Bài 14. Vật liệu polime

Bài cũ: 1. Viết PTHH phản ứng trùng hợp
a)Trùng hợp etilen
b)Trùng hợp vinylclorua
c)Trùng hợp stiren (vinyl benzen)
d)Trùng hợp metylmetacrylat
CH2=C(CH3)-COOCH3
e)Trùng hợp buta-1,3-dien
f)Đồng trùng hợp buta-1,3-dien với stiren
2. Viết PTHH phản ứng trùng ngưng
Chất dẻo là gì?
Tơ là gì?
Vật liệu compozit !?
Vì sao cần vật liệu compozit !?
POLIME - COMPOZIT
- Do kim loại và hợp kim bị ăn mòn, nguồn khoáng sản ngày càng cạn kiệt nên một trong các giải pháp là điều chế vật liệu polime.
- Vật liệu Polime-Composite là vật liệu được chế tạo tổng hợp từ hai hay nhiều vật liệu khác nhau nhằm mục đích tạo ra một vật liệu mới có tính năng ưu việt hơn hẳn vật liệu ban đầu.
- Một trong các ứng dụng có hiệu quả nhất đó là Composite polime, đây là vật liệu có nhiều tính ưu việt và có khả năng áp dụng rộng rãi.
I. CHẤT DẺO
1. Khái niệm chất dẻo và vật liệu compozit
a) Chất dẻo là gì?
Là chất có tính bị biến dạng khi chịu tác dụng của nhiệt, của áp lực bên ngoài mà vẫn giữ được sự biến dạng đó khi thôi tác dụng
- Ví dụ chất dẻo:
Polietilen; Poli(vinyl clorua); Poli(metyl metacrylat);
Poli(phenol-formandehit)
a) Chất dẻo là gì?
Polietilen
( CH2 CH2 )n
Poli(vinyl clorua)
Poli(metyl metacrylat)
Thủy tinh hữu cơ
(Thủy tinh Plexiglas)
Poli(phenol-formandehit)
Polietilen
( CH2 CH2)n
Poli(phenol-formandehit)
Có 3 dạng:
+
Polietilen
Polietilen
( CH2 CH2 )n
Polietilen
- mềm, nóng chảy >110oC
- có tính trơ giống ankan mạch không phân nhánh
- ứng dụng: làm màng mỏng, vật liệu điện, bình chứa,…
( CH2 CH2 )n
Poli(vinyl clorua)
Poli(vinyl clorua)
- chất rắn vô định hình, cách điện tốt, bền với axit
- ứng dụng: vật liệu cách điện, ống dẫn nước, vải che mưa,…
Poli(metyl metacrylat)
Poli(metyl metacrylat) - Thủy tinh hữu cơ
(Thủy tinh Plexiglas)


- chất rắn trong suốt, cho ánh sáng truyền qua gần 90%
- ứng dụng: thủy tinh plexiglas cho kính ô tô, máy bay, kính bảo hiểm, răng giả, xương giả,…
Poli(phenol-formandehit)
Poli(phenol-formandehit)
- novolac: + rắn, dễ nóng chảy, dễ tan trong dmôi hữu cơ
+ ứng dụng: sơn , bột ép, vecni
- rezol: + rắn, dễ nóng chảy, tan nhiều trong dmôi hữu cơ
+ ứng dụng: sơn , keo, nhựa rezit
- rezit: + dạng rắn, không nóng chảy, không tan trong nhiều dmôi hữu cơ
+ ứng dụng: chế tạo vỏ máy, dụng cụ cách điện,…
Poli(phenol-formandehit)
b) Vật liệu compozit
- Là vật liệu hỗn hợp, gồm ít nhất hai thành phần phân tán vào nhau mà không tan vào nhau.
- Thành phần gồm:
+ Chất nền: polime
+ Chất độn: sợi hoặc bột
+ Phụ gia:
Chất nền: polime
- Là chất kết dính, tạo môi trường phân tán, truyền ứng suất sang độn khi có ngoại lực tác dụng lên vật liệu.
- Có thể sử dụng nhựa nhiệt rắn hay nhựa nhiệt dẻo làm polime nền:
•Nhựa nhiệt dẻo: PE, PS, PVC…độn được trộn với nhựa, gia công trên máy ép phun ở trạng thái nóng chảy.
•Nhựa nhiệt rắn: PP, Epoxy, Poliester không no, gia công dưới áp suất và nhiệt độ cao.
- Nhựa nhiệt rắn cho vật liệu có tính cơ học cao hơn nhựa nhiệt dẻo.
Chất độn
- Đóng vai trò là chất chịu ứng suất tập trung vì độn thường có tính chất cơ lý cao hơn nhựa.
- Có 2 dạng độn:
•Độn dạng sợi: thường dùng để chế tạo các loại vật liệu cao cấp như: sợi thủy tinh, sợi carbon, sợi Bo, sợi cacbua silic, sợi amit.
•Độn dạng hạt: thường được sử dụng là : silica, CaCO3, vẩy mica, vẩy kim loại, độn khoáng, cao lanh, đất sét, bột talc, hay graphit, cacbon .
- Cũng có thể là sợi tự nhiên (sợi đay, sợi gai, sợi lanh, xơ dừa, xơ tre, bông…), hoặc là sợi nhân tạo (sợi thuỷ tinh, sợi vải, sợi poliamit…) .
- Chất pha loãng
- Chất tách khuôn, chất làm kín
- Xúc tác: các chất xúc tác chỉ được cho vào nhựa trước khi gia công
- Chất phụ gia khác…
Phụ gia
Bài tập: Viết PTHH điều chế chất dẻo
a)Trùng hợp polietilen
b)Trùng hợp polivinylclorua
c)Trùng hợp poli(metylmetacrylat) hay thủy tinh hữu cơ - thủy tinh Plexiglas
d) Từ phenol điều chế nhựa novolac
e)Từ nhựa rezol và nhựa nhựa novolac đều chế nhựa rezit (bakelit)

II. TƠ
1. Khái niệm tơ
a) Tơ là gì?
- Là những vật liệu polime hình sợi dài và mảnh, có độ bền nhất định
- Tương đối rắn, tương đối bền với nhiệt và dung môi, mềm , dai, không độc, có khả năng nhuộm màu.
2. Phân loại tơ:
- Tơ thiên nhiên
- Tơ hóa học
+ Tơ tổng hợp
+ Tơ bán tổng hợp hay tơ nhân tạo
Tơ thiên nhiên và tơ bán tổng hợp
Bông, len, tơ tằm,…
Các loại tơ axetat:
3. Một số loại tơ tổng hợp thường gặp:
a) Tơ nilon-6,6
b) Tơ nitron (hay olon)
a) Tơ nilon-6,6
- có tính dai, bền, mềm mại, óng mượt, ít thấm, nước, giặt mau khô
- kém bền với nhiệt, với axit và kiềm
- dùng dệt vải may mặc, vải lót săm lốp xe, bít tất, dây cáp, dây dù, đan lưới.
- điều chế từ hexametilendiamin với axit adipic
-(-NH-[CH2]6NH-CO-[CH2]4-CO-)n-
poli(hexametilen adipipamit) hay nilon-6,6
b) Tơ nitron
- có tính dai, bền với nhiệt và giữ nhiệt tốt
- không bền môi trường axit và baz
- dùng dệt vải may quần áo ấm, len
Bài tập: Viết PTHH điều chế tơ
a) Trùng ngưng hexametylendiamin với axit adipic > tơ nilon-6,6
b)Trùng hợp vinyl xianua hay acrilonitrin > tơ nitron hay olon
c) Trùng ngưng: axit terephatalic + etilen glicol > poli(etilen-terephtalat) hay tơ lapsan
III. CAO SU
1. Khái niệm cao su
- Là loại vật liệu polime có tính đàn hồi
2. Phân loại:
a) Cao su thiên nhiên
b) Cao su tổng hợp
a) Cao su thiên nhiên
- Từ mủ cây cao su (Hevea)
- Tính đàn hồi, không dẫn điện và nhiệt, không thấm khí và nước
- Không tan trong nước, etanol, axeton nhưng tan trong xăng, benzen
- Bị depolime hóa bởi nhiệt thành monome ban đầu
a) Cao su thiên nhiên
- Tham gia phản ứng của liên kết bội (cộng H2, HCl, Cl2,…)
- Tác dụng với lưu huỳnh cho cao su lưu hóa.
b) Cao su tổng hợp
- Thường được điều chế từ các ankadien bằng các phản ứng trùng hợp
- Ví dụ:
Cao su buna, Cao su buna-S, Cao su buna-N
IV. KEO DÁN TỔNG HỢP
1. Khái niệm keo dán
- Là loại vật liệu có khả năng kết dính 2 mảnh vật liệu rắn giống nhau hoặc khác nhau mà không làm biến đổi bản chất của các vật liệu được kết dính
2. Một số keo dán tổng hợp thông dụng:
a) Nhựa vá săm
b) Keo dán epoxi
c) Keo dán ure-fomandehit
2. Một số keo dán tổng hợp thông dụng:
Keo dán epoxi
Keo dán ure-formandehit
nH2N-CO-NH2 + nHCHO -(HN-CO-NH-CH2-)n-
Nhựa vá săm: là dung dịch đặc của cao su trong dung môi hữu cơ