Nhựa và cao su là hai chất liệu phổ biến nhất để làm lốp bánh xe đẩy. Trước đây cao su được dùng nhiều hơn do nguyên liệu sẵn có là mủ cây cao su tự nhiên. Nhưng hiện nay, trong ngành công nghiệp bánh xe đẩy nói riêng bánh xe bằng chất liệu nhựa đã chiếm phần lớn. Một phần nguyên nhân là nhờ tính đa dạng, nhiều loại nhựa mới được phát hiện, tổng hợp hàng ngày với cơ tính và hóa tính khác biệt có thể dễ dàng áp dụng trong nhiều lĩnh vực mà bánh xe cao su không thể làm được.

Trong phạm vi bài viết này chỉ nói riêng về các chất liệu nhựa thông dụng trên thị trường Việt Nam và ứng dụng có thể của chúng trong công nghiệp bánh xe. Bài viết có lấy nội dung từ nhiều nguồn để có thể cung cấp cho bạn đọc hiểu tốt nhất về nhựa.

Phân loại nhựa

Nhựa có nhiều loại, trong ứng dụng người ta chọn nhựa chủ yếu dựa vào tính chất vật lí chứ không phải tính chất hoá học. Do nhựa là sản phẩm từ quá trình lọc dầu nên cung cầu và giá cả trong ngành nhựa theo sát biến động của thị trường dầu thế giới. Có 2 loại chính:

• Nhựa nhiệt rắn: không thể tái chế. Đặc tính cứng, giòn – thường dùng làm các loại chén đĩa giả sứ, meca
• Nhựa nhiệt dẻo: có thể tái chế. Chia làm 3 loại theo phương pháp gia công:
  • a. Loại thổi (film): dùng làm áo mưa, bạc phủ, túi nylon v.v…
  • b. Loại đùn và kéo (yarn): dùng làm ống nhựa, tole nhựa, kéo tơ, chỉ , sợi…
  • c. Loại ép (inject): tất cả các vật phẩm định hình như vỏ tivi, vi tính, cây bút… loại này có ứng dụng rộng nhất và bánh xe nhựa cũng thuộc dòng nhựa này.

Khi nói đến nhựa (polymer) là chỉ nói chung các loại nhựa có gốc poly. Một số loại nhựa chính:

PE (Polyethylene): Trong hơi mờ, có bề mặt bóng láng, mềm dẻo. Chống thấm nước và hơi nước tốt nhưng chống thấm khí O2, CO2, N2 và dầu mỡ lại kém. Chịu được nhiệt độ cao (dưới 230° C) trong thời gian ngắn. Bị phồng và dễ hư hỏng nếu tiếp xúc với tinh dầu thơm hoặc các chất tẩy như cồn, Acêton, H2O2… PE có thể phân nhỏ thành 2 loại sau:

• HDPE (High-density polyethylene): được dùng để làm các loại chai dầu gội đầu, hộp sữa, hộp đựng dầu nhớt, đồ chơi hay các loại túi shopping cứng. Loại plastic này thường mờ đục, không trong suốt. Xe đẩy sàn nhựa thường dùng nhựa HDPE để làm thân và khung xe.
• LDPE (Low-density polyethylene) & LLDPE (Linear Low Density Polyethylene): dùng nhiều trong sản xuất túi shopping, dây buộc, vỏ đĩa CD, vỏ ổ đĩa cứng và trong một số loại chai nhựa

Xe đẩy không tay sàn bằng nhựa HDPE

PP (Polypropylene): Nhẹ hơn nước và các đặc tính nói chung giống nhựa PE nhưng cứng hơn. Nhựa PP dai hơn không bị kéo dãn nên có thể cán sợi dệt bao bì đóng gói gạo, mì. Sợi PP còn dệt thành bạt để che mưa, nắng rất phổ biến ở cả thành thị và nông thôn. Trong lĩnh vực đồ gia dụng, nhựa PP được xem là loại nhựa tốt nhất, dùng nhiều làm bàn, ghế, chậu, vv…

Tuy nhiên nhựa PP có độ cứng chỉ ở mức trung bình bánh xe nhựa PP thường chỉ dùng trên bề mặt nền nhẵn hoặc mềm. Nếu lắn trên đường bê tông hoặc đường nhựa, sỏi hoặc bê tông cứng sẽ gây xước, mẻ bề mặt bánh xe hoặc làm bánh xe bị mòn nhanh. Một số dòng bánh xe PP loại tốt sẽ được pha thêm sợi nhựa thuỷ tinh để tăng cường độ cứng và khả năng chịu mòn.

Bánh xe nhựa PP thường có màu trắng, oxy hóa có màu vàng khá đẹp mắt

PA (Poly Amid, còn gọi là Nylon 6): Nặng hơn nước. Nhựa PA cứng hơn PP nhiều nên khả năng chịu va đập và chịu mòn tốt hơn. Nhựa PA cũng rất dai và chịu nhiệt cao (lên tới 180°C) thích hợp làm vật liệu chính cho các chi tiết chịu nhiệt, chịu lực.

Trong công nghiệp bánh xe, nhựa PA cũng được dùng làm lốp cho nhiều loại bánh xe loại tải nặng và siêu tải. Có những loại bánh xe đẩy loại nhỏ chỉ cỡ Ø75 cũng có thể tải được tới 600 – 750kg/ chỉ trên 01 bánh xe. Giá thành bánh xe nhựa PA cao hơn bánh xe nhựa PP.

Bánh xe nhựa PA luôn có tải trọng rất tốt

PC (Polycarbonat): chống thấm khí, hơi cao hơn nhựa PE, PVC nhưng thấp hơn PP, PET. Nhựa PC có tính bền cơ và độ cứng vững rất cao, khả năng chống mài mòn và hầu như không bị lão hoá. Chịu được nhiệt cao (trên 200°C trong thời gian dài). Giá thành nhựa PC cao gấp 3 lần nhựa PP và thậm chí còn cao hơn nhựa PA ở trên.

Bánh xe dùng nhựa PC để làm cần phanh trong các dòng khóa kép. Khóa kép nhựa PC thao tác có thể nặng hơn khóa bằng thép lúc ban đầu bù lại tuổi thọ cao hơn, bền hơn và không bị rỉ. Có thể dùng khóa nhựa PC cho dòng bánh xe chịu nhiệt.

Má phanh kép bằng nhựa PC. Chịu được nhiệt độ cao

PVC (Poly Vinyl Clorua): thường được dùng để sản xuất ống dẫn nước vì giả thành rẻ và tương đối bền và là một trong các loại nhựa được dùng nhiều ở Việt Nam. Tuy nhiên theo cần chú ý vì nhựa PVC có độc, khi đốt cháy sinh ra loại khí độc gây ung thư rất cao. Hoặc khi PVC đạt đến độ tuổi phân huỷ bề mặt mà chưa được thay thế, nó cũng chuyển hóa thành các trạng thái độc hại.

Bánh xe nhựa PVC từ những năm trước 2015 chỉ có hãng Gia Cường Thịnh cung cấp ở dòng bánh xe loại nhỏ cỡ Ø75. Hiện tại theo như công bố ghi trên website và list hàng thì nhà máy đã chuyển sang dùng nhựa TPU (Thermoplastic Polyurethane) an toàn hơn.

PU (Polyurethane): PU có dải độ cứng khá rộng, có thể mềm mịn hoặc rất cứng tuỳ theo yêu cầu của môi trường mà người ta có thể pha chế thích hợp. PU là loại vật liệu duy nhất có tính đàn hồi hơn cao su và bền bỉ dẻo dai hơn kim loại. PU có tính kháng dầu, chống xé rách, chống trầy xước, mài mòn, chịu nén và chịu va đập hơn cao su nhiều. Chính vì lẽ đó mà PU được sử dụng thay thế cao su trong nhiều lĩnh vực nhằm giảm thời gian bảo dưỡng máy móc, thiết bị, tiết kiệm tài chính.

PU rất tuyệt vời nhưng không phải là nó không có khuyết điểm. PU có độ thuỷ phân không ổn định, khi làm việc trong môi trường ẩm ướt hoặc có hơi nước sẽ thẩm thấu vào trong lõi PU và dần dần phá đi mạch các liên kết vốn làm nên điểm mạnh của PU.

Bánh xe nhựa PU, dòng bánh nhựa phổ biến nhất hiện nay

MC (Monomer Cast Nylon): hay còn gọi là “Cast PolyAmide” do người Đức phát triển. MC là một loại nhựa dẻo có thành phần cốt lõi là nylon 6 có nguồn gốc từ caprolactam chứa 6 nguyên tử carbon. MC có trọng lượng siêu nhẹ, chỉ bằng 1/7 kim loại. MC có sức đề kháng tốt với nước và  các chất hữu cơ hòa tan. MC có hệ số ma sát thấp, độ bền và độ cứng rất tốt. Đặc biệt MC không gây độc hại cho thực phẩm. Có hai loại nhựa MC Nylon là dạng tấm và dạng cây đặc. Ngoài ra, về tính chất vật lý, bên cạnh sản phẩm thông thường còn có loại chống tĩnh điện.

Bánh xe nhựa MC có thể gọi là phiên bản cao cấp hơn so với bánh xe nhựa PA. Cảm giác cầm bánh xe nhựa MC cũng rất khác biệt: hơi sần và dãy sần chạy theo gân.

Bánh xe nhựa MC màu xanh rất đẹp mắt của Sisikư (Nhật Bản)

PET (Poly Ethylene Terephthalate): cứng và dai. Phần lớn được dùng để thổi chai nhựa đựng nước giải khát. PET chịu nhiệt khá kém, chảy mềm ở 80″C và không chịu được một số dung môi cơ bản như xăng, xylene v.v… Có thể sản xuất ở trạng thái sạch và có chứng nhận cấp thực phẩm FDA (Food and Drug Administration) có thể tái chế và không độc hại.

ABS (Acrylonitrile butadiene styrene): không phải loại nhựa cứng nhất, chịu va đập tốt nhất nhưng nó có gốc Butadien bắt nguồn từ cao su thiên nhiên nên có khả năng triệt tiêu chấn động.

ABS là loại nhựa duy nhất có thể sơn được nên là loại nhựa chính dùng làm mũ bảo hiểm

POM (Poly Oxymethylene – còn gọi là Acetal): nặng nhất trong các loại nhựa. POM cứng, dai và lì, chịu ma sát và bẻ quặp nên thích hợp dùng làm các chi tiết ma sát như bánh răng truyền động, các loại móc trong balo túi xách, nút áo bấm… POM là chất liệu làm kepcap ưa thích nhất của giới yêu bàn phím cơ (mechanical keyboard)

Keycap bằng nhựa POM chịu mòn, gõ nhiều không làm bóng phím như nhựa ABS. Nhựa POM cũng nặng hơn nhựa ABS.

Một số dòng bánh xe INOX lắp bánh nhựa PA có bạc ổ lăn làm từ nhựa POM (hay còn gọi là Delrin). POM có độ bền cơ học cao ma sát thấp chịu mài mòn có khả năng tự bôi trơn không cần bảo dưỡng nhiều.