Giáo trình Vật liệu học

p lại và chúng nối với nhau bằng liên kết đồng hoá trị 
1.1.2. Phân loại: 
a. Phân loại theo phương pháp tổng hợp. 
+ Polyme tự nhiên. 
+ Polyme trùng hợp. 
+ Polyme trùng ngưng. 
b. Phân loại theo cấu tạo hoá học. 
+ Polyme mạch cacbon. 
+ Polyme dị mạch: trong mạch chính ngoài nguyên tố cacbon còn có các nguyên 
tố khác như O, N, S  
c. Phân loại theo lĩnh vực ứng dụng: Chất dẻo, lớp phủ bảo vệ, sơn, sợi, 
cao su, keo dán, polyme compozit. 
1.1.3. Cách gọi tên polyme. 
Cách gọi đơn giản nhất tên polyme = poly + tên của monome tạo thành polyme 
– tham gia phản ứng trùng hợp. 
Monome: Là những phân tử hữu cơ đơn giản có chứa liên kết kép (đôi hoặc ba) hoặc 
có ít nhất hai nhóm chức hoạt động có khả năng phản ứng với nhau. 
Ví dụ: etylen = polyetylen 
Vinylclorua = polyvinylclorua 
1.1.4. Đặc điểm của tính chất vật lý của polyme. 
-Polyme đồng thời có tính chất của vật thể rắn và lỏng. 
-Độ nhớt của dung dịch rất cao. 
-Khả năng polyme trương lên trong khi hòa tan. 
-Khả năng thể hiện rất mạnh tính bất đẳng hướng của tính chất. 
1.2. Chất dẻo. 
1.2.1. Định nghĩa: 
Chất dẻo là loại vật liệu nhân tạo được sản xuất ra từ các chất hữu cơ (phênol, 
anđehít, rượu). ở nhiệt độ nhất định chất dẻo trở lên mềm, dẻo và có thể tạo hình 
dưới áp suất cao. Chất dẻo được tổng hợp từ các phản ứng hóa học. 
1.2.2. Thành phần: 
 61 
Trong chất dẻo tuỳ theo công dụng người ta pha thêm một số chất khác để 
nâng cao tính năng của chất dẻo. Sau đây là một số chất thường dùng: 
- Chất độn: Được cho thêm vào để làm tăng độ bền, độ cứng và làm giảm độ 
co ngót của chất dẻo khi tạo hình. 
- Chất lỏng dẻo: Có tác dụng làm tăng tính dẻo, làm cho chất dẻo bền vững 
ngay cả khi ở nhiệt độ thấp. 
- Chất bôi trơn: Có tác dụng làm cho chất dẻo không bị dính vào khuôn khi tạo 
hình. 
- Chất lỏng rắn: Có tác dụng làm cho chất dẻo đang ở thể lỏng trở thành rắn khi 
nguội. 
- Chất tạo màu: Có tác dụng làm cho chất dẻo có màu sắc theo ý muốn. 
- Chất ổn định: Có tác dụng làm cho chất dẻo giữ được các tính chất ban đầu 
dưới tác động của các yếu tố môi trường như nhiệt độ, ánh sáng 
1.2.3. Tính chất của chất dẻo. 
- Có trọng lượng riêng nhỏ: Thường chất dẻo có trọng lượng riêng từ 0,9 - 
2g/cm3. Một số chất dẻo có trọng lượng 5- 6 g/cm3 hoặc chỉ có 0,02g/cm3. Loại chất 
dẻo nhẹ có độ xốp cao nên có tính cách âm và nhiệt rất tốt. 
- Có độ bền cơ học khá cao, độ bền nhiệt và tính chống ăn mòn tốt, hệ số ma 
sát nhỏ và tính cách điện rất tốt. 
- Có tính công nghệ cao vì công nghệ chế tạo các chi tiết bằng chất dẻo rất đơn 
giản (chủ yếu là gia nhiệt và ép trong khuôn định hình tạo thành chi tiết). 
- Tuy nhiên chất dẻo cũng có một số nhược điểm đó là: bị lão hóa theo thời 
gian, khi đó độ bền cơ, nhiệt và các tính chất của chất dẻo bị giảm sút nghiêm trọng 
hoặc bị phá hủy. 
1.2.4. Các loại chất dẻo cơ bản: 
Chất dẻo có nhiều loại nhưng trong chế tạo máy thường dùng hai loại chính là 
chất dẻo nóng và chất dẻo cứng nóng. 
a. Chất dẻo nóng: 
Là nó luôn luôn có thể nóng chảy và tạo hình lại được. Chất dẻo nóng có một 
số loại sau: 
- Plyetilen(PE): Đặc điểm là cứng, có màu trắng ở vật dày và trong suốt ở các 
vật mỏng. Chất dẻo này đựoc sản xuất ra từ khí êtilen lấy từ dầu mỏ hoặc than đá. Có 
trọng lượng riêng là 0,92 - 0,96 g/cm3, giới hạn bền kéo σk =1500 - 4000MN/m, độ 
giãn dài δ = 150-500%. Nó rất bền vững khi chịu tác dụng của axít và kiềm, không 
thấm nước, giữ được tính dẻo trong phạm vi nhiệt độ khá rộng. Plyêtilen chủ yếu làm 
chất điện môi trong công nghiệp điện. 
- Polyvinilclorua(PVC): Được sản xuất từ propilen nhờ chất xúc tác đặc biệt. 
Chất dẻo này chịu ăn mòn hóa học như plyêtilen, nhưng độ bền cơ học và độ bền 
 62 
nhiệt thì cao hơn, nó được dùng chế tạo các loại ống, cánh quạt bơm nước ly tâm loại 
nhỏ, các chi tiết của linh kiện điện tử, vô tuyến điện. 
b. Chất dẻo cứng nóng: 
Sau lần nóng chảy và tạo hình đầu tiên thì không thể làm nóng chảy và tạo hình 
lại được vì đã mất tính dẻo. Chất dẻo cứng nóng có các loại sau: 
- Chất dẻo Bakêlít: Được sản xuất ra từ phenol- phomanđêhit. Loại này được 
sử dụng rộng rãi vì nó rẻ, dễ chế biến và có thể sản xuất ra các chi tiết có hình dạng 
phức tạp. Loại này có độ bền cơ học cao, chịu nhiệt, không bị ăn mòn trong môi 
trường axít, kiềm. Loại này được dùng làm vỏ bình các loại ắc quy, các loại bầu lọc 
dầu của động cơ ôtô. 
- Chất dẻo téctôlít: Được sản xuất bằng cách tẩm nhựa vào giấy, nhựa vào ván 
gỗ, để làm tăng tính dẫn nhiệt và chống ăn mòn người ta cho thêm chất độn grafít 
vào téctôlít. Loại này được dùng làm các loại má phanh xe ôtô, một số loại bánh răng 
chịu lực nhỏ và không cần bôi trơn. 
1.3. Cao su. 
1.3.1. Phân loại: Hiện nay có hai loại là cao su thiên nhiên và cao su nhân 
tạo: 
- Cao su thiên nhiên: Lấy từ nhựa cây cao su, khi còn nguyên chất có màu 
trắng đục, để ngoài ánh sáng lâu thì biến thành mầu nâu. 
- Cao su nhân tạo: Được tổng hợp từ các hợp chất hữu cơ để tạo ra một số tính 
chất đặc biệt mà cao su tự nhiên không có được. 
1.3.2. Tính chất: 
- Cao su có trọng lượng riêng từ 0,92 - 0,94g/cm3, cao su thiên nhiên có tính 
chịu nhiệt kém (trên 400C thì mềm, đến 1000C thì rất dẻo, đến 1800C thì chảy ra, -
80C thì cứng lại và mất tính đàn hồi). 
- Cao su dùng trong công nghiệp và đời sống là cao su thiên nhiên đã lưu hoá, 
tức là pha thêm vào từ 1- 2 % Lưu huỳnh có tác dụng giữ cho cao su có tính đàn hồi 
ở nhiệt độ – 200C đến 1000C. 
- Cao su có tính đàn hồi cao, có tính chịu kéo rất tốt, có khả năng dập tắt các 
rung động, không thấm nước, chịu được tác dụng của axít, kiềm. 
- Nhược điểm của cao su là tính dẫn nhiệt kém, bị giảm cơ, lý tính khi chịu tác 
dụng của ánh sáng và nhiệt độ và bị rạn nứt dưới tác dụng của lực kéo. 
1.3.3. Công dụng: 
Trong chế tạo máy, cao su được dùng rộng rãi như làm các đai truyền động, 
các đệm và vòng đệm làm kín các mặt tiếp xúc tránh chảy dầu chảy nước, hở khí 
hoặc làm các ống dẫn nước, ống dẫn hơi chịu áp suất thấp. 
- Cao su thiên nhiên (có kí hiệu NR) được sử dụng làm lốp ô tô và các sản 
phẩm dùng trong môi trường xăng, dầu mỡ. 
 63 
- Cao su cứng (lưu hoá với lượng lưu huỳnh lớn), dùng cho công nghiệp điện 
kỹ thuật. Loại này không dùng trong môi trường axit với nồng độ cao hơn 5%. 
2. DẦU MỞ BÔI TRƠN. 
2.1. Dầu bôi trơn. 
2.1.1. Công dụng. 
- Bôi trơn cho các bề mặt ma sát các chi tiết chuyển động. Nhờ có dầu nhờn tạo 
thành lớp đệm giữa các bề mặt của các chi tiết chuyển động tương đối với nhau, vì 
vậy là giảm sự mài mòn, giảm tiêu hao công suất, tăng tuổi thọ cho các chi tiết. 
- Làm kín: Nhờ có độ nhớt cao dầu nhờn có tác dụng làm kín cho các bộ phận. 
Ví dụ làm kín giữa vòng găng, xi lanh, piston trong buồng cháy động cơ vv. 
- Làm mát: nhờ có dầu nhờn khi bôi trơn nó nhận nhiệt của các bề mặt ma sát 
cho nên có tác dụng làm mát. 
- Bảo vệ các bề mặt chi tiết: nhờ lớp dầu nhờn phủ trên bề mặt có tác dụng 
chống ôxi hóa, bảo vệ các bề mặt không bị han gỉ. 
2.1.2. Tính chất. 
- Độ nhớt của dầu: Là khả năng lưu động của dầu được đặc trưng bằng độ 
nhớt động học, nếu dầu có độ nhớt càng cao thì khả năng bôi trơn, làm kín càng tốt, 
song làm tăng sức cản khi lưu động và khó đưa tới những vị trí ở xa bơm dầu hoặc 
các khe hở nhỏ, do vậy sẽ xảy ra thiếu dầu bôi trơn cục bộ ở một số bộ phận. 
- Khả năng chịu nhiệt: là khả năng duy trì được độ nhớt khi nhiệt độ của chi 
tiết cần bôi trơn thay đổi, đây là tính chất rất quan trọng vì đa số dầu sẽ giảm độ 
nhớt khi nhiệt độ tăng và ngược lại, vì vậy người ta dùng các phụ gia đặc biệt pha 
vào dầu. 
- Ít bị biến đổi về tính chất lý hóa: Đây là tính chất cũng rất quan trọng nhằm 
đảm bảo khả năng bôi trơn của dầu khi quá trình làm việc dầu có thể bị lẫn nước, các 
tạp chất có trong xăng, điêsel, sản phẩm khí cháy..vv. 
- Khả năng bảo vệ các bề mặt chi tiết: Đó là khả năng hình thành màng dầu 
ngăn cản sự tiếp xúc của ôxi với bề mặt liên kết trong những điều kiện khác nhau (áp 
suất, nhiệt độ). 
2.1.3. Phân loại. 
a. Phân loại theo phương pháp làm sạch. Có các loại: 
- Dầu tinh chế bằng phương pháp axit – kiềm. 
- Dầu tinh chế bằng phương pháp axit – tiếp xúc (dùng sét hoạt tính). 
- Dầu tinh chế bằng dung môi chọn lọc. 
- Dầu tinh chế bằng phương pháp sử lý hiđro. 
b. Phân loại theo nguồn gốc của dầu. Có các loại: 
- Dầu có nguồn gốc từ dầu mỏ. 
 64 
- Dầu tổng hợp: Được điều chế bằng các quá trình hoá học và không có xuất xứ 
từ dầu mỏ. 
c. Phân theo cấp chất lượng: 
- Theo (ΓOCT) của Nga có 6 nhóm dầu A, Б, B, Γ, Δ, E. Trong đó: Chất lượng 
của dầu loại sau cao hơn loại trước. 
- Theo tiêu chuẩn của Viện dầu mỏ Mỹ (API-1970): Có các loại 
+ Dầu bôi trơn cho động cơ xăng: Có các loại SA, SB, SC, SD, SE, SF, SG, 
SH. Trong đó chất lượng của dầu loại sau cao hơn loại trước, loại từ SA đến SF hiện 
không còn được sử dụng trong các xe đời mới. 
+ Dầu bôi trơn dùng cho động cơ điesel, có các loại CA,,CH và chất lượng 
dầu loại sau cao hơn loại trước. Các loại CA, CB, CC hiện nay không còn được sử 
dụng. 
2.1.4. Kí hiệu dầu. 
a. Theo tiêu chuẩn của Nga (ΓOCT). 
- Dầu dùng cho động cơ chạy xăng có các loại: AC – 10 (M-10Б1); AK – 15 ; 
AK 3Π– 10. 
Trong đó: 
+ Chữ A: Dầu dùng cho động cơ xăng. 
+ Chữ C (K): Dầu được lọc bằng phương pháp tinh chế. 
+ Con số sau (-) chỉ độ nhớt của dầu tính bằng xentistốc (cst) ở 1000 C. 
+ Số 3: Chỉ chất phụ gia tổng hợp. 
- Dầu dùng cho động cơ điesel: Có các loại ДΠ-11 (Dp-11), Dp-14, MT-16p 
Trong đó: 
+ Chữ D chỉ dầu dùng cho động cơ điesel. 
+ p dầu có pha chất phụ gia. 
+ Con số sau (-) chỉ độ nhớt của dầu tính bằng xentistốc (cst) ở 1000 C. 
b. Theo tiêu chuẩn J – 3000d của SAE-1970 (Hội kỹ sư ô tô hoa kì) 
Hoa kì và các nước tây âu hiện nay đều sử dụng kí hiệu của SAE theo cấp độ 
nhớt của dầu. Có 2 loại: 
- Kí hiệu của dầu đơn cấp (dầu dùng theo mùa) có các loại: 
+ Dầu dùng cho mùa đông: SAE0W, SAE5W, SAE10WSAE 60W. 
+ Dầu dùng cho mùa hè: SAE0, SAE5, SAE10  SAE 60. Trong đó: 
+ Các số 5, 1060 chỉ độ nhớt ở 1000C đối với mùa hè và -180C đối với mùa 
đông, chữ W chỉ dầu dùng cho mùa đông. 
- Kí hiệu dầu nhờn đa cấp (dùng cho cả mùa hè và mùa đông). 
ví dụ SAE20W- 40 có nghĩa là ở nhiệt độ thấp dầu có độ nhớt giống như dầu 
SAE20W còn ở nhiệt độ cao có độ nhớt giống SAE40. 
 65 
c. Theo tiêu chuẩn của viện dầu mỏ Hoa kì API: Hiện có các loại: 
- Dầu dùng cho động cơ xăng: SH bắt đầu từ năm 1993, SJ bắt đầu từ năm 
1996 và thay thế cho mọi loại dầu khác cho động cơ xăng. 
- Dầu dùng cho động cơ điesel: CF – 4 bắt đầu dùng năm 1990 thay cho dầu 
CE; CF – 2 bắt đầu dùng năm 1994 dùng cho động cơ điesel 2 kỳ; CG – 4 bắt đầu 
dùng năm 1995 thay thế cho các loại dầu CD, CE và CF – 4. 
Hiện nay ở nước ta và các nước trên thế giới đa số đều phân loại chất lượng 
dầu nhờn theo độ nhớt của Hoa kỳ. 
2.2. Mỡ bôi trơn. 
2.2.1. Đặc điểm: 
Mỡ bôi trơn là sản phẩm được pha chế từ dầu nhờn với các chất phụ gia (thuộc 
nhóm đất sét) để tạo thành sản phẩm là mỡ nhờn (quá trình xà phòng hóa). Mỡ bôi 
trơn có tác dụng: 
- Bôi trơn dùng cho các vị trí không thể dùng dầu nhờn được (do phức tạp về 
kết cấu), không tổ chức dầu bôi trơn từ bơm dầu đến được. 
- Làm kín. 
- Chống gỉ. 
2.2.2. Tính chất. 
-Tính ổn định: Là khả năng giữ được tính chất lý hóa chủ yếu của mỡ nhờn 
trong điều kiện nhiệt độ và áp suất lớn. 
- Tính chống ôxi hóa: Là khă năng chống lại hiện tượng ôxi hóa của mỡ nhờn 
trong điều kiện bảo quản và sử dụng. 
- Tính thuần khiết: Là khả năng không bị lẫn các tập chất như nước, tro, các 
tạp chất cơ học trong quá trình bảo quản và sử dụng. 
-Tính ăn mòn: Là khả năng của mỡ với các loại vật liệu khác nhau khi bôi 
trơn mỡ không ăn mòn và phá hủy các bề mặt của chúng. 
2.2.3. Phân loại. 
a. Dựa theo tính chất làm đặc: Có 4 nhóm 
- Mỡ bôi trơn gốc xà phòng: Nhóm mỡ này có tính chất làm đặc là các loại xà 
phòng như xà phòng của kim loại kiềm, xà phòng của kim loại kiềm thổ 
- Mỡ bôi trơn gốc sáp (Hiđrôcacbon): Nhóm mỡ bôi trơn này có chất làm đặc 
là các hiđrô cacbon rắn có nhiệt độ nóng chảy cao như Parafin, Seredin 
- Mỡ bôi trơn gốc vô cơ: Nhóm mỡ này có chất làm đặc là các chất vô cơ như: 
Silicagen, đất sét 
- Mỡ bôi trơn gốc hữu cơ: Nhóm mỡ này có chất làm đặc là các chất hữu cơ rắn 
chịu được nhiệt độ và nước, thông thường là các loại mỡ có gốc Polime. 
b. Phân loại theo công dụng: Có 2 nhóm 
 66 
- Mỡ bôi trơn thông dụng: Là các loại mỡ dùng hầu hết ở các bộ phận của ô tô, 
xe máy với phạm vi nhiệt độ sử dụng từ 50 – 2000C và được phân biệt theo độ nóng 
chảy thành 3 nhóm: 
+ Mỡ bôi trơn nóng chảy thấp: Có nhiệt độ làm việc từ 40 – 700C. Được sử 
dụng ở các vị trí làm việc có nhiệt độ thấp hoặc làm mỡ bảo quản. 
+ Mỡ bôi trơn nóng chảy trung bình: Có nhiệt độ làm việc từ 60 – 1000C. Loại 
này được dùng hầu hết ở các loại ô tô, xe máy. 
+ Mỡ bôi trơn có nhiệt độ nóng chảy cao: Nhóm này có nhiệt độ làm việc từ 
120 –1800C. Thường dùng cho các vị trí có nhiệt độ cao trên các loại tàu hoả, máy 
kéo. 
- Mỡ bôi trơn chuyên dụng: Là các loại mỡ chỉ dùng cho một bộ phận máy móc 
nào đó theo đúng quy định của nhà thiết kế, chế tạo mà không được thay thế tuỳ tiện. 
Thuộc nhóm mỡ này có các loại: Mỡ đồng hồ, mỡ hàng hải, mỡ đường sắt, mỡ động 
cơ máy bay 
c. Phân loại mỡ bôi trơn theo NLGL (Viện mỡ bôi trơn quốc gia Mỹ) 
- Ngày nay các hãng và các nước đều phân loại độ cứng của mỡ nhờn dựa 
trên độ xuyên kim (theo tiêu chuẩn ASTM của Mỹ) 
Bảng 6.1-Phân loại mỡ bôi trơn theo NLGL (Viện mỡ bôi trơn quốc gia Mỹ) 
NLGI 
Độ xuyên kim 
Mô tả 
000 445-4475 Gần như lỏng 
00 430-440 Đặc biệt mềm 
0 355-385 Rất mềm 
1 310-340 Mềm 
2 265-295 Hơi mềm 
3 220-250 Trung bình 
4 175-205 Cứng 
5 130-160 Rất cứng 
6 085-115 Đặc biệt cứng 
2.2.4. Kí hiệu. 
a. Theo tiêu chuẩn của Nga (ΓOCT). 
- Mỡ bôi trơn nóng chảy thấp có các loại: AФ70 (mỡ bảo quản). Mỡ 
ЦИАТИМ – 201, ЦИΑТИΜ – 203. 
- Mỡ bôi trơn nóng chảy trung bình có các loại: YC -1, YC – 2, YCC – A. ở 
nước ta thường dùng YC – 2 cho các vú mỡ phần gầm xe ô tô. 
- Mỡ bôi trơn nóng chảy cao, có các loại YT-2 (còn gọi là mỡ 1-13), HK-50. 
b. Theo tiêu chuẩn của các hãng sản xuất. 
 67 
- Công ty BP có các loại : BP Grease C2, BP Specis FM, BP Grease L 
- Công ty Castron có các loại: Castron LM, Castron AP – 3, Castron EPL – 2, 
Castron MS – 3 
- Công ty Vidamo, có các loại Vidamo MU – 2, Vidamo EP – 2, Cana 1- 13 
Câu hỏi ôn tập chương 6 
Câu 1: Trình bày đặc điểm, tính chất, phân loại và ký hiệu của mỡ bôi trơn. 
Câu 2: Trình bày định nghĩa, thành phần, tính chất của chất dẻo và chất dẻo nóng. 
Câu 3: Để bảo vệ bề mặt của các chi tiết máy khỏi bị ô xy hóa người ta thường sử 
dụng dầu bôi trơn hày mỡ bôi trơn ? Cho biết đặc điểm và tính chất của loại đó. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
- Trần Mão, Phạm Đình Sùng - Vật liệu cơ khí - NXBGD 1998. 
- Hoàng Trọng Bá - Vật liệu phi kim loại - NXBGD 2007. 
- Nguyễn Hoa Thịnh, Nguyễn Đình Đức - Vật liệu Composite - NXBKH&KT-
2002.