Hợp chất hạt nhựa kỹ thuật COMPOUND  là gì? Ưu điểm và ứng dụng của hợp chất nhựa kỹ thuật

Hạt nhựa kỹ thuật compound có thể được sử dụng làm vật liệu kỹ thuật và nhựa thay thế kim loại trong chế tạo các bộ phận máy móc. Nhựa kỹ thuật có các đặc tính toàn diện tuyệt vời, chẳng hạn như độ cứng cao, độ rão nhỏ, độ bền cơ học cao, khả năng chịu nhiệt tốt và cách điện tốt, có thể sử dụng trong thời gian dài trong môi trường vật lý và hóa học khắc nghiệt và có thể thay thế kim loại như vật liệu kỹ thuật. Vật liệu kết cấu được sử dụng nhưng giá thành đắt hơn và sản lượng nhỏ hơn. 

Phân loại hạt nhựa kỹ thuật

Nhựa kỹ thuật có thể được chia thành hai loại: nhựa kỹ thuật thông thường và nhựa kỹ thuật đặc biệt. Các loại chính trước đây bao gồm năm loại nhựa kỹ thuật tổng hợp: polyamit, polycarbonate, polyformaldehyd, ete polyphenylene biến tính và polyester nhiệt dẻo; loại sau chủ yếu đề cập đến nhựa kỹ thuật có khả năng chịu nhiệt trên 150 ° C và các loại chính bao gồm polyimide, polyphenylene sunfua, polysulfone, polyamit thơm, polyarylate, este polyphenylene, xeton polyaryl ether, polymer tinh thể lỏng và fluororesin, v.v.

Hiệu suất chính hạt nhựa kỹ thuật

Các đặc tính hiệu suất chính của nhựa kỹ thuật là:

• ✓So với nhựa thông thường, nó có khả năng chịu nhiệt và chịu lạnh tuyệt vời, tính chất cơ học tuyệt vời trong phạm vi nhiệt độ rộng và phù hợp để sử dụng làm vật liệu kết cấu.
• ✓Khả năng chống ăn mòn tốt, ít bị ảnh hưởng bởi môi trường và độ bền tốt.
• ✓So với vật liệu kim loại, nó dễ gia công, hiệu quả sản xuất cao, có thể đơn giản hóa thủ tục và tiết kiệm chi phí.
• ✓Có độ ổn định kích thước tốt và cách điện.
• ✓Trọng lượng nhẹ, cường độ riêng cao, giảm ma sát và chống mài mòn vượt trội.

Một lịch sử ngắn gọn

Nhựa kỹ thuật chỉ phát triển nhanh chóng vào những năm 1950. Mặc dù nhựa nylon 66 đã được phát triển thành công và đưa vào sản xuất từ ​​năm 1939, nhưng nó chủ yếu được sử dụng để sản xuất sợi tổng hợp vào thời điểm đó, phải đến những năm 1950 nó mới đột phá việc sử dụng sợi nguyên chất truyền thống và chế tạo nhựa thông qua đúc khuôn xử lý. Nhựa kỹ thuật thực sự phát triển nhanh chóng sau sự phát triển thành công của polyacetal và polycarbonate vào cuối những năm 1950. Sự xuất hiện của chúng có ý nghĩa đặc biệt lớn.

Do độ kết tinh cao của polyformaldehyde, nó có tính chất cơ học tuyệt vời, cho phép nhựa lần đầu tiên gia nhập hàng ngũ vật liệu kết cấu như một loại vật liệu có thể thay thế kim loại. Sau đó, với sự phát triển thành công của copolyme acetal và sự phổ biến của máy ép phun trục vít, vị trí quan trọng của nhựa kỹ thuật trong lĩnh vực vật liệu càng được khẳng định. Polycarbonate là một loại nhựa kỹ thuật trong suốt, có đặc tính toàn diện tuyệt vời, được sử dụng rộng rãi và là một trong những loại nhựa kỹ thuật phát triển nhanh nhất.Trong lĩnh vực nhựa kỹ thuật, sản lượng và mức tiêu thụ của nó chỉ đứng sau polyamit.

Năm 1961, DuPont của Hoa Kỳ đã phát triển thành công polyimide, mở đường cho sự phát triển của nhựa kỹ thuật đặc biệt. Sự xuất hiện của polyimide cũng đã thúc đẩy sự phát triển của nhiều loại nhựa kỹ thuật chịu nhiệt như polysulfone, polyphenylene sulfide và polybenzimidazole, có tác động sâu sắc đến sự phát triển của ngành nhựa.

Công ty American General đã đưa nhựa polyphenylene ether mà họ phát triển vào sản xuất công nghiệp vào năm 1964. Năm 1980, công ty ICI của Anh đã phát triển thành công polyetheretherketone (PEEK), một loại nhựa kỹ thuật đặc biệt có điểm nóng chảy cao tới 336°C. PEEK có khả năng chịu nhiệt, kháng bức xạ và kháng hóa chất tuyệt vời và có thể được ép phun, điều này đã thu hút được sự chú ý rộng rãi. Vật liệu composite làm từ hạt nhựa PEEK làm ma trận và được gia cố bằng sợi thủy tinh hoặc sợi carbon đã được ứng dụng trong lĩnh vực hàng không và vũ trụ.

Sự phát triển thành công của polyme tinh thể lỏng nhiệt động vào giữa những năm 1980 là một sự kiện lớn khác trong lịch sử phát triển của nhựa kỹ thuật đặc biệt. Polyme tinh thể lỏng có khả năng chịu nhiệt tuyệt vời và có thể được sử dụng ở nhiệt độ trên 200 ° C. Chúng có các đặc tính như tự gia cố, độ bền cao, mô đun cao và kháng hóa chất. Chúng có độ nhớt nóng chảy thấp và dễ tạo hình. Chúng có ứng dụng rộng rãi trong ngành điện tử. 

Ứng dụng hạt nhựa kỹ thuật

So với nhựa thông thường, nhựa kỹ thuật có thể đáp ứng các yêu cầu cao hơn về tính chất cơ học, độ bền, khả năng chống ăn mòn, chịu nhiệt, v.v., thuận tiện hơn khi gia công và có thể thay thế vật liệu kim loại. Nhựa kỹ thuật được sử dụng rộng rãi trong điện tử, ô tô, xây dựng, thiết bị văn phòng, máy móc, hàng không vũ trụ và các ngành công nghiệp khác… Việc thay thế nhựa bằng thép và nhựa thay thế gỗ đã trở thành xu hướng quốc tế. Nhựa kỹ thuật đã trở thành lĩnh vực phát triển nhanh nhất trong ngành nhựa thế giới, sự phát triển của nó không chỉ hỗ trợ các ngành công nghiệp trụ cột quốc gia và các ngành công nghiệp công nghệ cao hiện đại mà còn thúc đẩy quá trình chuyển đổi các ngành công nghiệp truyền thống và điều chỉnh cơ cấu sản phẩm.

• ✓Nhựa kỹ thuật ngày càng được sử dụng nhiều trong ô tô, chủ yếu được sử dụng làm cản, bình xăng, bảng điều khiển, thân xe, cửa, vỏ đèn, ống nhiên liệu, bộ tản nhiệt và các bộ phận liên quan đến động cơ.
• ✓Về mặt cơ học, nhựa kỹ thuật có thể được sử dụng trong các bộ phận cơ khí như vòng bi, bánh răng, đai ốc, vòng đệm và các bộ phận kết cấu cơ khí như vỏ, vỏ, tay quay, tay cầm, ốc vít và khớp nối ống.
• ✓Trong thiết bị điện tử và thiết bị, nhựa kỹ thuật có thể được sử dụng trong các vật liệu cách điện như lớp phủ dây và cáp, bảng mạch in, màng cách điện và các bộ phận kết cấu của thiết bị điện.
• ✓Trong các thiết bị gia dụng, nhựa kỹ thuật có thể được sử dụng trong tủ lạnh, máy giặt, điều hòa, tivi, quạt điện, máy hút bụi, bàn là điện, lò vi sóng, nồi cơm điện, radio, thiết bị âm thanh kết hợp và thiết bị chiếu sáng.
• ✓Trong ngành hóa chất, nhựa kỹ thuật có thể được sử dụng trong các thiết bị hóa học như bộ trao đổi nhiệt và lớp lót thiết bị hóa học, cũng như trong các đường ống hóa chất như đường ống và phụ kiện đường ống, van và máy bơm.

Do sự phát triển nhanh chóng của ngành công nghiệp ô tô, điện tử và xây dựng nước ta, nước ta đã trở thành quốc gia có nhu cầu về nhựa kỹ thuật tăng trưởng nhanh nhất thế giới. Theo phân tích, với sự phát triển không ngừng của nền kinh tế trong nước, nhu cầu về nhựa kỹ thuật sẽ ngày càng tăng và triển vọng phát triển của ngành nhựa kỹ thuật nước ta rất rộng lớn. Lấy ngành thiết bị gia dụng làm ví dụ, chỉ riêng nhu cầu nhựa kỹ thuật cho tủ lạnh, tủ đông, máy giặt, điều hòa không khí và các thiết bị gia dụng nhỏ khác nhau hàng năm sẽ đạt khoảng 600.000 tấn. Lượng nhựa kỹ thuật được sử dụng trong xây dựng cơ sở hạ tầng truyền thông, xây dựng đường sắt và đường cao tốc thậm chí còn đáng báo động hơn và tổng nhu cầu dự kiến ​​sẽ đạt hơn 4,5 triệu tấn trong vài năm tới.

Năm 2010, tiêu thụ nhựa kỹ thuật của nước tôi đạt 2,443 triệu tấn, tăng 11% so với cùng kỳ năm ngoái, trở thành quốc gia có nhu cầu tăng trưởng nhanh nhất thế giới. Năm 2011, tiêu thụ nhựa kỹ thuật của nước tôi là 2,72 triệu tấn, tăng 11,34% so với cùng kỳ năm trước. Dự kiến ​​tiêu thụ nhựa kỹ thuật của nước ta sẽ đạt 3,37 triệu tấn vào năm 2013 và 4,17 triệu tấn vào năm 2015.

Tương lai ngành hạt nhựa kỹ thuật

Theo báo cáo nghiên cứu Thị trường, giá trị thị trường nhựa kỹ thuật toàn cầu xấp xỉ 53,58 tỷ USD vào năm 2013 và dự kiến ​​sẽ đạt 79,03 tỷ USD vào năm 2018, với tốc độ tăng trưởng kép hàng năm là 8%.

Nhựa kỹ thuật có nhiều ứng dụng do tính ổn định tuyệt vời, khả năng chịu nhiệt và hóa chất tốt, độ bền cao và nhu cầu về chúng tiếp tục tăng nhanh. Một trong những ứng dụng chính của nhựa kỹ thuật là thay thế kim loại trong các ngành công nghiệp sử dụng cuối khác nhau. Đặc biệt, các quy định về môi trường ngày càng nghiêm ngặt đòi hỏi ô tô phải giảm lượng khí thải và cải thiện khả năng tiết kiệm nhiên liệu. Nhựa kỹ thuật đang được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp ô tô và vận tải. Ngoài ra, nhựa kỹ thuật còn được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị tiêu dùng và gia dụng, sản phẩm điện và điện tử, máy móc công nghiệp, bao bì cũng như y tế, xây dựng và các ngành công nghiệp khác.

Năm 2014, khu vực Châu Á – Thái Bình Dương chiếm phần lớn thị trường nhựa kỹ thuật toàn cầu, theo thống kê, năm 2013, khu vực Châu Á – Thái Bình Dương chiếm 47,9% nhu cầu thị trường nhựa kỹ thuật toàn cầu. Dự kiến, khu vực Châu Á – Thái Bình Dương sẽ tiếp tục giữ vững vị thế là thị trường nhựa kỹ thuật lớn nhất thế giới trong năm 2018, tiếp theo là thị trường Tây Âu.Trong 5 năm tới, tốc độ tăng trưởng bình quân hàng năm của nhu cầu thị trường nhựa kỹ thuật khu vực này là dự kiến ​​là 7,8%. 

Các loại hạt nhựa kỹ thuật

Nhựa kỹ thuật chủ yếu bao gồm polycarbonate (PC), polyamide (nylon, Polyamide, PA), polyoxymethylene (Polyacetal, Polyoxy Methylene, POM), polyphenylene ether (Polyphenylene Oxide, PPO), polyester (PET, PBT), polyphenylene sulfide (PPS), este polyaryl, v.v.

Hạt nhựa PA Polyamide

Polyamide (PA, thường được gọi là: nylon) đã thu hút được sự chú ý của mọi người nhờ trọng lượng riêng thấp, độ bền kéo cao, khả năng chống mài mòn, khả năng tự bôi trơn tốt, độ bền va đập tuyệt vời và cả đặc tính cứng và linh hoạt. đơn giản và hiệu quả, trọng lượng riêng cao, nhẹ (chỉ bằng 1/7 kim loại), có thể gia công thành nhiều sản phẩm khác nhau để thay thế kim loại, được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp ô tô và vận tải.

Các sản phẩm tiêu biểu bao gồm cánh bơm, cánh quạt, ghế van, ống lót, vòng bi, bảng điều khiển các loại, dụng cụ điện ô tô, van điều hòa nóng lạnh và các bộ phận khác. Mỗi chiếc ô tô tiêu thụ khoảng 3,6 đến 4 kg sản phẩm nylon. Polyamide tiêu thụ tỷ trọng lớn nhất trong ngành công nghiệp ô tô, tiếp theo là điện tử và điện.

Tùy thuộc vào mục đích sửa đổi polyamit, sửa đổi polyamit có thể được chia thành các loại như gia cố, làm cứng, chống cháy, làm đầy và hợp kim. Nghiên cứu về vật liệu nano polyamit cũng có những tiến bộ vượt bậc.

Để thu được vật liệu polyamit có độ bền cao hơn và nhiệt độ biến dạng nhiệt, sợi hoặc chất độn vô cơ hoặc hữu cơ được thêm vào ma trận polyamit và vật liệu composite polyamit cường độ cao được tạo ra bằng cách trộn và ép đùn. Có nhiều loại PA gia cố và hầu hết tất cả các vật liệu polyamit đều có thể được chế tạo thành các loại gia cố.

Các giống thương mại chính bao gồm: PA6 nâng cao, PA66 nâng cao, PA46 nâng cao, PA1010 nâng cao, PA610 nâng cao, v.v. Trong số đó, loại được sản xuất nhiều nhất là hạt nhựa PA6 và PA66 nâng cao. Các vật liệu gia cố bằng polyamit thường được sử dụng bao gồm sợi thủy tinh, sợi carbon và sợi aramid. Các loại râu vô cơ cũng được sử dụng để gia cố bằng polyamit.

Hạt nhựa PPS Polyphenylene sunfua 

Các đặc tính nổi bật của hạt nhựa PPS là:

• ① Khả năng chịu nhiệt tốt và có thể sử dụng ở nhiệt độ từ 180 đến 220°C
• ② Khả năng chống ăn mòn gần bằng polytetrafluoroethylene
• ③ Tính chất điện tuyệt vời
• ④ Tính chất cơ học tuyệt vời
• ⑤ Đặc tính chống cháy tốt

Nhược điểm của PPS là:

• ① Giá quá cao, thấp trong số các loại nhựa chịu nhiệt độ cao, nhưng cao hơn nhiều so với nhựa kỹ thuật thông thường
• ② Độ dẻo dai và độ giòn kém
• ③ Độ nhớt không ổn định trong quá trình gia công

Hạt nhựa PPS nguyên chất hiếm khi được sử dụng một mình do tính giòn của nó và PPS được áp dụng là loại đã được sửa đổi. Cụ thể: PPS gia cố bằng sợi thủy tinh 40% (R4), PPS chứa vô cơ (R8), PPS gia cố bằng sợi carbon (G6), v.v. PPS được sử dụng trong ô tô chiếm 45%, điện tử và thiết bị điện chiếm 30% và các loại khác chiếm 25%. PPS đang phát triển nhanh chóng và dự kiến ​​sẽ trở thành loại nhựa kỹ thuật lớn thứ sáu.

Hạt nhựa PC polycacbonat

Polycarbonate (PC) có độ bền tương tự như kim loại màu nhưng cũng có độ dẻo và dai, có độ bền va đập cực cao, không thể bị hư hỏng khi dùng búa đập và có thể chịu được vụ nổ của màn hình TV. Polycarbonate có độ trong suốt tuyệt vời và có thể được nhuộm màu bất kỳ. Do những đặc tính tuyệt vời nêu trên của hạt nhựa PC polycarbonate, nó đã được sử dụng rộng rãi trong các loại chụp đèn an toàn, đèn tín hiệu, tấm bảo vệ trong suốt ở sân vận động và sân vận động, kính chiếu sáng, kính tòa nhà cao tầng, gương phản chiếu ô tô, tấm kính chắn gió, kính buồng lái máy bay, xe máy mũ bảo hiểm lái xe ô tô. Các thị trường được sử dụng nhiều nhất là máy tính, thiết bị văn phòng, ô tô, vật liệu tấm và kính thay thế, đĩa CD và DVD là một trong những thị trường hứa hẹn nhất.

Hạt nhựa POM Polyaxetat

Hạt nhựa POM Polyoxymethylene (POM) là một loại nhựa kỹ thuật có tính năng tuyệt vời và được biết đến với cái tên “Durasteel” và “Super Steel” ở nước ngoài. POM có độ cứng, độ bền và độ cứng giống như kim loại, có khả năng tự bôi trơn tốt, chống mỏi và đàn hồi tốt trong phạm vi nhiệt độ và độ ẩm rộng, ngoài ra còn có khả năng kháng hóa chất tốt.

Với chi phí thấp hơn nhiều loại nhựa kỹ thuật khác, POM đang thay thế một số thị trường mà kim loại truyền thống chiếm lĩnh như thay thế kẽm, đồng thau, nhôm và thép để chế tạo nhiều bộ phận. Kể từ khi thành lập, POM đã được sử dụng rộng rãi trong điện tử, điện, máy móc, dụng cụ, công nghiệp nhẹ hàng ngày, ô tô, vật liệu xây dựng, nông nghiệp và các lĩnh vực khác. Trong các ứng dụng ở nhiều lĩnh vực mới như công nghệ y tế, thiết bị thể thao, v.v., POM cũng cho thấy xu hướng tăng trưởng tốt.

Hạt nhựa PBT

Polybutylene terephthalate (PBT) là một loại nhựa nhiệt dẻo polyester, so với các loại nhựa kỹ thuật nhựa nhiệt dẻo khác, PBT không gia cố có hiệu suất xử lý và tính chất điện tốt hơn. Hạt nhựa PBT có nhiệt độ chuyển hóa thủy tinh thấp và có thể kết tinh nhanh khi nhiệt độ khuôn là 50°C, dẫn đến chu trình xử lý ngắn. Polybutylene terephthalate (PBT) được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp điện tử, điện và ô tô. Do khả năng cách nhiệt và chịu nhiệt độ cao, PBT có thể được sử dụng làm máy biến áp flyback cho tivi, bảng phân phối ô tô và cuộn dây đánh lửa, vỏ và đế thiết bị văn phòng, các bộ phận bên ngoài ô tô, quạt điều hòa, đế bếp điện tử, vỏ thiết bị văn phòng.

Hạt nhựa PPO ete polyphenylene

Được gọi là hạt nhựa PPO. Nó có hiệu suất toàn diện tuyệt vời. Đặc điểm lớn nhất của nó là độ ổn định kích thước tuyệt vời và khả năng cách điện vượt trội dưới tải dài hạn. Nó có phạm vi nhiệt độ hoạt động rộng và có thể được sử dụng trong thời gian dài trong khoảng -127 ~ 121oC. Nó có khả năng chống nước và chống hơi nước tuyệt vời, đồng thời các sản phẩm có độ bền kéo và độ bền va đập cao cũng như khả năng chống rão tốt. Ngoài ra, nó có khả năng chống mài mòn và tính chất điện tốt hơn. Chủ yếu được sử dụng để thay thế thép không gỉ trong sản xuất dụng cụ y tế phẫu thuật. Trong ngành cơ khí và điện, nó có thể được sử dụng để chế tạo các bánh răng, cánh quạt gió, đường ống, van, ốc vít và các ốc vít và đầu nối khác. Nó cũng được sử dụng để chế tạo các bộ phận trong ngành điện và điện tử, chẳng hạn như cuộn cuộn và mạch in bảng.