Vật liệu nhựa

Nhựa là gì? Và các loại vật liệu nhựa là những loại vật liệu nhựa gì? Đây là câu hỏi tổng quát cho một ngành kỹ thuật rộng lớn. Hãy cùng chúng tôi tìm hiểu nhanh qua bài viết này!

1. Nhựa là gì

Ngày xưa, “nhựa” là cách gọi dân gian, để gọi nhựa thiên nhiên chảy ra từ cây, kiểu như: Nhựa mít, nhựa sung, nhựa cao su,… Sau này, khi con người sáng tạo ra các loại vật liệu nhựa tổng hợp (làm từ dầu mỏ) để làm ra hàng triệu đồ dùng, thì “nhựa” được hiểu theo nghĩa công nghiệp là: Polymer – chuỗi phân tử siêu dài, siêu dẻo và siêu nhiều ứng dụng.

Nhựa trong tiếng Anh là “Plastic” vốn bắt nguồn từ “Plastikos” (πλαστικός) của tiếng Hy Lạp cổ, nghĩa là “có thể đúc, uốn, định hình”. Còn trong dân gian Việt Nam, nhựa có thể được gọi là “keo” vì dính, hay vẫn giữ tên gọi là “mủ” khi nói đến các chất tiết ra từ cây cối.

2. Sự ra đời của vật liệu nhựa

Lịch sử của nhựa, đặc biệt là các loại vật liệu nhựa tổng hợp, bắt đầu từ thế kỷ 19 với những vật liệu nhựa tự nhiên được biến đổi để tạo ra các vật liệu dẻo như celluloid và parkesine

• Năm 1862: Alexander Parkes giới thiệu Parkesine, được xem là loại nhựa bán tổng hợp đầu tiên nhằm thay thế thành phần có trong ngà voi và sừng
• Cuối thế kỷ 19: John Wesley Hyatt cải tiến thành Celluloid, giúp mở đầu cho việc ứng dụng nhựa trong công nghiệp, dù vẫn còn hạn chế về độ cháy và khả năng gia công
• Năm 1907: Leo Baekeland tạo ra Bakelite, loại nhựa tổng hợp hoàn toàn đầu tiên, cách điện, chịu nhiệt tốt, mở đầu cho việc sản xuất hàng loạt các sản phẩm công nghiệp
• Thập niên 1920: Hermann Staudinger phát hiện ra cấu trúc Polymer, đặt nền móng cho nhựa hiện đại
• Năm 1939: DuPont giới thiệu nylon, nhanh chóng được ứng dụng trong quân sự và may mặc
• Từ 1914 ~ 1930: Các loại vật liệu nhựa như PVC, polystyrene, PMMA được phát triển và ứng dụng rộng rãi trong xây dựng, công nghiệp và tiêu dùng
• Thập niên 1940 trở đi: Các loại vật liệu nhựa nhiệt dẻo khác tiếp tục ra đời, đánh dấu thời kỳ bùng nổ ứng dụng nhựa trong mọi lĩnh vực từ bao bì, dệt may đến thiết bị gia dụng

3. Các loại vật liệu nhựa

Trong phạm vi công việc và các lĩnh vực kỹ thuật liên quan, dưới đây là các loại vật liệu nhựa phổ biến thường được sử dụng tại Vimi cũng như trong các ngành công nghiệp hiện đại:

3.1 Nhựa PVC

Nhựa PVC là một trong các loại vật liệu nhựa phổ biến nhất hiện nay, nhờ độ bền cơ học cao, giá thành đặc biệt rẻ, thân thiện với sức khỏe con người. PVC được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất ống dẫn nước, vỏ cáp điện, vật liệu xây dựng và các sản phẩm dân dụng.

3.2 Nhựa HDPE

Nhựa HDPE là loại nhựa có mật độ phân tử cao, bề mặt nhẵn, khả năng chịu hóa chất và chịu áp lực tốt. HDPE thường dùng để sản xuất ống cấp nước, bồn chứa hóa chất, túi ni-lông dày và bao bì công nghiệp.

3.3 Nhựa uPVC

Là phiên bản không chứa chất hóa dẻo như PVC. Nhựa uPVC cứng, không giòn, chịu lực tốt, thường được ứng dụng trong hệ thống cấp thoát nước, khung cửa, ống thoát sàn và ống dẫn khí.

3.4 Nhựa PPR

Nhựa PPR có khả năng chịu nhiệt cao, chịu áp lực tốt và tuổi thọ sử dụng dài. Đây là một trong các loại vật liệu nhựa ưu tiên cho hệ thống ống nước nóng – lạnh trong các công trình dân dụng và công nghiệp.

3.5 Nhựa cPVC

Nhựa cPVC là phiên bản nâng cấp của PVC, đã được clo hóa để tăng khả năng chịu nhiệt, chống ăn mòn và chịu lực. Loại vật liệt nhựa này thích hợp sử dụng trong phòng cháy chữa cháy, hệ thống cấp hoặc nóng hoặc ứng dụng trong ngành xử lý hóa chất

3.6 Nhựa PTFE

Nhựa PTFE nổi bật nhờ khả năng chịu nhiệt cao, kháng hóa chất cực tốt và hệ số ma sát thấp. PTFE không dính, không thấm nước, không bị tác động bởi hầu hết axit, bazơ và dung môi. Đây là vật liệu nhựa chuyên dùng trong các môi trường khắc nghiệt như ngành hóa chất, thực phẩm, y tế và sản xuất thiết bị chống dính

3.7 Nhựa ABS

Nhựa ABS là loại nhựa kỹ thuật có độ cứng cao, khả năng chịu va đập tốt và dễ gia công. ABS có màu trắng ngà tự nhiên, dễ tạo hình và thường được sử dụng trong ngành điện, điện tử, linh kiện ô tô, vỏ máy, thiết bị gia dụng và các sản phẩm yêu cầu độ bền cơ học cao nhưng trọng lượng nhẹ

4. Đặc tính của nhựa là gì

Khi phân tích sâu hơn đặc tính của nhựa là gì, ta cần xét tới nhiều khía cạnh khác nhau, cụ thể như sau:

4.1 Đặc tính cơ học của nhựa là gì

Các loại nhựa có khả năng đàn hồi, chịu kéo, chịu uốn và chịu va đập tốt. Một số loại nhựa kỹ thuật có độ bền cơ học cao, đủ để thay thế kim loại trong một số ứng dụng. Ngoài ra, trọng lượng nhẹ của vật liệu nhựa giúp giảm tải cho công trình và thiết bị

4.2 Tính chất hóa học của nhựa là gì

Nhựa thường có khả năng chống ăn mòn, không bị oxy hóa hay phản ứng với nhiều loại axit, kiềm, muối hoặc dung môi. Đó là lý do nhựa được sử dụng phổ biến trong ngành hóa chất, thực phẩm, y tế và cấp thoát nước

4.3 Khả năng chịu nhiệt và cách điện của nhựa

Tùy vào từng loại, nhựa có khả năng chịu nhiệt từ mức cơ bản (dưới 60°C như uPVC) đến cao cấp (trên 200°C như PTFE). Một số loại còn có tính cách nhiệt tốt, không dẫn điện, phù hợp với ngành điện và điện tử

4.4 Màu sắc và tính thẩm mỹ của nhựa

Một trong những lợi thế lớn của nhựa là khả năng tạo màu linh hoạt và giữ màu lâu. Nhờ dễ tạo hình và xử lý bề mặt, nhựa đáp ứng tốt yêu cầu thẩm mỹ trong thiết kế công nghiệp, sản phẩm gia dụng và kiến trúc.

Từ các tính chất này, ta có thể hiểu nhựa là gì dưới góc nhìn kỹ thuật và công năng sử dụng.

4.5 Giá thành của các loại vật liệu nhựa trên thị trường

Giá nhựa dao động theo loại vật liệu, chất lượng và biến động nguyên liệu đầu vào (đặc biệt là dầu mỏ). Các loại nhựa thông dụng thường có giá tương đối rẻ, phù hợp sản xuất đại trà. Trong khi đó, nhựa kỹ thuật có giá cao hơn do tính năng chuyên dụng và khó gia công.

5. Nhựa tác động như thế nào đến môi trường

Nhựa mang lại nhiều tiện ích trong cuộc sống hiện đại, nhưng nếu không được quản lý và xử lý đúng cách, chúng gây ra nhiều hệ lụy nghiêm trọng cho môi trường:

• Khó phân hủy sinh học: Hầu hết các loại vật liệu nhựa truyền thống có nguồn gốc từ dầu mỏ và mất hàng trăm năm để phân hủy trong tự nhiên. Rác thải nhựa vì thế ngày càng tích tụ ở đại dương, sông ngòi và bãi rác.

• Ô nhiễm vi nhựa: Khi bị phân rã, vật liệu nhựa không biến mất mà vỡ thành hạt nhỏ li ti (vi nhựa), có thể xâm nhập vào chuỗi thức ăn và gây hại cho sức khỏe sinh vật và kể cả con người

• Phát thải khí độc: Quá trình sản xuất và đốt nhựa thải (nếu không kiểm soát) tạo ra CO₂ và các khí độc như Dioxin, góp phần vào ô nhiễm không khí và biến đổi khí hậu

• Ảnh hưởng đến động vật hoang dã: Nhiều loài sinh vật biển và chim thường nuốt phải nhựa hoặc bị mắc kẹt trong rác thải nhựa, gây thương tích hoặc tử vong

Tuy nhiên, trong vài năm trở lại đây, nhiều nỗ lực đã được triển khai nhằm giảm thiểu tác động tiêu cực của nhựa, chẳng hạn như:

• Phát triển các loại vật liệu nhựa sinh học và nhựa phân hủy sinh học có khả năng tự hủy trong môi trường tự nhiên.

• Thúc đẩy tái chế và áp dụng mô hình kinh tế tuần hoàn cho vật liệu nhựa

• Hạn chế nhựa dùng một lần, khuyến khích sử dụng các vật liệu thay thế thân thiện như giấy, tre, thủy tinh…