Nhựa composite hay còn gọi là gỗ nhựa composite hoặc nhựa FRP – Đây là từ viết tắt tiếng Anh của Fibeglass Reinfored Plastic có nghĩa là nhựa cốt sợi thủy tinh. Loại vật liệu này có đặc tính dẻo và khả năng chống lại sự tác động đến từ hoá chất hay môi trường. Nhựa Composite là một loại nhựa tổ hợp bao gồm 2 pha chính: Pha nhựa và pha chất độn. (Pha là một loại vật liệu thành phần nằm trong cấu trúc của vật liệu composite)
Một trong những nội dung không thể bỏ qua khi tìm hiểu nhựa composite là gì đó chính là tìm hiểu cấu tạo cũng như thành phần của nhựa composite.
Composite thực chất là một loại nhựa tổng hợp nhưng nó khác hẳn các loại nhựa khác trên thị trường hiện nay vì nó mang không ít các đặc tính khác nhau đến từ các loại nguyên liệu cấu thành nó. Vật liệu composite thường gồm hai thành phần chính: vật liệu nền và nguyên vật liệu gia cường.
- Vật liệu nền hay nói một cách khác là pha nhựa có khả năng đảm bảo các yếu tố cốt bên trong composite được liên kết với nhau nhằm tạo ra tính nguyên khối và thống nhất cho composite. Vật liệu nền bao gồm polymer (polyester, PE, PP, PVC, Epoxy, cao su…), kim loại, ceramic (xi măng…).
- Nguyên liệu gia cường (phần cốt): thành phần này giúp composite có các đặc điểm cơ lý tính cần thiết. Về cơ bản có hai kiểu nguyên liệu cốt là dạng cốt sợi (ngắn hoặc dài) và dạng cốt hạt. Nguyên vật liệu gia cường gồm các loại sợi (thủy tinh, cellulose, cacbon, acramic…), hạt (hạt kim loại, hạt đất sét, bột gỗ, bột đá…), hoặc 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…
Thành phần và cấu tạo của nhựa composite
Nhựa giả gỗ composite bao gồm một hoặc nhiều pha gián đoạn, được phân bố trong một pha liên tục và duy nhất.
Với pha liên tục (vật liệu nền) có nhiệm vụ liên kết các pha gián đoạn lại với nhau trong khi pha gián đoạn (cốt/vật liệu tăng cường) được trộn vào pha nền để chống mòn, xước, tăng cường tính kết dính và tính cơ tính. Đặc biệt, trong loại vật liệu này, sợi thủy tinh đóng vai trò là vật liệu gia cường trong khi nhựa 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.
Đặc tính của nguyên vật liệu nền:
- Là chất kết dính và tạo môi trường phân tán.
- Truyền ứng suất sang pha gia cường khi có ngoại lực ích lợi.
- Bảo vệ pha gia cường không bị hư hỏng do tấn công của môi trường.
- Bền dẻo dai (chống lại sự phát triển của vết nứt).
- Không chỉ có vậy còn đóng góp các tính chất cần thiết khác như: cách điện, độ dẻo dai, màu sắc,…
Đặc tính của nguyên vật liệu gia cường (phần cốt):
- Đóng vai trò là điểm chịu ứng suất tập trung.
- Tính kháng hóa chất môi trường và nhiệt độ.
- Phân tán tốt vào vật liệu nền.
- Thuận tiện cho quá trình gia công.
- Truyền nhiệt và giải nhiệt tốt.
- Thân thiện với môi trường.
- Hạ thấp giá thành mà đem lai tính chất vượt trội.
Các đặc tính khác của nhựa gỗ composite:
- Có khả năng chịu được trong môi trường khắc nghiệt
- Có khả năng chống ăn mòn và kháng các loại hoá chất mà không cần lớp sơn bảo vệ bên ngoài
- Độ bền cao, chi phí bảo quản thấp
- Khả năng cách nhiệt, cách điện tốt
- Quá trình gia công, sản xuất đơn giản
- Giá thành rẻ
Không chỉ quan tâm nhựa composite là gì mà rất nhiều khách hàng còn quan tâm đến việc chất liệu composite có tốt không, nhựa composite có bền không?
Ưu điểm lớn nhất của composite là có thể thay đổi cấu trúc hình học, sự phân bố và các vật liệu yếu tố đẻ tạo ra một nguyên vật liệu mới có độ bền theo mong ước. Rất nhiều đòi hỏi chặt chẽ của kỹ thuật hiện đại (như nhẹ, lại chịu được nhiệt lên đến 3000oC,…) chỉ có composite mới cung ứng nổi, vì vậy, vật liệu composite giữ vai trò then chốt trong cuộc cách mạng về nguyên liệu mới.
Ưu điểm của nguyên vật liệu composite được tổng hợp dưới đây:
- Nhẹ nhưng cứng vững, chịu va đập, uốn, kéo,… Tốt hơn các vật liệu truyền thống khác (thủy tinh, gốm, gỗ..) rất nhiều.
- Độ bền cao: Chịu môi trường, kháng hóa chất cao, không tốn kém trong bảo quản và chống ăn mòn, không cần sơn bảo quản tựa như những loại vật liệu kim loại , gỗ…
- Cách điện và cách nhiệt tốt.
- Chịu nhiệt, chịu lạnh, chống cháy,…
- Không thấm nước, không độc hại.
- Quỹ thời gian tận dụng lâu hơn (thời gian tận dụng kéo dài). Chịu thời tiết, chống tia tử ngoại, chống lão hoá nên rất bền.
- Gia công chế tạo đơn giản và dễ dàng, nhanh, đa dạng, dễ tạo hình, thay đổi và sửa chữa dễ.
- Chi phí đầu tư thấp: Bảo trì, bảo dưỡng, sửa chữa đơn giản và dễ dàng, chi phí thấp.
- Sắc màu đa dạng, đẹp bền vì được pha ngay trong nguyên vật liệu.
- Giá thành thấp mà tính chất vượt trội. Thiết kế, tạo dáng thuận lợi, đa dạng, có tương đối nhiều công nghệ để phương án lựa chọn.
Bên cạnh những điểm ưu việt của nguyên vật liệu composite, chúng ta vẫn cần biết đến những điểm yếu của loại nguyên liệu này để phần mềm phù hợp:
- Khó tái chế, tái tận dụng khi hư hỏng hoặc là phế phẩm trong quá trình sản xuất.
- Giá thành vật liệu thô tương đối cao, phương pháp gia công tốn quỹ thời gian.
- Phức tạp trong phân tích cơ, lý, hóa tính của mẫu vật.
- Chất lượng nguyên vật liệu bị phụ thuộc nhiều vào trình độ của công nhân
