Bài 14. Vật liệu polime

III. Cao Su:
1.Khái Niệm:
.Tính đàn hồi là tính biến dạng khi chịu lực tác dụng bên ngoài và trở lại dạng ban đầu khi lực đó thôi tác dụng.
.cao su là vật liệu polime có tính đàn hồi. Có 2 loại cao su :cao su thiên nhiên va cao su tổng hợp.
2. Cao su thiên nhiên:
Cao su thiên nhiên được lấy từ mũ cây cao su.
Cây cao su có tên khoa học Hevea Brasilienis, có nguồn gốc từ Nam Mĩ, được trồng nhiều nơi trên thế giới và nhiều tỉnh ở nước ta.
a.Cấu trúc:
Cao su thiên nhiên là polime của isopren:



n=1.500 -15000
Nghiên cứu về nhiễu xạ tia X cho biết các mắt xích isopren đều có cấu hình cis

Từ đó ta nói cao su thiên nhiên có cấu trúc lập thể điều hòa dạng cis (Sydiotactic) :




b.Tính chất và ứng dụng:
.Cao su thiên nhiên có tính đàn hồi, không dẫn điện và nhiệt,không thấm khí nước, không tan trong nước, etanol,… nhưng dễ tan trong xăng và benzen.
.Cao su có tính đàn hồi vì mạch cao su có cấu trúc lập thể điều hòa dạng cis, có độ gấp khúc lớn.
Do có liên kết đôi trong phân tử polime, cao su thiên nhiên có thể tham gia các phản ứng cộng H, HCl, Cl,…. và đặc biệt là tác dụng với lưu huỳnh cho cao su lưu hóa.
.Bản chất của quá trình lưu hóa cao su(đun nóng ở 150 C hỗn hợp cao su và lưu huỳnh tỉ lệ 97:3 về khối lượng) là tạo cầu nối didissunfua –S-S- giữa các mạch cao su làm chúng trở thành mạng lưới không gian.
Cao su lưu hóa có tính đàn hồi cao, chịu nhiệt, lâu mòn và khó tan trong môi hữu cơ hơn cao su không lưu hóa.
3. Cao su lưu hóa
a. Cao su Buna:
.Cao su Buna: là polibutadien, được tông hợp từ phản ứng trùng hợp buta-1,3-ddien có mặt natri.



buta-1,3-đien cao su buna
Cao su buna có tính đàn hồi và tính kém bền cao su thiên nhiên.
.Cao su buna-S: là sản phẩm đồng trùng hợp buta-1,3-ddien với stiren:




Buta-1,3-đien stiren Cao su Buna-S
Loại này có tính đàn hồi cao, được dùng làm lớp xe cao cấp.





.Cao su buna-N là sản phẩm đồng trùng hợp buta-1,3-dien với vinylxianua (acrilonitrin):



Buta-1,3-dien acrilonitrin Cao su Buna-N

b.Cao su isopren:
.Trùng hợp isopren, với xúc tác đặc Ziegler-Natta(1956), đó là phức chất của kim loại chuyển tiếp Titan và hợp chất cơ kim, ta được poliisopren được gọi là cao su isopren.



isopren Cao su isopren
( Hiệu suất 70%, cấu hình cis chiếm khoảng 94%, gần giống cao su thiên nhiên)
.Tương tự, người ta còn sản xuất cao su policlopren:



cloropren Cao su Cloropren
Và cao su poloflopren:
Cao su Cloropren và Floropren có tính đàn hồi và bền với dầu mỡ hơn cao su isopren.