Vật liệu nhựa là gì?

Giới thiệu về vật liệu nhựa

Nhựa hay chất dẻo là vật liệu tổng hợp hoặc bán tổng hợp được làm từ nhiều loại polyme hữu cơ, chẳng hạn như polyetylen, PVC, ni lông, polystyren và các loại khác. Các polyme này thường có nguồn gốc từ hóa dầu hoặc các nguồn hữu cơ khác, và chúng có thể được đúc hoặc định hình thành nhiều dạng khác nhau khi ở trạng thái lỏng, nóng. Vào năm 1846 một nhà hoá học người Đức Christian Schonbein, là người đầu tiên phát hiện ra vật liệu nhựa.

Nhựa phổ biến do độ bền, tính linh hoạt và chi phí thấp. Chúng thường được sử dụng trong nhiều ứng dụng, bao gồm vật liệu đóng gói, vật liệu xây dựng, đồ chơi, thiết bị điện tử và nhiều mặt hàng tiêu dùng khác. Tuy nhiên, chúng cũng là nguồn chính gây ô nhiễm môi trường, vì chúng thường không thể phân hủy và có thể tồn tại trong môi trường hàng thập kỷ, thậm chí hàng thế kỷ.

Hiện nay vật liệu nhựa có rất nhiều loại khác nhau. Bởi một lý do, đó là nhu cầu sử dụng dòng vật liệu này rất nhiều. Đâu đi ta cũng có thể bắt được được những sản phẩm được làm từ vật liệu nhựa. Nói không quá, thì vật liệu nhựa là một phần không thể thiếu trong cuộc sống hằng ngày của con người.

Tính chất chung của vật liệu nhựa

Các tính chất của vật liệu nhựa có thể rất khác nhau tùy thuộc vào loại nhựa và cách thức xử lý. Tuy nhiên, đây là một số tính chất chung của vật liệu nhựa:

– Mật độ: Nhựa thường ít đậm đặc hơn kim loại hoặc thủy tinh, khiến chúng có trọng lượng nhẹ hơn.

– Độ bền: Một số loại nhựa chắc và bền, trong khi những loại khác dẻo hơn và kém cứng hơn.

– Tính chất nhiệt: Nhựa có thể có các tính chất nhiệt khác nhau, từ điểm nóng chảy thấp đến khả năng chịu nhiệt cao.

– Tính chất điện: Một số loại nhựa là chất cách điện tốt, trong khi những loại khác có thể dẫn điện.

– Kháng hóa chất: Nhiều loại nhựa có khả năng kháng hóa chất, khiến chúng trở nên hữu ích trong nhiều ứng dụng công nghiệp.

– Tính chất quang học: Nhựa có thể có các tính chất quang học khác nhau, bao gồm độ trong suốt, độ mờ và màu sắc.

– Khả năng phân hủy sinh học: Trong khi nhiều loại nhựa không thể phân hủy sinh học, một số loại nhựa được thiết kế để phân hủy sinh học theo thời gian.

– Khả năng tái chế: Nhiều loại nhựa có thể được tái chế và tái sử dụng, mặc dù quá trình tái chế có thể khó khăn và tốn kém.

Một số dòng vật liệu nhựa hiện nay

Như mình đã nói ở trên, thì vật liệu nhựa đóng góp một phần không nhỏ trong cuộc sống hằng ngày của chúng ta. Và để đáp ứng được mọi nhu cầu sử dụng. Bắt buộc vật liệu nhựa, phải đa dạng chủng loại. Và mỗi chủng loại, lại có được những ưu điểm riêng biệt.

Vật liệu nhựa PE

 

Polyethylene (PE) là loại nhựa được sản xuất và sử dụng rộng rãi nhất, chiếm hơn 30% tổng sản lượng nhựa thế giới. PE là chất dẻo nhiệt dẻo thuộc nhóm vật liệu tiêu chuẩn mỹ thuật. Một sự phân biệt được làm bằng polyethylene mật độ cao (HDPE) và polyethylene mật độ thấp (được gọi là LDPE). HDPE cứng và cứng hơn LDPE, có thể chịu được nhiệt độ cao hơn, ít thấm khí và bền với hóa chất hơn. LDPE cứng hơn, co giãn hơn và linh hoạt hơn HDPE. Hơn 50% tổng số bao bì nhựa được làm bằng PE, chiếm tỷ trọng chủ yếu (2012: 32% tổng số bao bì nhựa) của LDPE và LLDPE.

Vật liệu nhựa PP

Polypropylene (PP) là một trong những loại nhựa nhiệt dẻo được sử dụng phổ biến nhất trên thế giới. Polypropylene được sử dụng đa dạng từ bao bì nhựa, các bộ phận nhựa cho máy móc và thiết bị và thậm chí cả sợi và vải dệt. Nó là một loại nhựa nhiệt dẻo bán tinh thể cứng, được polyme hóa lần đầu tiên vào năm 1951 và được sử dụng rộng rãi ngày nay trong một loạt các ứng dụng trong nước và công nghiệp. Ngày nay, nhu cầu toàn cầu về polypropylene được ước tính vào khoảng 45 tấn và con số này tiếp tục tăng theo cấp số nhân.

Loại nhựa nhiệt dẻo và polyme đa năng này rất phổ biến do đặc tính linh hoạt cao, mật độ nhẹ hơn và khả năng thích ứng với một loạt các kỹ thuật chế tạo. Các biến thể khác nhau trong polypropylene đã khiến vật liệu được gọi là ‘thép’ của ngành công nghiệp nhựa, vì nó có thể được sử dụng và chế tác theo một số cách.

Vật liệu nhựa PS

Polystyrene là một loại nhựa đa dụng được sử dụng để sản xuất nhiều loại sản phẩm tiêu dùng. Là một loại nhựa cứng, rắn, nó thường được sử dụng trong các sản phẩm yêu cầu độ trong như bao bì thực phẩm và đồ dùng trong phòng thí nghiệm. Khi kết hợp với các chất tạo màu, phụ gia hoặc nhựa khác khác nhau, polystyrene được sử dụng để chế tạo thiết bị, điện tử, phụ tùng ô tô, đồ chơi, chậu và thiết bị làm vườn, v.v.

Polystyrene cũng được sản xuất thành vật liệu xốp, được gọi là polystyrene mở rộng (EPS) hoặc polystyrene ép đùn (XPS), được đánh giá cao vì các đặc tính cách nhiệt và đệm của nó. Polystyrene bọt có thể chứa hơn 95% không khí và được sử dụng rộng rãi để làm vật liệu cách nhiệt cho gia đình và thiết bị, bao bì bảo vệ nhẹ, ván lướt sóng, dịch vụ thực phẩm và bao bì thực phẩm, phụ tùng ô tô, hệ thống ổn định lòng đường và bờ đường và hơn thế nữa.

Polystyrene được tạo ra bằng cách xâu chuỗi lại với nhau, hoặc polyme hóa, styrene, một hóa chất xây dựng được sử dụng trong sản xuất nhiều sản phẩm. Styrene cũng xuất hiện tự nhiên trong các loại thực phẩm như dâu tây, quế, cà phê và thịt bò.

Vật liệu nhựa PET

Vật liệu PET (được biết đến về mặt hóa học là polyethylene terephthalate) là một loại polyester có mật độ tương đối cao và được Ensinger sản xuất theo hình dạng chuẩn để gia công. PET có sẵn dưới dạng nhựa nhiệt dẻo vô định hình hoặc bán tinh thể. Các đặc điểm của loại polyme PET vô định hình là độ trong suốt cao, nhưng các tính chất cơ học như độ bền kéo thấp hơn, cũng như các đặc tính trượt về cơ bản thấp hơn đáng kể. Tuy nhiên, Ensinger không sản xuất vật liệu PET chủ yếu được đóng trong chai hoặc bao bì. Các đặc tính điển hình của terephthalate bán tinh thể mà Ensinger sản xuất là độ cứng, độ cứng, độ bền, hành vi trượt vượt trội và độ mài mòn thấp (so với POM trong môi trường ẩm ướt hoặc khô). Vật liệu này từ lâu đã được gọi là nhựa PET-P, nhưng đây là hình thức tham chiếu lỗi thời cho vật liệu PET ngày nay.

Do độ bền rão tốt, độ hút ẩm thấp và độ ổn định kích thước vượt trội, vật liệu nhựa PET cực kỳ phù hợp cho các ứng dụng cần các bộ phận phức tạp và yêu cầu cao nhất về độ chính xác kích thước và chất lượng bề mặt. Các đặc tính nhiệt của PET hỗ trợ ổn định nhiệt độ tốt cũng như ổn định kích thước.

Vật liệu nhựa PVC

Polyvinyl Clorua (PVC) là một trong những loại polyme được sử dụng rộng rãi nhất trên thế giới. Do tính chất linh hoạt của nó, PVC được sử dụng rộng rãi trong một loạt các ứng dụng công nghiệp, kỹ thuật và hàng ngày bao gồm sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng xây dựng, vận tải, đóng gói, điện / điện tử và chăm sóc sức khỏe.

PVC là một vật liệu rất bền và lâu dài, có thể được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau, cứng hoặc dẻo, trắng hoặc đen và nhiều màu ở giữa.

Bằng sáng chế đầu tiên cho quy trình polyme hóa để sản xuất PVC đã được cấp cho nhà phát minh người Đức Friedrich Klatte vào năm 1913 và PVC đã được sản xuất thương mại từ năm 1933. Vật liệu này hiện chiếm khoảng 20% ​​tổng số nhựa được sản xuất trên toàn thế giới, chỉ đứng sau polyethlene.

Vật liệu nhựa PU

Polyurethane (PU hoặc PUR) là vật liệu có thể được xử lý với hầu hết các phương pháp được sử dụng trong công nghệ nhựa. Bằng cách sử dụng các nguyên liệu thô đặc biệt, nó cũng có thể đạt được khả năng thủy phân tốt, kháng axit và kiềm (CIP). Vì nhóm urethane không độc hại và rất tương thích về mặt sinh học, polyurethane có thể được sử dụng đặc biệt cho nước uống và các ứng dụng thực phẩm và đồ uống theo KTW và FDA.

Polyurethanes nhựa nhiệt dẻo tạo thành một phân nhóm polyurethanes chất lượng cao. Khi được yêu cầu đặc biệt, các hạt này có thể được xử lý để trở thành các thành phần có giá trị cao, ví dụ như trong quá trình ép phun hoặc ép đùn.

Vật liệu nhựa POM

Nhựa POM (POM), còn được gọi là acetal, polyacetal và polyformaldehyde, là một loại nhựa nhiệt dẻo kỹ thuật có độ cao, ma sát thấp. Khả năng chống mài mòn tốt trong cả môi trường ẩm ướt và khô khô. Là gia công dễ dàng, là lựa chọn quản lý để tạo ra các bộ phận có yêu cầu tập hợp và kích thước gia công khe.

Thường nhiệt độ, Pom nguyên liệu có ưu điểm vượt trội về độ cứng và dẻo dai. Là vật liệu có khả năng làm việc tốt, liên tục làm việc trong môi trường nhiệt độ cao.

Vật liệu nhựa PPR

Vật liệu nhựa PPR là một trong những vật liệu nhựa, được đánh giá là một trong những vật liệu. Có khả năng chịu nhiệt tương đối tốt. Điều này được minh chứng thông qua việc, hầu hết các đường ống nước nóng hiện nay. Hầu hết đều sử dụng ống nhựa PPR để thi công. Nhiệt độ cao nhất mà vật liệu này có thể chịu được lên tới 95 độ C.

Không những thế, vật liệu nhựa PPR còn là dòng vật liệu có khả năng chịu áp lực tốt nhất. Trong nhóm các dòng vật liệu nhựa hiện nay.

Vật liệu nhựa PPH

PPH là một loại polyme nửa cứng, mờ, có độ dẻo dai cao và các đặc tính chống chịu thời tiết. Tấm Polypropylene là một loại nhựa nhiệt dẻo không phân cực, kết tinh một phần với độ kết tinh từ 60 đến 70%. Tấm PPH có mật độ từ 0,90 đến 0,91 g / cm3, một trong những mật độ thấp nhất cho tất cả các loại nhựa. Tấm NovaLene được sản xuất theo 3 lớp chính để sử dụng dựa trên ứng dụng – trong PP-Homopolymer (PPH), PP-copolymer (PP-C) & PP Copolymer ngẫu nhiên (PP-R). PPH đã thay thế rất nhiều vật liệu xây dựng truyền thống, bao gồm kim loại, gỗ và bê tông, trong nhiều ứng dụng khác nhau.

Ưu – nhược điểm của nhựa

Ưu điểm

Vật liệu nhựa có một số ưu điểm khiến chúng trở nên phổ biến trong nhiều ứng dụng. Dưới đây là một số ưu điểm chính của nhựa:

• Trọng lượng nhẹ: Nhựa thường nhẹ hơn các vật liệu khác, chẳng hạn như kim loại hoặc thủy tinh, giúp vận chuyển và xử lý dễ dàng hơn.
• Độ bền: Nhiều loại nhựa rất chắc và bền nên phù hợp với các sản phẩm có tuổi thọ cao như ô tô, vật liệu xây dựng và đồ điện tử.
• Tính linh hoạt: Vật liệu nhựa có thể được đúc thành nhiều hình dạng và kích cỡ khác nhau, giúp chúng phù hợp với nhiều loại sản phẩm và ứng dụng.
• Chi phí thấp: Chi phí sản xuất nhựa thường thấp hơn so với các vật liệu khác, khiến nó trở thành lựa chọn hợp lý hơn cho nhiều nhà sản xuất.
• Kháng hóa chất: Nhựa có khả năng kháng nhiều loại hóa chất, điều này khiến chúng trở nên hữu ích cho nhiều ứng dụng công nghiệp.
• Hiệu quả năng lượng: Việc sản xuất một số loại nhựa cần ít năng lượng hơn so với các vật liệu khác, chẳng hạn như thép hoặc nhôm, khiến chúng trở thành một lựa chọn tiết kiệm năng lượng hơn.
• Khả năng tái chế: Nhiều loại nhựa có thể được tái chế và tái sử dụng, giúp giảm chất thải và bảo tồn tài nguyên.

Nhược điểm

Mặc dù vật liệu nhựa có nhiều ưu điểm nhưng chúng cũng có một số nhược điểm đáng chú ý:

• Tác động môi trường: Nhựa có thể có tác động tiêu cực đáng kể đến môi trường, vì nó không thể phân hủy sinh học và có thể tồn tại trong môi trường hàng thập kỷ, thậm chí hàng thế kỷ. Rác thải nhựa có thể gây hại cho động vật hoang dã, gây ô nhiễm nguồn nước và góp phần gây ra vấn đề ô nhiễm nhựa toàn cầu.
• Rủi ro sức khỏe: Một số loại nhựa có chứa hóa chất độc hại, chẳng hạn như bisphenol A (BPA), có liên quan đến các vấn đề sức khỏe ở người và động vật.
• Tài nguyên không thể tái tạo: Nhựa thường được làm từ các nguồn tài nguyên không thể tái tạo, chẳng hạn như dầu khí, là nguồn tài nguyên hữu hạn.
• Khí thải từ quá trình sản xuất: Việc sản xuất nhựa có thể giải phóng khí nhà kính, góp phần gây ra biến đổi khí hậu.
• Khó tái chế: Mặc dù một số loại nhựa có thể được tái chế, nhưng quá trình này có thể khó khăn và không phải tất cả nhựa đều có thể được tái chế. Ngoài ra, nhựa tái chế thường chỉ có thể được sử dụng cho một số sản phẩm hoặc ứng dụng nhất định.
• Độ bền: Mặc dù độ bền của nhựa có thể là một lợi thế, nhưng nó cũng có thể là một bất lợi, vì có thể mất hàng trăm năm để một số loại nhựa phân hủy.
• Sản phẩm sử dụng một lần: Nhiều sản phẩm nhựa được thiết kế để sử dụng một lần, chẳng hạn như đồ dùng và bao bì dùng một lần, góp phần gây ra vấn đề rác thải nhựa toàn cầu.

Ứng dụng của vật liệu nhựa

Để mà nói về ứng dụng của vật liệu nhựa, có thể nói đây là dòng vật liệu ứng dụng cho nhiều lĩnh vực khác nhau. Dưới đây là những lĩnh vực đang chế tạo vật liệu nhựa.

Dưới đây là một số sản phẩm van công nghiệp và thiết bị được sản suất từ nhựa:

• Bao bì: Nhựa thường được sử dụng trong sản xuất vật liệu đóng gói, chẳng hạn như chai, túi và hộp đựng.
• Xây dựng: Vật liệu nhựa được sử dụng trong các ứng dụng xây dựng, chẳng hạn như đường ống, tấm lợp, sàn, vật liệu cách nhiệt và cửa sổ.
• Hàng tiêu dùng: Nhựa được sử dụng để sản xuất nhiều loại hàng tiêu dùng, bao gồm đồ chơi, thiết bị điện tử, thiết bị gia dụng và đồ nội thất.
• Ô tô: Nhựa được sử dụng trong sản xuất các bộ phận ô tô khác nhau, chẳng hạn như bảng điều khiển, ghế ngồi và các tấm thân xe.
• Y tế: Nhựa được sử dụng trong các ứng dụng y tế, chẳng hạn như dụng cụ phẫu thuật, thiết bị cấy ghép và bao bì y tế.
• Hàng không vũ trụ: Nhựa được sử dụng trong các ứng dụng hàng không vũ trụ, chẳng hạn như nội thất máy bay, các thành phần kết cấu và vật liệu cách nhiệt.
• Dụng cụ thể thao: Nhựa được sử dụng để sản xuất nhiều loại dụng cụ thể thao, chẳng hạn như mũ bảo hiểm, đệm lót và đồ bảo hộ.
• Nông nghiệp: Vật liệu nhựa được sử dụng trong các ứng dụng nông nghiệp, chẳng hạn như lớp phủ nhà kính, hệ thống tưới tiêu và màng phủ.
• Dệt may: Sợi nhựa được sử dụng trong sản xuất nhiều loại hàng dệt may, chẳng hạn như quần áo, bọc và thảm.
• Van công nghiệp: Ứng dụng chế tạo ra các dòng van công nghiệp

Nhựa được sử dụng rộng rãi do tính linh hoạt, độ bền và giá thành thấp. Tuy nhiên, điều quan trọng là phải xem xét tác động môi trường của việc sử dụng nhựa và khám phá các vật liệu và giải pháp thay thế nếu có thể.

Tác động của vật liệu nhựa đến môi trường

Vật liệu nhựa có tác động đáng kể đến môi trường, chủ yếu là do tính bền vững của chúng trong môi trường và lượng rác thải nhựa lớn được tạo ra trên toàn thế giới. Dưới đây là một số cách mà vật liệu nhựa có thể tác động đến môi trường:

• Rác thải và ô nhiễm: Rác thải nhựa là nguyên nhân chính gây ra rác thải và ô nhiễm môi trường. Các mảnh vụn nhựa có thể được tìm thấy trong đại dương, sông và hồ và có thể gây hại cho động vật hoang dã ăn phải hoặc vướng vào đó.
• Phát thải khí nhà kính: Việc sản xuất vật liệu nhựa có thể giải phóng khí nhà kính, góp phần gây ra biến đổi khí hậu. Ngoài ra, việc đốt rác thải nhựa cũng có thể giải phóng các chất gây ô nhiễm và khí nhà kính vào khí quyển.
• Cạn kiệt tài nguyên: Nhựa thường được làm từ các nguồn tài nguyên không thể tái tạo, chẳng hạn như dầu khí, là những nguồn tài nguyên hữu hạn đang ngày càng trở nên khan hiếm.
• Không gian bãi chôn lấp: Rác thải nhựa chiếm không gian quý giá trong các bãi chôn lấp và có thể mất hàng trăm năm để phân hủy.
• Vi nhựa: Theo thời gian, rác thải nhựa có thể phân hủy thành các hạt nhỏ hơn gọi là vi nhựa, có thể xâm nhập vào chuỗi thức ăn và gây hại cho động vật hoang dã.

Tác động môi trường của vật liệu nhựa là rất lớn và dẫn đến mối lo ngại ngày càng tăng về việc sử dụng nhựa và nhu cầu về các giải pháp thay thế bền vững hơn. Một số giải pháp bao gồm giảm sử dụng nhựa, cải thiện hệ thống tái chế và quản lý chất thải, đồng thời khám phá các vật liệu thay thế bền vững và thân thiện với môi trường hơn.

Xem tiếp vật liệu thép A105