Tại sao một số loại nhựa có thể sử dụng được lâu dài, trong khi những loại khác lại nhanh chóng bị lão hóa và nứt vỡ, mặc dù tất cả đều là vật liệu nhựa?(2)
Trong bài viết này, chúng ta sẽ tiếp tục thảo luận về lý do tại sao một số loại nhựa có độ bền cao trong khi những loại khác lại nhanh chóng bị lão hóa và nứt vỡ.
III. Tại sao các vật liệu được dán nhãn PP và ABS lại có chất lượng khác nhau?
Nhiều thông số kỹ thuật sản phẩm chỉ ghi rõ vật liệu PP, vật liệu ABS hoặc vật liệu PC. Tuy nhiên, điều này chỉ cho biết loại vật liệu chung và không nói lên điều gì về chất lượng vật liệu.
Đối với PP, các lựa chọn bao gồm PP đồng trùng hợp, PP trùng hợp kép, PP trong suốt, PP biến tính chịu va đập, PP chịu thời tiết, PP chống cháy, PP gia cường sợi thủy tinh và PP dùng cho tiếp xúc với thực phẩm.
Đối với nhựa ABS, có các loại ABS thông dụng, ABS chịu va đập cao, ABS chịu nhiệt, ABS chống cháy, ABS dùng để mạ và ABS chịu được thời tiết.
Đối với PC, các loại bao gồm loại trong suốt thông thường, loại chống cháy, loại chống tia UV, loại quang học, loại gia cường và loại cải tiến kháng hóa chất.
Sự khác biệt về cấp độ vật liệu, công thức và chất phụ gia dẫn đến sự biến đổi đáng kể về hiệu suất cuối cùng.
Các yếu tố khác ảnh hưởng đến chất lượng bao gồm:
Liệu vật liệu nguyên sinh có được sử dụng hay không
Liệu vật liệu tái chế có được pha trộn hay không?
Tỷ lệ vật liệu tái chế được sử dụng
Cho dù có thêm chất chống oxy hóa, chất ổn định ánh sáng, chất chống cháy và chất làm cứng hay không.
Cho dù là gia cường bằng sợi thủy tinh, chất độn khoáng hay cải tiến hợp kim, phương pháp này đều được áp dụng.
Liệu nhiệt độ ép phun và điều kiện sấy có phù hợp hay không?
Liệu thiết kế khuôn và hệ thống làm mát có ổn định hay không.
Liệu cấu trúc sản phẩm có hợp lý hay không?
Do đó, ngay cả khi hai sản phẩm đều được ghi nhãn là vỏ ABS, độ bền thực tế của chúng vẫn có thể hoàn toàn khác nhau.
Người tiêu dùng chỉ nhìn thấy tên viết tắt của vật liệu, trong khi nhà sản xuất thực sự kiểm soát cấp độ, công thức, công nghệ chế biến và hệ thống chất lượng.
IV. Nhựa cứng hơn không đồng nghĩa với độ bền cao hơn
Nhiều người đánh giá chất lượng nhựa bằng cảm giác khi sờ vào. Họ cho rằng nhựa cao cấp nếu thấy cứng, và rẻ tiền nếu thấy mềm. Tuy nhiên, đánh giá này không nhất thiết đáng tin cậy. Độ cứng và độ bền của vật liệu là hai khái niệm khác nhau.
Một số vật liệu có độ cứng cao nhưng độ bền va đập kém, dễ bị nứt khi va chạm. Các vật liệu mềm hơn lại có khả năng chống mài mòn, chống uốn và chống va đập tốt hơn.
Ví dụ về ốp điện thoại: PC thường cứng hơn và trong suốt hơn; TPU mềm hơn và chịu được uốn cong nhiều lần tốt hơn nhưng dễ bị ố vàng; silicone cho cảm giác mềm mại nhưng dễ bám bụi, kèm theo nhược điểm về độ bền xé và khả năng chống bám bẩn.
Mỗi loại vật liệu đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng. Việc lựa chọn vật liệu phù hợp không phải là tối đa hóa một đặc tính duy nhất, mà là xác định những rủi ro tiềm tàng lớn nhất mà sản phẩm sẽ phải đối mặt.
Nếu sản phẩm có khả năng bị rơi, thì cần ưu tiên độ bền va đập.
Nếu sản phẩm được sử dụng ngoài trời trong thời gian dài, khả năng chống chịu thời tiết là yếu tố quan trọng nhất.
Nếu sản phẩm được đặt gần nguồn nhiệt, cần phải xem xét khả năng chịu nhiệt lâu dài.
Nếu sản phẩm tiếp xúc với dầu, cồn hoặc chất tẩy rửa, khả năng chống hóa chất là vô cùng quan trọng.
Nếu sản phẩm chịu uốn cong nhiều lần, cần đánh giá khả năng chống mỏi và khả năng chống uốn.
Định nghĩa về độ bền có thể khác nhau tùy thuộc vào từng kịch bản ứng dụng.
V. Một số trường hợp thực tế điển hình
1. Tại sao ốp điện thoại lại bị ố vàng?
Nhiều loại ốp lưng điện thoại mềm, trong suốt hoặc có màu sáng bị ố vàng theo thời gian. Hiện tượng này thường liên quan đến các yếu tố bao gồm chính chất liệu, bức xạ tia cực tím, quá trình oxy hóa, mồ hôi và dầu mỡ, nhiệt độ và sự di chuyển của các chất phụ gia. Không phải tất cả hiện tượng ố vàng đều cho thấy vấn đề an toàn với chất liệu, nhưng nó báo hiệu rằng độ bền về mặt thẩm mỹ của chất liệu đã bị suy giảm. Để đạt được khả năng chống ố vàng lâu dài, cần phải xem xét hệ thống chất liệu, khả năng chống oxy hóa, khả năng chống tia cực tím, xử lý bề mặt, hoặc đơn giản là lựa chọn các thiết kế tối màu hoặc mờ đục.
2. Tại sao ghế nhựa lại trở nên giòn sau khi tiếp xúc lâu với ánh nắng mặt trời?
Nhiều loại ghế nhựa, xô nhựa và thùng nhựa dùng ngoài trời trở nên giòn sau thời gian dài tiếp xúc với ánh nắng mặt trời. Điều này thường liên quan đến sự lão hóa do tia cực tím, lão hóa nhiệt oxy hóa, chất lượng vật liệu và các chất phụ gia chống lão hóa.
Hiệu suất tốt khi sử dụng trong nhà không đảm bảo tính phù hợp cho các ứng dụng ngoài trời. Khi lựa chọn sản phẩm ngoài trời, chi phí không phải là yếu tố duy nhất cần xem xét; cần kiểm tra xem vật liệu có khả năng chống chịu thời tiết hay không.
3. Tại sao vỏ cáp lại bị cứng và nứt?
Các vật liệu thường được sử dụng cho vỏ dây và cáp bao gồm PVC, cao su, TPE, TPU, cao su silicon, v.v. Các vật liệu khác nhau có sự khác biệt lớn về độ dẻo, khả năng chịu nhiệt, chịu nhiệt độ thấp, chịu dầu, khả năng chống cháy và chịu thời tiết. Hiện tượng cứng lại và nứt vỡ của một số loại cáp sau thời gian sử dụng dài có thể do sự di chuyển của chất hóa dẻo, lão hóa nhiệt, lão hóa do tia cực tím, uốn cong nhiều lần và giòn ở nhiệt độ thấp. Những vấn đề này không thể chỉ được đánh giá dựa trên độ dày vỏ; cần phải xem xét cả hệ thống vật liệu và môi trường sử dụng.
4. Tại sao các bộ phận bằng nhựa trong suốt lại bị nứt đột ngột?
Các vật liệu phổ biến cho các bộ phận nhựa trong suốt bao gồm PC, PMMA, PS, PET và các loại khác. Độ trong suốt không đồng nghĩa với hiệu năng giống hệt nhau. Một số bộ phận trong suốt có khả năng chống va đập tốt, một số có độ cứng bề mặt tốt, một số có khả năng chống chịu thời tiết tuyệt vời, trong khi những bộ phận khác lại có khả năng chống chịu hóa chất ở mức trung bình. Nếu các bộ phận nhựa trong suốt chịu ứng suất liên tục và đồng thời tiếp xúc với cồn, chất tẩy rửa hoặc một số dung môi nhất định, các vết nứt nhỏ có thể xuất hiện. Điều này giải thích tại sao các bộ phận trông gần như giống hệt nhau và đều trong suốt lại có thể hoạt động khác nhau đáng kể trong thực tế sử dụng.
VI. Làm thế nào để xác định xem một linh kiện nhựa có phù hợp với một tình huống ứng dụng cụ thể hay không
Hãy bắt đầu bằng cách đặt ra một vài câu hỏi quan trọng.
Trước tiên, sản phẩm sẽ được sử dụng trong nhà hay ngoài trời? Đối với ứng dụng ngoài trời, cần ưu tiên khả năng chống bức xạ tia cực tím, biến động nhiệt độ, mưa, hơi nóng và khả năng chống chịu thời tiết.
Thứ hai, liệu nó có phải tiếp xúc với nhiệt độ cao không? Điều này bao gồm không chỉ nhiệt độ cao trong thời gian ngắn mà còn cả nhiệt độ hoạt động liên tục trong thời gian dài.
Thứ ba, liệu nó có chịu được ứng suất lâu dài không? Nếu chịu tải trọng thường xuyên, ứng suất chốt, lực siết vít hoặc uốn cong lặp đi lặp lại, cần phải tính đến hiện tượng biến dạng dẻo, mỏi và nứt do ứng suất.
Thứ tư, liệu nó có tiếp xúc với hóa chất không? Dầu, cồn, chất tẩy rửa, dung môi, axit, kiềm và mồ hôi có thể ảnh hưởng đến một số loại nhựa.
Thứ năm, có yêu cầu nào về ngoại hình không? Các vật liệu trong suốt, màu trắng và màu sáng dễ bị các vấn đề nhìn thấy được như ố vàng, trầy xước, vết nứt và đổi màu.
Thứ sáu, tuổi thọ sử dụng cần thiết là bao nhiêu? Bao bì dùng một lần, hàng tiêu dùng có thời hạn sử dụng ngắn, linh kiện ô tô, thiết bị ngoài trời và thiết bị y tế đòi hỏi các loại vật liệu hoàn toàn khác nhau.
Việc trả lời rõ ràng những câu hỏi này sẽ tạo nền tảng cho việc lựa chọn vật liệu nhựa phù hợp.
VII. Kết luận
Nhựa không đồng nghĩa với rẻ tiền và chất lượng thấp. Hệ thống vật liệu nhựa thực tế rất phức tạp. Nhựa có thể có giá thành thấp hoặc hiệu suất cao. Chúng có thể được chế tạo thành các vật dụng dùng một lần cũng như các bộ phận kỹ thuật. Chúng có thể bị lão hóa nhanh chóng hoặc vẫn ổn định trong thời gian dài nếu được thiết kế đúng cách.
Độ bền của một loại nhựa không chỉ phụ thuộc vào việc nó là nhựa hay không, mà còn phụ thuộc vào các khía cạnh sau:
Liệu loại vật liệu đã được lựa chọn đúng cách hay chưa;
Liệu cấp độ và công thức có phù hợp với nhau hay không;
Công nghệ xử lý có ổn định hay không;
Liệu cấu trúc sản phẩm có hợp lý hay không;
Liệu môi trường sử dụng có vượt quá giới hạn hoạt động của vật liệu hay không.
Do đó, khi thấy một bộ phận bằng nhựa bị nứt, ố vàng, giòn hoặc dính, đừng vội kết luận rằng “nhựa này kém chất lượng”. Cần đặt ra những câu hỏi chính xác hơn:
Loại nhựa nào được sử dụng?
Liệu nó có phù hợp với kịch bản ứng dụng này ngay từ đầu không?
Nguyên nhân gây ra sự hỏng hóc là do vấn đề vật liệu, lỗi trong quá trình sản xuất, khiếm khuyết cấu trúc hay điều kiện môi trường?
Hiểu rõ những câu hỏi này mới chính là bước khởi đầu thực sự để nắm vững kiến thức chuyên môn.
