Máy đùn: truyền sáng, tính chất và ứng dụng của polyme trong suốt

Từ bình sữa, đến thấu kính quang học, đến TV hoặc điện thoại di động …… danh sách các ứng dụng của nhựa trong suốt không bao giờ kết thúc. Ngày nay, chúng ta được bao quanh bởi nhiều loại vật liệu nhựa trong suốt hoặc được biến đổi trong suốt giúp sản phẩm hấp dẫn và dễ di chuyển hơn so với thủy tinh truyền thống.
Hiện nay, một số nhà sản xuất đang tận dụng chất lượng và độ đồng nhất về màu sắc của vật liệu nhựa trong suốt cho nhiều ứng dụng khác nhau:
1. sản xuất các sản phẩm nhẹ, bền và chống vỡ;
2. Giảm chi phí sản xuất;
3. sản xuất các sản phẩm có hình dạng phức tạp và các thành phần có hình dạng độc đáo;
4. Đạt được độ truyền sáng có thể nhìn thấy và/hoặc chiết suất quang học tương đương với thủy tinh
Và như vậy ...

Một số lĩnh vực ứng dụng phổ biến được hưởng lợi từ những lợi thế trên là:

1. Bao bì (thực phẩm, mỹ phẩm ……)
2. Sản phẩm tiêu dùng (hộp thực phẩm, sản phẩm lưu trữ dữ liệu, ống kính ……)
3. Kính kiến ​​trúc (bể cá, hàng rào an toàn ……)
4. Linh kiện ô tô và điện tử (đèn LED, chụp đèn pha ……)
5. Chăm sóc sức khỏe (ống tiêm ……)
6. Phim nông nghiệp
Tuy nhiên, điều đáng chú ý là mặc dù có nhiều ứng dụng, chỉ có một số ít polyme đáp ứng được các thông số kỹ thuật vật liệu khắt khe như vậy.
Hãy cùng xem xét loại nhựa “bóng loáng” này và đánh giá các tính chất cũng như ứng dụng phổ biến của một số loại polyme trong suốt (PC, PMMA, PET, SMMA, COC, v.v.)!
Do khuôn khổ bài viết có hạn, PS/SBC/ASA/MBS/PCTA+PCTG/PMP (polymethylpentene) và các loại polyme trong suốt mới khác sẽ không được nhắc lại.

Polycarbonate (PC)
Polycarbonate (PC)là một loại polyme nhiệt dẻo dai, vô định hình và trong suốt hiệu suất cao với sự kết hợp độc đáo giữa độ bền va đập cao, độ ổn định về kích thước và tính chất cơ học tốt. Nó truyền hơn 90% ánh sáng và chặn bức xạ UV, đồng thời cung cấp khả năng bảo vệ 100% khỏi các tia UV có hại của mặt trời.

Máy đùn ống/tấm polycarbonateđược sử dụng trong nhiều ứng dụng hàng ngày:
Sản phẩm điện, điện tử (đèn LED, đầu nối, điện thoại di động ……)
Ô tô (viền đèn pha, tay nắm cửa, lưới tản nhiệt và thấu kính bên trong)
Nông nghiệp (vật liệu che phủ nhà kính)
Sản phẩm tiêu dùng (kính, đồ gia dụng, tiếp xúc với thực phẩm ……)
Y tế (dụng cụ phẫu thuật, thiết bị ……)
Các tấm PC trong suốt có độ bền gấp 200 lần so với kính có cùng độ dày trong các thử nghiệm va đập và dễ cắt.
Nylon trong suốt (PA TR)
Bằng cách thay đổi loại diamine, diacid hoặc amino acid, có thể thu được các loại nylon có tính chất lý hóa khác nhau, bao gồm nylon thông dụng, nylon chuỗi cacbon dài, nylon chịu nhiệt độ cao, nylon trong suốt và nylon đàn hồi. Nylon trong suốt là nylon nhiệt dẻo vô định hình hoặc vi tinh thể có độ truyền sáng lên đến 90%, gần với PMMA.
Do nylon trong suốt có khả năng chống dầu, chống ăn mòn, chống mài mòn và chống trầy xước tốt hơn các loại nhựa trong suốt khác nên nó được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực ô tô, điện và điện tử, cơ khí, quang học, thể thao và các lĩnh vực khác.
Acrylic PMMA
PMMA là vật liệu nhiệt dẻo cứng, trong suốt được sử dụng rộng rãi như một vật liệu thay thế “chống vỡ” cho thủy tinh. Loại polyme này có một số ưu điểm kỹ thuật so với các loại nhựa trong suốt khác (PC, PS), chẳng hạn như:

Khả năng chống tia UV và thời tiết cao.
Với khả năng truyền sáng lên đến 92% và tính chất quang học, các tùy chọn tô màu không giới hạn.
Những ưu điểm này làm cho máy đùn tấm PMMA phù hợp cho kiến ​​trúc và xây dựng để xây dựng nhà kính, trung tâm hàng hải; cửa sổ ô tô, chụp đèn, đèn chiếu sáng, màn hình thiết bị điện tử, đồ nội thất thiết kế, v.v.
Polyetylen terephthalate (PET)
PET là một loại polyme nhiệt dẻo trong suốt đa năng được đặc trưng bởi sự kết hợp tuyệt vời giữa các tính chất ổn định về mặt cơ học, nhiệt, hóa học và kích thước. PET có thể đục, trắng và trong suốt, tùy thuộc vào cấu trúc tinh thể và vô định hình của nó.
Ưu điểm của PET (độ trong suốt, trọng lượng nhẹ, độ bền cao, độ cứng, khả năng chống hóa chất cao, tính chất chắn chắn và giá thành thấp) khiến nó trở thành vật liệu được lựa chọn cho:
Chai nước
Hộp đựng nước ngọt có ga
Xơ
Phim ảnh chuyển động

PET được ưa chuộng hơn polycarbonate (PC) vì chi phí thấp hơn, tính thẩm mỹ tốt hơn và khả năng xử lý tốt hơn.
Copolyester vô định hình (PETG)
Copolyester vô định hình như PETG rất linh hoạt và có thể được sử dụng cho nhiều ứng dụng khác nhau. Copolyester vô định hình kết hợp độ trong suốt và độ bền tuyệt vời với khả năng chịu nhiệt và hóa chất vượt trội.
PETG có thể được sử dụng để thay thế trực tiếp cho PC, PMMA và PC/polyester với ít hoặc không cần sửa đổi.

Polyvinyl clorua (PVC)
PVC là một loại nhựa nhiệt dẻo vô định hình có độ trong suốt tuyệt vời. Tấm PVC trong suốt kết hợp các đặc tính cơ học và độ bền va đập tuyệt vời với độ trong suốt như nước và khả năng chống hóa chất và chống cháy vượt trội.
Ngoài ra, ống PVC trong suốt được thiết kế đặc biệt để chặn tia UV có hại. Những ống này được khuyến nghị rộng rãi cho các ứng dụng ngoài trời tiếp xúc với ánh sáng mặt trời và yêu cầu độ trong suốt.

Các tính chất quang học của sản phẩm PVC trong suốt trải dài từ khả năng truyền sáng cao đến độ trong suốt cao và bề mặt chống chói đến độ bền va đập cao, khiến chúng phù hợp cho các ứng dụng bên ngoài. Các ứng dụng chính của dây chuyền đùn tấm PVC trong suốt, ống và màng trong suốt bao gồm:
Kiến trúc – ánh sáng, kính an toàn, nhà kính ……
Bao bì – bao bì vỉ, màng bọc thực phẩm, bao bì trong suốt ……
Y tế – túi, ống, ống nhỏ giọt, đầu nối, van ……
Cao su silicon lỏng (LSR)
Cao su silicon lỏng là hợp chất đàn hồi nhiệt rắn trong suốt, có độ nhớt thấp với:
Độ trong suốt quang học tuyệt vời (tỷ lệ truyền qua 94%)
Độ bền (chịu được nhiệt độ cao lên tới 150°C)
Khả năng xử lý tuyệt vời
Tự do thiết kế

Đây là vật liệu nhẹ đã thay thế thành công thủy tinh và các loại nhựa nhiệt dẻo khác trong nhiều ứng dụng như đèn LED công suất cao, thiết bị điện tử, đèn ô tô, sản phẩm tiêu dùng, chăm sóc sức khỏe, v.v., trong đó độ trong suốt cao, khả năng chịu nhiệt/tia cực tím và độ bền lâu dài là những yêu cầu chính.
Chất đồng trùng hợp Olefin tuần hoàn (COC)
Cyclic Olefin Copolymer (COC) là một loại nhựa nhiệt dẻo trong suốt, vô định hình được sản xuất bằng phản ứng đồng trùng hợp chuỗi của các monome vòng với etan. Đây là một loại polyme tương đối mới so với các loại polyme thông thường như polypropylene và polyethylene, và được biết đến với độ trong quang học tuyệt vời, tính chất cơ học tốt và khả năng chống ẩm.

Các đặc tính quang học tuyệt vời của COC làm cho nó trở nên lý tưởng cho màng đóng gói thực phẩm, đĩa dữ liệu quang, thấu kính có độ chính xác cao, màng quang học, v.v. Ngoài ra, copolymer olefin vòng có khả năng chống ẩm, dung môi và khử trùng, khiến chúng hữu ích trong các ứng dụng y tế và khoa học sự sống như bao bì vỉ, khay y tế, v.v.
Polyethylene (PE)
Polyethylene là một loại nhựa nhiệt dẻo rất bền được sử dụng rộng rãi trong nhiều thị trường (bao bì, ô tô, điện, v.v.) để sản xuất màng, ống, bộ phận nhựa, tấm ép, v.v. Đây là loại nhựa được sản xuất nhiều nhất trên thế giới và bạn sử dụng nó hầu như mỗi ngày.

Dây chuyền sản xuất nhựa LDPE: LDPE có tính linh hoạt, dai và trong suốt, được sử dụng rộng rãi trong túi nhựa, màng trong suốt, thiết bị phòng thí nghiệm và các lĩnh vực khác.

Polypropylene trong suốt (PP)
Polypropylene là một loại nhựa tuyệt vời với các tính chất vật lý tốt, hiệu quả về chi phí và khả năng tái chế, nhưng do bản chất tinh thể của nó, rất khó để có được các tấm PP trong suốt. Tuy nhiên, ngày nay, nhờ các chất phụ gia làm trong mới có hiệu quả cao (còn gọi là chất làm trong), những tiến bộ đáng kể đã được thực hiện trong polypropylene (PP) trong suốt vì các polyme này cung cấp tính linh hoạt trong thiết kế, khả năng xử lý dễ dàng hơn, khả năng tạo màu/trang trí tốt hơn và tiết kiệm chi phí thông qua trọng lượng nhẹ.

Ngoài ra, sự kết hợp giữa quá trình làm nguội nhanh và xử lý nhiệt thích hợp có thể cải thiện độ trong suốt của tấm đùn polypropylene. Những ưu điểm khác khiến PP trong trở thành một giải pháp thay thế khả thi cho các vật liệu trong suốt đắt tiền hơn như thủy tinh và nhựa trong suốt (PS, PC, PETG) bao gồm:
Độ cứng/cân bằng va chạm tốt;
Độ ẩm/rào cản độ ẩm tốt
Ethylene Propylene flo hóa (FEP)
Ethylene propylen flo hóa (FEP) về mặt hóa học là một đồng trùng hợp của hexafluoropropylene và tetrafluoroethylene. Polyme này truyền một tỷ lệ cao ánh sáng cực tím và ánh sáng khả kiến. FEP ở dạng màng có độ truyền qua ánh sáng ban ngày khoảng 96%. Màng FEP truyền nhiều bức xạ cực tím, ánh sáng khả kiến ​​và hồng ngoại hơn kính thông thường.
Styren metyl metacrylat (SMMA)
SMMA hay styrene methyl methacrylate (SMMA) là một copolymer styrene-acrylic acid có độ trong suốt cao với bề mặt bóng tuyệt vời. Nó kết hợp những ưu điểm xử lý tuyệt vời và sức hấp dẫn về chi phí của polyme styrene với độ sáng và độ trong cao. Các lợi ích khác của SMMA là:
Độ ổn định nhiệt tuyệt vời;
Khả năng chống cồn tốt hơn acrylic;
Tính chất cơ học vượt trội hơn GPPS;
Chống trầy xước;
Khiếu nại của FDA.

So với PMMA, PC và PET, SMMA rẻ hơn và có chất lượng bề mặt tương tự.
SMMA phù hợp cho các ứng dụng đòi hỏi tính chất bền, cứng, trong suốt với nước, chẳng hạn như sản phẩm gia dụng, kính, đồ thủy tinh, bao bì mỹ phẩm, thiết bị y tế, sản phẩm vệ sinh cá nhân, v.v.
Polystyrene (Mục đích chung – GPPS)
Polystyrene mục đích chung (GPPS), còn được gọi là polystyrene trong suốt, là một loại polymer trong suốt có các đặc tính sau:
Độ cứng cao;
Độ ổn định kích thước tốt;
Trọng lượng riêng thấp và khả năng chịu nhiệt tuyệt vời
Đặc tính cách điện tốt

Do bản chất vô định hình của nó, nó có những ưu điểm hơn các loại polyme khác về độ trong suốt, chi phí thấp và dễ gia công. Một số ứng dụng của GPPS bao gồm đồ chơi, hộp đựng CD, móc treo áo, hộp đựng rau tủ lạnh, tấm chắn vòi sen, thiết bị CNTT, hộp đựng đồ trang sức trong suốt, kệ và ngăn kéo tủ lạnh và cốc nhựa. Nó cũng được sử dụng trong sản xuất các sản phẩm y tế dùng một lần như ống nghiệm, vỏ hộp đựng bộ dụng cụ xét nghiệm, sản phẩm chẩn đoán, đĩa petri, v.v.
MABS (ABS trong suốt)
ABS là một loại nhựa nhiệt dẻo kỹ thuật chịu va đập bao gồm ba monome: acrylonitrile, butadiene và styrene. Copolymer styrene-acrylonitrile cung cấp độ cứng, trong khi butadiene cung cấp khả năng chống va đập.
Nhà sản xuất thêm monome methyl methacrylate vào pha SAN để tạo ra loại nhựa ABS có độ trong suốt cao gọi là MABS (methyl methacrylate acrylonitrile butadiene styrene). MABS có các đặc tính như sau:

Độ truyền sáng cao;
Độ mù thấp;
Màu sắc đồng nhất và ổn định;
Cải thiện đặc tính dòng chảy.
ABS trong suốt có khả năng chống va đập tốt hơn polystyrene, SAN và PMMA, và có khả năng gia công tốt. Các loại MABS có đặc tính dòng chảy được cải thiện có thể được sử dụng như một giải pháp thay thế thú vị cho polycarbonate (PC). ABS trong suốt được sử dụng trong các thiết bị tiêu dùng, ứng dụng y tế, đồ dùng thể thao, thiết bị y tế, v.v.