Blog

Đã gần một thế kỷ kể từ khi loại nhựa đầu tiên được phát minh bởi một người mỹ có tên là Baekeland, hiện nay các sản phẩm từ nhựa xuất hiện trong mọi lĩnh vực đời sống hằng ngày, và vẫn giữ được tốc độ tăng trưởng đáng kể. Chưa từng có một vật liệu khác từng trải qua một trải nghiệm thần kỳ như vậy trong lịch sử phát triển công nhiệp của con người. Ngoài ra sự phát minh và sử dụng nhựa được lịch sử ghi nhận là một trong những sự đổi mới quan trọng trong thế kỷ 20, thứ ảnh hưởng tới sự phát triển của con người. Những sản phẩm được lảm từ nhựa zin không thể thu hút được sự chú ý của khách hàng vì chúng không có màu hoặc có màu trắng tự nhiên. Vì vậy việc tạo màu cho chúng là một việc quan trọng.

Đọc thêm:

- Các vấn đề về trộn màu trong quá trình ép phun và giải pháp

- 30+ công ty cung cấp chất tạo màu nhựa

- Bột màu công nghiệp là gì? Cách tạo màu trong ngành nhựa

- Tại sao chất tạo màu của nhựa bị phai và cách ngăn chặn hiện tượng này?

1. Nhựa là gì?

Tuy chỉ mới xuất hiện là vỏn vẹn trong một trăm năm, nhựa là loại vật liệu được phát triển và ứng dụng phổ biến bậc nhất của nhân loại. Sự phát triển chóng mặt này chủ yếu là dựa vào hiệu suất sử dụng xuất sắc của nó. Về cơ bản, nhựa là vật liệu tổng hợp hoặc bán tổng hợp, được tạo ra từ dầu mỏ. Nhựa rất dễ dàng gia công và được ứng dụng trong các phương pháp như ép phun, ép đùn, thổi màng,...

2. Đặc tính của nhựa

Một số đặc tính nổi bật của nhựa có thể kể đến như sau:

2.1. Tính dẻo

Vật liệu thô sản xuất ra nhựa là dầu mỏ, thứ này có thể được cung cấpvới lượng lớn, vì vậy giá thành để sản xuất ra nhựa là thấp. Chúng ta có thể giảm mạnh giá thành sản xuất của sản phẩm nhựa với tính nhiệt dẻo của nó, mặc dù giá thành của dầu không phải là rẻ.

Tính dẻo là khả năng tạo ra một hình dạng mới sau khi được làm lạnh mà trước đó được làm mềm bởi nhiệt. điều này có thể tạo ra những sản phẩm với hình dạng phức tạp, dễ dàng để sản xuất và hiệu quả gia công cao hơn nhiều so với kim loại. một lượng lớn phát minh và cải tiến của quá trình tạo hình cho nhựa đã được đưa ra trong hơn 100 năm qua, đặc biệt là quá trình tạo hình bằng ép phun, có thể tạo ra những sản phẩm có hình dạng phức tạp một cách dễ dàng.

2.2. Tỷ trọng thấp

Với sự phát triển của ngành công nghiệp nhựa, gỗ, thép, vải, giầy và hàng loạt các vật liệu truyền thống khác đã nhiều nhựa PO còn có tỉ trọng nhỏ hơn 1g/cm3. Ví dụ như PE và PP chúng có thể nổi trên mặt nước. Tỷ trọng của bọt nhựa chỉ vào khoảng 0,1g/cm3. Tỷ trọng của của một vài loại nhựa nặng hơn. Ví dụ như PVC là 1,4g/cm3, PTFE là 2,2 g/cm3 nhưng chúng vẫn nhẹ hơn so với kim loại và gốm.

2.3. Chống ăn mòn

2.4. Khả năng cách điện cách nhiệt rất tốt

3. Ứng dụng của nhựa

Sở hữu những tính chất xuất sắc, nhựa có thể được sử lý để tạo ra nhiều loại sản phẩm khác nhau, mềm mại như lụa cứng như sắt và trong suốt như thủy tinh. Ngày nay các sản phẩm từ nhựa có mặt trong mọi lĩnh vực của cuộc sống. không quá khi nói rằng không có nhựa không có cuộc sống. Những ứng dụng chính được liệt kê dưới đây:

• Vật liêu cấu trúc
• Vật liệu cách điện
• Vật liệu xây dựng
• Vật liệu dùng để chứa đựng
• Hàng tiêu dùng
• Vỏ dây điện, bảng điện, bộ phận điện
• Ống dẫn bằng nhựa, ống dẫn ga
• Túi bóng, túi giả vải, hộp nhựa,
• Đồ dùng, văn phòng phẩm, đồ chơi
• Công cụ vận tải, bộ phận phương tiện giao thông
• Sợi vải, thảm, thảm cỏ

4. Các loại nhựa

Có hơn 300 loại nhựa được sản xuất trên khắp thế giới, biện pháp phân loại khá phức tạp và khác biệt, chúng có thể bị trùng nhau. Để tiện lợi chúng ta phân loại theo tính chất vật lý, tính chất ứng dụng và phương pháp gia công.

4.1. Phân loại theo tính chất vật lý

Theo tính chất vật lý, nhựa có thể chia ra làm hai loại là nhựa nhiệt rắn và nhựa nhiệt dẻo. Nhựa nhiệt dẻo có cấu trúc phân tử là mạch thẳng hoặc nhánh, nó bị làm mềm bởi nhiệt độ cao và cứng lại khi làm lạnh và quá trình này có thể lặp đi lặp lại nhiều lần mà chỉ có sự thay đổi về trạng thái vật lý. Vì vậy phế liệu, hay rác thải trong quá trình gia công có thể được tái chế bằng cách nghiền nhỏ chúng. Nhựa nhiệt dẻo bao gồm: PE, PP, PVC, PS, ABS, PA, PO, PC, PMMA v.v.

Nhựa nhiệt rắn có tính dẻo và cấu trúc mạch thẳng trước khi được gia nhiệt, chuỗi polyme mạch thẳng có thể kết hợp bởi liên kết hóa học tạo thành mạng lưới liên kết khi gia nhiệt và tạo thành mạng lưới polyme không gian, nó sẽ không bị nóng chảy hoặc hòa tan được nữa và cấu trúc của nó cũng không thể thay đổi lại. như vậy cả biến đổi hóa học và biến đổi vật lý đã xảy ra trong quá trình. Phế phẩm và những thứ còn lại trong quá trình không thể tái sử dụng.

4.2. Phân loại theo phương pháp gia công

Nhựa có thể phân loại theo phương pháp gia công như: nhựa đúc, nhựa ép phun, nhựa thổi.

4.3. Phân loại theo sản phẩm

Nhựa có thể chia ra làm màng nhựa, ống nhựa, vỏ cáp, vật liệu xây dựng, bọt nhựa.

5. Các cách pha màu cho nhựa

Pha màu là việc làm biến dổi màu sắc của một chủ thể hoặc tạo màu cho một vật không có màu. Màu sắc được hiện diện bởi sự hấp thụ và phản xạ có chọn lọc một số sóng ánh sáng có màu nhất định, theo quy ước, màu có thể phân thành bột màu (pigment) và thuốc nhuộm (dye).

Thuốc nhuộm là chất hữu cơ tổng hợp có thể tan trong hầu hết dung môi và chất nhuộm. Thuốc nhuộm có độ trong tốt, khả năng pha màu mạnh và tỷ trọng nhỏ. Khác với thuốc nhuộm, bột màu không tan trong nước, dầu, hay nhựa, nó thường chỉ phân tán trong nhựa và tạo nên màu cho vật thể. Thêm vào đó nó không phản ứng với vật liệu được pha màu, bột màu chỉ có thể phân tán đồng đều trong nhựa bởi phương pháp vật lý để đạt được hiệu suất pha màu lý tưởng. mặc dù có sự khác biệt như vậy nhưng vẫn không thể đưa ra một định nghĩa cho chúng một cách chắc chắn. Sự phân loại trong bột màu là không rõ ràng. Một số loại bột màu vô cơ có thể tan trong một số loại polyme nhất định. Ví dụ red 254 (DDP red) là màu đỏ tươi không tan trong hầu hết các loại polyme.

Thuốc nhộm là hợp chất hữu cơ trong khi đó bột màu có thể là vô cơ hoặc hữu cơ. Chúng khác nhau về tính chất. bột màu vô cơ là muối hoặc oxit của các kim loại. bột màu vô cơ của cùng một loại có rất nhiều điểm chung. Chúng không tan trong các dung môi thông thường cà chịu nhiệt tốt hơn bột màu hữu cơ, mặt khác màu hữu cơ thường có cường độ cao hơn.

Tóm lại, màu dùng cho nhựa bao gồm bột màu hữu cơ, bột màu vô cơ và thuốc nhuộm. 

5.1. Màu dạng bột

Màu bột là trạng thái gốc của bột màu được điều chế. Diện tích bề mặt riêng lớn và nó có xu hướng kết tụ lại, nó rất bụi, gặp vấn đề khi tự động hóa và không phân tán hoàn toàn trong quá trình tạo màu. Nó không ảnh hưởng tính chất của sản phẩm được pha màu và có giá thành rẻ. hiện tại sản lượng của màu dạng bột là khoảng 12% trong tổng lượng màu cho nhựa. Mặc dù còn nhiều hạn chế, nó dễ gia công và dễ lên công thức cho nhiều màu, đặc biệt với số lượng sản phẩm nhỏ nhưng có nhiều màu khác nhau. Không giống như hạt màu nó không bị giới hạn bởi loại nhựa nền và màu sắc. vì vậy nó được sử dụng nhiều trong các công ty sản xuất nhựa vừa và nhỏ. Cần sự chính xác khi đong màu bột nếu không sẽ rất dễ sai màu. Vì vậy để tối thiểu hóa các lỗi xảy ra cần sử dụng cân điện tử càng chính xác càng tôt.

5.2. Màu có dạng hạt giống cát

Hạt màu có cấu tạo hạt, được điều chế bằng cách gắn một lượng lớn bột màu vào chất mang là nhựa. nồng độ của bột màu trong hạt đối với bột màu hữu cơ thường từ 20 ~ 40% và bột màu vô cơ là 50 ~70%. Bột màu được phân tán hoàn toàn trong chất mang suốt quá trình tạo hạt. vì vậy nó phân tán rất tốt khi pha màu, những lợi ích như ít bụi, thân thiện với môi trường, ít ô nhiễm, dễ trộn, cân đong chính xác, hiệu quả sản xuất cao, biều hiện sản phẩm tốt, giảm lượng vật liệu trong quá trình sản xuất, tăng hạn sử dụng cho vật liệu lưu trữ, dễ trong gia công và vận hành v.v…

 

Tỉ lệ hạt chủ và nhựa cần pha khoảng 1:50. Hiện tại nó được sử dụng nhiều trong sản xuất màng, cáp điện, tấm lợp, ống và sợi tổng hợp. nó là phương pháp chính để pha màu cho nhựa và lượng sử dụng chiếm hơn 60%. Tuy nhiên hạt màu thường đắt vì quá trình điều chế phức tạp và có giá thành cao, một điểm bất lợi khác là sự suy giảm chất lượng nhựa do tính không tương thích khi các polyme khác loại được trộn lẫn với nhau, vì vậy chất mang của hạt màu và nền nhựa của sản phẩm cần pha màu nên giống nhau.

5.3. Chất màu lỏng

Nồng độ của thuốc nhuộm và bột màu là 20 – 60% trong chất màu lỏng. đặc tính của loại sản phẩm này là có thể đong bằng một ống nhỏ, việc này sẽ làm giảm chi phí đầu tư trang thiết bị so với máy trộn đong tự động. Loại sản phẩm này áp dụng cho một vài loại như PET. Nó chỉ chiếm khoảng 2 % trong tổng các phương pháp điều chế. Cấu tạo của màu lỏng khá giống với hạt màu.

 

Một ưu điểm của màu lỏng là làm ướt rất tốt cho những viên nhựa trước khi đùn, điều này đặc biệt quan trọng với màu phấn hoặc màu bóng trong suốt, đây là ưu điểm quan trọng nhất của màu nước so với màu dạng hạt. Lợi ích khác là nó phát huy được tối đa ánh màu, bởi sự phân tán hoàn toàn của màu, cân đong dễ dàng, không bụi bẩn và giá cả hợp lý.

5.4. Color masterbatch

Hạt compoud là một cấu tử có nhiều màu sắc được điều chế bởi quá trình làm chảy, trộn, đùn. Sau khi trộn nhựa nguyên sinh với các loại phụ gia khác. Nó có thể được dùng trong rất nhiều các phương pháp gia công trực tiếp, đặc biệt trong nhựa nhiệt dẻo, hơn nữa hạt compoud có khả năng phân bố màu rất tốt và chất lượng ổn định. Vì vậy nó được sử dụng rộng rãi trong pha màu các thiết bị trong nhà và các hợp phần phương tiện oto, những thứ yêu cầu nghiêm ngặt về chất lượng màu pha. Hạt compoud có giá thành cao vì lượng màu cần pha đã được sử dụng trong nhựa pha màu. Nó là một phương pháp pha màu có hiệu quả trong lĩnh vực nhựa biến tính, nhựa kỹ thuật, nhựa composite, nhựa cao cấp v.v…

 

Những phương pháp khác nhau cho những loại nhựa cần pha khác nhau.

Nhựa	Phương pháp pha màu
LLPE	Hạt màu 80%
LDPE, Polyolefin	Màu bột 4%
PP, PVC cứng	Màu bột
PVC, PVC mềm	Màu lỏng
ABS, PC	Hạt màu 21%
GPPS, HIPS, Poly styren	Hạt màu
PET	Hạt màu 2%