Máy đúc khuôn tiêm – Thiết kế chung

Máy đúc khuôn tiêm là máy sản xuất không liên tục các sản phẩm được định hình từ các vật liệu có kích thước phân tử lớn. Vật liệu đã hóa dẻo bên trong máy được tiêm qua kênh, đi vào trong lỗ khuôn. Các thành phần cơ bản của máy đúc khuôn tiêm là bộ phận tiêm, bộ phận kẹp, bộ phận truyền động thủy lực và bộ phận điều khiển như hình vẽ dưới đây.

Phần lớn các máy ép tiêm được thiết kế theo chiều ngang, tuy nhiên cũng có một số máy được thiết kế theo chiều dọc. Những máy được thiết kế theo chiều dọc này rất cần thiết trong trường hợp cần tích hợp nhiều giai đoạn xử lý trong một máy. Ban đầu, bộ phận điều khiển được chứa trong một tủ, tách biệt khỏi máy nhưng sau này nó được gắn cố định vào máy. Để sản xuất một sản phẩm, bên cạnh máy đúc khuôn tiêm, ta cũng cần phải có khuôn phù hợp với sản phẩm này. Vì vậy, trước khi bắt đầu sản xuất một chi tiết đúc khuôn mới, việc lựa chọn nguyên liệu polymer sử dụng, hình dạng chi tiết, hình dạng và thiết kế khuôn phải được thực hiện ở các bước sớm nhất.

Nguyên liệu thô được cho vào máy ép tiêm thông qua phễu nhập liệu, nằm ở phía trên của máy. Nhựa nhiệt dẻo thường được cho vào máy ở dạng hạt, trong khi vật liệu nhiệt rắn, gần đây là cao su, được cho vào máy dưới dạng bột. Trong tất cả các trường hợp, dòng nguyên liệu phải chảy tự do hoàn toàn vào máy. Vì vậy, góc chảy của phễu phải tối ưu để vận tốc chảy của vật liệu tương đối nhanh nhưng không làm tắc nghẽn phễu nhập liệu. Cao su cũng có thể cho vào máy ở dạng mảnh dài. Có nhiều dạng phễu thương mại khác nhau phù hợp với từng vật liệu cụ thể.

Phễu bên trái được dùng trong trường hợp nguyên liệu trước khi cho vào máy cần được khuấy trộn thêm. Trong trường hợp nguyên liệu nhạy ẩm, ta có thể sử dụng phễu ở giữa, quá trình gia nhiệt bằng không khí nóng làm khô nguyên liệu. Còn trường hợp nguyên liệu dễ gây tắc nghẽn phễu, ta dùng các phễu có cánh khuấy hoặc trục vít để vận chuyển nguyên liệu, như phễu bên phải.

Tóm tắt từ tài liệu Injection Molding Machines: A User’s Guide, Friedrich Johannaber, Hanser Verlag, 2008, trang 29 – 30

(vtp-vlab-caosuviet)

Tổng quan các nghiên cứu về sự phân hủy sinh học của polyurethane

Phần 1: Tổng quan về vật liệu polyurethane

Hiện nay, polyurethane (PU) xuất hiện trong rất nhiều vĩnh vực của sống, chúng được sử dụng rộng rãi trong y khoa, ô tô và các lĩnh vực công nghiệp. Ta có thể tìm thấy polyurethane trong những sản phẩm như đồ gỗ, lớp phủ, chất kết dính, các vật liệu xây dựng, tơ sợi, đệm lót, sơn, vật liệu đàn hồi và da tổng hợp.

Polyurethane đang dần thay thế các loại polymer thông thường vì nhiều lý do khác nhau. Ở Mỹ, việc sử dụng cao su clo hóa trong hàng hải, máy bay và các lớp phủ đang bị hạn chế dần vì chúng chứa các hợp chất dễ bay hơi gây nguy hiểm tới môi trường. Các nhà sản xuất ô tô cũng đang dần thay thế cao su latex trong các ghế ngồi và các đệm lót bên trong bằng các bọt PU vì chúng có khối lượng riêng thấp hơn và mềm dẻo hơn. Những lý do khác như polyurethane có độ bền kéo và điểm nóng chảy cao, vì thế chúng rất dai; khả năng chống lại sự phân hủy của nước, dầu, dung môi tốt nên chúng được dùng rộng rãi trong hầu hết những ứng dụng của cuộc sống. Chúng cũng thể hiện tính kết dính tốt với nhiều chất nền, nên thích hợp để làm lớp phủ ngoài. Tính chịu mài mòn cao, các tính chất kháng điện và kháng thời tiết nên chúng cũng rất thích hợp cho những ứng dụng công nghiệp.

Polyurethane được tạo thành lần đầu tiên bởi Tiến sĩ Otto Bayer vào năm 1937. Polyurethane có tên gọi như vậy vì trong mạch polymer của chúng có những nhóm urethane. Liên kết urethane được tạo thành thông qua phản ứng của một isocyanate, –N=C=O, với một alcohol, –OH, nguyên tử hydro của nhóm hydroxyl được chuyển sang nguyên tử nitơ của nhóm isocyanate. Mạch PU cũng khác biệt, nó không phải là một chuỗi liên kết của các nguyên tử carbon mà có các nguyên tử khác xen kẽ vào như oxy, nitơ. Cấu trúc đơn giản của PU như sau:

Trong đó n là số đơn vị lặp lại, R₂ là mạch hydrocarbon và R đại diện cho hydrocarbon chứa nhóm OH. Bằng cách thay đổi thành phần các chất phản ứng: diisocyanate, polyol, chất kéo dài mạch, chất tạo bọt, v.v…, lượng sử dụng và điều kiện phản ứng có thể tạo ra nhiều loại PU khác nhau, nên tính linh hoạt của vật liệu này rất cao.

Tóm tắt từ tài liệu International Biodeterioration & Biodegradation, Gary T. Howard, Elsevier, 2002, trang 245 - 252

(vtp-vlab-caosuviet)

Lịch sử phát triển cao su ở Congo (phần 1)

Trong khoảng thời gian giữa cuối thể kỷ 19 và đầu thế kỷ 20, ngoại trừ Amazon, còn có một khu vực khác cũng đóng góp một lượng cao su đáng kể cho toàn thế giới, đó là Congo. Tuy nhiên quá trình phát triển cao su ở Congo lại rất khác. Trong khi vùng Amazon từ rất lâu được xem là nguồn cung cấp cao su thiên nhiên và sản lượng cao su tăng lên một cách tự nhiên để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao thì sự phát triển cao su ở Congo nhằm thỏa mãn ước muốn của vua nước Bỉ, Leopold II về tiền bạc để củng cố triều đại của gia đình mình.

Leopold II kế thừa ngôi vua từ cha mình từ năm 1865, 34 năm sau khi nước Bỉ ra đời, trong bối cảnh nước Bỉ đang giàu có và trung lập về chính trị. Tuy nhiên, Leopold II không thật sự giàu có, ông nhận thức rằng nước Bỉ sẽ không dừng lại mà tiếp tục phát triển và càng giàu hơn và dự đoán rằng các thế lực giàu có hơn sẽ thay thế mình. Với vị trị hiện tại được thừa hưởng từ cha, kiêm cả chức chỉ huy quân đội và bộ trưởng ngoại giao, vua Leopold II rõ ràng có thuận lợi trong việc tìm kiếm một vùng nào đó trên thế giới chưa tồn tại chế độ thuộc địa và những gì có thể thu được từ đây để làm giàu cho đất nước và chính bản thân Leopold II.

Sau những chuyến tham quan Ai Cập, Trung Quốc, Ấn Độ, các bang Malay vào các năm 1855 và 1864, Leopold II đã nhận thấy được chế độ thuộc địa phù hợp với ý tưởng của mình: chế độ mà có rất nhiều công nhân bản xứ làm việc dưới sự quản lý của người da trắng. Trong khoảng 10 năm tiếp theo, tuy Leopold II cố gắng tìm kiếm, gây ảnh hưởng đến một số quốc gia có thể để xây dựng chế độ này nhưng vẫn chưa thành công. Sau đó vào năm 1875, Leopold II bắt đầu chuyển hướng sang châu Phi và tập trung vào Congo, một khu vực bằng phẳng, trống trải  trên bản đồ, lúc bấy giờ nó là sự quan tâm của nhiều người sau các phát hiện về các khoáng vật, lúa mì, cao su và những câu chuyện về người nô lệ Ả Rập sau các chuyến thám hiểm của các nhà khoa học.

Hai vấn đề chính lúc bấy giờ đối với Leopold là xây dựng chế độ thuộc địa ở Congo mà không làm lo ngại hoặc đánh động các nước khác  ở châu Âu và vơ vét tất cả những thứ có giá trị mà không phải chia sẻ chúng. Để giải quyết hai vấn đền này, tại Hội nghị ở Brussels năm 1876, Leopold II đã thuyết phục Hiệp hội Association Internationale Africaine (AIA) hỗ trợ phát triển và xây dựng cơ sở hạ tầng ở các quốc gia ở Trung Phi nhưng thực chất là tìm cơ hội để vào Congo. Sau đó, Leopold II bắt đầu xây dựng đội ngũ để xây dựng chế độ thuộc địa riêng của mình ở Congo.

(Còn tiếp)

Tham khảo từ sách Tears of the tree, John Loadman, Oxford University Press, 2005, trang  108 – 114

(vtp-vlab-caosuviet)

Injection Molding Machines: A User’s Guide

Sách này của nhà xuất bản Hanser Verlag, được viết bởi tác giả Friedrich Johannaber. Sách được xuất bản vào năm 2008, dày 378 trang.

Các chi tiết polymer và nhựa là phần rất quan trọng trong quá trình phát triển công nghiệp hiện tại. Mức tiêu thụ polymer bình quân đầu người tính trên toàn thế giới sẽ tăng gấp đôi trong vòng 15 năm tới. Vì thế, các nhà sản xuất máy móc, đặc biệt là máy ép tiêm, phải nỗ lực thiết kế, tạo ra nhiều phiên bản máy mới đáp ứng những yêu cầu sản xuất ngày càng đặc biệt, phức tạp từ khách hàng về năng suất, tính chính xác và tính linh hoạt.

Sách là ấn bản thứ 4 của “Injection Molding Machines” , nó mở rộng thêm một vài lĩnh vực và cung cấp cho người đọc nhiều thông tin hơn. Mặc dù công nghệ đúc khuôn tiêm cơ bản không thay đổi nhiều từ khi xuất bản ấn bản thứ 3, nhưng có sự phát triển đáng kể trong những ứng dụng, tạo nên những yêu cầu đặc biệt về cấu tạo máy móc và các chức năng điều khiển của công nghệ này. Sách mô tả ngắn gọn về quy trình đúc khuôn tiêm. Bằng cách tập trung vào các thông số chính như áp suất, nhiệt độ, vận tốc và ảnh hưởng của chúng lên quá trình đúc khuôn, sách cung cấp một cái nhìn sâu bên trong công nghệ này. Sách cũng cung cấp cho người vận hành những số liệu kỹ thuật liên quan đến từng bộ phận riêng biệt của máy và tính năng đặc biệt của chúng.

Contents

Chapter 1. Introduction

Chapter 2. Materials for Injection Molding

Chapter 3. General Design and Function

Chapter 4. Injection Unit

Chapter 5. The Clamping Unit

Chapter 6. The Drive Unit

Chapter 7. The Control System

Chapter 8. Efficiency and Energy Consumption

Chapter 9. Injection Molding Machines for Special Process (Special Machines)

Chapter 10. Machines Sizes and Performance Data

Chapter 11. Accessories

Tham khảo Injection Molding Machines: A User’s Guide, Friedrich Johannaber, Hanser Verlag, 2008, trang VII – VIII và trang web www.books.google.com.vn
(vtp-vlab-caosuviet)

Quy trình sản xuất tơ nhân tạo (rayon)

Tơ nhân tạo được sản xuất dựa trên cellulose tái sinh, nguyên liệu thường được sử dụng là xơ cotton và bột gỗ vì chúng có hàm lượng cellulose cao. Quy trình tổng hợp tơ nhân tạo viscose được minh họa ở hình bên dưới.

Ta thấy về bản chất, cấu trúc hóa học cơ bản của cellulose không đổi, chủ yếu là quá trình hòa tan, biến tính, và phân hủy giảm số mắc xích trong phân tử cellulose (phân tử cellulose tái sinh chứa xấp xỉ 200 – 300 đơn vị lặp lại so với 2000 đơn vị lặp lại trong nguyên liệu ban đầu). Chính vì vậy mà độ bền và sự định hướng của của các phân tử polymer trong tơ nhân tạo giảm đi nhiều so với cấu trúc tự nhiên của sợi tơ cotton.

Trong quá trình sản xuất, đầu tiên bột gỗ được ngâm trong nước, sau đó được đun sôi với dung dịch caustic soda tạo thành soda cellulose. Tuy nhiên, nhiều thành phần không phải cellulose trong nguyên liệu cũng tan trong dung dịch này. Chúng phải được rửa sạch để quá trình lọc thu được chủ yếu là soda cellulose tinh khiết. Sau đó, nó phản ứng với carbon disulphide tạo thành sodium cellulose xanthate. Sản phẩm được hòa tan trong dung dịch caustic soda loãng tạo thành dung dịch dùng trong quá trình kéo tơ. Do sự thủy phân một phần sodium cellulose xanthate thành cellulose dẫn đến sự tăng độ nhớt, cho đến khi dung dịch đạt được độ nhớt yêu cầu nhất định phù hợp cho quá trình tạo tơ.

Tại giai đoạn tạo tơ, dung dịch này được lọc và bơm qua bộ phận tạo tơ vào bể đông tụ, làm đông tụ sợi, quy trình này được gọi là kéo tơ ướt. Thành phần hóa học trong bể đông tụ gồm sulphuric acid xấp xỉ 10%, và các phụ gia như natri và kẽm sulphate và một lượng nhỏ glucose. Những phụ gia này làm chậm quá trình đông tụ lớp ngoài của tơ, để cho lớp ngoài và phần lõi của tơ đông tụ cùng một lúc. Bằng cách thay đổi thành phần trong bể đông tụ, thời gian đông tụ và quy trình kéo giãn tơ, ta có thể tạo ra các tơ không có phần lõi, tất cả là lớp bên ngoài 100%. Chúng được gọi là tơ polynosic, có bề mặt đều, mượt (do sự co rút giảm), độ bền và độ bền ướt cao, giảm rất ít chỉ khoảng 15 – 20% so với khi ở trạng thái khô.

Tơ nhân tạo có thể được dùng để gia cường cho cao su hoặc polymer; trong những ứng dụng cần chủ yếu là tính xốp hơn là tính bền (như kết dính) có thể sử dụng tơ staple, tơ có chiều dài ngắn hơn tơ nhân tạo thông thường.

Tóm tắt từ tài liệu The Application of Textiles in Rubber, David B. Wootton, iSmithers Rapra Publishing, 2001, trang 21 - 23

(vtp-vlab-caosuviet)

Quá trình ép tiêm cao su

So với quá trình đúc khuôn ép và chạy, đúc khuôn tiêm có mức yêu cầu khắc khe hơn về vật liệu, quy trình và thiết kế. Cao su trong quá trình đúc khuôn tiêm tiếp xúc với nhiệt độ cao trong thời gian dài nên đòi hỏi phải có thời gian tự lưu dài hơn. Thép sử dụng cũng phải có chất lượng cao để chịu được nhiệt độ và áp suất cao. Ngoài ra, phải kể đến sự phức tạp trong thiết kế quy trình, khuôn và sự tự động hóa của phương pháp ép tiêm, điều này làm cải thiện cả năng suất và chất lượng sản phẩm, ổn định và đồng đều hơn. Hình dưới đây minh họa một máy ép tiêm trục vít chuyển động qua lại.

Nguyên lý hoạt động chung của máy ép tiêm như sau. Máy sử dụng một trục vít có chức năng cả xoắn và đẩy. Đầu tiên, trúc vít xoay tròn di chuyển từ từ sang trái, làm tăng thể tích khoang tiêm. Tuy di chuyển sang trái nhưng do tác động xoay tròn của trục vít, cao su được kéo từ phễu nhập liệu vào trong ống và chuyển nó tới khoang tiêm. Nhiệt từ quá trình di chuyển cộng với nhiệt được truyền từ lưu chất gia nhiệt làm nhiệt độ cao su tăng cao. Khi lượng cao su trong khoang tiêm đủ để điền đầy lỗ khuôn và cao su có độ nhớt đủ thấp (do nhiệt độ hợp chất cao su tăng lên) để có thể ép vào trong khuôn, trục vít ngừng xoay và di chuyển từ từ sang phải, tác động lực ép lên hợp chất cao su và đẩy nó vào lỗ khuôn. Sau đó, hợp chất cao su kết mạng trong một khoảng thời gian nhất định tùy công thức cụ thể.

Có nhiều hình dạng của mẫu cao su cho vào máy ép tiêm như dạng mảnh, dạng hạt và dạng bột; thường sử dụng nhất là dạng mảnh dài. Đa số các hợp chất cao su ở dạng hạt, bột có khuynh hướng kết tụ, gây khó khăn cho quá trình gia công.

Tham khảo từ tài liệu Engineered Rubber Products - Introduction to Design, Manufacture and Testing, John G. Sommer, Hanser Publications, 2009, trang 42 - 44

(vtp-vlab-caosuviet)

Quá trình trộn than đen với cao su

Quá trình trộn các hóa chất như các chất độn, dầu, chất lưu hóa và chất ổn định vào cao su đạt kết quả tốt khi chúng phân bố đều trong cao su. Thực tế trong quá trình trộn, nhiều loại cao su và nhiều loại hóa chất khác nhau được sử dụng cùng một lúc, quá trình trở nên phức tạp. Để đơn giản, ta xem xét quá trình trộn lẫn một loại cao su và một loại chất độn gia cường, thông dụng nhất là than đen, trong máy trộn kín.

Quá trình trộn lẫn cao su với than đen được thực hiện qua nhiều giai đoạn: nghiền cao su, kết hợp, phân tán và phân bố. Nghiền cao su để nó đạt được trạng thái phù hợp với quá trình trộn lẫn than đen (xem các trạng thái cán cao su tại đây). Kết hợp là quá trình mà than đen nói riêng và các hóa chất nói chung đi vào bên trong cao su. Tiếp theo, quá trình phân tán làm giảm kích thước các hạt, các khối kết tụ than đen thành các hạt rất nhỏ. Cuối cùng là quá trình phân bố các hạt này động đều trong cao su, để đạt được một hệ đồng thể ở cấp độ vĩ mô.

Trong giai đoạn cán nghiền cao su, trạng thái của cao su ở vùng II là phù hợp nhất, dạng rắn, co giãn và có tính đàn hồi cao, mặc dù giai đoạn kết hợp cao su với than đen không tốt bằng khi cao su ở trạng thái của vùng IV, cao su mềm, có tính dẻo cao. Tuy nhiên trong giai đoạn phân tán, trạng thái của cao su ở vùng II có tính đàn hồi cao, giúp truyền ứng suất từ máy trộn tới than đen thông qua môi trường cao su hiệu quả hơn, giúp giảm kích thước và phân tán than đen tốt hơn. Tới giai đoạn này, than đen chỉ mới được chuyển thành các hạt có kích thước rất nhỏ. Việc phân bố đồng đều các hạt này trong cao su đòi hỏi cao su chuyển động xoay tròn không ngừng trong khoang trộn, không có phần ứ đọng lại. Vì thế không bao giờ làm đầy khoang trộn 100%.

Tóm tắt từ tài liệu The Science and Practice of Rubber Mixing, Nobuyuki Nakajima, Smithers Rapra Press, 2000, trang 33 - 34

(vtp-vlab-caosuviet)

Khuôn chạy

Khuôn chạy (transfer mold) và khuôn ép (compression mold) có một vài đặc điểm tương đồng với nhau. Nhìn chung, khuôn chạy chứa nhiều thành phần (pit-tông, vùng ép chạy và đế khuôn) hơn khuôn ép nên sự thẳng hàng giữa các bộ phận là quan trọng. Vì vậy, các chốt định vị phải phải được sử dụng, trong khi điều này là không bắt buộc đối với những khuôn ép đơn giản. Hình sau đây sẽ minh họa một khuôn chạy tiêu biểu.

Quá trình đúc khuôn chạy có thể được hình dung như sau. Đầu tiên, mẫu cao su được cho vào vùng ép chạy; sau đó, pit-tông ép cao su làm đầy vùng ép chạy, cao su chảy qua đường chạy để điền đầy các lỗ khuôn. Sau khi kết mạng xong, chi tiết đúc khuôn được lấy ra khỏi khuôn và tấm cao su còn sót lại ở vùng ép chạy được loại bỏ dễ dàng vì phần nối của nó với chi tiết rất dễ xé. So với khuôn ép, khuôn chạy có một số đặc điểm sau.

Đầu tiên là những ưu điểm. Khuôn chạy phù hợp với các chi tiết cao su phức tạp, gồm nhiều thành phần cấu thành, đặc biệt trong trường hợp kết dính cao su với các chi tiết khác. Trong khuôn chạy, các chi tiết kết dính thêm vào duy trì ở một vị trí dự định trước trong lỗ khuôn kín tốt hơn so với khuôn ép. Quá trình ép, làm chảy cao su trong khuôn ép có thể làm thay đổi vị trí chi tiết kết dính, gây hư hỏng sản phẩm hoặc thâm chí gây hư hỏng khuôn. Hơn nữa, cao su sau khi qua đường chạy vào lỗ khuôn có bề mặt ngoài hoàn toàn mới, không bám dính bụi bẩn, dầu mỡ trong quá trình thao tác, nên tạo sự kết dính tốt hơn. Các ưu điểm khác như: một mẫu cao su trong vùng ép chạy có thể chảy vào nhiều lỗ khuôn cùng một lúc, rút ngắn thời gian thực hiện sản phẩm; hình dạng và thể tích mẫu cao su ban đầu không làm thay đổi nhiều đến chi tiết đúc khuôn chạy; bề dày phần cao su dư giảm xuống.

Tuy nhiên, khuôn chạy cũng có một số hạn chế. Hạn chế rõ nhất là sự phức tạp và chi phí gia công khuôn chạy cao hơn khuôn ép. Khuôn chạy bị giới hạn và không phù hợp cho các hợp chất cao su có độ nhớt quá cao, chúng không thể chảy qua đường chạy. Cuối cùng, quá trình truyền nhiệt từ đế trên của máy ép không hiệu quả do nhiệt phải truyền qua phần cao su còn sót lại trong vùng ép chạy và phần cao su này cũng phải loại bỏ khi lấy sản phẩm khỏi khuôn.

Tóm tắt từ tài liệu Engineered Rubber Products - Introduction to Design, Manufacture and Testing, John G. Sommer, Hanser Publications, 2009, trang 39 - 40

(vtp-vlab-caosuviet)

Nanocoatings Can Boost Building Energy Efficiency

The coating for building envelopes is applied with standard paint application equipment, and is fairly invisible over most surfaces, except glass. Over factory windows or skylights, the coating will give a slightly frosted look, and allow through visible light while reducing heat conduction and UV penetration. Reduction of thermal transmission as tested to ISO 8990:1999 “Standard Test Method for Steady-State Thermal Performance of Building Assemblies” over 8 cm cement wall sections with plaster on both sides, was 34.8% at a standard three-coat coverage, which is approximately 6-7 mils dry film thickness. Product cost is 53 cents per square foot.

Heat Gain Reduced at Government Data Center

The U.S.-made technology has been adopted rapidly by other countries, which tend to adopt new technologies more quickly than their U.S. corporate counterparts. Nanocoating has been used as a sustainable solution in the Suvarnabhumi International Airport in Bangkok, Thailand, and in Mexico, the government Heath and Social Security Administration (IMSS) used it in 2009 on the roof of its Cenati location in Monterrey.

This location houses the data servers that hold the electronic patient health records that are interchanged between clinics and hospitals. The insulation solved an issue with the servers shutting down due to overheating in the summer months. After applying the coating and comparing year-over-year internal ambient temperature measurements, they confirmed reduction of the interior temperature by 27%. The issue with server shutdown was resolved.

Planning a Nanocoating Implementation

The first step is to assess where the most heat loss is occurring in the building envelope - walls, roof, windows, walls between heated and cooled areas, etc. Windows tend to be the largest “hole” in a thermal building envelope, depending upon design, so if a building has a large amount of the envelope coverage area as windows, this may be the first place to turn your attention.

A benefit of a paint-on application is the flexibility to apply thermal coatings over an entire building envelope at once, or divide the application into zones to be applied over time, either by your maintenance crew or painting contractor, focusing on the highest energy-saving potential first. This allows companies the flexibility of fitting an energy-efficiency retrofit of their building into their budgets and using energy savings from initial installations to pay for subsequent installations to other areas of the building or other facilities.

When estimating ROI, the nanocoating manufacturer recommends using the range of reported energy savings of 20% to 40% and estimating reduction of energy used for heating and cooling in three scenarios for an overall picture: low (20% savings), medium (30% savings), and high (40% savings). This type of calculation will allow an estimate of ROI based upon best- and worst-case scenarios.

When looking at the benefits of increasing energy efficiency, you may be able to factor in other benefits that may provide additional cost savings, such as increased comfort levels for personnel and life of heat-sensitive electronics; extended life of property due to UV, corrosion and moisture resistance; savings from cleaner, mold-resistant exterior surfaces; and improved health of the building by using a thin-film insulation that doesn’t harbor moisture, mold, mildew and vermin.

As with any efficiency upgrade, do your homework and take a look at current costs and potential savings. Using new nanotechnology-based solutions to reduce building operational costs can put you on the leading edge of sustainability and offer an advantage over competitors who may not be as tech-savvy about the new range of nanocoatings and their benefits.

Nguồn: http://en.puworld.com/news_article-394645810.html

Bài toán

Blog viết cho nhân viên

Những việc đơn giản

Có thể đã có gì không ổn khi nhìn một vấn đề và thấy đơn giản.

Tự thân mọi việc luôn trình diễn không che đậy mọi thứ mình có. Mỗi người khi quan sát và thu nhận rất khác nhau. Do thu nhận khác nhau, nên vui và buồn cũng khác. Từ đó, có thể sinh ra một thứ giàu nghèo mới. Giàu nghèo về cảm nhận.

Những việc phức tạp

Một ván cờ có mức độ phức tạp khác nhau tùy nơi người chơi.

Cùng một ván chơi, mỗi người có sự căng thẳng khác nhau. Sự phức tạp và đơn giản cùng ở một nơi.  Phức tạp có thể không phải là tập hợp những điều giản đơn. Có thể không phải chẻ nhỏ những rối rắm là được những đơn vị. 

Bài toán

Không phải những thứ phức tạp mới là bài toán.

Không phải những thứ giản đơn là không cần giải đáp.

Cũng có thể chúng ta đã bế tắc khi cứ ngỡ những chuyện phức tạp là luôn cần phải giải. 

Có thể cuộc sống không còn thú vị khi mọi thứ đều cho là đơn giản - và không cần phải giải.

Phương pháp giải bài toán

Có thể vì cần đáp số, luôn đi tìm đáp số - nên nhiều bài toán giải không ra.

Trong quản trị, trong cuộc sống, khi bất chợt thấy sự trật tự thì khi đó bài toán đã được hoàn thành.

Khi nhìn mọi thứ có một trật tự, thì không còn gì phải làm nữa...

nguyentuonglinh

17/5/2012

Nguồn: http://nguyentuonglinh.blogspot.com/

Handbook of Elastomers

Sách của nhà xuất bản CRC Press, được biên soạn bởi đồng tác giả Anil K. Bhowmick, Howard L. Stephens. Sách dày 944 trang, được xuất bản vào ngày 02/11/2000.

Tính đến thời điểm lúc bấy giờ, năm 2000, đã 10 năm trôi qua từ khi ấn bản đầu tiên được xuất bản. Vì sự thành công của nó trong giảng dạy, nghiên cứu và sản xuất trên toàn thế giới, nhóm tác giả này đã quyết định xuất bản tiếp ấn bản thứ 2.

Dựa trên thành công của ấn bản đầu tiên, cấu trúc sách trong ấn bản thứ 2 này thay đổi không nhiều. Một vài chương mới đã được thêm vào, những loại cao su không còn thông dụng đã bị loại bỏ. Sách gồm 36 chương, mỗi chương được viết bởi một hoặc một nhóm chuyên gia về một đề tài cao su cụ thể.

Contents:

1. Guayule Rubber

2. Hevea Natural Rubber

3. Modified Natural Rubber

4. Chemical Modification of Synthetic Elastomers

5. Liquid Rubber

6. Powdered Rubber

7. Rubber-Rubber Blends: Part I

8. Rubber-Rubber Blends: Part II, New Developments

9. Short Fiber-Filled Rubber Composites

10. Thermoplastic Elastomeric Rubber-Plastic Blends

11. Thermoplastic Styrenic Block Copolymers

12. Polyester Thermoplastic Elastomers: Part I

13. Polyester Thermoplastic Elastomers: Part II	25. Poly(propylene oxide) Elastomers
14. Thermoplastic Polyurethane Elastomers	26. Polyalkenylenes
15. Thermoplastic Polyamide Elastomers	27. Polytetrahydrofuran
16. Ionomeric Thermoplastic Elastomers	28. Crosslinked Polyethylene
17. Miscellaneous Thermoplastic Elastomers	29. Millable Polyurethane Elastomers
18. Halogen-Containing Elastomers	30. Cast Polyurethane Elastomers
19. Tetrafluoroethylene - Propylene Rubber,	31. Polynorbornene Rubber
20. Carboxylated Rubber	32. Nitrile and Hydrogenated Nitrile Rubber
21. Polyphosphazene Elastomers	33. Diene-Based Elastomers
22. Advances in Silicone Rubber Technology: Part I, 1944-1986	34. Recycling of Rubber
23. Advances in Silicone Rubber Technology: Part 11, 1987-Present	35. EPDM Rubber Technology
24. Acrylic-Based Elastomers	36. Isobutylene-Based Elastomers

Sách cung cấp những thông tin về sự phát triển, kỹ thuật, và những ứng dụng của vật liệu cao su, tập trung vào các kỹ thuật sản xuất và chi tiết về quy trình gia công, xử lý cao su thiên nhiên và cao su tổng hợp, hỗn hợp cao su, vật liệu tổng hợp cao su, vật liệu đàn hồi nhiệt dẻo; 80% thông tin được cập nhật và viết lại so với ấn bản thứ nhất.

Tham khảo Handbook of Elastomers, Anil K. Bhowmick và Howard L. Stephens, CRC Press, 2000, trang V – IX và trang web www.amazon.com
(vtp-vlab-caosuviet)

Sợi aramid

Aramid là các polyamide thơm. Mặc dù công thức hóa học của chúng rất gần với nylon (polyamide no), nhưng việc thay thế mạch carbon no bằng mạch carbon thơm tạo nên sự thay đổi đáng kể trong tính chất của sợi tơ aramid tạo thành.

Sợi tơ aramid đầu tiên là Nomex của  DuPont. Sợi này có  độ dai trung bình, không cháy nên được dùng làm áo chống cháy. Các loại sợi hiện nay như Kevlar (DuPont), Twaron (Akzo Nobel Fibres) là các sợi tơ poly-p-phenylene terephthalamide. Quy trình tổng hợp sợi này như sau: aniline được acetylate hóa và sau đó được nitro hóa để tạo dẫn xuất p-amino (chiếm hơn 90%); sự thủy phân kết hợp với sự khử tạo p-phenylene diamine; trong khi đó terephthalic acid phản ứng với chlorine để tạo thành terephthalic acid chloride. Nó phản ứng với diamine tạo thành aramid.

Vì aramid không nóng chảy nên không thể nung nóng chảy và ép nó qua bộ phận tạo tơ. Vấn đề chính trong sản xuất sợi aramid là lựa chọn đúng dung môi cho cả quá trình polymer hóa và quá trình tạo và xe tơ. Dung môi thích hợp là hệ dung môi trong acid sulphuric. Trong hệ dung môi này, hàm lượng các polymer trong dund dịch đủ cho quá trình tạo tơ và sự định hướng tốt của polymer trong các pha tinh thể lỏng tạo nên độ bền và mô-đun của sợi aramid rất cao, mặc dù số đơn vị lặp lại trong một phân tử aramid trung bình không lớn hơn 100, thấp hơn nhiều so với cellulose, nylon, polyester. Sau khi thực hiện xong phản ứng, dung dịch được ép qua bộ phận tạo tơ chỉ trước khi bể đông tụ. Điều này cho phép polymer định hướng tốt hơn trong dung dịch trước khi đông tụ, khi được chảy qua bộ phận tạo tơ. Các sợi được xe từ các tơ này bền hơn rất nhiều.

Tham khảo từ tài liệu The Application of Textiles in Rubber, David B. Wootton, iSmithers Rapra Publishing, 2001, trang 28 - 30

(vtp-vlab-caosuviet)

Phần cao su dư của sản phẩm đúc khuôn ép

Phần cao su dư là phần phải được loại bỏ đi trong công đoạn thành phẩm. Tuy nhiên trong quá trình đúc khuôn ép, nó có một số lợi ích nhất định. Ta sẽ xem xét đến vấn đề này.

Nhìn chung, các chi tiết cao su được đúc khuôn ép có phần cao su dư dày hơn so với các chi tiết được đúc khuôn tiêm (injection) hoặc chuyển (transfer). Điều này là do trong quá trình đúc khuôn ép, các mẫu cao su được cho vào một khuôn mở, không phải là khuôn kín như đúc khuôn tiêm hoặc chuyển. Bề dày phần cao su dư này phụ thuộc vào các yếu tố như độ nhớt của hợp chất cao su, độ phức tạp của lỗ khuôn, hình dạng mẫu cao su ban đầu, và áp lực đóng kín khuôn. Sau khi lấy sản phẩm khỏi khuôn, phần cao su dư được loại bỏ bằng kéo, khuôn cắt, hoặc đông lạnh và bẻ gãy vì lúc này nó rất giòn. Phần dư cao su này là cần thiết vì nó đảm bảo cao su điền đầy khuôn hoàn toàn và duy trì một áp lực cố định trong quá trình hình thành sản phẩm cao su. Tuy nhiên, nó không quá dày vì điều này có thể làm ảnh hưởng đến chức năng hoạt động của sản phẩm.

Ngoài ra, trong quá trình lấy sản phẩm ra khỏi khuôn nếu gắn các sản phẩm với phần cao su dư, ta có thể lấy chúng ra dễ dàng dưới dạng tấm. Điều này đặc biệt có ích trong trường hợp khuôn có nhiều sản phẩm (nhiều lỗ khuôn), việc lấy từng sản phẩm riêng lẻ tốn rất nhiều thời gian. Bên cạnh đó, trong một số trường hợp sản phẩm có các hình dạng phức tạp như các mấu chắn ngang làm cho việc lấy riêng lẻ chúng ra khỏi khuôn là rất khó khăn, bằng cách gắn với phần cao su dư, ta có thể giải quyết vấn đề này.

Tóm tắt từ tài liệu Engineered Rubber Products - Introduction to Design, Manufacture and Testing, John G. Sommer, Hanser Publications, 2009, trang 37 - 39

(vtp-vlab-caosuviet)

Giải thích khoa học các trạng thái cán của cao su

Có 4 trạng thái cán cao su tiêu biểu (xem “Các trạng thái của cao su trong quá trình cán trộn” tại đây), tùy thuộc vào từng loại cao su mà thể hiện các trạng thái cán khác nhau. Đối với một vài loại cao su, quá trình cán bắt đầu từ vùng I và kết thúc ở vùng II; những loại cao su khác, trạng thái cán duy trì ở vùng II trong suốt quá trình cán, còn một số loại cao su bắt đầu từ vùng II và đi tới vùng III hoặc IV. Sự giải thích khoa học cho 4 vùng trạng thái cán như sau.

Trong vùng I, cao su quá cứng có nghĩa là mô-đun đàn hồi cao; còn trong vùng II cao su hình thành một vòng khít bao quanh trục cán do nó mềm hơn, mô-đun đàn hồi thấp hơn. Trong vùng I và II, tính đàn hồi của cao su là yếu tố điều khiển. Tính đàn hồi là khả năng phục hồi lại trạng thái ban đầu khi ngoại lực làm biến dạng ngừng tác động. Mặc dù, tính đàn hồi của cao su trong vùng I và II chiếm ưu thế nhưng ta thấy nhiệt độ của cao su tăng lên theo tiến trình cán; đó là năng lượng do ma sát nội, chính là sự đóng góp của tính nhớt. Vật liệu nói chung và cao su nói riêng đều có cả tính nhớt và tính đàn hồi, tùy vào điều kiện cụ thể mà một trong chúng trội hơn. Chúng ta hãy xem xét khía cạnh năng lượng của vấn đề này. Khi một năng lượng cơ học nhất định được truyền vào cao su. Một phần năng lượng này được tích trữ dưới dạng năng lượng đàn hồi và phần còn lại được tích trữ dưới dạng nhiệt, do ma sát nội sinh ra. Phần năng lượng được chuyển thành nhiệt tiêu hao và làm cho cao su nóng lên, chỉ có phần năng lượng đàn hồi được hồi phục hiệu quả từ sự biến dạng. Vì vậy, trong vùng I và II, tỷ số năng lượng tích trữ trên năng lượng tiêu hao là rất cao. Trong vùng IV, mô-đun đàn hồi trở nên thấp hơn nhiều so với vùng II, nó ở trạng thái chảy, dính và biến dạng vĩnh viễn khi có ngoại lực tác động. Trong vùng này, tính nhớt là yếu tố điểu khiển. Còn trong vùng III là vùng biên giới mà tính đàn hồi và tính nhớt cạnh tranh với nhau để điều khiển trạng thái chung của cao su. Các tấm cao su được cán từ vùng này không đều có những khu vực trên tấm cao su là vùng II, những khu vực khác là vùng IV, chúng đan xen lẫn nhau, tạo nên hiện tượng võng xuống.

Ta thấy nhiệt độ là một yếu tố (động lực) trạng thái quan trọng. Nhờ sự tăng nhiệt độ trong quá trình cán cao su mà cao su thay đổi trạng thái từ vùng I tới vùng IV. Do đó, thay vì tính nhớt của cao su được nhiệt tạo ra (do ma sát nội), ta có thể gia nhiệt ngoài máy hoặc cao su để mang đến một sự thay đổi tính nhớt tương tự, điều này rất có ích cho những máy cán, nghiền cao su kín, không thay đổi được kích thước khe cán hoặc các loại cao su có tính đàn hồi ban đầu rất cao.

Tham khảo từ tài liệu The Science and Practice of Rubber Mixing, Nobuyuki Nakajima, Smithers Rapra Press, 2000, trang 25 - 27

(vtp-vlab-caosuviet)

Rãnh chảy tràn trong khuôn ép cao su

Thiết kế rãnh chảy tràn có ảnh nhiều đến khuôn ép cao su. Có nhiều hình dạng rãnh chảy tràn khác nhau, được minh hoạ cụ thể ở hình vẽ bên dưới.

Các mặt cắt ngang rãnh chảy tràn
(a) Nửa hình tròn sâu (b) Nửa hình tròn sâu được vuốt thon
(c) Hình thang; (d) Chiều sâu giảm; (e) Hình giọt nước; (f) Hình tròn đều

Rãnh ở hình (a) tăng thêm chiều sâu của rãnh nửa hình tròn, giúp làm tăng thể tích chứa phần cao su chảy tràn mà không cần tăng chiều rộng của rãnh. Điều này cho phép các lỗ khuôn đặt gần nhau hơn, số lỗ khuôn trên một đế tăng lên, làm tăng năng suất sản phẩm. Tuy nhiên, các rãnh khuôn dạng này có một số hạn chế: do rãnh sâu hơn nên việc lấy cao su lưu hóa ra khỏi khuôn khó khăn hơn, ảnh hưởng đến bề mặt sản phẩm; ngoài ra độ cứng của thành khuôn xung quanh phần rãnh giảm xuống, làm tăng khả năng biến dạng khuôn, giảm độ bền của khuôn. Để giải quyết hai vấn đề trên, các rãnh khuôn được vuốt thon như hình (b), tuy nhiên, chi phí gia công khuôn lại tăng lên.

Đối với các đế khuôn mỏng, các rãnh hình thang là phù hợp hơn. Nhưng vì nó dễ đóng bẩn ở các góc sắc cạnh nên các góc ở đáy của nó được vuốt tròn để hạn chế vấn đề này. Ta cũng có thể dùng các rãnh ở hình (d), (e). So với rãnh ở hình (a), các rãnh ở hình (c), (d) và (e) cứng hơn, nhưng tương đối khó gia công và bề rộng phải tăng lên khá nhiều để đạt được thể tích tương tự như thể tích của rãnh ở hình (a), làm tăng khoảng cách giữa các lỗ khuôn, giảm năng suất.

Rãnh ở hình (f) tạo nên thể tích chứa cao su tương đối lớn tính trên một đơn vị diện tích đế khuôn. Tuy nhiên, hạn chế chính của nó là quá trình gia công phức tạp hơn rất nhiều (tạo rãnh ở đế trên và đế dưới), đòi hỏi sự chính xác, ăn khớp cao và yêu cầu phải có các chốt định vị trong quá trình đúc khuôn, dẫn đến chi phí gia công cao.

Tóm tắt từ tài liệu Engineered Rubber Products - Introduction to Design, Manufacture and Testing, John G. Sommer, Hanser Publications, 2009, trang 35 - 36

(vtp-vlab-caosuviet)

Some flame retardants make fires more dangerous

A report delivered at the National Meeting & Exposition of the American Chemical Society (ACS) claims that some of the flame retardants added to items such as carpets and furniture upholstery are actually increasing the danger of invisible toxic gases.

These gases are the number one cause of death in fires, according to Anna Stec, who led the research, which focused on the most widely used category of flame retardants, which contain the chemical element bromine. Scientists term these “halogen-based” flame retardants because bromine is in a group of elements called halogens.

“Halogen-based flame retardants are effective in reducing the ignitability of materials,” Stec said. “We found, however, that flame retardants have the undesirable effect of increasing the amounts of carbon monoxide and hydrogen cyanide released during combustion.”

Stec, of the University of Central Lancashire, Centre for Fire and Hazards Science in the United Kingdom, spoke at an ACS symposium on “Fire and Polymers,” which included 60 presentations.

These brominated flame retardants are used in a wide range of products including those made from polyurethane, such as mattresses, furniture, and car and airline seats.

Almost 10 000 deaths from fires occur in industrialized countries worldwide each year, including about 3500 in the US, according to a ACS news release, which added that it is the inhalation of toxic gases released by burning materials, not burns, that causes the most deaths and most of the serious injuries.

Stec’s team set out to determine the effects of flame retardants on the production of those gases. The scientists tested brominated flame retardants with antimony synergists, mineral-based flame retardants and intumescent agents, which swell when heated, forming a barrier that flames cannot penetrate.

Unlike the halogen-based retardants, mineral-based fire retardants have little effect on fire toxicity. Most intumescent fire retardants reduce the amount of potentially toxic gases released in a fire, the study found.

Nguồn: http://en.puworld.com/news_article-394643171.html

Tài liệu cao su: Lịch sử phát triển đồn điền cao su (phần 3)

Xem phần 1, 2 tại đây

Trong khi đó ở bán đảo Malaysia, 22 cây con Hevea đến từ Singapore vào năm 1877 đã đặt nền tảng cho sự phát triển của đồn điền cao su ở Malaysia sau này. Thật sự, chính quyền địa phương không quan tâm nhiều tới ý tưởng trồng các loại cây này do việc khai khoáng mang lại nhiều lợi nhuận hơn. Lúc đầu, Murton trồng 10 cây con ở Vườn thực vật học Singapore. Sau đó, ông trồng tiếp 10 cây con khác ở Phủ thống sứ, ở Kuala Kangsar; trong đó 9 cây con được trồng ở vườn Phủ thống sứ, còn cây còn lại được trồng ở Taiping. Một trong 9 cây con đó vẫn còn tồn tại cho tới ngày nay.

Ban đầu, những điều tra về cây Hevea và các cây trồng bản xứ tạo ra cao su của Murton và Cantly cho thấy các cây bản xứ có giá trị kinh tế cao hơn, những cây Hevea phải được trồng ít nhất là 5 năm mới bắt đầu thu hoạch được. Tuy nhiên đến năm 1888, Henry Ridley được bổ nhiệm làm giám đốc Vườn thực vật học Singapore, đã đề nghị chính phủ xem xét trồng loại cây Hevea ở quy mô lớn hơn. Cũng giống như tiến sĩ Trimen ở Sri Lanka, ông cũng nghiên cứu các phương pháp trồng trọt và thu latex cao su để tối ưu năng suất cao su thu được. Ông đã xuất bản ý tưởng của mình vào năm 1897, các người trồng cao su đã làm theo và năng suất thu latex đạt được rất cao, làm cho quá trình sản xuất cao su có thể mang lại lợi nhuận.

Một yếu tố khác thúc đẩy Malaysia trồng cao su là do hàng hóa nông nghiệp từ Brazil. Lúc đầu rất nhiều người trồng phát triển các đồn điền cà phê do giá cà phê ở Brazil lúc này rất cao. Nhưng đến giữa những năm 1890, các vấn đề ở Brazil đã được giải quyết, giá cà phê giảm xuống. Trong khi đó, dịch nấm mốc bắt đầu xuất hiện và tấn công các giống cây trồng ở Malaysia. Thị trường cà phê sụp đổ, rất nhiều người trồng bắt đầu chuyển sang phát triển các đồn điền cao su. Từ đó, đồn điền cao su ở Malaysia phát triển rất mạnh, diện tích trồng cao su tăng với tốc độ cực nhanh qua các năm: năm 1898 là 2 000 mẫu (arce), năm 1900 là 6000 mẫu; năm 1905 là 46 000 mẫu; năm 1910 là 540 000 mẫu; và năm 1920 là 2 180 000 mẫu.

(hết)

Tham khảo từ sách Tears of the tree, John Loadman, Oxford University Press, 2005, trang 99 – 102

(vtp-vlab-caosuviet)

Polymer Data Handbook

Sách này của nhà xuất bản Oxford University Press, được biên soạn bởi tác giả James E. Mark. Sách dày 1040 trang, được xuất bản vào ngày 25/02/1999.

Đây là ấn bản đầu tiên của sách, nó cung cấp những thông tin súc tích về quá trình tổng hợp, cấu trúc, tính chất và ứng dụng của các loại vật liệu polymer thông dụng nhất. Những dữ liệu này được sắp xếp dưới dạng bảng giúp cho người đọc tiếp cận, tra cứu dễ dàng. Chúng có được từ những ứng dụng công nghiệp, những nghiên cứu về các ứng dụng mới hoặc mang tính học thuật.

Các loại polymer được lựa chọn giới thiệu trong sách này phải đáp ứng những tiêu chí sau. Đầu tiên là tầm quan trọng của chúng trên thị trường hiện tại, việc ứng dụng rộng rãi chúng trong nhiều loại vật liệu thương mại khác nhau. Tiếp theo là các loại polymer có ứng dụng mới, rất hay nhưng chưa được thương mại rộng rãi như tính dẫn điện, tính quang học phi tuyến (nonlinear), giúp cho người đọc cảm thấy thích thú và phát triển chúng sau này. Tiêu chuẩn cuối cùng là những polymer được quan tâm một cách đặc biệt, chúng được sử dụng trong những nghiên cứu về tác động của quá trình làm cứng mạch, tính tự gắn kết và các quá trình hóa sinh. Dựa trên những tiêu chuẩn này, hơn 200 loại polymer được lựa chọn để giới thiệu trong sách.

Các dữ liệu trong sách được viết bởi các tác giả là chuyên gia của một loại polymer nhất định. Các tác giả đã chọn lựa những dữ liệu này cẩn thận, có tính chọn lọc, thích hợp và có độ tin cậy cao. Các thông tin này sau đó được kiểm tra lại từ một hoặc nhiều tài liệu tham khảo khác để đảm bảo tính chính xác. Ngoài ra, các thông tin trong sách cũng được xem xét cẩn thận để đạt được tính nhất quán cao nhất, đặc biệt về thuật ngữ, kí hiệu và đơn vị.

Tham khảo tài liệu Polymer Data Handbook, James E. Mark, Oxford University Press, 1999

(vtp-vlab-caosuviet)