Nhựa Composite là gì? Ưu nhược điểm của nhựa Composite

Nhựa composite là loại vật liệu được sử dụng phổ biến hiện nay trong các sản phẩm công nghiệp và dân dụng. Vật liệu này không chỉ có giá thành thấp mà còn sở hữu nhiều đặc tính nổi bật như: có khả năng chống nước và độ bền cao, không bị giãn nở khi thời tiết thay đổi,… Để biết chi tiết hơn về cấu tạo, cũng như những ưu điểm, nhược điểm và ứng dụng của nhựa composite, hãy cùng Đại Nam Wall theo dõi bài viết dưới đây.

1. Nhựa composite là gì? 

Nhựa composite còn có tên gọi khác là nhựa FRP (Fibeglass Reinfored Plastic, có nghĩa là vật liệu composite cốt sợi thủy tinh và có đặc tính dẻo dai và khả năng chống lại sự tác động của hóa chất và môi trường.

Khác với các loại nhựa PVC, PE, PP, ABS…, nhựa composite là loại nhựa tổng hợp gồm hai hoặc nhiều pha. Pha được định nghĩa là thành phần cấu tạo hình thành cấu trúc của vật liệu composite. Trong đó, nhựa composite có 2 pha chính: 

Pha nhựa (pha liên tục): vật liệu nền là nhựa giúp các pha gián đoạn liên kết được với nhau để tạo một khối kết dính và thống nhất. Điều đó giúp chất liệu nền bảo vệ chất giá cường tránh các tác động từ môi trường bên ngoài cũng như ổn định màu sắc, giữ được độ dẻo dai, cách điện…
Pha chất độn (pha gián đoạn): vật liệu nhựa composite tăng cường giúp tăng độ bền cơ lý tính, tăng tính kết dính, chống ăn mòn, kháng hóa chất, chống xước bề mặt, truyền nhiệt, giải nhiệt… Mỗi pha chất độn sẽ được phân chia trong một pha liên tục. Có 2 kiểu nguyên liệu tăng cường là dạng cốt hạt và dạng cốt sợi (sợi dài hoặc ngắn). Các thành phần cốt lõi của vật liệu nhựa composite có thể kể đến như sợi gốm, sợi nomex, sợi kermel, sợi xenlulo, sợi thủy tinh và sợi carbon…

2. Thành phần và cấu tạo của vật liệu nhựa composite

 Thành phần của các loại nhựa composite

Nhựa composite thực chất là một loại nhựa tổng hợp và có nhiều đặc tính khác nhau của các nguyên vật liệu khác. Đó là lý do mà nhựa composite khác hẳn so với các loại nhựa khác trên thị trường hiện nay. Vật liệu các loại nhựa composite gồm 2 thành phần chính:

• Vật liệu nền thường có thành phần bao gồm polymer (nhựa polyeste, PE, PVC, PP, cao su, Epoxy…), ceramic (xi măng…), kim loại.
• Nguyên liệu gia cường gồm các loại sợi (sợi cellulose, sợi thủy tinh, acramic, cacbon…), hạt (hạt đất sét, bột đá, hạt kim loại, bột gỗ…) hay các hình dạng đặc biệt khác.

Thành phần của nhựa composite bao gồm các nhóm sợi khoáng chất, tổng hợp và một số loại sợi ít phổ biến khác, cụ thể như: 

Các nhóm sợi phổ biến:

• Sợi khoáng chất: sợi carbon, sợi thủy tinh, sợi gốm
• Sợi tổng hợp: sợi Nomex, sợi Kermel, sợi Apyeil, sợi Kynol.

Nhóm sợi ít phổ biến khác:

• Sợi gốc thực vật (xenlulozơ, gỗ): giấy, sợi gai, sợi đay, xơ dừa, sợi dứa…
• Sợi gốc khoáng chất: sợi silic, sợi amiang (hiện nay sợi amiang không còn được sử dụng nhiều vì vấn đề an toàn sức khỏe)…
• Sợi nhựa tổng hợp: sợi polyester, sợi polyamide…
• Sợi bằng kim loại gồm nhôm, thép, đồng…
• Các loại hạt: hạt kim loại, hạt đất sét, bột đá, bột gỗ…

Sợi thủy tinh thành phần được sử dụng phổ biến trong vật liệu nhựa composite

Cấu tạo của sản phẩm nhựa composite

Nhựa composite bao gồm một hoặc nhiều pha gián đoạn, được phân bố trong một pha liên tục và duy nhất. (Pha là một vật liệu thành phần có trong cấu trúc của nhựa composite). 

Với pha liên tục (vật liệu nền) có nhiệm vụ liên kết các pha gián đoạn lại với nhau còn pha gián đoạn (cốt/vật liệu tăng cường) được trộn vào pha nền để chống mòn, xước, làm tăng cơ tính, tính kết dính,… 

Đặc biệt, trong loại vật liệu này thì sợi thủy tinh đóng vai trò vật liệu gia cường còn nhựa sẽ có tác dụng liên kết. Do đó, nhựa composite có tính cơ lý như: chịu nén, chịu uốn, chịu kéo… cao hơn so với các loại nhựa PVC, PP, ABS,… nên được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp và dân dụng.

Cấu tạo nhựa composite

3. Các đặc tính của vật liệu nhựa composite

Đặc tính của vật liệu gia cường (phần cốt lõi) bao gồm:

• Vật liệu gia cường trong thành phần cấu tạo nhựa composite có tác dụng là điểm chịu ứng suất tập trung.
• Truyền nhiệt là tản nhiệt tốt.
• Phân tán tốt vào vật liệu nền.
• Có độ kháng hóa chất, sự ăn mòn của môi trường và nhiệt độ khắc nghiệt.
• Gần gũi với môi trường, thuận tiện trong quá trình gia công.
• Giá thành rẻ nhưng đem lại các tính chất vượt trội cho tổng thể sản phẩm.

Các đặc tính của vật liệu nền:

• Là chất kết dính đồng thời tạo môi trường phân tán.
• Bảo vệ pha gia cường khi có ngoại lực tác động và các tác động khác từ môi trường.
• Độ bền, độ dẻo dai, chống lại hiện tượng nứt.
• Tính cách điện, màu sắc đa dạng.

Nhựa composite là một vật liệu có trọng lượng nhẹ với các đặc tính nổi bật:

• Nhựa composite có khả năng chịu được môi trường khắc nghiệt tốt
• Khả năng chống ăn mòn và kháng các loại hóa chất mà không cần phủ lớp sơn bảo vệ bên ngoài như những vật liệu nhựa khác.
• Nhờ độ bền cao, chi phí bảo quản cũng được tiết kiệm
• Cách nhiệt cũng như cách điện khá tốt
• Việc gia công, sản xuất nhựa composite đơn giản và không mất nhiều công sức để tạo hình.
• Giá thành của vật liệu nhựa composite khá rẻ nên chi phí đầu tư bỏ ra sẽ thấp hơn nhiều

Các loại nhựa composite có thể tái sử dụng không?

Hiện nay, với sự phát triển của công nghệ, con người ngày càng quan tâm đến bảo vệ môi trường. Nhựa composite có kết cấu đặt biệt được pha trộn bởi nhiều loại vật liệu khác nhau nên không thể tái chế cũng như tái sử dụng như các loại nhựa khác. Đây cũng là điểm băn khoăn của nhiều khách hàng khi mua các sản phẩm từ nhựa composite.

Vật liệu nhựa composite có độc không?

Các sản phẩm từ nhựa composite hiện được sử dụng rất nhiều trong mọi lĩnh vực sản xuất và đời sống. Thực tế đến nay vẫn chưa ghi nhận trường hợp nhiễm độc khi sử dụng các sản phẩm làm từ loại nhựa này. Như vậy, có thể thấy, nhựa composite chất lượng thường không độc và an toàn cho sức khỏe người sử dụng.

Ngoài ra, chất lượng gia công các sản phẩm từ nhựa composite phụ thuộc nhiều vào công nghệ và trình độ kỹ thuật của người làm. Chính vì thế, bạn nên lựa chọn các sản phẩm có thương hiệu uy tín, nguồn gốc rõ ràng và đạt chuẩn chất lượng để đảm bảo an toàn trong suốt quá trình dùng.

4. Ưu nhược điểm của nhựa composite

    Ưu điểm của nhựa composite

Ưu điểm nổi bật nhất của nhựa composite đó là có thể thay đổi cấu trúc hình học, sự phân bố và kết hợp với các vật liệu khác nhau để hình thành 1 nguyên vật liệu mới có độ bền mong muốn. Nhựa composite được xem là vật liệu then chốt trong cuộc cách mạng về vật liệu mới bởi đặc tính nhẹ, chịu nhiệt lên đến 3000 độ C…

Các ưu điểm khác của vật liệu nhựa composite:

• Tính chịu nhiệt, chịu lạnh, cách nhiệt, cách điện, chống cháy tốt, bền vững trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt.
• Tính bền cao, trọng lượng riêng nhẹ nhưng có độ cứng vững, độ va đập, uốn, kéo tốt hơn nhiều so với các loại vật liệu truyền thống như thủy tinh, gốm, gỗ.
• Tính kháng hóa chất, chống tia tử ngoại, tia UV, chống oxy hóa, chống ăn mòn cao, không cần phải phủ sơn chống ăn mòn.
• Không tốn kém trong bảo trì và bảo dưỡng như các loại vật liệu khác (kim loại, gỗ).
• Không thấm nước, không gây độc hại khi sử dụng và an toàn với sức khỏe.
• Thời gian sử dụng lâu dài, dài hơn kim loại, gỗ khoảng 2-3 lần.
• Đơn giản, dễ dàng tạo hình, tạo màu trong việc gia công chế tạo cũng như thay đổi, sửa chữa.
• Tiết kiệm chi phí trong việc đầu tư trang thiết bị sản xuất.
• Sửa chữa và bảo dưỡng đơn giản, chi phí thấp.
• Màu sắc đa dạng, bền màu vì được pha ngay trong nguyên vật liệu.
• Giá thành thấp nhưng có nhiều tính chất vượt trội với nhiều phong cách, nhiều thiết kế đa dạng và sử dụng nhiều công nghệ để lựa chọn.

   Nhược điểm của các loại nhựa composite

Bên cạnh những ưu điểm trên thì các loại nhựa composite cũng có một vài nhược điểm nhất định như: 

• Các loại nhựa composite có thành phần phức tạp khi phân tích cơ, hóa lý tính.
• Phương pháp gia công sản xuất tốn nhiều thời gian.
• Khó tái tận dụng, tái chế khi bị hư hỏng hay là phế phẩm trong quá trình sản xuất.
• Chất lượng gia công, sản xuất nhựa composite phụ thuộc nhiều vào tay nghề công nhân và máy móc thiết bị.
• Giá thành của các vật liệu thô tương đối cao.

5. Ứng dụng của nhựa composite trong cuộc sống:

• Sản xuất tủ bếp, cửa nhựa composite
• Chất dẫn trong bao bì vi điện tử và chất kết dụng trong liên kết cấu trúc.
• Vỏ động cơ tên lửa, vỏ máy bay, hệ thống chống sét của máy bay, tàu du hành vũ trụ.
• Bình ga nhựa, bình chịu áp lực cao.
• Ống dẫn xăng dầu.
• Lốp xe hơi, vỏ xe hơi, vỏ tàu thuyền nhựa composite, xe máy, xe đạp.
• Hệ thống dẫn nước sạch, nước thải, bồn chứa và ống dẫn hóa chất.
• Hệ thống ống thủy nông, ống dẫn nước nguồn qua các vùng nhiễm phèn, nhiễm mặn.
• Hệ thống vận chuyển rác trong các tòa nhà, chung cư.
• Vật liệu cách điện, cầu chì, hệ thống sứ cách điện, sứ silicone, sứ cầu giao…
• Thùng rác công cộng.
• Xe đồ chơi, mô hình đồ chơi.
• Vỏ bọc bên ngoài các loại bể, bồn, thùng chứa hàng.
• Vỏ bọc nội thất bàn ghế, tấm panel…
• Hệ thống sứ cách điện, sứ silicone, sứ cầu giao.

Bài viết trên đây đã chia sẻ chi tiết về nhựa composite là gì Đại Nam Wall hy vọng những thông tin hữu ích trên có thể giúp bạn hiểu rõ hơn về cấu tạo, đặc tính, ưu và nhược điểm, cũng như các ứng dụng của vật liệu này trong đời đời sống.