ĐỒ ÁN MÔN HỌC
CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN
1. GIỚI THIỆU VỀ NGÀNH NHỰA KINH TẾ HỘI NHẬP
Bộ thương mại dự báo năm 2006, xuất nhập khẩu sản phẩm nhựa của Việt
Nam sẽ đạt 500 triêu USD và năm 2010 sẽ tăng lên 1,3 tỷ USD. Mặt hàng nhựa
Việt Nam có khả năng xuất khẩu với qui mô lớn do nhu cầu nhập khẩu trên thế
giới rất cao (200 tỷ USD năm 2005 tăng 8% so với năm trước).
Theo qui hoạch phát triển ngành nhựa đến năm 2010 của bộ công nghiệp,
ngành nhựa Việt Nam có được sự tăng trưởng ổn đònh và lâu dài. Trong những
năm qua tăng trưởng của ngành nhựa vẫn giữ ở mức 20 – 25%/ năm và dự kiến sẽ
giữ vững tốc độ này đến năm 2010.
Đặt biệt từ nay đến năm 2010 ngành ô5i đòa hoá nguyên vật liệu nhựa lên
trên 50% và dần dần thay thế nguyên liệu nhập khẩu. Ngoài ra, chính phủ cũng
đã thông qua kế hoạch dành gần 1 tỷ USD để hỗ trợ việc xây doing và cải tạo nhà
máy sản xuất nguyên vật liệu thô như PE và PP để có thể đáp ứng 50 -60% nhu
cầu nguyên vật liệu thô ngành nhựa.
2. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ ÉP PHUN – THỔI
2.1. Công nghệ ép phun
2.1.1 Giới thiệu
Công nghệ ép phun là công nghệ truyền thống của ngành sản xuất nhựa,
được phát triển qua 4 thế hệ máy, thế hệ thứ 4 là các loại máy ép điện, ép gaz
đang dược áp dụng phổ biến ở các quốc gia có công nghiệp nhựa tiên tiến như
Mỹ, Đức, Nhật… đang thâm nhập vào thò trường Châu Á. Loại công nghệ này
phục vụ cho các ngành công nghiệp điện tử, điện dân dụng, sản xuất xe hơi và
các ngành công nghiệp khác, đỉnh cao của công nghệ này là công nghệ nhựa vi
1
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
mạch điện tử. Tại Việt Nam, hiện có gần 3000 thiết bò ép phun trong đó có 2000
máy ở thế hệ thứ 2, thứ 3. trước đây công nghệ ép phun được sử dụng sản xuất
hàng gia dụng nay đã chuyển sang hàng nhựa công nghiệp phục vụ cho các ngành
công nghiệp khác, sản phẩm của nó được thay thế các chất liệu khác như gỗ, sắt,

suất nhiệt và theo lực đóng khuôn.
2.1.3.2 Cấu tạo
2.1.3.2.1 Máy ép phun trục vít:
 Cụm nhựa hoá trong xi lanh nguyên liệu:
+ Phễu nạp liệu: đưa nguyên liệu vào
+ Xy lanh nguyên liệu:
* Cấu tạo:làm bằng thép đúc bề mặt trong được tôi cứng và xi mạ nhẵn
bóng để thuận lợi cho việc thay đổi màu nguyên liệu không bám dính, giảm ma
sát tránh tổn thất. Phía ngoài có gắn các vòng điện trở để gia nhiệt. Xylanh khá
dài vì phải có chỗ chứa keo phía trước để phun ép.
* Nhiệm vụ quan trọng: tạo bề mặt truyền nhiệt.
+ Trục vít:
* Cấu tạo:được chế tạo bằng thép cứng để chống mòn, được xy mạ
tránh bám dính và giảm ma sát. Khe hở của vít thu hẹp dần để giảm thể tích nhờ
đó áp suất kéo nén lên phía trên cũng tăng theo. Phía trước của vít có cơ cấu van
3
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
một chiều chỉ cho phép nguyên liệu đi lên phía trên khi nạp liệu nhưng khi bơm
sẽ đóng lại không cho nhựa đi về phía sau.
* Trục vít quay để lấy nguyên liệu nhờ motor dầu ở phía sau xylanh
thuỷ lực.
* Trục vít chuyển động tònh tiến nhờ xylanh thuỷ lực nằm phía sau trục
vít.
* Nhiệm vụ: vừa làm nhiệm vụ nhựa hoá vừa giữ nhiệm vụ tạo áp suất
đẩy vào vùng tạo hình của khuôn đúc, để thực hiện được nhiệm vụ này, bộ phận
truyền động của bộ phận trục vít phải tạo được chuyển động quay tròn và chuyển
động tinh tiến.
+ Bộ phận truyền động: Trục vít hoạt động nhờ hai bộ phận truyền động
khác nhau:
* Chuyển động tới lui nhờ vào xylanh thuỷ lực lắp sau xylanh nguyên

* Tuy không đòi hỏi đo lường, nhưng lượng vật liệu đi vào máy khá đồng
đều giúp cho việc đảm bảo áp suất đúc ổn đònh, chất lượng sản phẩm đồng đều.
* Tổn thất áp suất trong vùng nguyên liệu trước trục vít ít do chúng đã được
đốt nóng đến trạng thái chảy nhớt.
+ Nhược điểm:
* Không tạo được áp suất lớn do có khe hở giữa răng vít và xylanh.
2.1.3.2.2 Máy ép phun pitton:
- Ra đời sớm nhất.
- Vật liệu được nhựa hóa trong xy lanh nguyên liệu gọi là xy lanh đốt nóng.
5
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
- Bên trong xy lanh đốt nóng có đặt các lõi gia nhiệt giúp hiệu suất gia nhiệt
tăng và nhiệt độ vật liệu đồng đều.
2.1.3.2.3 Máy đúc có bộ phận nhựa hóa sơ bộ
- Mục đích: tăng hiệu suất gia nhiệt
- Có một bộ phận nhựa hóa sơ bộ lắp kề với xy lanh nguyên liệu.
- Vật liệu sau khi nhựa hóa ở phần rời này sẽ được nạp vào xy lanh nguyên
liệu và sau đó được đẩy vào khuôn.
- Thuận lợi: giảm được áp suất đúc do khi đúc pittông tác dụng lên khối nhựa
lỏng không có sự tổn hao áp suất bởi nén các hạt vật liệu.
- Bộ phận nhựa hóa sơ bộ có thể là dạng xy lanh đốt nóng với pittông đẩy hoặc
dạng vít đùn.
- Dạng vít đùn có nhiều thuận lợi hơn:
+ Trộn vật liệu tốt hơn
+ Hiệu quả gia nhiệt tốt
+ Sản phẩm tạo được có chất lượng tốt do tính đồng nhất của vật liệu tăng.
2.1.4 Khuôn đúc
2.1.4.1 Phân loại khuôn đúc.
- Khuôn kết cấu khối: không có lỏi tạo hình
+ Khuôn 2 mảnh: Loại 1 lỗ khuôn và nhiều lỗ khuôn

+ Đường kính nhỏ nhất của rãnh nhựa nên bằng 1.5 x bề dày thành sản
phẩm.
- Hình dạng rãnh nhựa:
7
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
+ Tròn: rãnh nhựa tròn được ưa chuộng hơn vì nó cho phép lượng tối đa
nhựa chảy mà không giảm nhiệt độ nhiều. Chi phí cao nhất vì rãnh nhựa nằm ở
hai bên đường tách khuôn.
+ Hình thang (góc tròn): Dòng nhựa chảy có thể chấp nhận nhưng sử
dụng nhiều vật liệu hơn.
+ Hình thang (góc nhọn): Cũng phí nhiều vật liệu.
+ Vuông/chữ nhật: Tốn vật liệu + khó lấy.
+ Bán nguyệt: không thích hợp.
- Bố trí: cân đối
+ Đối với khuôn nhiều lỗ khuôn rãnh nhựa được thiết kế sao cho các lỗ
khuôn được điền đầy cùng tốc độ, tránh các vấn đề như nén quá mức, cong vênh,
ứng suất dư ….
+ Sự cân đối cần đạt được để đảm bảo chiều dài chảy của vật liệu đến
các lỗ khuôn như nhau.
2.1.4.2.3 Cửa khuôn
- Cửa khuôn: Hệ thống cửa khuôn là một vấn đề có nhiều tranh luận. Khó có
thể có một thiết kế chính xác.
+ Kích thước:
* Cửa khuôn lớn cho dòng chảy tốt nhưng có vần đề là khi hoàn tất
để lại vết lớn trên sản phẩm.
* Thường thì cửa khuôn có kích thước tối thiểu và khi cần thì mở
rộng ra.
* Kích thước cửa khuôn thường nên bằng 60% bề dày thành sản
phẩm.
+ Vò trí :

Các yếu tố cần quan tâm trong phương pháp này là:
+ Độ nhớt của polime nóng chảy ở vận tốc trượt cao và thấp.
+ Cường lực của polime nóng chảy (điều này rất quan trọng đối với độ
đồng đều bề dày sản phẩm tạo thành).
+ Độ hồi phục biến dạng (khối lượng phân tử và độ phân tán khối lượng
phân tử)
+ Tốc độ kết tinh (tốc độ thấp thì phù hợp hơn tốc độ cao).
+ Tính chất nhiệt (độ khuếch tán nhiệt, độ dẫn nhiệt, nhiệt dung
riêng…).
Trong phương pháp đùn thổi bao gồm 2 quá trình tạo phôi: quá trình tạo phôi
liên tục và quá trình tạo phôi gián đoạn.
• Quá trình tạo phôi liên tục.
Phương pháp này thích hợp với PVC và các loại nhựa nhạy nhiệt. Phương
pháp này thường sử dụng để gia công các chai lọ có thể tích lên đến 4 lít.
Có nhiều cách bố trí khuôn thổi, trong đó 3 cách thường sử dụng là theo
phương pháp khuôn di chuyển ngang, đứng và khuôn quay.
+ Phương pháp khuôn di chuyển ngang:
Các khuôn được bố trí một bên hay hai bên máy đùn. Khi phôi đùn đủ chiều
dài cần thiết, hệ thống đưa khuôn sẽ nhanh chóng đưa khuôn vào đúng vò trí dưới
đầu tạo hình, kẹp phôi, cắt phôi và nhanh chóng trở về vò trí thổi, tại đó đầu thổi
10
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
sẽ lắp vào đầu hở của phôi và thổi khí nén vào phôi, gây biến dạng và tạo hình
sản phẩm trong khuôn. Một thuận lợi của phương pháp này là lắp đặt khuôn và
vận hành dễ dàng. Quá trình di chuyển khuôn tương đối nhanh. Giới hạn của
phương pháp này là đối với các sản phẩm đòi hỏi khuôn lớn, thì không thể di
chuyển khuôn nhanh được do khuôn nặng. Do đó phương pháp này chỉ dùng sản
xuất các bình chứa nhỏ hơn 8 lít.
+ Phương pháp khuôn di chuyển đứng:
Khuôn được đặt ngay bên dưới đầu tạo hình. Phôi được đùn liên tục. Khi đạt

hơn 10 lít.
Ưu điểm và khuyết điểm của phương pháp đùn thổi:
♦ Ưu điểm
− Sử dụng được cho hầu hết các loại nhựa nhiệt dẻo và nhựa nhiệt rắn.
− Chi phí đầu tạo hình thấp so với phương pháp ép phun.
− Nhựa hóa hiệu quả.
− Trên nguyên tắc phôi đùn có thể có chiều dài không hạn chế.
♦ Khuyết điểm
− Chi phí hoàn tất cao.
− Chi phí máy đùn cao.
− Phế liệu cho khâu hoàn tất nhiều.
12
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
− Đầu tạo hình có lập trình thay đổi thiết diện chảy phức tạp, do đó
giới hạn đối với phôi đùn có tiết diện thay đổi.
Sau đây là một số hình ảnh của sản phẩm được gia công bằng phương pháp
đùn - thổi.
2.2.2.2 Phương pháp ép phun - thổi
Trong phương pháp này nhựa lỏng được ép phun vào khuôn tạo phôi có lỏi.
Phôi có dạng một ống nghiệm, thường được gọi là preform. Preform còn nóng và
lỏi được chuyển qua khuôn thổi. Khí nén được thổi qua lỏi làm biến dạng preform
và tạo hình trong khuôn thổi.
Hai ưu điểm của phương pháp này là:
+ Vùng cổ chai được đònh hình rất tốt
+ Đáy chai không có đường hàn.
Bởi vì chi phí thiết bò cao, phương pháp này không kinh tế khi sản xuất các
chai có thể tích > 500 mL. Tuy nhiên với các chai có thể tích < 250 mL phương
pháp này có hiệu quả kinh tế hơn.
13
Hình: Một số bình nhựa màuHình: Các bình và chai làm bằng

và thổi được thực hiện trên các thiết bò riêng. Do đó phương pháp cho năng suất
cao.
3. NGUYÊN LIỆU VÀ PHỤ GIA SỬ DỤNG TRONG CÔNG NGHỆ ÉP PHUN –
THỔI
3.1. Một số khái niệm cơ bản
3.1.1. Polymer
Polymer là hợp chất cao phân tử trong đó phân tử của nó gồm những nhóm
nguyên tử được nối với nhau bằng các liên kết hóa học và có sự lập lại tuần hoàn.
3.1.2. Nhựa nhiệt dẻo và nhựa nhiệt rắn
 Nhựa nhiệt dẻo:
Là polymer có khả năng lập lại nhiều lần quá trình chảy mềm dưới tác dụng
của nhiệt và trở nên cứng (đònh hình) khi được làm nguội.
Trong quá trình tác dụng nhiệt, nhựa nhiệt dẻo chỉ thay đổi tính chất vật lý,
không xảy ra phản ứng hóa học.
Có khả năng tái sinh nhiều lần.
 Nhựa nhiệt rắn:
Là loại vật liệu polymer khi chòu tác dụng của nhiệt độ, áp suất, chất xúc tác
hay chất đóng rắn sẽ xảy ra phản ứng hóa học chuyển thành cấu trúc không gian
3 chiều, không còn khả năng nóng chảy khi gia nhiệt nữa.
Không có khả năng tái sinh các loại phế phẩm, phế liệu hoặc các sản phẩm
đã qua sử dụng.
15
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
3.1.3. Polyme kết tinh, polymer vô đònh hình
 Polymer kết tinh:
Là vật liệu polimer có các chuỗi mạch sắp xếp gần khít nhau theo một trật
tự nhất đònh.
Thường ở trạng thái đục mờ.
 Polymer vô đònh hình:
Là loại vật liệu polymer có các chuỗi mạch không sắp xếp theo một trật tự

• Tính cách điện:
Đa số các loại nhựa cách điện tốt nên được ứng dụng làm các thiết bò điện
gia dụng, thiết bò viễn thông, vô tuyến truyền hình, các thiết bò cao tần.
Xác đònh tính cách điện bằng thử nghiệm điện thế xuyên thủng qua một tấm
vật liệu nhựa có chiều dày tính bằng mm (KV/mm) ở nhiệt độ 20
o
C.
• Tính truyền nhiệt:
Đa số các loại nhựa có độ truyền nhiệt thấp nên cách nhiệt tốt.
3.2.2 Tính chất cơ học
Những tính năng cơ học của nhựa ảnh hưởng tới độ bền sản phẩm.
♦ Độ bền kéo
Là sức chòu đựng của vật liệu khi bò kéo về một phía, biểu thò bằng đơn vò
lực trên một đơn vò diện tích.
Đơn vò đo: KG/cm
2
hoặc N/m
2
.
17
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Chỉ số cường độ kéo càng lớn tức vật liệu có độ bền kéo càng cao.
♦ Độ dãn dài:
Là tỉ lệ giữa độ dài khi lực kéo tăng đến điểm đứt trên độ dài ban đầu, biểu
thò bằng %.
Vật liệu có độ dãn dài lớn, độ bền kéo lớn thì có độ dẻo lớn hơn vật liệu có
độ bền kéo lớn mà độ dãn dài nhỏ.
♦ Độ cứng:
Biểu thò khả năng chống lại tác dụng của một vật rắn để không bò nứt, vỡ
hoặc sứt mẻ bề mặt.

polyethylene)
0.91 – 0.93 (độ kết tinh
thấp)
0.1 – 60
3 LLDPE (linear low
density polyethylene)
Có khối lượng riêng thấp,
mạch thẳng, có T0nc thấp.
0.9 – 50
3.3.1.3 Các thông số cơ bản:
Thông số HDPE LDPE
Tỉ trọng 0.95 – 0.96 0.92 – 0.93
Độ hút nước trong 24 giờ < 0.01% < 0.02%
Độ kết tinh (%) 85 – 95 60 – 70
Điểm hoá mềm (0C) 120 90
Nhiệt độ chảy (
0
C) 133 112
Chỉ số chảy g/10phút 0.1 – 20 0.1 – 60
Độ cứng shore 60 – 65 30 – 35
Độ dãn dài (%) 200 – 400 400 – 600
Lực kéo đứt (kg/cm2) 220 - 300 114 – 150
3.3.1.4 Tính chất:
• Mờ và màu trắng, tỉ trọng nhỏ hơn 1.
• Là polymer kết tinh, mức độ kết tinh phụ thuộc mật độ mạch nhánh,
mạch nhánh nhiều thì độ kết tinh thấp.
• Độ hoà tan:
+ Ở nhiệt độ thường, PE không tan trong bất cứ dung môi nào, nhưng
để tiếp xúc lâu với khí hidrocacbon thơm đã clo hóa thì bò trương.
+ Ở nhiệt độ trên 70

2
- CH
3.3.2.2 Các thông số cơ bản
20
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
+ Tỉ trọng : 0,9 - 0,92
+ Độ hấp thụ nước trong 24h:<0,01%
+ Độ kết tinh : 70%
+ Nhiệt độ nóng chảy : 160
o
C – 170
o
C
+ Chỉ số chảy : 2 – 60 g/10 phút
+ Độ cứng Shore (AASTM – D2240 ) : 90-95
+ Lực kéo đứt : 250 – 400 kG/cm
2
+ Độ dãn dài : 300 – 800%
3.3.2.3 Tính chất
+ Không màu, bán trong suốt.
+ Độ bền kéo, độ cứng cao hơn PE.
+ Cách điện tần số cao tốt.
+ Chòu va đập kém.
+ Kháng nhiệt tốt hơn PE, đặc biệt tính chất cơ học tốt ở nhiệt độ cao.
+ Dòn ở nhiệt độ thấp.
+ Kém bền UV.
+ Dễ cháy.
+ Bám dính kém.
3.3.2.4 Ứng dụng
Sản phẩm cần độ cứng : nắp chai nước ngọt, thân và nắp bút mực, hộp nữ

• Độ bền kéo đứt: 1000 – 1500 kG/cm
2
.
• Độ dãn dài : 50 – 60 %
3.3.3.3 Tính chất
• Trong như thủy tinh
• Độ hút ẩm thấp, ổn đònh kích thước.
• Khả năng giu84 khí cao (chai nước có gas)
• Kháng va đập tốt.
• Khả năng chòu nhiệt kém (ở 70
o
C chai PET đã bò biến dạng)
• Chu kỳ ép sản phẩm rất ngắn.
3.3.3.4 Ứng dụng
• Chi tiết trong xe hơi, điện và điện tử
• Chai nước giải khát.
• Màng bao gói thực phẩm, sợi…
3.4. Các chất phụ gia sử dụng trong chất dẻo:
3.4.1 Chất bôi trơn:
Chất bôi trơn nội: gồm sự ma sát giưã các mạch hay các đoạn mạch cao phân
tử của chất dẻo và cải thiện tính chất chảy dứơi tác dụng nhiệt.
22
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Chất bôi trơn ngoại: tránh sự bám dính giữa nhựa với bề mặt trong nòng
xylanh, bề mặt trục vít và khuôn.
Các loại bôi trơn: rượu béo, acid béo, xà phòng kim loại, paraffin, các
polyetylen phân tử thấp.
3.4.2 Chất hóa dẻo:
Cải thiện sự hóa dẻo, sự dễ dàng chảy đầy vào khuôn và đặc biệt tạo sự
mềm dẻo cho sản phẩm.

Sự t1ch điện trên bề mặt vật liệu không dẫn điện có thể được khử bằng cách
sử dụng chất chống tónh điện để tạo nên một lớp bề mặt háo nước.
Các loại chất chống tónh điện : bao gồm các chất hoạt động bề mặt muối vô
cơ, rượu ponyhdric…
3.4.6 Chất làm chậm cháy:
Chất chậm cháy tạo nên sự kháng cháy cho chất dẻo, cơ chế của chất chậm
cháy bao gồm không cho phát triển phản ứng với oxygen trên bề mặt chất dẻo
tiếp xúc với lửa hoặc sức nóng bằng cách tạo nên một lớp bề mặt bảo vệ. Các loại
chất làm chậm cháy: thường chứa các nguyên tố Aluminium, antimony, boron,
brom, fluor, molibden, sulfur, nitrogen và phosphor. Chất chậm cháy thường dưới
dạng oxide vô cơ hay phân tử hữu cơ có chúa yếu tố halogen.
Có hai loại chất chậm cháy: loại phụ gia tác dụng vật lý và loại phụ gia phản
ứng hóa học.
3.4.7 Chất taọ xốp:
24
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Chất taọ xốp làm cho chất dẻo sản phẩm có những lỗ xốp phía trong. Có 2
loại chất tạo xốp.
Chất taọ xốp vật lý: có lỗ xốp tạo thành do thay đổi trạng thái vật lý của
chất tạo xốp như sự giãn nở khí nén bốc hơi chất lỏng hay do hòa tan của chất rắn.
Chất taọ xốp hóa học: các lỗ xốp tạo thành do sữ phóng thích khi chất tạo
xốp bò phân hủy dưới dạng dung nhiệt.
Các loại chất taạo xốp vật lý: gồm dạng khí như khí nén nitrongen không
khí, CO
2
dạng lỏng như những hydrocacbon béo mạch ngắn ( khoảng C
5
-C
7
). Loại