Nhựa PP copolymer là polypropylene có thêm ethylene, gồm hai họ rất khác nhau: random copolymer (ethylene chèn rải rác trong mạch, chủ yếu để trong hơn) và impact copolymer (nền PP chứa hạt cao su EPR, để chịu va đập khi lạnh). Chỉ impact copolymer có số liệu va đập ở -20 °C trong datasheet, nên đây mới là loại đáng cân nhắc cho pallet kho mát và kho đông.
Điểm chính
- PP đẳng cấu có nhiệt độ hóa thủy tinh khoảng 0 °C, nên PP homopolymer đã ở vùng chuyển tiếp giòn tại kho mát và nằm hẳn dưới Tg tại kho đông.
- PP dị thể (impact copolymer) chứa pha cao su EPR có Tg từ -55 đến -35 °C, chiếm từ dưới 10% đến khoảng 30% khối lượng tùy cấp hạt, nên vẫn hấp thụ va đập ở -20 °C.
- Ở 0 °C, 9 mác random copolymer trong bảng chọn của LyondellBasell chỉ đạt 1,5 đến 3,5 kJ/m² Charpy có khía, ngang homopolymer ở nhiệt độ phòng.
- Trong cùng họ dị thể, Charpy có khía ở -20 °C chênh nhau 4 lần, từ 2 kJ/m² (EP548V) đến 8 kJ/m² (EP240H).
- Homopolymer không luôn cứng hơn: mác dị thể BF970MO có mô đun uốn 1.450 MPa và HDT 102 °C, cao hơn homopolymer HF136MO cùng MFR 20 g/10 phút.
Trên phiếu chào hàng, chữ “PP” hay “PPC” thường đứng một mình, không kèm tên mác hạt. Ở kho mát và kho đông, sự mập mờ này quyết định pallet có nứt chân sau vài tháng hay không.
- 0 °Cnhiệt độ hóa thủy tinh của PP đẳng cấu (isotactic), mốc khiến PP homopolymer bắt đầu giòn
- -55 đến -35 °Cnhiệt độ hóa thủy tinh của pha cao su EPR trong PP dị thể, theo bằng sáng chế US10920055
- 2 - 8 kJ/m²Charpy có khía ở -20 °C của 7 mác PP dị thể Borealis và LyondellBasell được dẫn trong bài
- 1,5 - 3,5 kJ/m²Charpy có khía ở 0 °C của 9 mác PP random copolymer trong bảng chọn của LyondellBasell
PP homopolymer, random copolymer và impact copolymer khác nhau ở cấu trúc nào?
Ba loại khác nhau ở chỗ ethylene có mặt hay không, và nếu có thì nằm ở đâu. Định nghĩa cơ bản, tỷ trọng và độ an toàn của nhựa PP đã có trong bài tổng quan nhựa PP và độ an toàn khi sử dụng của ICD Việt Nam. Bài này chỉ đi vào phần cấu trúc quyết định khả năng chịu lạnh.
PP homopolymer chỉ trùng hợp propylene. Mạch đều đặn nên kết tinh tốt, cho độ cứng và nhiệt độ biến dạng nhiệt cao. Random copolymer chèn một lượng nhỏ ethylene ngẫu nhiên vào mạch. Các “điểm lỗi” này làm giảm kết tinh, hạ điểm nóng chảy và tăng độ trong, theo Wikipedia, nên random copolymer hợp với hộp trong, nắp, ống nước nóng.
PP block copolymer là gì?
“Block copolymer” là tên thương mại quen thuộc của impact copolymer, các hãng hạt nhựa còn gọi là heterophasic copolymer (PP dị thể). Nhóm nghiên cứu trên tạp chí ACS Applied Polymer Materials (2023) mô tả vật liệu này là hỗn hợp hai pha tạo ngay trong lò phản ứng: nền PP đẳng cấu kết tinh và pha phân tán là copolymer ethylene-propylene vô định hình (EPR). Hai pha không hòa tan vào nhau. Các hạt EPR chặn đường lan của vết nứt bằng cách tiêu tán năng lượng va đập, trong khi nền PP vẫn giữ phần lớn độ cứng. Theo các bằng sáng chế về PP dị thể, pha cao su chiếm từ dưới 10% đến khoảng 30% khối lượng tùy cấp hạt.
Vì sao nhựa PP giòn khi nhiệt độ xuống thấp?
PP giòn khi lạnh vì phần vô định hình của nó đi qua nhiệt độ hóa thủy tinh (Tg) ngay quanh 0 °C. Trên Tg, các đoạn mạch vô định hình còn chuyển động được và hấp thụ năng lượng va đập. Dưới Tg, chúng “đông cứng”, vật liệu gãy theo kiểu giòn. Bảng Tg trên Wikipedia ghi PP đẳng cấu khoảng 0 °C, trong khi polyethylene nằm trong khoảng -130 đến -80 °C.
PP homopolymer chỉ có một Tg quanh 0 °C: ở kho mát nó đã ở vùng chuyển tiếp, ở kho đông nó nằm hẳn dưới Tg. Bằng sáng chế US10920055B2 mô tả PP dị thể có hai Tg tách biệt khi đo bằng DMTA: Tg của nền PP trong khoảng -5 đến 5 °C và Tg của pha EPR trong khoảng -55 đến -35 °C. Ở -20 °C, nền PP đã cứng giòn nhưng hạt cao su vẫn mềm, nên vẫn còn cơ chế hấp thụ va đập. Random copolymer không có pha cao su thứ hai, vì vậy chỉ được cải thiện rất ít so với homopolymer.
Charpy ISO 179 và va đập đâm xuyên ISO 6603-2 đo điều gì?
Hai phép thử trả lời hai câu hỏi khác nhau. ISO 179-1 dùng con lắc đập gãy một thanh mẫu có khía. Ký hiệu “1eA” trên datasheet nghĩa là mẫu loại 1, đập theo cạnh (edgewise), khía kiểu A có bán kính đáy 0,25 mm. Kết quả là năng lượng hấp thụ chia cho tiết diện tại khía (kJ/m²), phản ánh tình huống có sẵn điểm tập trung ứng suất.
ISO 6603-2:2023 dùng đầu đập bán cầu đường kính 20 mm, vận tốc ưu tiên 4,4 m/s, đâm xuyên một tấm phẳng dày 1 đến 4 mm và ghi lại đồ thị lực theo độ võng. Thử ở nhiều nhiệt độ sẽ tìm ra nhiệt độ mà kiểu phá hủy chuyển từ dẻo sang giòn. Mác dị thể Moplen EP548V của LyondellBasell (bảng ở mục sau) minh họa rõ sự khác nhau: chuyển dẻo-giòn ở -45 °C trên tấm phẳng, nhưng Charpy có khía ở -20 °C chỉ còn 2 kJ/m².
Với pallet, chân, gân và góc cạnh đều là “khía” tự nhiên, nơi vết nứt khởi phát khi càng xe nâng va vào. Cả hai tiêu chuẩn đều ghi chú kết quả không dùng để tính toán thiết kế và không dự đoán trực tiếp hành vi sản phẩm hoàn chỉnh, nên số liệu hạt chỉ giúp loại sớm vật liệu không phù hợp.
So sánh ba loại PP qua datasheet mác hạt cụ thể
Cùng một loại PP có thể chênh nhau nhiều lần giữa các mác, nên bảng dưới lấy nguyên số từ datasheet chính thức của Borealis: ba mác ép phun cùng chỉ số chảy MFR 20 g/10 phút để so sánh công bằng, thêm BC250MO, mác dị thể MFR thấp mà Borealis liệt kê ứng dụng gồm cả pallet.
| Mác hạt (Borealis) | Loại PP | MFR 230 °C/2,16 kg | Mô đun uốn ISO 178 | Charpy có khía 23 °C | Charpy có khía -20 °C | HDT/B 0,45 MPa ISO 75-2 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| HF136MO | Homopolymer | 20 g/10 phút | 1.300 MPa | 3 kJ/m² | Không công bố | 85 °C |
| RF365MO | Random copolymer | 20 g/10 phút | 1.100 MPa | 5,5 kJ/m² | Không công bố | 75 °C |
| BF970MO | Dị thể (impact) | 20 g/10 phút | 1.450 MPa | 8 kJ/m² | 4,5 kJ/m² | 102 °C |
| BC250MO | Dị thể (impact) | 4 g/10 phút | 1.100 MPa | 25 kJ/m² | 7,5 kJ/m² | 80 °C |
Bảng chọn sản phẩm PP ép phun của LyondellBasell cho thêm cột va đập ở 0 °C và nhiệt độ chuyển dẻo-giòn đo theo ISO 6603-2. Cột mô đun ở đây là mô đun kéo ISO 527, không phải mô đun uốn, nên không đặt chung bảng với số Borealis.
| Mác hạt (LyondellBasell) | Loại PP | MFR | Mô đun kéo ISO 527 | Charpy 23 / 0 / -20 °C (kJ/m²) | Chuyển dẻo-giòn ISO 6603-2 | HDT/B |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Moplen HP500N | Homopolymer | 12 | 1.400 MPa | 4 / không công bố / không công bố | Không công bố | 95 °C |
| Moplen RP348R | Random copolymer | 25 | 1.150 MPa | 6 / 2 / không công bố | Không công bố | 80 °C |
| Moplen EP240H | Dị thể, dùng cho thùng chứa | 2 | 1.000 MPa | 80 / 12 / 8 | Dưới -50 °C | 75 °C |
| Moplen EP340M | Dị thể | 7,5 | 1.050 MPa | 45 / 9 / 7 | Dưới -50 °C | 80 °C |
| Moplen EP540P | Dị thể | 15 | 1.300 MPa | 7 / 4,5 / 3 | -45 °C | 90 °C |
| Moplen EP548V | Dị thể, chảy rất cao | 100 | 1.450 MPa | 3,5 / 2,5 / 2 | -45 °C | 90 °C |
Những điểm đáng chú ý trong hai bảng
Cả hai hãng đều không công bố va đập ở -20 °C cho homopolymer và random copolymer, vì đó không phải vùng nhiệt độ hai loại này được thiết kế để làm việc. Ở 0 °C, chín mác random copolymer trong bảng LyondellBasell chỉ đạt 1,5 đến 3,5 kJ/m², ngang homopolymer ở nhiệt độ phòng.
Nhận định phổ biến “homopolymer luôn cứng hơn copolymer” cũng không đúng tuyệt đối. Mác dị thể BF970MO có mô đun uốn 1.450 MPa và HDT 102 °C, đều cao hơn homopolymer HF136MO cùng MFR. Lý do là BF970MO dùng chất tạo mầm kết tinh (công nghệ BNT của Borealis): độ cứng phụ thuộc mác hạt và phụ gia, không chỉ tên loại PP.
Ngược lại, chữ “copolymer” không đồng nghĩa với “chịu lạnh tốt”. Trong cùng họ dị thể, va đập ở -20 °C chênh nhau 4 lần, từ 2 kJ/m² (EP548V) đến 8 kJ/m² (EP240H). Mác chảy càng cao thì va đập càng thấp, đúng với nhận xét chung trên Wikipedia rằng MFR tăng thì độ bền va đập giảm.
HDPE khác PP thế nào ở nhiệt độ âm?
HDPE có lợi thế nền tảng ở kho đông vì Tg của polyethylene nằm trong khoảng -130 đến -80 °C, thấp hơn mọi kho lạnh thương mại: phần vô định hình của HDPE vẫn mềm dẻo khi PP đã qua Tg từ lâu. Đổi lại, HDPE kém cứng hơn PP ở nhiệt độ phòng nên cần thiết kế dày hơn để đạt cùng độ võng.
Yêu cầu vật liệu theo từng loại kho lạnh, màu pallet trong khu thực phẩm và thiết kế mặt lưới đã được phân tích trong bài yêu cầu kỹ thuật pallet nhựa kho lạnh của ICD Việt Nam.
Nhựa PP chịu lạnh được không? Chọn loại PP cho pallet theo nhiệt độ kho
PP chịu lạnh được hay không phụ thuộc loại PP và mác hạt. Bảng dưới là khung lựa chọn dựa trên cơ chế Tg và số liệu datasheet ở trên, cho pallet chịu va đập xe nâng hằng ngày.
| Môi trường kho | Homopolymer | Random copolymer | Impact copolymer (dị thể) | Căn cứ |
|---|---|---|---|---|
| Kho thường, nhiệt độ phòng | Dùng được nếu ít va đập, ưu tiên tải tĩnh | Không có lợi thế cho pallet | Phù hợp nhất khi xe nâng thao tác nhiều | Charpy 23 °C: homopolymer 3 đến 4 kJ/m², dị thể 7 đến 80 kJ/m² |
| Kho mát 0 đến 8 °C | Không nên dùng | Không nên dùng | Dùng được, chọn mác có số liệu ở 0 °C và -20 °C | Nằm ngay vùng Tg của PP; random copolymer chỉ 1,5 đến 3,5 kJ/m² ở 0 °C |
| Kho đông -25 đến -18 °C | Không dùng | Không dùng | Chỉ dùng mác nhóm cao (khoảng 7 đến 8 kJ/m² ở -20 °C, chuyển dẻo-giòn dưới -50 °C) và đã thử trên pallet | Dưới Tg nền PP, chỉ còn pha EPR hấp thụ va đập |
| Cấp đông sâu dưới -30 °C | Không dùng | Không dùng | Không khuyến nghị, chuyển sang HDPE nguyên sinh | Datasheet PP thường chỉ công bố đến -20 °C, không đủ dữ liệu để đánh giá |
Mức 7 đến 8 kJ/m² ở -20 °C trong bảng không phải ngưỡng tiêu chuẩn. Đây là vùng của các mác mà chính nhà sản xuất định vị cho pallet, thùng chứa và mô tả là chịu va đập tốt ở nhiệt độ thấp, như BC250MO, EP240H và EP340M. Dùng mác ở nhóm này làm điểm tham chiếu giúp bạn so sánh các phiếu chào hàng theo cùng một thước đo.
Hỏi nhà cung cấp thế nào để biết pallet làm từ loại PP nào?
Danh sách câu hỏi dưới đây chuyển chữ “PP” hay “PPC” trên báo giá thành dữ liệu kiểm chứng được.
- Tên mác hạt và hãng sản xuất: ví dụ “Borealis BC250MO”, kèm đường dẫn datasheet.
- Loại PP: homopolymer, random copolymer hay heterophasic (impact) copolymer.
- Chỉ số chảy MFR: mác MFR rất cao dễ ép khuôn lớn nhưng thường va đập thấp hơn.
- Charpy có khía ISO 179-1/1eA ở -20 °C: nếu datasheet không có cột này, mác đó không được thiết kế cho kho đông.
- Nhiệt độ chuyển dẻo-giòn theo ISO 6603-2: phải thấp hơn nhiệt độ kho của bạn với khoảng dư hợp lý.
- Tỷ lệ hạt tái sinh pha trộn: số liệu datasheet chỉ đúng cho hạt nguyên sinh của chính mác đó.
- Kết quả thử trên pallet thành phẩm: pallet được làm lạnh đến nhiệt độ kho rồi thử va đập hoặc rơi góc.
Câu trả lời kiểu “nhựa PP chịu lạnh tốt” mà không có tên mác là tín hiệu nên hỏi tiếp, hoặc chuyển sang HDPE cho kho đông.
Khi đã xác định được nhiệt độ kho và loại vật liệu cần dùng, bạn có thể khoanh vùng mẫu theo kích thước và tải trọng bằng bộ tìm pallet nhựa của ICD Việt Nam, rồi gửi kèm danh sách câu hỏi trên khi xin báo giá.
Checklist chọn nhựa PP cho pallet theo nhiệt độ kho
Bảy bước dưới đây chuyển phần phân tích vật liệu ở trên thành trình tự làm việc khi xin báo giá và nghiệm thu pallet.
- Xác định nhiệt độ thấp nhất pallet phải làm việc: kho thường, kho mát 0 đến 8 °C, kho đông -25 đến -18 °C hay cấp đông sâu dưới -30 °C.
- Loại PP homopolymer và random copolymer khỏi danh sách cho kho mát và kho đông; với cấp đông sâu dưới -30 °C, chuyển sang HDPE nguyên sinh.
- Yêu cầu tên mác hạt, hãng sản xuất và datasheet; không chấp nhận chữ “PP” hay “PPC” đứng một mình trên báo giá.
- Đối chiếu cột Charpy có khía ISO 179-1/1eA ở -20 °C, dùng mức 7 đến 8 kJ/m² của các mác định vị cho pallet làm điểm tham chiếu khi so các phiếu chào hàng.
- Kiểm tra MFR và nhiệt độ chuyển dẻo-giòn theo ISO 6603-2, bảo đảm thấp hơn nhiệt độ kho với khoảng dư hợp lý.
- Hỏi tỷ lệ hạt tái sinh pha trộn, vì số liệu datasheet chỉ đúng cho hạt nguyên sinh của chính mác đó.
- Yêu cầu chứng nhận phân tích lô hạt hoặc kết quả thử va đập, rơi góc trên pallet thành phẩm đã làm lạnh đến nhiệt độ kho, và ghi vào hợp đồng.
Câu hỏi thường gặp
PP copolymer là gì?
PP copolymer là polypropylene trùng hợp cùng ethylene, gồm hai họ: random copolymer (ethylene chèn ngẫu nhiên trong mạch, tăng độ trong) và impact copolymer (nền PP chứa hạt cao su EPR, chịu va đập). Khả năng chịu lạnh của hai họ rất khác nhau.
PP block copolymer là gì?
PP block copolymer là tên thương mại của PP impact copolymer, còn gọi là PP dị thể. Vật liệu gồm nền PP kết tinh và các hạt cao su ethylene-propylene (EPR) phân tán, tạo ngay trong lò phản ứng. Pha EPR có Tg khoảng -55 đến -35 °C nên vẫn mềm dẻo ở -20 °C.
PP homopolymer và copolymer loại nào tốt hơn?
Không có loại tốt hơn tuyệt đối. Homopolymer mạnh về độ cứng và chịu nhiệt nhưng giòn quanh 0 °C, impact copolymer giữ va đập tốt hơn khi lạnh. Với pallet chịu va đập xe nâng, impact copolymer thường phù hợp hơn, nhưng cần xem số liệu của mác hạt cụ thể.
Nhựa PP chịu được nhiệt độ lạnh bao nhiêu?
Không có con số chung. PP homopolymer bắt đầu giòn quanh 0 °C, nhiệt độ hóa thủy tinh của PP đẳng cấu. Một số mác impact copolymer vẫn đạt 7 đến 8 kJ/m² Charpy có khía ở -20 °C. Dưới -30 °C nên dùng HDPE.
Nhựa PPC là gì?
PPC là cách gọi tắt trên thị trường cho PP copolymer, thường ám chỉ impact copolymer. Cách gọi này không phân biệt random hay impact copolymer, nên bạn cần hỏi tên mác hạt và datasheet.
Mã HS của PP homopolymer và PP copolymer là gì?
Theo Danh mục HS 2022 của Tổ chức Hải quan Thế giới, phân nhóm 3902.10 là polypropylene và 3902.30 là copolymer propylene, dạng nguyên sinh. Chú giải phân nhóm Chương 39 quy định polymer xếp vào 3902.10 khi đơn vị propylene chiếm từ 95% khối lượng trở lên. Vì vậy mã HS phụ thuộc hàm lượng ethylene thực tế của lô hạt, không phụ thuộc tên thương mại.
Nguồn tham khảo
- Borealis, Product Data Sheet: HF136MO, RF365MO, BF970MO, BC250MO, BE961MO.
- LyondellBasell, Polypropylene Consumer and Injection Molding, bảng chọn sản phẩm Moplen.
- ISO, ISO 179-1 Plastics, Determination of Charpy impact properties và ISO 6603-2:2023 Puncture impact behaviour of rigid plastics, Part 2.
- ACS Applied Polymer Materials (2023), Fast Analytics of High-Impact Polypropylene (HIPP); Borealis GmbH, bằng sáng chế US10920055B2.
- Wikipedia, Glass transition và Polypropylene.
- Tổ chức Hải quan Thế giới (WCO), HS Nomenclature 2022, Chương 39.
Tìm pallet theo thông số
Lọc 244 mẫu theo kích thước, tải trọng động, tĩnh, tải trên kệ, kiểu chân và màu sắc.
Mở bộ tìm pallet
