Nhựa composite là gì? Đặc điểm, cấu tạo và tính ứng dụng

Nhựa composite được biết đến là một trong những loại nhựa phổ biến trên thị trường nội thất Việt Nam hiện nay. Nhờ có giá thành thấp và có nhiều tính năng nổi bật nên loại nhựa composite đã được ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau. Bài viết này, Xưởng Nội Thất Nam Á sẽ cung cấp những thông tin liên cần biết giúp bạn nắm rõ hơn về cấu tạo, thành phần, đặc tính và việc ứng dụng của loại vật liệu nhựa composite trong cuộc sống hàng ngày.

Nhựa composite là gì?

Composite hay còn được gọi là nhựa FRP – tên tiếng Anh Fibeglass Reinfored Plastic (có nghĩa là nhựa cốt sợi thủy tinh). Đây là loại nhựa tổng hợp được cấu tạo bao gồm 2 pha chính: pha nhựa và pha chất độ (“pha” là loại vật liệu thành phần được nằm trong cấu trúc của chất liệu composite).

Trong đó, pha chất độn trong thành phần nhựa có tác dụng tăng cơ lý tính của sản phẩm nhựa hoàn thiện.

Thành phần, cấu tạo của tấm nhựa composite

Thành phần

– Thành phần cốt lõi

Thành phần cốt lõi bao gồm nhóm sợi khoáng chất (sợi thủy tinh, sợi carbon, sợi gốm) và nhóm sợi tổng hợp ổn định nhiệt (sợi Kermel, sợi Nomex, sợi Kynol, sợi Apyeil).

Ngoài ra còn có một số nhóm sợi khác ít phổ biến hơn như:

• Sợi gốc thực vật (gỗ, xenlulo): giấy, sợi đay, sợi gai, sợi dứa, xơ dừa,…
• Sợi nhựa tổng hợp: sợi polyester (tergal, dacron, terylene,..), sợi polyamide,…
• Sợi gốc khoáng chất: sợi Amiang, sợi Silic,…
• Sợi kim loại: thép, đồng, nhôm,…

Cấu tạo

Tấm nhựa composite được cấu tạo bởi 2 lớp chính là vật liệu nền và nguyên vật liệu gia cường.

– Vật liệu nền (hay còn được gọi là pha nhựa): Có khả năng đảm bảo những yếu tố cốt bên trong của composite được liên kết cùng nhau giúp tạo ra tính nguyên khối và thống nhất cho composite bao gồm polymer (polyester, PP, PE, PVC, cao su, Epoxy…), kim loại và ceramic…

– Nguyên liệu gia cường (phần cốt): Nhờ có thành phần này nên composite sẽ mang các đặc điểm cơ lý cần thiết. Có 2 kiểu nguyên liệu cốt đó là dạng cốt hạt và dạng cốt sợi. Thành phần có trong nguyên liệu gia cường bao gồm các loại sợi (thủy tinh, cacbon, ceramic…), hạt (hạt đất sét, hạt kim loại, bột đá, bột gỗ…) hoặc các hình dạng đặc biệt khác.

Nhựa composite có mấy loại?

Nhựa composite bao gồm có 2 loại chính: nhựa composite trong nhà và nhựa composite ngoài trời.

Nhựa composite trong nhà

Loại nhựa này sẽ được cấu thành từ gốc nhựa PVC, bột gỗ cùng một số chất phụ gia. Gỗ nhựa chuyên dùng cho nội thất trong nhà thường sẽ không bền nếu như sử dụng ở môi trường bên ngoài. Tuy nhiên, gỗ nhựa composite trong nhà có thể dùng trong môi trường bị ăn mòn, thường xuyên tiếp xúc cùng với các loại hóa chất như: dược phẩm, xi mạ, dầu khí…

Nhờ có màu sắc đa dạng và dễ dàng thiết kế nên chất liệu nhựa composite sử dụng trong nhà được dùng để làm các vật dụng trong trang trí nội thất phòng bếp, phòng ngủ, phòng khách…

Nhựa composite ngoài trời

Không giống như gỗ nhựa composite trong nhà, gỗ nhựa composite ngoài trời với vật liệu chính là gốc PE/HDPE kết hợp với bột gỗ và một số phụ gia. Loại nhựa này có khả năng chịu được sự khắc nghiệt của thời tiết bên ngoài do có độ dày, độ chắc chắn cao và các đặc tính chống nước, chống cháy của loại vật liệu này.

Gỗ nhựa composite được sử dụng để làm sàn, tấp ốp tường, lan can….

Quy trình và công nghệ sản xuất ván nhựa composite

Quy trình sản xuất

• Bước 1: Tạo khuôn mẫu cho sản phẩm

Trừ một số sản phẩm bọc lót composite không cần tạo khuôn, còn các sản phẩm khác cần phải tạo khuôn cho sản phẩm. Việc tạo khuôn đóng vai trò rất quan trọng bởi nó quyết định đến hình dáng và bề mặt của sản phẩm. Sản phẩm tạo ra đẹp hay xấu là do chất lượng khuôn mẫu.

• Bước 2: Vệ sinh khuôn và lau chống dính

Sau khi đã có khuôn, cần phải vệ sinh khuôn và lau chùi thật sạch để đảm bảo bề mặt được nhẵn mịn, không bị dính sạn. Khi đã vệ sinh khuôn xong thì tiến hành quét sáp chống xách để giúp việc tách sản phẩm ra khỏi khuôn dễ dàng và không bị dính.

• Bước 3: Tạo dáng lớp bề mặt cho sản phẩm

Tùy theo sản phẩm và mục đích sử dụng sẽ có lớp bề mặt phù hợp. Đa phần lớp bề mặt sẽ được tạo ra từ sơn, Gelcoat, chất đóng rắn,… Tùy trường hợp sẽ có tỷ lệ pha và hợp chất phù hợp.

• – Bước 4: Trải lớp cốt cho sản phẩm

Đợi khoảng 30-40 phút sau khi lớp bề mặt đã được tạo ra khô thì tiến hành trải lớp cốt cho sản phẩm. Tùy theo từng sản phẩm mà chọn loại cốt phù hợp.

• Bước 5: Đổ lớp nền cho sản phẩm

Sau khi đã trải sợi thủy tinh xong thì tiến hành đổ lớp nền cho sản phẩm, lớp nền này có thể được tạo ra từ bột shimao và bột đá cùng một số tạp chất khác. Tỷ lệ pha chế sẽ tùy theo mục đích sử dụng của sản phẩm.

• Bước 6: Trải sợi thủy tinh đổ nhựa chờ tách khuôn

Khi đã đổ xong lớp nền thì tiếp tục trải sợi thủy tinh lần 2 và tiến hành trải nhựa lên trên để hoàn thiện sản phẩm. Đợi sản phẩm khô trong khoảng 4-5 tiếng, tiến hành tách khuôn và chuyển sang công đoạn cuối cùng.

• Bước 7: Mài vỏ ba via hoàn thiện sản phẩm

Sau khi đã tách khuôn xong thì tiến hành mài bỏ ba via, mài cạnh sản phẩm. Sơn lại và hoàn thiện sản phẩm.

Công nghệ sản xuất

Có nhiều công nghệ để chế tạo loại vật liệu nhựa composite

– Công nghệ đúc khuôn tiếp xúc : Bao gồm các công đoạn phun, lăn tay, Lát máy.

– Công nghệ quấn: Sử dụng các thiết bị chuyên dụng như máy quấn và các phương pháp công nghệ.

– Công nghệ pulltrusion: đây là quy trình liên tục và tự động được sử dụng nhiều nhất hiện nay, có nhiều đặc tính tốt hơn các công nghệ khác. Sản phẩm có tính chất hóa học và vật lý tốt, có thể thay thế vật liệu truyền thống.

– Công nghệ khuôn với diaphragm đàn hồi: Khuôn ép diaphram, khuôn chân không, khuôn chân không – autoclave.

– Công nghệ tẩm áp lực: Là công nghệ khá phổ biến trong sản xuất nhựa composite, chất liệu nhựa được tẩm áp lực trong chân không và tẩm áp lực trong điều kiện thường.

– Công nghệ dập trong khuôn: Dập trực tiếp chất liệu nhựa, sau đó dập đúc và dập ép nóng.

Ưu – nhược điểm của nhựa composite

Ưu điểm

Có khả năng thay đổi cấu trúc hình học, sự phân bố và các vật liệu cấu tạo để tạo nên các vật liệu mới với độ bền mong muốn là những ưu điểm nổi bật nhất của nhựa composite. Nhìn chung, có thể nói, nhựa composite được xem là vật liệu then chốt trong cuộc cách mạng về vật liệu mới bởi đặc tính nhẹ, chịu nhiệt lên tới 3000 độ C…

Một số ưu điểm khác của vật liệu nhựa composite như:

• Khả năng chịu lạnh, chịu nhiệt, chống cháy và đảm bảo sự bền vững dưới điều kiện thời tiết khắc nghiệt.
• Trọng lượng nhẹ, độ bền cao nhưng vẫn có độ cứng vững, độ va đập, uốn kéo tốt hơn so với một số vật liệu truyền thống như gốm, gỗ, thủy tinh.
• Dễ dàng và tiện lợi trong việc chế tạo, tạo hình, thay đổi và sửa chữa.
• Tiết kiệm trong quá trình đầu tư trang thiết bị sản xuất.
• Nếu cần sửa chữa, bảo dưỡng rất đơn giản và chi phí thấp.
• Màu sắc đa dạng, tính thẩm mỹ cao.
• Không phải tốn kém trong quá trình bảo dưỡng, bảo trì như các vật liệu khác.
• Thân thiện, an toàn, không gây độc hại trong quá trình sử dụng.
• Mức giá thành thấp nhưng vẫn đảm bảo mang đến nhiều ưu điểm vượt trội.

Nhược điểm

Ngoài những ưu điểm trên thì vật liệu nhựa composite cũng sở hữu một số nhược điểm nhất định như:

• Nhựa có chứa thành phần phức tạp khi phân tích cơ, hóa lý tính
• Phương pháp gia công sản xuất tốn khá nhiều thời gian.
• Mức giá thành vật liệu thô cũng tương đối cao.
• Rất khó có thể tái chế, tận dụng nếu bị hư hỏng.
• Chất lượng nhựa gia công sẽ phụ thuộc chủ yếu vào tay nghề công nhân, máy móc và thiết bị.

Nhựa composite có tái chế được không?

Không giống như một số chất liệu khác, nhựa composite rất khó có thể tái chế sử dụng do chúng có chứa các kết cấu đặc biệt được pha trộn bởi rất nhiều loại vật liệu khác nhau. Đây cũng là vấn đề được nhiều khách hàng quan tâm khi mua các sản phẩm từ nhựa composite. Có thể nói, đây là nhược điểm lớn nhất của chất liệu nhựa composite.

Nhựa composite không dùng để tái chế được

Ứng dụng của nhựa composite trong cuộc sống

Nhờ mang lại nhiều tính năng vượt trội nên nhựa composite được ứng dụng trong nhiều ngành nghề, đặc biệt là những ngành công nghệ và sản xuất. Nếu để ý kỹ thì bạn sẽ thấy chất liệu này xuất hiện ở hầu hết khắp mọi nơi như:

• Làm vật liệu sản xuất tủ bếp, đồ nội thất, cửa nhựa composite
• Sử dụng trong sản xuất một số bộ phận của máy bay, vỏ tên lửa, tàu vũ trụ. Đặc biệt, composite còn là thành phần có trong vỏ động cơ tên lửa.
• Sử dụng nhựa composite cao cấp 3 lớp trong ống dẫn xăng dầu.
• Dùng để làm ống dẫn nước thô, nước sạch.
• Dùng để làm ống dẫn nước thải, ống dẫn thải hóa chất, vỏ bọc của các loại bồn chứa hóa chất.
• Sử dụng để sản xuất các loại ống dẫn nước nguồn qua vùng nước bị ngập mặn, nhiễm phèn, ống thủy nông.
• Dùng để làm hệ thống thoát rác trong nhà cao tầng.
• Composite cũng có mặt trong hệ thống sứ cách điện, sứ epoxy, sứ silicon, sứ cầu giao, sứ tring một số thiết bị điện, chống sét, cầu chì…
• Dùng để làm lốp xe ô tô, xe đạp, xe máy…
• Dùng các loại mô hình đồ chơi trẻ em.
• Dùng làm thùng chở hàng, thùng rác công cộng…

Trên đây là những thông tin tổng hợp xung quanh vật liệu nhựa composite, hy vọng Xưởng Nội Thất Nam Á mang đến thông tin hữu ích dành cho quý vị và các bạn.