Bài 14. Vật liệu polime

Kiểm tra bài cũ:
Viết các phương trình hóa học điều chế một số
polime sau từ monome tương ứng :
Poli(vinyl clorua)
Polistiren
Policaproamit (nilon-6)
d) Poli(metyl metacylat)

Đáp án:
a) nCH2=CHCl ( CH2-CHCl )n
nCH2=CHC6H5 ( CH2-CHC6H5 )n
nH2N-[CH2]5-COOH ( NH-[CH2]5-CO )n
+ 2nH2O
CH3 CH3
nCH2=C ( CH2-C )n
COOCH3 COOCH3
xt, to, p
xt, to, p
to
Giỏi lắm
ĐÚNG RỒI HOAN HÔ
VẬT LIỆU POLIME
I. CHAÁT DEÛO
1. Khaùi nieäm
Chất dẻo là những vật liệu polime có tính dẻo
Thành phần chất dẻo
Polime
Chất
độn
Chất
hóa dẻo
Chất
màu
Chất
ổn định
2. Moät soá polime duøng laøm chaát deûo
a) Polietilen
n
CH2 CH2
Trùng hợp
P ,xt , t0
CH2 CH2
Etylen
Polietilen
(nhựa P.E )
n
b) Poli(vinyl clorua)
nCH2=CH
Cl
to, xt, p
-CH2-CH-
Cl
n
c) Poli(metyl metacrylat)
2
2
d) Poli(phenol-fomanđehit): có 3 dạng
+ Nhựa novolat
d) Poli(phenol-fomanđehit)
+ Nhöïa rezol
d) Poli(phenol-fomanđehit)
Nhựa rezit
3. Khaùi nieäm vaät lieäu compozit
Vật liệu compozit là vật liệu gồm polime làm
nhựa nền tổ hợp với các vật liệu vô cơ và hữu
cơ khác.
II. Tơ
1. Khái niệm:
Tơ là những vật liệu polime hình sợi
dài và mảnh với độ bền nhất định.
2. Phân loại
a) Tơ thiên nhiên: bông, len, tơ tằm
b) Tơ hóa học:
+ Tơ tổng hợp: chế tạo từ các polime tổng hợp như tơ
poliamit (nilon, capron), tơ vinylic (vinilon).
+ Tơ bán tổng hợp hay tơ nhân tạo: xuất phát từ
polime thiên nhiên nhưng được chế biến thêm bằng
phương pháp hóa học như tơ visco, tơ xenlulozơ
axetat.
3. Một số loại tơ tổng hợp:
a) Nilon-6,6.
nH2N[CH2]6NH2 + nHOOC[CH2]4COOH
hexametylen điamin axit ađipic
( HN[CH2]6NH-OC[CH2]4CO ) n + 2nH2O
poli(hexametylen-ađipamit) hay (nilon-6,6)
to
3. Một số loại tơ tổng hợp thường gặp
b) Tơ lapsan
n(p-HOOC-C6H4-COOH) + nHO-CH2-CH2-OH
axit terephtaric etylen glycol
(-CO-C6H4-CO-O-CH2-CH2-O-)n+ 2nH2O
poli(etylen - terephtarat) (thuộc tơ polieste)
to
3. Một số loại tơ tổng hợp thường gặp
c) Tơ nitron (hay olon): thuộc tơ vinylic
nCH2 = CHCN ( CH2-CHCN ) n
acrilonitrin poliacrilonitrin
xt, to
1. Nhóm tơ nào sau đây thuộc tơ poliamit
A. nilon-6, tơ visco, nilon-6,6, tơ xenlulozơ axetat
B. tơ lapsan, tơ nilon-7, tơ nitron, nilon-6,6
C. tơ nilon-7, nilon-6, tơ capron, nilon-6,6
D. nilon-6, tơ visco, tơ xenlulozơ axetat, nilon-7
2. Nhoùm tô naøo sau ñaây thuoäc tô nhaân taïo
A. tơ tằm, tơ nilon-66, tơ capron
B. tơ visco, tơ xenlulozơ axetat
C. tơ lapsan, tơ nitron, nilon-6
D. nilon-7, tơ visco, tơ nitron
Kiểm tra bài cũ
Viết phương trình hóa học các phản ứng từ
metan điều chế ra: poli(vinyl clorua),
poli(vinyl axetat), poli(acrilonitrin) ? Các
hợp chất vô cơ có sẵn.
Đáp án:
2CH4 C2H2 + 3H2
C2H2 + HCl CH2=CHCl
nCH2=CHCl (-CH2-CHCl-)n
C2H2 + H2O CH3CHO
2CH3CHO + O2 2CH3COOH
C2H2 + CH3COOH CH2=CH-OCOCH3
nCH2=CH-OCOCH3 (-CH2-CH-)
OCOCH3
1500oC
xt, to
xt, to
xt, to
xt, to
xt, to, p
xt, to, p
C2H2 + HCN CH2=CHCN
nCH2=CHCN (-CH2-CHCN-)n
xt, to
xt, to, p
III. Cao su
1. Khái niệm:
- Cao su là vật liệu polime có tính đàn hồi.
- Có hai loại cao su: Cao su thiên nhiên và
cao su tổng hợp.
III. CAO SU
2. Cao su thiên nhiên.
- Cao su thiên nhiên là polime của isopren:
( CH2-C=CH-CH2 ) n n = 1500 - 15000
CH3


Nghiên cứu nhiễu xạ tia X cho biết các mắt
xích isopren đều có cấu hình cis như sau:

3. Cao su tổng hợp.
- Cao su tổng hợp là loại vật liệu polime tương tự cao su thiên nhiên, thường được điều chế từ các ankađien bằng phản ứng trùng hợp.
- Có nhiều loại cao su tổng hợp, trong đó có một loại thông dụng sau đây :
a) Cao su buna
Cao su buna chính là polibutađien tổng hợp bằng
phản ứng trùng hợp buta-1,3-đien có mặt Na:
nCH2=CH-CH=CH2 ( CH2 -CH = CH -CH2 ) n
Na, to, p
Người ta đồng trùng hợp buta-1,3-đien với
stiren thì được cao su buna-S:
nCH2=CH-CH=CH2 + nCH2=CHC6H5
buta-1,3-đien stiren
(-CH2-CH=CH-CH2-CH2-CHC6H5-)n
Cao su buna-S
xt, to, p
Người ta đồng trùng hợp buta-1,3-đien với
acrilonitrin thì được cao su buna-N:
nCH2=CH-CH=CH2 + nCH2=CHCN
buta-1,3-đien acrilonitrin
(-CH2-CH=CH-CH2-CH2-CHCN-)n
Cao su buna-N



xt, to, p
b) Cao su isopren
- Khi trùng hợp isopren có hệ xúc tác đặc biệt, ta được poliisopren gọi là cao su isopren
( CH2 - C = CH - CH2 ) n
CH3
Tương tự người ta còn sản xuất
policloropren ( CH2 - CCl = CH - CH2 ) n
polifloropren ( CH2-CF =CH-CH2 ) n
IV. KEO DÁN
Khái niệm:
Keo dán (keo dán tổng hợp hoặc keo dán tự
nhiên) là loại vật liệu có khả năng kết dính hai
mảnh vật liệu giống nhau mà không làm biến
đổi bản chất các vật liệu được kết dính.
2. Phân loại: Có thể phân loại keo dán theo hai cách thông thường sau:

a) Theo bản chất hóa học, có keo dán hữu cơ như hồ tinh bột, kẹo epoxi,... và keo dán vô cơ như thủy tinh lỏng, matit vô cơ (hỗn hợp dẻo của thủy tinh lỏng với các oxit kim loại như ZnO, MnO, Sb2O3,...)

b) Theo dạng keo, có keo lỏng (như dung dịch hồ tinh bột trong nước nóng, dung dịch cao su trong xăng,...), keo nhựa dẻo (như matit vô cơ, matit hữu cơ, bitum,...) và keo dán dạng bột hay bản mỏng (chảy ra ở nhiệt độ thích hợp và gắn kết hai mảnh vật liệu lại khi để nguội).
3. Một số loại keo dán tổng hợp thông dụng.
Keo dán peoxi.

n = 5 - 12
b) Keo dán ure-fomanđehit
Được điều chế từ ure và fomanđehit trong môi
trường axit :
nNH2-CO-NH2 + nCH2O
nNH2-CO-NH-CH2OH
( NH-CO-NH-CH2 ) n + nH2O
poli(ure - fomanđehit)
H+, to
H+, to
4. Một số loại keo dán tự nhiên
a) Nhựa vá săm:
Nhựa vá săm là dung dịch dạng keo của cao su thiên
nhiên trong dung môi hữu cơ như toluen, xilen,... dùng để nối
hai đầu săm và vá chỗ thủng của săm. Hiện nay còn có nhiều
loại nhựa vá săm là keo dán tổng hợp chất lượng cao.
b) Keo hồ tinh bột:
Trước kia người ta thường nấu tinh bột sắn hoặc tinh bột gạo
nếp thành hồ tinh bột làm keo dán giấy. Keo hồ tinh bột hay
bị thiu, mốc nên ngày nay người ta thay bằng keo dán tổng
hợp, chẳng hạn như keo chế từ poli(vinyl ancol).
Củng cố bài:
1. Phân tử khối trung bình của poli(hexametylen-ađipamit) để chế tạo tơ nilon-6,6 là 30 000, của cao su tư nhiên là 105 000. Hãy tính số mắt xích trung bình của mỗi loại polime nói trên ?

Đáp án:
+ Số mắt xích trung bình của
poli(hexametylen-ađipamit) là
n = 30 000 : 226 = 132,74
+ Số mắt xích trung bình của cao su tự nhiên là
n = 105 000 : 68 = 1544,11
2. Một loại cao su lưu hóa chứa 2% lưu huỳnh. Hỏi cứ khoảng bao nhiêu mắt xích isopren có một cầu nối đisunfua -S-S- , giả thiết rằng S đã thay thế cho hiđro ở nhóm metylen trong mạch cao su ?
Đáp án:
Số mắt xích isopren có một cầu đisunfua -S-S- là n. Theo giả thiết ta có :
64.100 = 2 . Suy ra n = 46
68n + 64 - 2