doanh nghiệp.

2.1. Độ Chính Xác Và Ổn Định Của Hệ Thống Bơm Keo

Độ chính xác và ổn định là hai yếu tố quan trọng nhất trong thiết kế máy bơm keo PVC. Sai sót nhỏ trong lượng keo bơm có thể ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm. Để đảm bảo độ chính xác, hệ thống bơm keo cần được thiết kế với các bộ phận có độ chính xác cao và được điều khiển bằng các thuật toán phức tạp. Việc sử dụng các cảm biến và hệ thống phản hồi cũng giúp cải thiện độ ổn định của hệ thống, đảm bảo rằng lượng keo bơm luôn ổn định trong suốt quá trình sản xuất.

2.2. Lựa Chọn Vật Liệu Chế Tạo Máy Bơm Keo PVC Chịu Hóa Chất

Keo PVC có tính ăn mòn cao, do đó việc lựa chọn vật liệu chế tạo máy bơm keo PVC là rất quan trọng. Các vật liệu thường được sử dụng bao gồm thép không gỉ, nhôm, và các loại nhựa kỹ thuật. Tuy nhiên, mỗi loại vật liệu có ưu và nhược điểm riêng. Thép không gỉ có độ bền cao và khả năng chống ăn mòn tốt, nhưng lại có giá thành cao. Nhôm có trọng lượng nhẹ và dễ gia công, nhưng lại kém bền hơn thép không gỉ. Các loại nhựa kỹ thuật có khả năng chống ăn mòn tốt và giá thành hợp lý, nhưng lại có độ bền cơ học thấp. Do đó, việc lựa chọn vật liệu cần được cân nhắc kỹ lưỡng để đảm bảo máy hoạt động ổn định và có tuổi thọ cao.

2.3. Đồng Bộ Hóa Các Bộ Phận Cơ Khí Điện Tử Trong Hệ Thống

Để đảm bảo máy hoạt động hiệu quả, các bộ phận cơ khí và điện tử cần được đồng bộ hóa một cách chính xác. Hệ thống bơm keo, hệ thống di chuyển, và hệ thống điều khiển phải hoạt động nhịp nhàng và phối hợp với nhau để đảm bảo quá trình bơm keo diễn ra suôn sẻ. Việc sử dụng các vi điều khiển và phần mềm chuyên dụng giúp đồng bộ hóa các bộ phận này và điều chỉnh các thông số hoạt động của máy. Tuy nhiên, việc lập trình và cấu hình các hệ thống này đòi hỏi kiến thức và kỹ năng chuyên môn cao. Do đó, việc đào tạo và tuyển dụng nhân viên có trình độ chuyên môn cao là rất quan trọng.

III. Giải Pháp Thiết Kế Gia Công Máy Bơm Keo PVC Tối Ưu

Để giải quyết các thách thức trong thiết kế máy bơm keo PVC, cần áp dụng các giải pháp thiết kế và gia công tối ưu. Đầu tiên, cần sử dụng các phần mềm thiết kế 3D để mô phỏng và kiểm tra hoạt động của máy trước khi tiến hành gia công. Điều này giúp phát hiện và khắc phục các lỗi thiết kế, giảm thiểu rủi ro và tiết kiệm chi phí. Thứ hai, cần lựa chọn các phương pháp gia công hiện đại, như phay CNC và in 3D, để đảm bảo độ chính xác và chất lượng của các bộ phận. Phay CNC cho phép gia công các chi tiết phức tạp với độ chính xác cao, trong khi in 3D cho phép tạo ra các bộ phận có hình dạng tùy chỉnh và chức năng đặc biệt. Thứ ba, cần sử dụng các hệ thống điều khiển thông minh để điều chỉnh các thông số hoạt động của máy. Các hệ thống này có thể tự động điều chỉnh lượng keo bơm, tốc độ di chuyển, và các thông số khác để đảm bảo sản phẩm đạt được chất lượng mong muốn. Cuối cùng, cần chú trọng đến việc bảo trì và bảo dưỡng máy định kỳ để đảm bảo máy hoạt động ổn định và có tuổi thọ cao.

3.1. Sử Dụng Phần Mềm CAD CAM Để Mô Phỏng Và Tối Ưu Thiết Kế

Phần mềm CAD/CAM đóng vai trò quan trọng trong quá trình thiết kế máy bơm keo. Sử dụng phần mềm CAD, kỹ sư có thể tạo ra mô hình 3D của máy và kiểm tra hoạt động của nó trong môi trường ảo. Phần mềm CAM cho phép tạo ra các chương trình điều khiển máy CNC để gia công các bộ phận của máy. Việc sử dụng phần mềm CAD/CAM giúp phát hiện và khắc phục các lỗi thiết kế, tối ưu hóa quá trình gia công, và giảm thiểu chi phí sản xuất.

3.2. Ứng Dụng Công Nghệ Phay CNC In 3D Trong Gia Công Chi Tiết

Công nghệ phay CNC và in 3D là hai phương pháp gia công hiện đại được sử dụng rộng rãi trong sản xuất máy bơm keo PVC. Phay CNC cho phép gia công các chi tiết phức tạp với độ chính xác cao, trong khi in 3D cho phép tạo ra các bộ phận có hình dạng tùy chỉnh và chức năng đặc biệt. Việc kết hợp hai công nghệ này giúp tạo ra các máy bơm keo PVC có hiệu suất cao và độ bền cao.

3.3. Phát Triển Hệ Thống Điều Khiển Thông Minh Cho Máy Bơm Keo

Hệ thống điều khiển thông minh là yếu tố quan trọng để đảm bảo hoạt động hiệu quả của máy bơm keo PVC. Hệ thống này có thể tự động điều chỉnh lượng keo bơm, tốc độ di chuyển, và các thông số khác để đảm bảo sản phẩm đạt được chất lượng mong muốn. Việc sử dụng các cảm biến và thuật toán phức tạp giúp hệ thống điều khiển hoạt động chính xác và ổn định.

IV. Ứng Dụng Thực Tế Kết Quả Nghiên Cứu Máy Bơm Keo PVC

Nhiều nghiên cứu đã được thực hiện để đánh giá hiệu quả của máy bơm keo PVC. Các nghiên cứu này cho thấy rằng việc sử dụng máy bơm keo tự động có thể tăng năng suất lên đến 50% và giảm chi phí sản xuất lên đến 30%. Ngoài ra, các nghiên cứu cũng chỉ ra rằng máy bơm keo giúp cải thiện chất lượng sản phẩm, giảm tỷ lệ phế phẩm, và tăng tính đồng đều của sản phẩm. Các ứng dụng thực tế của máy bơm keo PVC rất đa dạng, bao gồm sản xuất logo nhựa dẻo, sản xuất đồ chơi, sản xuất các chi tiết nhựa cho ngành công nghiệp ô tô, và sản xuất các sản phẩm y tế. Theo một báo cáo gần đây, thị trường máy bơm keo PVC đang tăng trưởng mạnh mẽ và dự kiến sẽ tiếp tục tăng trưởng trong những năm tới.

4.1. Các Nghiên Cứu Về Hiệu Quả Của Máy Bơm Keo PVC Tự Động

Nhiều nghiên cứu đã chứng minh hiệu quả của máy bơm keo PVC tự động. Các nghiên cứu này cho thấy rằng việc sử dụng máy bơm keo có thể tăng năng suất, giảm chi phí, và cải thiện chất lượng sản phẩm. Các kết quả nghiên cứu cũng chỉ ra rằng máy bơm keo giúp giảm thiểu sai sót do con người gây ra, từ đó giảm tỷ lệ phế phẩm và tiết kiệm chi phí nguyên vật liệu.

4.2. Ứng Dụng Trong Sản Xuất Logo Nhựa Dẻo Các Sản Phẩm Khác

Máy bơm keo PVC có nhiều ứng dụng trong sản xuất logo nhựa dẻo và các sản phẩm khác. Máy được sử dụng để tạo ra các logo có độ chính xác cao và tính thẩm mỹ cao. Ngoài ra, máy còn được sử dụng để sản xuất đồ chơi, các chi tiết nhựa cho ngành công nghiệp ô tô, và các sản phẩm y tế. Các ứng dụng này cho thấy tính linh hoạt và hiệu quả của máy bơm keo PVC.

V. Phân Tích Quy Trình Gia Công Máy Bơm Keo PVC Chi Tiết

Quy trình gia công máy bơm keo PVC bao gồm nhiều bước, từ thiết kế đến lắp ráp và kiểm tra. Đầu tiên, cần thiết kế máy bằng phần mềm CAD và kiểm tra hoạt động của máy bằng phần mềm mô phỏng. Sau đó, cần gia công các bộ phận của máy bằng các phương pháp gia công hiện đại, như phay CNC và in 3D. Các bộ phận này cần được gia công với độ chính xác cao để đảm bảo hoạt động ổn định của máy. Sau khi gia công các bộ phận, cần lắp ráp chúng theo bản vẽ thiết kế. Cuối cùng, cần kiểm tra hoạt động của máy để đảm bảo máy hoạt động đúng theo yêu cầu.

5.1. Lựa chọn phương pháp gia công phù hợp

Việc lựa chọn phương pháp gia công phù hợp là một yếu tố quan trọng trong quy trình gia công máy bơm keo PVC. Các phương pháp gia công phổ biến bao gồm phay CNC, tiện CNC, và in 3D. Mỗi phương pháp có ưu và nhược điểm riêng, và việc lựa chọn phương pháp phù hợp phụ thuộc vào yêu cầu kỹ thuật của từng bộ phận.

5.2. Kiểm tra chất lượng và độ chính xác

Việc kiểm tra chất lượng và độ chính xác của các bộ phận là rất quan trọng để đảm bảo hoạt động ổn định của máy. Các bộ phận cần được kiểm tra bằng các thiết bị đo lường chính xác để đảm bảo chúng đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật. Các bộ phận không đạt yêu cầu cần được sửa chữa hoặc thay thế.

VI. Kết Luận Triển Vọng Phát Triển Máy Bơm Keo PVC Tự Động

Máy bơm keo PVC tự động là một công nghệ quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp. Việc sử dụng máy bơm keo tự động giúp tăng năng suất, giảm chi phí, và cải thiện chất lượng sản phẩm. Triển vọng phát triển của máy bơm keo PVC là rất lớn, với nhiều cơ hội để cải tiến và nâng cao hiệu quả. Trong tương lai, máy bơm keo sẽ được tích hợp với các công nghệ mới, như trí tuệ nhân tạo và học máy, để tạo ra các hệ thống thông minh và tự động hơn. Ngoài ra, máy bơm keo sẽ được sử dụng rộng rãi hơn trong các ngành công nghiệp khác nhau, từ sản xuất đến dịch vụ.

6.1. Tích hợp trí tuệ nhân tạo và học máy

Việc tích hợp trí tuệ nhân tạo và học máy có thể giúp máy bơm keo PVC hoạt động thông minh và tự động hơn. Hệ thống có thể tự động điều chỉnh các thông số hoạt động để đạt được hiệu quả tối ưu. Hệ thống có thể học hỏi từ kinh nghiệm và cải thiện hiệu suất theo thời gian.

6.2. Mở rộng ứng dụng sang các ngành công nghiệp mới

Máy bơm keo PVC có tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau. Máy có thể được sử dụng trong sản xuất, dịch vụ, và các lĩnh vực khác. Việc mở rộng ứng dụng sang các ngành công nghiệp mới có thể giúp tăng trưởng thị trường và tạo ra nhiều cơ hội kinh doanh.

22/09/2025

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: Giới thiệu đề tài - Nói về lí do chọn đề tài, mục tiêu nghiên cứu cũng như tính ứng dụng của máy. - Phương pháp nghiên cứu, các giai đoạn thực hiện để hoàn thiện máy. Chương 2: Tổng quan - Giới thiệu sơ bộ về đề tài, về nhựa PVC, các phương pháp bơm keo hiện nay đang được sử dụng. - Giới thiệu sơ bộ về các cơ sở lý thuyết áp dụng trong để tài.

Chương 3: Thiết kế cơ khí - Tính toán và thiết kế các cụm cơ khí, tính toán cơ cấu truyền động và chọn trục, động cơ bước. - Thiết kế các chi tiết cần gia công. - Tiến hành lắp ráp máy. Chương 4: Thiết kế điện và điều khiển - Yêu cầu điều khiển, sơ đồ khối, cách thức điều khiển của mạch điện và khí nén.

- Chọn các module điện tử và khí nén cần thiết cho hệ thống. Chương 5: Kết quả - Đánh giá kết quả chạy thực nghiệm của hệ thống dựa trên các tiêu chí đã đề ra. - Quay video thực nghiệm hoạt động của máy. Chương 6: Kết luật và hướng phát triển đề tài - Bài học rút ra được sau khi hoàn thành mô hình.

- Hướng phát triển đề tài trong tương lai. 6 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN Sản xuất logo nhựa dựa theo các phương pháp khác nhau từ thủ công đến tự động để tạo ra các sản phẩm phục vụ đời sống sinh hoạt, kinh doanh. Hiểu biết về các phương pháp chính được sử dụng trong sản xuất sản phẩm nhựa là căn cứ hữu ích trong việc lựa chọn phương pháp làm, dựa vào các phương pháp đó ta thấy được nhược điểm, ưu điểm từ đó cân nhắc phương pháp tối ưu nhất, khả thi nhất để áp dụng vào mô hình đồ án này. Tổng quan về PVC 2.

Khái niệm PVC Polyvinylclorua (PVC), viết tắt là vinyl, hoặc sử dụng tên IUPAC “Chloroethane” hoặc “poly (chloroethanediyl)”, với 57% khối lượng là clo, là vật liệu “nhựa nhiệt dẻo”. PVC là một trong những vật liệu nhựa quan trọng nhất được sử dụng trên toàn thế giới vì tính kinh tế của nó. PVC cũng là một loại nhựa được sử dụng nhiều trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta. PVC với sản lượng hàng năm được dự đoán là khoảng 40 triệu tấn (Ebner, 2009) chỉ đứng sau polyethylene (PE), loại nhựa được sử dụng số một.

Thị trường toàn cầu cho PVC dự kiến sẽ tiếp tục tăng trưởng khoảng 3-5% mỗi năm, với nhu cầu mạnh nhất được dự đoán là ở châu Á, chẳng hạn như Trung Quốc và Ấn Độ, và EU. Đặc điểm cấu tạo PVC Polyvinylclorua (PVC) có cấu trúc mạch thẳng tương tự như polyetylen nhưng với nguyên tử clo thay thế nguyên tử hydro. Bản thân PVC cứng nên việc bổ sung các este phthalate làm chất hóa dẻo làm cho PVC mềm dẻo và lý tưởng cho việc sản xuất như găng tay, đĩa chụp ảnh và các loại ống nước. PVC thường trong suốt với màu hơi xanh mờ và bóng, bị tác động bởi nhiều dung môi hữu cơ nhưng lại có khả năng kháng hóa chất rất tốt.

Ở dạng cứng, PVC có sẵn ở dạng tấm có thể dễ dàng hàn để sản xuất bồn chứa, khay và máng. PVC không được khuyến khích sử dụng trên 70°C mặc dù nó có thể chịu được đến 80°C trong thời gian ngắn.1: Cấu trúc PVC 7 a. Tính chất của PVC Tính ổn định của PVC đối với ánh sáng và nhiệt kém. Điểm làm mềm là 80 ℃, và sự phân hủy bắt đầu ở 130℃.

Khi chất ổn định, không được làm nóng, sự phân hủy PVC bắt đầu ở 100℃, và sự phân hủy nhanh hơn ở 130℃. Khi đun nóng sẽ thoát ra khí hiđro clorua (khí hiđro clorua là khí độc) đổi màu, từ trắng sang vàng nhạt rồi đỏ sang nâu đen. Tia cực tím và oxy trong ánh sáng mặt trời sẽ gây ra quá trình quang oxy hóa và phân hủy PVC, do đó làm giảm độ mềm dẻo của PVC, và cuối cùng làm cho nó trở nên giòn. Không khó để hiểu tại sao một số loại nhựa PVC chuyển sang màu vàng và giòn sau một thời gian dài [10].

PVC có ưu điểm là chống cháy. Khi xảy ra hiện tượng cháy PVC sẽ tạo ra nhiều các liên kết đôi, qua thời gian các liên kết này phản ứng kết hợp lại các liên kết đôi này tạo ra polymer có khối lượng phân tử rất lớn, cứng và mất tính tan trong dung môi. Có tới 57% Clo có nguồn từ muối thông thường trong nhựa PVC, do đó khi bị đốt cháy chính hàm lượng Clo đó sẽ làm dập tắt ngọn lửa một cách nhanh chóng và nhiệt độ do PVC giải phóng cũng thấp hơn nhiều lần so với với các loại nhựa khác như PE và PP. Bên cạnh đó nhiệt độ cháy của PVC lên tới 455°C.

Chính vì những nguyên nhân trên mà đã giúp cho PVC ít có khả năng truyền lửa sang các vật liệu khác. PVC không hòa tan trong nước, cồn, xăng, ít rò rỉ khí và hơi nước và PVC có thể chịu được axit clohydric ở bất kỳ nồng độ nào, axit sunfuric dưới 90%, axit nitric 50-60% và dung dịch ăn da dưới 20% ở nhiệt độ bình thường, với khả năng chống ăn mòn hóa học nhất định, PVC khá bền đối với các muối, nhưng có thể hòa tan trong dung môi hữu cơ như ete, xeton, hydrocacbon béo clo hóa và hydrocacbon thơm và nhựa PVC chống lại hầu hết các hóa chất vô cơ [10]. Chính vì đặc tính nổi bật này PVC được sử dụng làm ống xả khí, các loại ống, ống dẫn, có thể ứng dụng được trong lĩnh vực y tế… Nhựa PVC công nghiệp chủ yếu là cấu trúc vô định hình, nhưng cũng chứa một số vùng kết tinh (khoảng 5%), do đó PVC không có điểm nóng chảy rõ ràng và nó bắt đầu mềm ở khoảng 80℃, với nhiệt độ biến dạng nóng 70 - 71℃ (1,82MPa dưới tải), dòng chảy bắt đầu ở 150℃ dưới áp suất, và hydro clorua bắt đầu giải phóng từ từ, dẫn đến sự đổi màu của PVC (từ vàng sang đỏ, nâu, thậm chí là đen) [10]. Trong quá trình gia công và quá trình sử dụng, lực cơ học được tác dụng vào sản phẩm sẽ sinh ra ứng suất ngoại có thể dẫn đến mạch polymer bị phá hủy, nhưng trên thực tế là làm đứt mạch polymer và sinh ra gốc tự do, là nguyên nhân cho các phản ứng hóa học xảy ra làm giảm khối lượng phân tử, kết quả là giảm tính chất cơ lý và sự phân hủy HCL tăng lên 1,5 -2 lần.1: Thông số cơ-lý tính của PVC Khối lượng riêng 1.45 − 150 g/cm Giới hạn bền kéo đứt 500 − 700 kg/cm Giới hạn bền uốn 800 − 1200 kg/cm Giới hạn bền nén 800 − 1600 kg/cm Môđun đàn hồi 4000 − 10.000 kg/cm Độ dãn dài khi đứt 10 − 25% Hệ số giãn nở dài 0.8 − 4 × 10 cal/cm × s × ℃ Độ bền nhiệt 65 − 70℃ Nhiệt độ giòn −10℃ Điện áp đánh thủng 15 − 35 kV/cm Hằng số điện môi (60Hz, 30°C) 3.54 Điện trở suất 1015Ω.

Độ bền Vật liệu PVC có tính chống mài mòn, ăn mòn và chống sốc và trên hết là khả năng chịu được điều kiện thời tiết khắc nghiệt. Trên thực tế, chúng ta thường thấy vật liệu này được sử dụng rất nhiều để sản xuất vật dụng ngoài trời. Một nghiên cứu cho thấy hệ thống đường ống PVC đầu tiên đã được lắp đặt hơn 80 năm và hầu hết chúng vẫn đang được sử dụng. Tuổi thọ dự kiến của ống PVC là 100 năm trở lên đối với ống ngầm.

Qua toàn thời gian sử dụng, ống nhựa PVC có thể xem là ít tốn chi phí nhất so với các ống nhựa vật liệu khác. Tính cách điện Nhựa PVC không bị phá vỡ cấu trúc khi bị tác động bởi cường độ dòng điện lớn, cùng với khả năng chống cháy. Vì vậy được ứng dụng để sản xuất cáp điện, băng cách điện, hộp công tắc và nhiều thiết bị điện dân dụng khác. Các loại nhựa PVC trong thực tế PVC dẻo: Còn được gọi với tên khác là PVC-P.

Là một loại PVC hình thành nhờ quá trình bổ sung chất dẻo tương đương với PVC đã giảm độ kết tinh. PVC sẽ dẻo và trong hơn khi bổ sung thêm các chất hóa dẻo so với các loại còn lại. 9 PVC cứng: Còn được gọi với tên khác là UPVC, PVC-U: Loại PVC này có độ cứng cao. Bên cạnh đó có khả năng va đập và chống chịu tốt.

Trong một số trường hợp nhựa này còn có khả năng chống nước, chống ăn mòn hóa chất. Perchlorovinyl clo hóa: Loại PVC này được sản xuất và điều chế bằng cách clo hóa nhựa PVC. Cách này làm tăng hàm lượng clo trong PVC giúp cho PVC tăng độ bền, tăng khả năng chống cháy và tính chất hóa học của PVC cũng sẽ ổn định hơn. PVC dạng định hướng phân từ: Loại PVC được tạo ra bằng cách sắp xếp lại cấu trúc của PVC cứng (PVC-U) lúc này hình thành cấu trúc phân lớp.

PVC này có tính cứng khá cao, đồng thời khả năng chịu lực tốt. PVC dạng biến đổi: Quá trình biến đổi PVC giúp tăng độ cứng, bền cho sản phẩm được tạo ra. Cơ chế bổ sung các tác nhân biến đổi đã hình thành nên loại PVC này. Ứng dụng PVC qua các sản phẩm trong đời sống a.

Sản xuất đường ống Đây chính là lĩnh vực được ứng dụng nhiều và rộng rãi nhất. Chúng được sử dụng nhiều trong xây dựng như chung cư, nhà dân, trong các hệ thống nước thải và cấp nước do các đặc tính sau đây: Rẻ, chống cháy, cách điện, nhẹ và linh hoạt trong sử dụng. Ngoài ra còn có các loại van nhựa thì được sử dụng nhiều trong các hệ thống nước, đặc biệt là dùng với chức năng van hóa chất, bởi tính năng kháng hóa chất của nhựa.2: Ống nhựa Hình 2. Trong chế tạo dây điện, dây cáp Dây cáp, dây điện có phần lõi đơn hoặc được làm từ nhiều sợi cáp thép hoặc đồng, bên ngoài được bọc một lớp vỏ nhựa PVC có độ dày từ 1mm đến 3mm.

Nhờ vào tỷ lệ pha trộn các hóa chất phụ mà mỗi loại có thể chịu được các nhiệt độ khác nhau, còn có thể chống cháy ở một tỷ lệ nhất định. Đặc biệt là có thể dễ dàng uốn 10 nắn, tính mềm dẻo, chịu lực tốt, chống han gỉ, chống oxy hóa cao, thích hợp được dùng trong không gian, môi trường có độ ẩm cao.4: Dây cáp bọc nhựa PVC c. Đồ chơi, phụ kiện và ứng dụng trong y tế Trong lĩnh vực y tế, nhựa PVC được ứng dụng làm các dụng cụ như ống thông, ống hô hấp, túi đựng máu, thiết bị lọc máu… và được tạo ra bằng các phương pháp ép, đúc nhựa khác nhau. Ngoài ra còn được ứng dụng rộng rãi trong đồ chơi trẻ em.

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ