Chất dẻo là nguyên liệu đóng vai trò quan trọng trong quá trình sản xuất các vật dụng trong đời sống của con người. Vậy thực chất chất dẻo là gì? Nguyên liệu này có thành phần cấu tạo như thế nào? Thanh Phúc Plastic sẽ giải đáp chi tiết thắc mắc của bạn đọc trong bài viết sau.
Chất dẻo là gì?
Chất dẻo hay nhựa polymer là các hợp chất cao phân tử được sử dụng làm vật liệu sản xuất các vật dụng phục vụ cho đời sống hàng ngày của con người. Có thể thấy, polime xuất hiện ở khắp mọi nơi xung quanh chúng ta như áo mưa, đồ chơi trẻ em, ống dẫn điện,… đến các sản phẩm công nghiệp khác.
Các sản phẩm chế tạo từ chất dẻo có khả năng bị biến dạng khi chịu tác động của nhiệt độ, áp suất. Sau đó, giữ nguyên trạng thái biến dạng ngay cả khi đã thôi tác động. Vật liệu ngày càng có nhiều ứng dụng, được dự đoán là vật liệu lý tưởng thay thế cho da, vải, gỗ, kim loại, thủy tinh,…
Hình ảnh: Chất dẻo hay nhựa polymer là các hợp chất cao phân tử
Thành phần cấu tạo của chất dẻo
Điểm đặc trưng của các sản phẩm làm từ chất dẻo mà ai cũng có thể nhận ra là chúng thường có trọng lượng nhẹ, bền bỉ, khó vỡ và đa dạng màu sắc nổi bật. Vậy thành phần cấu tạo của loại chất này như thế nào?
Cấu tạo của nhựa polymer là những chất tổng hợp có nguồn gốc từ các sản phẩm hóa dầu. Thành phần chính của chất này gồm: Chất kết dính, chất độn, chất hóa dẻo, chất rắn nhanh, chất tạo màu.
Trong chất dẻo, hầu hết chứa các polymer hữu cơ, có nguồn gốc từ các chuỗi nguyên tử cacbon hoặc cacbon kết hợp lưu huỳnh, oxy hoặc nitơ. Nhóm phân tử được liên kết vào mạch cacbon tại những vị trí phù hợp để tạo ra đặc điểm, tính chất khác nhau.
Hình ảnh: Chất kết dính, chất độn, chất hóa dẻo, chất rắn nhanh, chất tạo màu là thành phần chính của chất này
Chất kết dính trong nhựa polymer được chia làm 2 nhóm chính: Nhóm polime trùng hợp và nhóm polime trùng ngưng:
- Nhóm polime trùng hợp được sản xuất chủ yếu bằng phương pháp trùng hợp chuỗi gồm: Polistiron, poliizobutilen, polietylen, poli metylmentarilat.
- Nhóm polime trùng ngưng được sản xuất chủ yếu bằng phương pháp trùng ngưng gồm: Fenol – fomandehyt, epoxy, poliamt, motrevin – foman dehyt,…
Phân loại chất dẻo
Do có nhiều loại polime khác nhau nên các chuyên gia cần phân loại chúng để dễ dàng sử dụng. Dựa vào tính chất đặc trưng mà vật liệu đó sở hữu, các chuyên gia đã phân loại thành 2 nhóm chính gồm:
Phân theo loại hiệu ứng của chất dẻo với nhiệt độ
Phương pháp phân loại theo hiệu ứng với nhiệt độ sẽ chia nhựa polymer thành các nhóm sau:
- Nhựa nhiệt dẻo: Khi tiến hành nung nóng nhựa dẻo đến một nhiệt độ nhất định, nhựa sẽ chảy mềm ra và đóng rắn lại ở trạng thái này khi nhiệt độ hạ xuống.
- Nhựa nhiệt rắn: Dưới tác dụng của nhiệt độ hoặc các phản ứng hóa học, hợp chất cao phân tử có thể chuyển sang trạng thái không gian 3 chiều. Sau đó, sẽ không nóng chảy hoặc hòa tan lại được nữa.
- Vật liệu đàn hồi: Loại nhựa này có tính đàn hồi giống cao su, còn được biết đến với tên gọi là elastome.
Hình ảnh: Phân loại chất dẻo
Phân loại theo ứng dụng
Ngoài khả năng tác dụng với nhiệt độ, chất dẻo còn được phân loại theo ứng dụng:
- Nhựa thông dụng: Được sử dụng rộng rãi với mức giá rẻ và số lượng cực lớn: ABS, PE, PVC, PET, PS,…
- Nhựa kỹ thuật: Có tính chất cơ lý nổi trội hơn hẳn so với các loại nhựa thông dụng. Nhựa kỹ thuật thường được ứng dụng trong các lĩnh vực công nghiệp.
- Nhựa chuyên dụng: Nhựa tổng hợp chỉ sử dụng cho những trường hợp riêng biệt.
Các chất phụ gia trong chất dẻo
Phần lớn nhựa polymer chứa các hợp chất hữu cơ và vô cơ khác. Tùy thuộc vào nhu cầu sử dụng, ứng dụng thực tế của vật liệu, tỷ lệ chất phụ gia sẽ chiếm từ 0-50% khối lượng của polymer. Tỷ lệ chất phụ gia trung bình sẽ chiếm khoảng 20% với các chất chủ yếu như:
Chất ổn định
Chất ổn định có khả năng duy trì cấu trúc và tính chất của vật liệu không bị biến đổi sau thời gian sử dụng. Ngoài ra, chất ổn định có hiệu quả do tác dụng ngăn ngừa hóa già sớm của vật liệu dưới tác động của ánh sáng mặt trời, nhiệt độ, oxy hay các tác nhân khác.
Chất làm đầy
Chất làm đầy hay chất độn được sử dụng để cải thiện hiệu suất và tối ưu chi phí trong quá trình sản xuất. Các loại chất làm đầy thường có nguồn gốc từ khoáng chất như phấn hoặc chất độn khác như bột gỗ, oxit kẽm, cellulose,…
- Chất làm đầy dạng bột: Thường là bột thạch anh, đá phấn, chất bột hữu cơ, hoạt thạch,… tạo ra nhiều giá trị như: Bền nhiệt, bền axit, tăng tuổi thọ, cải thiện độ cứng và tiết kiệm tối đa chi phí.
- Chất độn dạng sợi: Thường là sợi amiăng, gỗ thuỷ tinh,… có khả năng làm tăng cường độ, tăng nhiệt và tăng khả năng chịu lực va đập tác động. Tuy được sử dụng phổ biến nhung các chất làm đầy dạng sợi lại khiến cho vật liệu bị giảm độ giòn.
- Chất làm đầy dạng vẩy: Thường là giấy, vải bông, dăm bào gỗ, vải thủy tinh,… giúp tăng cường độ cho chất dẻo.
Hình ảnh: Các chất phụ gia trong polime
Chất hóa dẻo
Một số loại polymer hữu cơ có độ cứng khá cao, khi chế tác cần pha trộn thêm với các chất hóa dẻo để cải thiện lưu biến. Các chất hóa dẻo làm tăng tính dẻo cho vật liệu, trơ về mặt hóa học, không độc hại và ít bay hơi.
Phẩm màu
Phẩm màu hay chất tạo màu là phụ gia quyết định đến màu sắc thành phẩm sau chế tác. Các sản phẩm hiện nay đòi hỏi phẩm màu phải ổn định và bền bỉ theo thời gian, không bị phai màu dưới tác động của ánh sáng mặt trời. Các chất tạo màu phổ biến được ứng dụng là: Bột màu vô cơ, bột màu hữu cơ (Ultra marin, oxit crôm, oxit chì,…)
Tính chất của chất dẻo
Chất dẻo có những tính chất đặc biệt là không bị ăn mòn, có độ bền cao ngay cả khi tiếp xúc với dung dịch axit, kiềm yếu. Nhờ những tính chất đặc trưng này, sản phẩm đã trở thành vật liệu được sử dụng phổ biến trong cuộc sống hàng ngày.
- Nhựa polymer thường dẫn nhiệt và dẫn điện kém, nên được sử dụng làm vật liệu cách nhiệt và cách điện hiệu quả. Vì vậy, trong quá trình sản xuất cần kết hợp thêm chất làm đầy amiang để tăng khả năng chịu nhiệt cho vật liệu.
- Vật liệu mềm dẻo, dễ uốn, có thể được tạo hình dễ dàng bằng phương pháp ép, đúc.
- Có thể nhuộm thành nhiều màu sắc khác nhau và giữ màu bền lâu ngay cả khi không sơn định kỳ.
- Khả năng chịu lực tốt, có thể trở lại trạng thái ban đầu sau khi không chịu tác động lực.
- Kết cấu bền vững với axit, kiềm, dung dịch hóa học mạnh nên sử dụng được trong môi trường nhiều hóa chất và khắc nghiệt.
- Tính chất của vật liệu này có thể điều chỉnh bằng tỷ lệ các chất phụ gia.
Hình ảnh: Tính chất của nhựa polymer
Một số loại chất dẻo thông dụng
Các loại chất dẻo thông dụng hiện nay có độ bền cao, nhẹ nhàng, dễ gia công và khả năng ứng dụng linh hoạt. Tuy nhiên, mỗi loại nhựa dẻo lại mang những đặc điểm riêng biệt. Thanh Phúc Plastic sẽ chia sẻ đặc điểm cơ bản của một số loại nhựa polymer phổ biến nhất như: Polyetylene (PE), Polypropylene (PP), Poli Vinyl Clorua (PVC), Polystyrene (PS).
Chất dẻo Polyetylen
Polyetylen có mức tiêu thụ cực kỳ cao, hàng năm số lượng Polyetylen tiêu thụ có thể lên đến 60 triệu tấn. Vật liệu này được điều chế bằng phương pháp trùng hợp monome etylen.
Polyetylen thường có màu trắng trong nhẹ, không dẫn nhiệt, không dẫn điện. Đặc biệt, chất dẻo này cũng thể hiện khả năng kháng hóa chất tuyệt vời, có thể sử dụng trong môi trường khắc nghiệt. Tuy nhiên, khi tiếp xúc với ánh nắng mặt trời và tia cực tím, vật liệu trở nên giòn, dễ gãy hơn.
Hình ảnh: Polyetylen
Polystyrene PS
Polystyrene PS là loại polymer nhiệt dẻo có màu trắng trong suốt, thường gặp ở thể xốp hoặc rắn. Tuy nhiên, tùy vào nhu cầu sử dụng vẫn có thể dễ dàng tạo màu cho vật liệu này để đáp ứng yêu cầu về thẩm mỹ.
Khi kết hợp cùng một số vật liệu khác, nhựa PS có thể tăng khả năng chống va đập. Khi chịu tác động của nhiệt độ cao lên đến 100 độ C, vật liệu này sẽ chuyển thành thể lỏng và trở lại thành thể rắn khi nguội. Nhờ đó, rất dễ tạo hình bằng phương pháp ép đùn, đúc, tạo hình chân không.
Polystyrene không thấm nước, không bị ảnh hưởng bởi axit hay bazo, trơ về mặt hóa học. Loại chất dẻo này không độc, không có mùi nhựa nên thường được sử dụng làm bao bì đóng gói thực phẩm.
Hình ảnh: Polystyrene PS
Polypropylene PP
Polypropylene hay PP là loại nhựa dẻo tinh thể, được gia công ở khoảng nhiệt từ 200-280 độ C. Nhựa PP có khả năng chịu nhiệt và kháng ẩm tốt, không gây độc hại nên được sử dụng để sản xuất đồ dùng chất lượng cao.
Loại nhựa này có thể tái chế, tạo ra các sản phẩm tái sinh như: Hộp đựng thực phẩm, đồ dùng công nghiệp,… Nhờ đó, không chỉ đóng góp tích cực vào chu trình sử dụng sản phẩm bền bỉ mà còn giảm xả thải rác ra môi trường, hạn chế quá trình phân hủy gây hiệu ứng nhà kính.
Hình ảnh: Polypropylene PP
Chất dẻo Poli Vinyl Clorua PVC
Poli Vinyl Clorua hay nhựa PVC là vật liệu chất phổ biến và đa dụng nhất hiện nay. PVC có khả năng chống nước tốt, độ bền cao và chịu được nhiều loại chất hóa học. Được ưu tiên sử dụng để chế tạo sản phẩm sử dụng trong môi trường có điều kiện khắc nghiệt nhờ khả năng chịu được các dung dịch kiềm và axit nhẹ.
Đồng thời, khả năng cách điện cực kỳ tốt nên trở thành lựa chọn lý tưởng cho lớp vỏ bọc, lớp cách điện bọc các loại dây điện, dây cáp trong lĩnh vực điện lưới. PVC được gia công trên nền nhiệt 150-200 độ C, phù hợp cho nhiều quy trình sản xuất công nghiệp khác nhau.
Hình ảnh: Chất dẻo Poli Vinyl Clorua PVC
Ứng dụng của chất dẻo trong cuộc sống
Chất dẻo là vật liệu có nhiều ưu điểm về khả năng chịu lực, không bị ăn mòn,… nên ngày càng trở thành vật liệu không thể thiếu trong sản xuất và đời sống. Hiện nay, chúng ta có thể bắt gặp ứng dụng của vật liệu này trong các lĩnh vực như:
- Ngành xây dựng: Sử dụng phổ biến để sản xuất ống nước, tấm cách nhiệt,…
- Ngành điện tử: Polyethylene, PVC được sử dụng để bọc dây điện, sản xuất các thiết bị cách điện nhờ tính cách điện cao. Từ đó, đảm bảo an toàn cho người sử dụng.
- Ngành y tế: Sử dụng phổ biến để sản xuất các thiết bị y tế như: Ống truyền dịch, gang tay y tế,… Tuy nhiên, để ứng dụng trong lĩnh vực này cần đảm bảo tiêu chuẩn an toàn, không gây nhiễm trùng hay độc hại.
- Hàng tiêu dùng: Vật liệu này được sử dụng phổ biến để sản xuất hàng hóa tiêu dùng trong cuộc sống hàng ngày. Polypropylene và polystyrene là hai vật liệu phổ biến nhất để sản xuất các mặt hàng gia dụng chất lượng cao.
- Ngành ô tô: Chất dẻo tham gia vào quá trinh chế tạo nhiều chi tiết trong ô tô. Nhờ đó, làm giảm khối lượng của xe, tăng tính an toàn và tiết kiệm nhiên liệu.
Hình ảnh: Ứng dụng trong cuộc sống
Hy vọng những chia sẻ của chúng tôi về chất dẻo đã giúp bạn có thêm những thông tin hữu ích về vật liệu phổ biến này. Thanh Phúc Plastic chuyên cung cấp các loại thùng nhựa cao cấp, luôn sẵn sàng cung cấp tới quý khách nhanh chóng nhất.
