Các loại nhựa: mã 1 đến 7, nhiệt dẻo, nhiệt rắn và bảng so sánh 14 loại

Các loại nhựa (chất dẻo, plastic) đều là polyme, nhưng người ta gom chúng bằng ba thước đo khác nhau: mã 1 đến 7 khắc dưới đáy đồ dùng (ASTM D7611), kiểu đóng rắn (nhiệt dẻo hay nhiệt rắn), và nhiệt độ làm việc liên tục (thông dụng, kỹ thuật, tính năng cao). Ensinger xếp nhựa kỹ thuật ở 100 đến 150°C.

Các loại nhựa thường gặp và thông số so sánh

Bảng xếp 14 loại theo nhóm nhiệt độ. Loại nào có trong sổ thông số của kho thì dùng số kho; loại chưa có thì lấy datasheet hãng và ghi tên hãng cạnh số. Phíp là nhựa nhiệt rắn nhiều lớp có cốt giấy hoặc vải, nên số của nó là số của tấm chứ không phải của nhựa nguyên chất.

Nhóm	Nhựa	Nhiệt làm việc liên tục	Tỷ trọng (g/cm³)	Nguồn số
Thông dụng	LDPE	Khoảng 50°C	0.92	Ensinger
Thông dụng	PP	100°C không tải, 80°C có tải	0.91	Sổ kho
Thông dụng	HDPE	80°C	0.95 đến 0.96	Sổ kho
Thông dụng	PVC cứng	0 đến 60°C	1.42 đến 1.46	Sổ kho
Thông dụng	ABS	70 đến 75°C	1.02 đến 1.04	Sổ kho
Thông dụng	PS	Datasheet không ghi	1.05	TotalEnergies
Kỹ thuật	PA6 đùn	85°C (5.000 giờ)	1.14	Sổ kho
Kỹ thuật	POM-C	100°C	1.41	Sổ kho
Kỹ thuật	PET	110°C	1.36	Ensinger
Kỹ thuật	PC	120°C	1.19	Ensinger
Tính năng cao	PEEK	250 đến 260°C	1.31	Sổ kho
Tính năng cao	PTFE	-180 đến 260°C	2.23	Sổ kho, COA
Nhiệt rắn	Phíp cam (phenolic)	120 đến 130°C	1.35 đến 1.4	Sổ kho
Nhiệt rắn	Phíp vàng 3240 (epoxy)	130°C	1.8 đến 2.0	Sổ kho

Số của PS là của hạt nguyên liệu: datasheet cho điểm hóa mềm Vicat 86°C nhưng không cho nhiệt làm việc, nên không tự quy đổi. Tỷ trọng của nhiều loại nhựa khác có ở bài khối lượng riêng nhựa.

Các loại nhựa theo ký hiệu số từ 1 đến 7

Hệ mã do hiệp hội ngành nhựa Mỹ đặt từ 1988, trở thành tiêu chuẩn ASTM D7611 vào 2010 và chuyển sang tam giác đặc từ 2013. Theo chính ASTM, đây chỉ là nhãn nhận diện loại nhựa; nó không phải mã tái chế và không hứa rằng món đồ sẽ được thu gom.

Món đồ điển hình (theo ASTM)	Nhựa	Mã
Chai nước ngọt, nước ép, bia; lọ mứt, bơ đậu phộng	PET (PETE)	1
Chai đựng sữa, mỹ phẩm, chất tẩy; túi; ống đùn; vỏ bọc cáp	HDPE	2
Vỉ và hộp gập; túi chăn ga, vật tư y tế; màng bọc thịt	PVC	3
Túi đồ đông lạnh, túi rau quả, túi đựng báo	LDPE	4
Hũ sữa chua, hộp cơm mang đi, hộp thịt nguội	PP	5
Lớp đệm chống va đập, chai, hộp thực phẩm	PS	6
Đồ làm từ PC, ABS, nylon, PLA hoặc nhiều lớp nhựa ghép	Nhựa khác	7

FDA lưu ý đồ mang mã 7 có thể chứa BPA, vì BPA là nguyên liệu làm polycarbonate. Muốn biết một loại có tiếp xúc thực phẩm được không, đọc bài nhựa pp có an toàn không; mã số một mình không trả lời được câu đó, EU còn đặt giới hạn thôi nhiễm tổng 10 mg/dm².

Các loại nhựa nhiệt dẻo khác nhựa nhiệt rắn ở điểm nào

IUPAC định nghĩa nhựa nhiệt rắn là polyme đóng rắn không thuận nghịch thành mạng không nóng chảy, không tan. Nhựa nhiệt dẻo làm ngược lại: nung thì mềm chảy, nguội thì cứng, nên ép phun, đùn và hàn lại được.

Hầu hết nhựa trong bảng mã 1 đến 7, cùng POM, PA, PTFE, PEEK, là nhiệt dẻo. Epoxy và phenolic là nhiệt rắn, có mặt ở kho dưới dạng tấm phíp cam (giấy tẩm phenolic), phíp thủy tinh vàng 3240 và tấm fr4 (vải thủy tinh tẩm epoxy). Phíp cam và phíp vàng 3240 cách điện 25 kV/mm; phíp cam làm việc 120 đến 130°C, phíp vàng 3240 và FR4 làm việc 130°C. Phíp đã đóng rắn chỉ cưa, khoan, phay, cắt CNC được, không hàn nhiệt hay nung tạo hình lại.

Có hai ngoại lệ hay làm lẫn. Với PTFE, bản chất hóa học là nhiệt dẻo, song phân tử lớn đến mức không nấu chảy được như thường lệ; người ta ép nén bột rồi thiêu kết, ép phun không áp dụng. PU đúc (1.20 đến 1.26 g/cm³, 60 đến 95 Shore A, 80 đến 90°C liên tục) là vật liệu đàn hồi rót khuôn, không xếp vào nhiệt dẻo; chỉ TPU mới là polyurethane nhiệt dẻo.

Các loại nhựa thông dụng, kỹ thuật và tính năng cao

Hai hãng phôi nhựa lớn chia theo nhiệt độ làm việc liên tục nhưng dùng hai thang khác nhau, nên không trộn hai thang trong một nhận định.

Cách gọi nhóm	Thang của Ensinger	Thang của Mitsubishi Chemical
Thông dụng	Tới 85°C: PP, PE, ABS, PPE, PMP, SAN	Dưới 65°C: PE, PP
Kỹ thuật	100 đến 150°C: POM, nylon đùn và đúc, polyester, PBT, PC	65 đến 120°C: POM, PA, PET-P, PC, UHMW-PE
Tính năng cao	Thường trên 150°C: PEEK, PPS, PEI, PTFE, PVDF, PI, PAI	120 đến 230°C (kỹ thuật cao cấp): PEEK, PPS, PTFE, PEI, PSU
Imid hóa	Không tách riêng, nằm trong nhóm tính năng cao	Tới 425°C: PBI, PI, PAI

Hai thang khác nhau ở ngưỡng nhóm thông dụng (65°C và 85°C), và khác ở UHMW-PE: Mitsubishi đặt vào nhóm kỹ thuật, Ensinger giữ họ PE ở nhóm thông dụng. Mitsubishi còn tách nhánh vô định hình (PS, PVC, ABS, PMMA, PC) khỏi nhánh bán tinh thể (PE, PP, PA, POM, PET-P, PEEK, PTFE).

Chọn các loại nhựa theo nhiệt độ, hóa chất và tải

Thứ tự duyệt thường là nhiệt độ, tiếp đến hóa chất, cuối cùng tải và độ chính xác kích thước. Dưới 80°C, cần giá thấp và chịu hóa chất thì tấm nhựa pp hoặc tấm nhựa pe đứng đầu danh sách; PP chỉ nặng 0.91 g/cm³.

• Chi tiết cứng, trơn, giữ kích thước: tấm nhựa pom, làm việc 100°C, tỷ trọng 1.41, bền kéo 66 đến 67 MPa.
• Chi tiết chịu tải, trượt: tấm nhựa mc, MC nylon 105°C (5.000 giờ), tỷ trọng 1.15.
• Dán keo, sơn, làm vỏ: tấm nhựa abs, 70 đến 75°C.
• Nóng tới 260°C hoặc hóa chất mạnh: cây teflon PTFE; nóng và tải nặng hơn nữa thì tấm nhựa peek.
• Ma sát với thép: UHMW-PE, hệ số ma sát 0.12, hút nước 0.01%.
• Cách điện: phíp, 25 kV/mm; phíp vàng hút nước dưới 0.5% nên giữ cách điện tốt hơn khi ẩm.

Danh mục nhựa kỹ thuật liệt kê hàng theo nhóm. Kho chỉ cung cấp bán thành phẩm tấm và cây để gia công, không có hạt nhựa hay đồ gia dụng: PP, PE, HDPE, UHMW-PE, ABS, POM, PA, MC nylon, PTFE, PEEK, PU và phíp. PET, LDPE, PS, PC chưa có dạng tấm nên chỉ xuất hiện để đối chiếu.

Cắt các loại nhựa tấm và cây bằng máy CNC theo bản vẽ

Tấm và cây nhựa nhiệt dẻo cắt, phay, tiện đều thuận. Cắt CNC cho dung sai ±0.3 đến 0.5mm, còn cưa thẳng cho ±0.5 đến 1mm. Chi tiết yêu cầu sát hơn mức đó thì ghi lên bản vẽ để kho xác nhận trước lúc cắt. Dịch vụ này là gia công nhựa. Một đơn đủ thông tin gồm vật liệu, độ dày hoặc đường kính, kích thước cắt và dung sai.

Câu hỏi thường gặp về các loại nhựa