Hạt nhựa PPO

Nguyên liệu hạt nhựa PPO, tên tiếng Việt Nam là polyphenylene ether là poly 2, tên tiếng Anh là Polyphenylene oxiole (gọi tắt là PPO).
Tên tiếng Việt Nam của polyphenylene ether là poly 2,6-dimethyl-1,4-phenylene ether và tên nước ngoài là Polyphenylene oxiole, còn được gọi là polyphenylene oxide hoặc viết tắt là PPO.

Xem thêm: Hạt nhựa PA6

Nó là một trong năm loại nhựa kỹ thuật đa năng trên thế giới. Nó có ưu điểm là độ cứng cao, khả năng chịu nhiệt cao, chống cháy, độ bền cao và tính chất điện tuyệt vời. Ngoài ra, polybenzyl ether còn có ưu điểm là chống mài mòn, không độc hại và chống ô nhiễm. Hằng số điện môi và tổn thất điện môi của PPO là một trong những loại nhựa kỹ thuật nhỏ nhất, hầu như không bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ và độ ẩm, có thể được sử dụng trong các trường tần số thấp, trung bình và cao. Nhiệt độ lệch tải của PPO có thể đạt trên 190°C và nhiệt độ giòn là -170°C.

Tính chất hóa học 

Nói chung ở dạng bột kaki. Polyphenylene ether thường được sử dụng được tổng hợp từ 2,6-dimethylphenol, có đặc tính toàn diện tuyệt vời, đặc điểm lớn nhất là nó có độ ổn định kích thước tuyệt vời và cách điện vượt trội dưới tải trọng dài hạn và nó có dải nhiệt độ hoạt động rộng, có thể sử dụng lâu dài trong khoảng -127 ~ 121 ℃. Nó có khả năng chống nước và chống hơi nước tuyệt vời, và các sản phẩm có độ bền kéo và độ bền va đập cao, khả năng chống rão tốt.

Ngoài ra, nó có khả năng chống mài mòn và tính chất điện tốt. Nó chủ yếu được sử dụng để thay thế thép không gỉ trong sản xuất dụng cụ y tế phẫu thuật. Trong ngành cơ điện, có thể chế tạo các bánh răng, cánh quạt, đường ống, van, vít, các chốt và kết nối khác, đồng thời chúng cũng có thể được sử dụng để chế tạo các bộ phận trong ngành điện và điện tử, chẳng hạn như khung cuộn dây và bảng mạch in. Năm 1964, Công ty General Electric của Hoa Kỳ lần đầu tiên thực hiện sản xuất công nghiệp polyphenylene ether với 2,6-dimethylphenol làm nguyên liệu thô. Năm 1966, General Electric sản xuất polyphenylene ether biến tính (MPPO). Năm 1984, mức tiêu thụ polyphenylene ether trên thế giới là 163kt.

Phương pháp sản xuất

Bao gồm hai phần trùng hợp và xử lý sau: đầu tiên thêm chất xúc tác phức hợp đồng amoni định lượng vào lò phản ứng trùng hợp, sủi bọt oxy vào đó, sau đó thêm dần 2,6-dimethylphenol và dung dịch ethanol để thực hiện trùng hợp ghép oxy hóa để thu được polymer. Quá trình xử lý sau là ly tâm polyme, rửa bằng dung dịch etanol chứa 30% axit sunfuric, sau đó ngâm trong dung dịch kiềm loãng, rửa bằng nước, làm khô và tạo hạt để thu được nhựa polyphenylene dạng hạt.

2,6-diphenylphenol cũng có thể được sử dụng làm monome và polyphenylene ether thu được có độ ổn định nhiệt tốt hơn và đã được sử dụng để sản xuất màng chịu nhiệt độ cao và các sản phẩm cách điện.

Để nâng cao hiệu suất đúc và giảm chi phí, polyphenylene ether có thể được biến tính bằng phương pháp trộn, chi phí của polyphenylene ether biến tính thấp, giá thị trường có thể cạnh tranh với nhựa ABS, được sử dụng rộng rãi để thay thế đồng thau hoặc đồng thau chế tạo các bộ phận cơ khí và đường ống khác nhau.

Hiệu suất hạt nhựa PPO

• 1. Đó là các hạt màu trắng. Hiệu suất tổng thể tốt, có thể được sử dụng trong hơi nước ở 120 độ, cách điện tốt, hấp thụ nước nhỏ, nhưng có xu hướng nứt ứng suất. Polyphenylene ether biến tính giúp loại bỏ vết nứt do ứng suất.
• 2. Nó có khả năng cách điện vượt trội và khả năng chống nước tuyệt vời, khả năng chống mài mòn và tính chất điện tốt, đồng thời ổn định kích thước tốt. Tính chất điện môi của nó xếp hạng đầu tiên trong số các loại nhựa.
• 3. MPPO là một loại vật liệu biến đổi được tạo ra bằng cách pha trộn hạt nhựa PPO và hạt nhựa HIPS, và các vật liệu hiện có trên thị trường đều là loại vật liệu này.
• 4. Nó có khả năng chịu nhiệt cao, nhiệt độ chuyển thủy tinh là 211 độ, nhiệt độ nóng chảy là 268 độ, khi nung nóng đến 330 độ sẽ có xu hướng phân hủy, hàm lượng PPO càng cao thì khả năng chịu nhiệt càng tốt, độ bền cao. nhiệt độ biến dạng nhiệt có thể đạt tới 190 độ.
• 5. Khả năng chống cháy tốt, tự thở và khả năng bắt lửa vừa phải sau khi trộn với HIPS. Trọng lượng nhẹ, không độc hại và có thể được sử dụng trong ngành thực phẩm và dược phẩm. Khả năng cản sáng kém, để lâu ngoài nắng sẽ bị đổi màu.
• 6. Nó có thể được pha trộn và sửa đổi với ABS, HDPE, PPS, PA, HIPS, sợi thủy tinh. Đặc điểm của nguyên liệu nhựa PPO

A. Nguyên liệu nhựa PPO không độc hại, trong suốt, mật độ tương đối thấp và có độ bền cơ học tuyệt vời, khả năng chống giãn ứng suất, khả năng chống dão, khả năng chịu nhiệt, khả năng chống nước, khả năng chống hơi nước và ổn định kích thước.

B. Tính chất điện tốt trong phạm vi biến đổi nhiệt độ và tần số rộng, không bị thủy phân, co ngót khuôn nhỏ, chống cháy và tự dập tắt, khả năng chống axit vô cơ, kiềm, hydrocacbon thơm, hydrocacbon halogen hóa, dầu kém, v.v. vết nứt một cách dễ dàng.

C. Nó có ưu điểm là độ cứng cao, khả năng chịu nhiệt cao, chống cháy, độ bền cao và tính chất điện tuyệt vời.

D. Polybenzyl ether cũng có ưu điểm là chống mài mòn, không độc hại và chống ô nhiễm.

E. Hằng số điện môi và tổn thất điện môi của nguyên liệu nhựa PPO là một trong những loại nhựa kỹ thuật nhỏ nhất, hầu như không bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ và độ ẩm, có thể sử dụng trong các trường tần số thấp, trung bình và cao.

F. Nhiệt độ biến dạng tải của PPO có thể đạt trên 190°C và nhiệt độ giòn là -170°C. G. Nhược điểm chính là tính lưu động nóng chảy kém và khó xử lý và đúc khuôn.

Quy trình đúc:

• 1) Vật liệu vô định hình có độ hút ẩm thấp.Tỷ lệ hấp thụ nước của PPO rất thấp, nhưng hơi ẩm sẽ gây ra các khuyết tật như sợi bạc và bọt khí trên bề mặt sản phẩm.Vì lý do này, nguyên liệu thô có thể được đặt trong một lò nướng ở 80~1OOC và sấy khô trong 1-2 giờ sử dụng.
• 2) Liên kết phân tử của PPO cứng, nhiệt độ chuyển hóa thủy tinh cao, không dễ định hướng nhưng khó giãn ra sau khi định hướng cưỡng bức. Do đó, ứng suất bên trong còn lại của sản phẩm tương đối cao và thường cần được xử lý sau.
• 3) PPO là một vật liệu vô định hình và tính lưu biến của nó ở trạng thái nóng chảy gần với chất lỏng Newton, nhưng mức độ sai lệch so với chất lỏng Newton tăng lên khi nhiệt độ tăng.
• 4) Độ nhớt của PPO nóng chảy cao, do đó, nhiệt độ nên được tăng lên trong quá trình xử lý và áp suất phun phải được tăng lên một cách thích hợp để cải thiện khả năng làm đầy khuôn.
• 5) Vật liệu trả lại của PPO có thể được tái sử dụng, thường được tái sử dụng 3 lần và hiệu suất của nó không giảm đáng kể.
• 6) Sự tan chảy PPO phải được tạo thành bằng máy ép phun trục vít và tốt nhất là vòi phun thẳng, với khẩu độ 3-6 mm
• 7) Khi PPO được ép phun, nên áp dụng phun áp suất cao và tốc độ cao, đồng thời thời gian giữ áp suất và làm mát không được quá lâu.
• 8) Kênh chính của khuôn phải sử dụng côn lớn hơn hoặc móc kéo, và ống dẫn phải ngắn và dày.
• 9) Cổng phải trực tiếp, hình quạt hoặc bằng phẳng, khi sử dụng cổng hình kim, đường kính phải được tăng lên một cách thích hợp, đối với người chạy dài, có thể sử dụng cấu trúc đường chạy nóng.
• 10) Tỷ lệ co rút khuôn của PPO nhỏ, thường là 0,2% đến 0,7%, do đó độ ổn định kích thước của sản phẩm là tuyệt vời.
• 11) Tính lưu động kém, tương tự như chất lỏng Newton, độ nhớt nhạy cảm với nhiệt độ và độ dày của sản phẩm thường trên 0,8 mm. Nó dễ bị phân hủy và tạo ra khí ăn mòn khi bị phân hủy. Nhiệt độ khuôn phải được kiểm soát chặt chẽ, khuôn phải được làm nóng và hệ thống cổng phải có lực cản nhỏ đối với dòng vật liệu.
• 12) Tỷ lệ hấp thụ nước của polyphenylene ether rất thấp, khoảng 0,06%, nhưng một lượng nhỏ hơi ẩm sẽ gây ra các sợi bạc và các vết nhám khác trên bề mặt sản phẩm, tốt nhất nên sấy khô và nhiệt độ không được vượt quá 150 độ, nếu không màu sắc sẽ thay đổi.
• 13) Nhiệt độ đúc của polyphenylene ether là 280-330 độ, và nhiệt độ đúc của polyphenylene ether biến tính là 260-285 độ. Nhiệt độ nóng chảy của quá trình ép phun nguyên liệu nhựa PPO: 270-290°C

Nhiệt độ không đổi của thùng: PPO có khả năng chịu nhiệt cao, nhiệt độ phân hủy nhiệt đạt tới 350C và không có hiện tượng suy giảm nhiệt rõ ràng trong vòng 300C. Thông thường, nhiệt độ thùng được kiểm soát ở 260 ~ 290C và nhiệt độ vòi phun thấp hơn khoảng 10C so với nhiệt độ thùng.
Nhiệt độ khuôn: Do độ nhớt cao của PPO nóng chảy, nên sử dụng nhiệt độ khuôn cao hơn trong quá trình ép phun. Thông thường, nhiệt độ khuôn được kiểm soát ở mức 100~15OC. Khi nhiệt độ khuôn thấp hơn 1OOC, các bộ phận nhựa thành mỏng dễ bị lấp đầy và tách lớp không đủ, khi nhiệt độ cao hơn 15OC, dễ xảy ra các khuyết tật như bọt khí, sợi bạc và cong vênh.

• Áp suất phun: Tăng áp suất phun, có lợi cho việc làm đầy vật liệu nóng chảy.Thông thường, áp suất phun được kiểm soát ở mức 100-14OMPao.Áp suất giữ: 40%-60% áp suất phun
• Áp suất ngược: 3-10 MPa (30-100bar)
• Tốc độ tiêm: Các sản phẩm có đường dẫn dòng chảy dài yêu cầu tiêm nhanh; nhưng trong trường hợp này, hãy đảm bảo rằng màng được thông gió đầy đủ.
• Tốc độ trục vít: tốc độ trục vít trung bình, tốc độ tuyến tính tương đương là 0,6m/s
• Hành trình đo: 0,5-3,5D
• Lượng cặn: 3-6mm, tùy thuộc vào hành trình đo sáng và đường kính vít.
• Sấy sơ bộ: Sấy khô ở 110°C trong 2 giờ.
• Tốc độ tái chế: Vật liệu có thể được tái chế miễn là quá trình nghiền lại không bị phân hủy do nhiệt.
• Tỷ lệ co ngót: 0,8% -1,5%
• Hệ thống cổng: sử dụng cổng điểm hoặc cổng tiềm ẩn cho các sản phẩm nhỏ, nếu không thì sử dụng cổng thẳng hoặc cổng wafer; sử dụng máy chạy nóng để tắt hệ thống sưởi trong thời gian tắt máy; vận hành một số chu kỳ đo sáng dưới áp suất ngược của vít đáy, làm trống thùng như bạn sẽ làm một máy đùn.
• Thiết bị thùng: vít tiêu chuẩn, vòng không quay trở lại, vòi thẳng.

Ứng dụng nguyên liệu hạt nhựa PPO

Hiệu suất của hạt nhựa PPO xác định lĩnh vực ứng dụng và phạm vi sử dụng của nó:

• 1) MPPO có tỷ trọng thấp, dễ gia công, nhiệt độ biến dạng nhiệt từ 90 ~ 175°C, có các sản phẩm có thông số kỹ thuật khác nhau, độ ổn định kích thước tốt, thích hợp để sản xuất thiết bị văn phòng, đồ gia dụng, máy tính và tủ khác, khung gầm và các thành phần chính xác.
• 2) MPPO có hằng số điện môi và tiếp tuyến tổn thất điện môi thấp nhất trong số năm loại nhựa kỹ thuật đa năng, nghĩa là nó có khả năng cách nhiệt tốt nhất và khả năng chịu nhiệt tốt, phù hợp với ngành điện. Nó phù hợp để chế tạo các bộ phận cách điện được sử dụng trong điều kiện ẩm ướt và chịu tải, chẳng hạn như suốt chỉ cuộn dây, ổ cắm ống, trục điều khiển, ống bọc che chắn máy biến áp, hộp rơle, trụ cách điện.
• 3) MPPO có khả năng chống nước và chống nước nóng tốt, thích hợp để sản xuất đồng hồ nước và máy bơm nước. Các suốt chỉ được sử dụng trong các nhà máy dệt cần phải có khả năng chống nấu ăn và các suốt chỉ làm bằng MPPO có tuổi thọ cao.
• 4) Hằng số điện môi và tiếp tuyến tổn thất điện môi của MPPO không bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ và số chu kỳ giữa các loại nhựa kỹ thuật, đồng thời nó có khả năng chịu nhiệt và ổn định kích thước tốt, phù hợp với ngành điện tử.
• 5) Do sự phát triển của ngành công nghiệp điện tử và truyền thông, điện thoại di động, máy tính xách tay, máy ảnh hiệu suất cao, máy quay phim, v.v. đều cần pin lithium-ion, vì vậy thị trường pin lithium-ion có triển vọng phát triển lớn. Vật liệu đóng gói chất điện phân hữu cơ cho pin lithium-ion từng là ABS hoặc PC, MPPO cho pin đã được phát triển ở nước ngoài vào năm 2013 và hiệu suất của nó tốt hơn hai loại trước. Đọc thêm : Hạt nhựa PC
• 6) MPPO có nhiều ứng dụng trong ngành công nghiệp ô tô, chẳng hạn như bảng điều khiển, thanh bảo vệ. Hợp kim PPO và PA, đặc biệt là những hợp kim có thông số kỹ thuật chống va đập cao, đang được phát triển nhanh chóng cho các bộ phận bên ngoài.
• 7) Trong công nghiệp hóa chất, polyphenylene ether biến tính có thể được sử dụng để sản xuất thiết bị chống ăn mòn, khả năng chống thủy phân đặc biệt tốt, đồng thời kháng axit, kháng kiềm, hòa tan trong hydrocacbon thơm và hydrocacbon clo hóa.
• 8) Đối với thiết bị y tế, nó có thể thay thế thép không gỉ và các kim loại khác trong bể chứa nước nóng và van nạp hỗn hợp quạt hút.

Tính chất hóa học hạt nhựa PPO

Nó là một loại nhựa nhiệt dẻo được hình thành bằng cách trùng hợp liên kết oxy hóa của phenol bị phân hủy 2,6, thường ở dạng bột kaki.

Polyphenylene ether thường được sử dụng được tổng hợp từ 2,6-dimethylphenol, có đặc tính toàn diện tuyệt vời, đặc điểm lớn nhất là nó có độ ổn định kích thước tuyệt vời và cách điện vượt trội dưới tải trọng dài hạn, và nó có dải nhiệt độ hoạt động rộng, có thể sử dụng lâu dài trong khoảng -127 ~ 121 ℃. Nó có khả năng chống nước và chống hơi nước tuyệt vời, và các sản phẩm có độ bền kéo và độ bền va đập cao, khả năng chống rão tốt. Ngoài ra, nó có khả năng chống mài mòn và tính chất điện tốt.

Nó chủ yếu được sử dụng để thay thế thép không gỉ trong sản xuất dụng cụ y tế phẫu thuật. Trong ngành cơ điện, có thể chế tạo các bánh răng, cánh quạt, đường ống, van, vít, các chốt và kết nối khác, đồng thời chúng cũng có thể được sử dụng để chế tạo các bộ phận trong ngành điện và điện tử, chẳng hạn như khung cuộn dây và bảng mạch in. Năm 1964, General Electric của Hoa Kỳ lần đầu tiên sử dụng 2,6-dimethylphenol làm nguyên liệu thô để thực hiện sản xuất công nghiệp polyphenylene ether. Năm 1966, General Electric sản xuất oxit polyphenylene biến đổi (MPPO). Năm 1984, mức tiêu thụ polyphenylene ether trên thế giới là 163kt.

Quý khách hàng quan tâm: Hạt nhựa PP

Sửa đổi hoá học hạt nhựa PPO

Nhựa polyphenylene ether (PPO) chưa biến tính có tính chất cơ học, tính chất điện, khả năng chịu nhiệt, chống cháy và ổn định hóa học tốt, v.v., nhưng khả năng chống dung môi kém, sản phẩm dễ bị nứt do ứng suất và độ bền va đập nó có một điểm yếu chết người – độ nhớt nóng chảy cao, khả năng xử lý cực kỳ kém, nhựa PPO nguyên chất không thể được đúc bằng cách phun, điều này hạn chế rất nhiều ứng dụng của nó.

Để khắc phục những thiếu sót này hoặc mang lại cho nó những đặc tính mới, người ta đã thực hiện nhiều sửa đổi khác nhau đối với PPO. Các phương pháp của nó bao gồm hóa học (copolyme hóa, tạo khối, ghép và tạo lưới, v.v.) và sửa đổi vật lý (pha trộn, làm đầy, gia cố và tạo bọt siêu nhỏ, v.v.).

Sửa đổi hóa học chủ yếu bao gồm:

• (1) Sửa đổi cấu trúc của PPO, chẳng hạn như brom hóa, phosphoryl hóa, sulfonyl hóa, carboxyl hóa, để cải thiện khả năng hòa tan và tính thấm khí của PPO để sử dụng trong vật liệu màng hoặc để cung cấp cho PPO khả năng chống cháy và cho vật liệu chống cháy.
• (2) Chuỗi chính hoặc nhóm cuối của PPO phản ứng với các phân tử nhỏ có nhóm chức, tạo cho PPO một độ phân cực và khả năng phản ứng nhất định, đồng thời được sử dụng làm chất tương hợp cho các hợp kim PPO.
• (3) PPO và các đại phân tử hoặc phân tử nhỏ khác có thể thu được vật liệu mới hoặc được sử dụng làm chất tương hợp cho hợp kim PPO thông qua quá trình đồng trùng hợp khối hoặc ghép; nghiên cứu tích cực nhất về biến đổi vật lý của polyphenylene ether.

Hợp kim của PPO chủ yếu bao gồm:

• (1) Sử dụng khả năng tương thích của PPO và polystyrene (PS) trong phạm vi thành phần rộng để pha trộn với các polyme khác nhau với các đơn vị styrene để điều chế hợp kim PPO/PS, tức là thế hệ hợp kim PPO đầu tiên.
• (2) Bằng cách kết hợp với các loại nhựa kỹ thuật khác, chẳng hạn như polyamide (PA), polyetylen terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT) Tìm hiểu ở bài Hạt nhựa PBT , polyphenylene sulfide (PPS). Pha trộn để tạo ra hợp kim PPO hiệu suất cao, nghĩa là, hợp kim PPO thế hệ thứ hai.

Đọc kiến thức trong bài: Hạt nhựa PPS

Ngoài ra, hợp kim polyphenylene ether có thể được chia theo khả năng tương thích giữa các thành phần:

• (1) Hệ thống tương thích, chủ yếu đề cập đến PPO/PS.
• (2) Các hệ thống không tương thích, bao gồm PPO/PA, PPO/PBT, PPO/PET, PPO/polytetrafluoroethylene (PTFE), PPO/polyolefin (PO).
• (3) Các hệ thống tương thích một phần, bao gồm PPO/polycarbonate (PC), PPO/PPS, PPO/styrene-butadiene-styrene copolyme (SBS), PPO/acrylonitrile-butadiene-styrene Copolyme (ABS), PPO/polymethyl methacrylate (PMMA) , chất đồng trùng hợp PPO/styrene-acrylonitrile (SAN).