Ứng dụng và sản xuất Nhựa kỹ thuật ở Việt Nam
Nguồn : vatlieu.org
Mặc dù, trong những năm gần đây, ngành công nghiệp Nhựa nước ta có những bước phát triển không ngừng với mức tăng trưởng hàng năm lên tới trên 20%, song theo các chuyên gia, Nhựa Việt Nam còn có thể tăng trưởng mạnh hơn, nếu đưa tăng cường tỷ trọng nhựa kỹ thuật vào sản xuất toàn ngành. Điều này, không chỉ làm tăng hiệu quả kinh tế cho Ngành, mà còn tránh cho ta khỏi nguy cơ “phải thẹn thùng” khi mất thị trường ngay trong đất nước mình. Để giúp bạn đọc hiểu thêm, TCCN xin giới thiệu đôi nét về nhựa kỹ thuật cũng như các ứng dụng, cách thức sản xuất chúng.
Ứng dụng chất dẻo để gia công các sản phẩm kỹ thuật.
Trên thế giới, người ta đã ứng dụng chất dẻo thay thế các vật liệu truyền thống từ lâu sản xuất các sản phẩm kỹ thuật, các chi tiết phụ tùng. Hiện nay chất dẻo kỹ thuật được sử dụng nhiều trong các lĩnh vực công nghiệp ôtô, xe máy, điện tử, điện lạnh, các chi tiết phụ tùng thiết bị máy móc, các thiết bị quang học, trong lĩnh vực thể thao và phục vụ cho nhiều ngành công nghiệp khác. ¦u điểm của việc gia công các sản phẩm kỹ thuật bằng chất dẻo là: Có khả năng sản xuất với số lượng lớn và năng suất cao; Có thể thay đổi nhanh nhiều kiểu dáng khác nhau; Sản xuất được các sản phẩm từ trong suốt đến nhiều màu sắc; Chịu được tác động của môi trường hoá chất, chịu mài mòn, chịu nhiệt độ, cách điện tốt; Sản phẩm nhẹ, dễ gia công, dễ lắp ráp; Giá thành hạ, có sức cạnh tranh mạnh so với các vật liệu truyền thống.
Hiện nay, các nước ứng dụng cả nhựa thông dụng, chất dẻo kỹ thuật, composite... để gia công chế tạo các sản phẩm kỹ thuật phục vụ cho các ngành kinh tế. Nhưng để tăng các cơ lý tính, người ta phải gia cường sợi thuỷ tinh hoặc khoáng chất vô cơ... Thường mức gia cường từ 15 % đến 60 % sợi thuỷ tinh.
Các nước có nền công nghiệp hóa dầu tiên tiến đều sản xuất các loại chất dẻo kỹ thuật phù hợp với nhu cầu của nước mình. Ví dụ: Polyoximẹhylene (POM), Polybutylene Terephthalate (PBT), Polythylene Terephthalate (PET), Nylon 6,66 (Poly amide), Polycarbonate (PC) Termo poly urethne (TPU), Poly phenylene (PPS). Hoặc phối chế các loại nhựa kỹ thuật để có được hỗn hợp nhựa đáp ứng được các yêu cầu về kỹ thuật như phối chế PC với ABS để có tính ổn định kích thước rất cao, ổn định và có độ bền va đập ngay cả ở nhiệt độ thấp (50 độ C)… Ngoài ra, chúng còn được gia cường bằng sợi thủy tinh từ 10 – 20%.
Ngoài vật liệu nhựa nhiệt dẻo (Thermo plasties), người ta còn ứng dụng nhựa nhiệt cứng (Thermo Sets) vào gia công chế tạo các sản phẩm nhựa kỹ thuật, vì chúng có độ ổn định lớn, chịu nhiệt, chịu hóa chất, độ cách điện... hơn so với nhựa nhiệt dẻo, nếu được gia cường thì các đặc tính được tăng lên rất nhiều và có giá trị về mặt kinh tế.
Trong lĩnh vực gia công chế tạo các sản phẩm nhựa kỹ thuật hiện nay, vật liệu Composite được ứng dụng nhiều. Composite là vật liệu được tổng hợp từ hai hay nhiều loại vật liệu khác nhau, nhằm mục đích tạo nên một vật liệu mới, ưu việt và bền hơn so với các vật liệu ban đầu. Vật liệu nền của Composite có thể là Polyme, Kim loại, hợp kim, gốm hoặc cacbon. Vật liệu cốt của composite có thể là khoáng chất, sợi thủy tinh, sợi chất dẻo hoặc sợi kim loại, sợi cácbon. Composite có thể đáp ứng một loạt các đòi hỏi cao của kỹ thuật hiện đại như độ bền cao, nhẹ, có thể chịu được nhiệt độ đến 3.000 độ C... Trong phạm vi bài này, chúng ta quan tâm đến Composite nền Polyme. Composite Polyme có đặc tính cơ lý cao hơn kim loại, nhẹ, cách nhiệt, cách điện tốt và rất bền đối với sự tác động của hoá chất và môi trường. Vật liệu Composite Polyme được thay thế cho kim loại để chế tạo các chi tiết của máy bay, tên lửa.... áo giáp cho cảnh sát và quân đội, ống dẫn dầu khí, hoá chất, vỏ và các chi tiết của ôtô, các thiết bị khác của ngành chế tạo máy. Để nâng cao cơ lý tính và giảm trọng lượng, xu hướng dùng sợi cácbon làm cốt cho Popyme đang được ứng dụng và phát triển nhanh. Composite Polyme sợi cacbon được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực y tế, thể thao, hàng không...
Hiệu quả vật liệu Composite Polyme sợi cácbon được sử dụng trong việc chế tạo máy AN - 124 của Nga:
- Số lượng các chi tiết máy bay được chế tạo bằng vật liệu Composite Polyme sợi các bon: 200 chi tiết phụ tùng
- Giảm được trọng lượng máy bay: 800kg.
- Tăng khối lượng vận chuyển: 1.108 tấn km.
- Tiết kiệm nhiên liệu: 1,2.104 tấn.
- Giảm mức độ phức tạp khi chế tạo: 300 %.
(Số liệu của VS. TSKH Nguyễn Đình Đức )
Với những tính năng, ưu điểm như vậy, mức tiêu thụ nhựa nhiệt dẻo kỹ thuật trên thế giới có tốc độ tăng trưởng nhu cầu sử dụng nhựa nhiệt dẻo kỹ thuật bình quân hàng năm là 7 % ( theo số liệu của Bager). Năm 1972, cả thế giới mới tiêu thụ khoảng 1.200 tấn. Năm 2000 tiêu thụ khoảng 8.500 tấn.
Công nghệ gia công nhựa kỹ thuật tại Việt Nam
Cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật trong thế kỷ XX đã tạo bước nhảy vọt trong việc cung cấp các vật liệu mới phục vụ cho xã hội loài người. Một trong các thành tựu đó là việc phát kiến ra các loại chất dẻo. Nó được nhanh chóng đưa vào ứng dụng nhằm thay thế dần các vật liệu truyền thống như kim loại, thủy tinh, gỗ, giấy, vải, da ... nhờ có các đặc tính ưu việt về độ bền, nhẹ, giá thành hạ... các sản phẩm nhựa đã từng bước thâm nhập vào tất cả các lĩnh vực cuộc sống.
Các sản phẩm nhựa không chỉ trực tiếp phục vụ đời sống của con người, mà còn được sử dụng rất đa dạng trong nhiều ngành, lĩnh vực của nền kinh tế quốc dân. Ngành gia công chất dẻo có ưu thế là công nghệ sản xuất ngắn, vốn đầu tư không lớn, thu hồi vốn nhanh, nên việc đầu tư sản xuất của mọi thành phần kinh tế đối với ngành rất phát triển, tốc độ tăng trưởng hàng năm từ 20 - 25 %. Ngành gia công chất dẻo của Việt Nam tuy phát triển nhanh thời gian qua, nhưng cũng bộc lộ một số mặt yếu kém:
- Các thành phần kinh tế đều đầu tư vào ngành gia công chất dẻo, nhưng còn mang tính tự phát, nên dẫn đến sự hợp tác, hiệu quả kinh tế chưa cao, nhiều khi mất cân đối giữa cung và cầu.
- Chưa chủ động được về nguyên liệu đầu vào. Hiện nay, nguyên liệu sản xuất trong nước mới đáp ứng được khoảng 10 % nhu cầu, chủ yếu là nhựa PVC.
- Chưa có một cơ sở nghiên cứu, ứng dụng các thành tựu khoa học kỹ thuật của ngành hoặc chuyên ngành.
- Sử dụng các loại chất dẻo có nhiều để sản xuất các sản phẩm kỹ thuật cao cấp, thay thế các vật liệu truyền thống còn thấp.
ứng dụng chất dẻo kỹ thuật tại Việt Nam
Từ những năm đầu của thập kỷ 90, chất dẻo kỹ thuật đã được chính thức sử dụng tại Việt Nam để chế tạo các bánh răng gối đỡ của đồng hồ đo nước và đồng hồ đo điện, lẫy của bút bi ( POM), các chi tiết phụ tùnh máy dệt (PA) vỏ quạt, đồ điện (ABS), ống và phụ tùng cấp thoát nước uPVC...
Trong những năm qua, việc sử dụng nhựa nhiệt dẻo kỹ thuật để gia công chế tạo chi tiết phụ tùng phục vụ cho việc lắp ráp các sản phẩm điện, điện tử, điện lạnh, xe hơi, xe máy, bưu chính viễn thông... còn quá nhỏ bé. Chỉ đến năm 2000, do việc đẩy mạnh tỷ lệ nội địa hoá các sản phẩm kỹ thuật, đặc biệt là nội đại hóa xe máy, nên tỷ trọng nhựa kỹ thuật đã được đẩy lên đến 25%. (Sản phẩm nhựa kỹ thuật cao, năm 1992 đạt 500 tấn, bằng 5%; năm 2000 đạt 30.000 tấn, bằng 25%).
Một trong những chiến lược phát triển công nghiệp Nhựa Việt Nam là tăng dần tỷ trọng sản phẩm nhựa kỹ thuật phục vụ công nghiệp, trước hết là công nghiệp ôtô, xe máy, điện tử, điện lạnh, phụ tùng chi tiết thiết bị máy móc... Hiện nay, đã có hàng chục hãng sản xuất xe hơi danh tiếng trên thế giới đầu tư lắp ráp xe với mục đích đến năm 2005, nâng tỷ trọng nội địa hoá 25%. Ngành công nghiệp lắp ráp xe máy cũng phát triển rất mạnh với tỷ lệ nội địa hoá đạt 40 - 50 %. Bên cạnh đó, cần thoả mãn các chi tiết nhựa của 2 triệu TV, 1 triệu máy vi tính và khoảng 5 triệu điện thoại hàng năm.
Tại thời điểm này, vật liệu Composite tiêu thụ tại Việt Nam khoảng 5.000 tấn/năm. Composite được dùng phổ biến để sản xuất các mặt hàng gia dụng như bàn, ghế, bồn tắm, đồ chơi... và các sản phẩm công nghiệp như thuyền bè, canô, bồn chứa hoá chất... Một trong những cơ sở sản xuất lớn sản phẩm Composite là Công ty TNHH Kiên Giang... chuyên sản xuất cano, vỏ tắc ráng, xuồng, ghe, bồn chứa nước, bồn thực phẩm, cống thủy lợi và sản phẩm của công nghiệp ô tô...
Chất lượng sản phẩm nhựa nói chung và sản phẩm nhựa kỹ thuật nói riêng phụ thuộc vào 4 yếu tố: Nguyên liệu nhựa; Máy móc thiết bị; Khuôn đúc; Công nghệ. Do đó, để có thể có một ngành công nghiệp nhựa tiên tiến, đủ sức cạnh tranh trên thị trường khu vực và quốc tế, ngành Nhựa cần phải có những điều kiện tối thiểu để chủ động sản xuất chế tạo, chí ít là một trong 4 yếu tố này, đặc biệt là về nguyên liệu và khuôn đúc. Chắc chắn khi và chỉ khi làm được như vậy, ngành nhựa kỹ thuật cao nước ta mới phát triển đúng với tiềm năng vốn có của mình về thị trường cũng như năng lực sản xuất, nhất là khi Ngành đang có trong tay nhiều thiết bị công nghệ tiến tiến hiện đại, cùng một thị trường rộng lớn với hơn 80 triệu dân trong nước và 600 triệu dân trong khu vực ASEAN khi AFTA chính thức có hiệu lực
