CAOPHANTU
Chia sẻ bởi Nguyễn Lân |
Ngày 09/05/2019 |
42
Chia sẻ tài liệu: CAOPHANTU thuộc Hóa học 12
Nội dung tài liệu:
HỢP CHẤT CAO PHÂN TỬ -
vật liệu POLIME
HÓA HỌC
hữu cơ
polime : người
khổng lồ...
.trong thế giới phân tử
Biên soạn: Nguyễn Lân
Tuấn Minh
HỢP CHẤT CAO PHÂN TỬ - VẬT LIỆU POLIME
KHÁI NIỆM CHUNG ;
- Vật chất và ý thức; cái nào có trước?
- Lịch sử phát triển.
II- HỢP CHẤT CAO PHÂN TỬ ( POLIME ) :
A. Khái niệm - phân loại polime.
B. Cấu trúc polime.
C. Tính chất đặc trưng của polime.
D. Các phương pháp tổng hợp polime.
III- VẬT LIỆU POLIME :
A- Chất dẻo - phân loại chất dẻo.
B- Tơ , các loại tơ.
C- Cao su
IV. CÁC ỨNG DỤNG KHÁC CỦA POLIME :
Biên soạn: Nguyễn Lân
Tuấn Minh
I- KHÁI NIỆM CHUNG:
4,6 tỷ năm trước Trái đất chỉ là một quả cầu cằn cỗi .
600 triệu năm sau, những trận mưa rào kéo dài vài chục ngàn năm bắt đầu làm nguội bề mặt Trái đất ? biển và đại dương .
Dưới một điều kiện đặc biệt , các đơn chất và hợp chất đơn giản của C,H,O,N kết hợp với nhau theo một cấu trúc đặc biệt được gọi là polime .
200 triệu năm sau : sự sống xuất hiện.
Cách đây 4 triệu năm loài người xuất hiện.
? Do đó ta hoàn toàn không thể nói rằng ý thức có trước vật chất khi mà trên thực tế, loài người cùng với ý thức của nó chỉ là một kẻ sinh sau đẻ muộn so với thế giới vật chất này.
Chú ý: Phần khái niệm chung: Đọc nghe,không ghi chép
Ýthức không phải tự nhiên mà có, mà đó là kết quả của sự tiếp nhận kích thích từ các cơ quan cảm giác và sự tổng hợp nó ở trung khu thần kinh. Và protein là cơ sở vật chất, nguyên liệu cho quá trình hoá sinh phức tạp này.
Qua đó, ta có thể nói rằng hợp chất polime đã tạo nên sự sống trên trái đất, đã tạo nên con người, nuôi sống con người và ngày nay, những vật liệu polime đã không ngừng cải thiện, nâng cao đời sống con người.
THỜI ĐẠI CAO PHÂN TỬ
Trong cuộc sống con người hiện nay , từ ăn mặc đến chỗ ở, đi lại đều không thể tách rời hợp chất cao phân tử (polime ).
Phân tử của polime rất lớn, mỗi phân tử do vài vạn, vài chục vạn nguyên tử hợp thành, phân tử lượng phải đến vài ngàn, vài vạn, vài triệu, thậm chí còn cao hơn, được gọi là "người khổng lồ" trong thế giới phân tử.
Nhà hóa học người Ý Giulio Natta nhận giải Nobel hóa học năm 1963 nhờ vào công trình nghiên cứu về polime và plastics .
Nhà hóa học người Mỹ Paul Flory đoạt giải Nobel hóa học năm 1974 . Công trình của ông giúp việc phát triển ngành thương mại polime.
Nhà hóa học người Mỹ gốc Bỉ Leo Hendrik Bakeland công bố bằng sáng chế về tổng hợp nhựa bakelite .
II- POLIME ( cao phân tư ):
A- Khái niệm - phân loại polime
Theo IUPAC , polime được định nghĩa
" một hợp chất gồm các phân tử được hình thành do sự lặp lại nhiều lần của 1 loại hay nhiều loại nguyên tử hay 1 nhóm nguyên tử liên kết với nhau với số lượng khá lớn để tạo nên 1 loạt tính chất mà chúng thay đổi không đáng kể khi lấy đi hoặc thêm vào 1 vài đơn vị
cấu tạo".
Quá cao siêu ???
1/ Khái niệm ;
Hợp chất cao phân tử hay polime là những hợp chất có khôí lượng phân tử rất lớn (từ hàng ngàn đến hàng triệu đvC) do nhiều mắt xích liên kết với nhau.
Mỗi mắt xích là 1 đơn vị monome ban đầu .
Số mắt xích trong phân tử được gọi là hệ số trùng hợp .
Ví dụ : polietylen, cao su buna, PVC, PMMA
là những polime.
Bình dân học vụ ..!
2/ Phân loại :
a/ Phân loại theo nguồn gốc hình thành :
- Polime thiên nhiên : có nguồn gốc động thực vật như xenlulo, cao su, protein, enzym..
Polime tổng hợp : được sản xuất từ những monome bằng các phản ứng trùng hợp, trùng ngưng như : poliolefin, poliamit, nhựa phenol fomandehit..
Polime bán tổng hợp : chế biến hóa học 1 phần các polime thiên nhiên : tơ visco.
b/ Phân loại theo cấu trúc :
-Polime mạch thẳng , polime mạch nhánh , polime mạng lưới và polime không gian.
c/ Phân loại theo cách tổng hợp :
- polime trùng hợp , polime trùng ngưng.
d/ Phân loại theo thành phần cấu tạo của mạch
polime: ( Phần tham khảo thêm)
Polime đồng mạch : mạch được cấu tạo chỉ bởi các
nguyên tử cacbon.
Ví dụ :
Polime dị mạch : mạch được cấu tạo bởi 1 ngtử của 1 số nguyên tố khác nhau
Ví dụ :
[- CH2 - CH2-]n
polioetilen
e/ Phân loại theo tính chịu nhiệt : ( Phần tham khảo thêm)
- Polime nhiệt dẻo : là các polime mạch thẳng , là loại vật liệu có giá trị thương mại nhất hiện nay .
- Polime nhiệt rắn :là những polime hay oligome prepolime có khối lượng phân tử không cao lắm .có khả năng tạo polime không gian.
f/ Phân loại theo lĩnh vực ứng dụng :( Phần tham khảo thêm)
- Chất dẻo, sợi, cao su, sơn và keo .
HƠI BỊ
RẮC RỐI ?!?
B- Cấu trúc phân tử :
Polime có các dạng cấu trúc sau:
1- Polime mạch thẳng : trong đó các monome liên kết với nhau thành 1 mạch duy nhất . Ví dụ : polietylen, polivinylclorit, polistiren,..
2 - Polime mạch nhánh : trong đó có mạch nhánh nối vào mạch chính . Khi có mạch nhánh, sự sắp xếp ít chặt chẽ hơn và do đó tỉ trọng polime giảm . Ví dụ : amilopectin, glicogen,..
3 - Polime mạng lưới : các mạch cạnh nhau trong polime nối với nhau bằng liên kết đồng hóa trị .
4- Polime không gian : giữa các chuỗi polime có các cầu nối bền vững . Ví dụ : nhựa bakelite, nhựa epoxy,..
ĐỒNG PHÂN KHÔNG GIAN :
Tất cả nhóm thế R cùng nằm 1 bên ? izotactic
Nhóm R nằm cách đều về 2 bên của mạch? syndiotactic
Nhóm R hoàn toàn ngẫu nhiên ? atactic.
ĐỒNG PHÂN HÌNH HỌC :
CIS
TRANS
polime D?NG TRÙNG H?P
Tùy thuộc vào quá trình trùng hợp polime và tỷ lệ giữa các loại monome , các monome này có thể sắp xếp khác nhau trong mạch polime. Các monome sắp xếp hoàn toàn ngẫu nhiên nên có tên là polime đồng trùng hợp ngẫu nhiên.
Trong polime đồng trùng hợp xen kẽ, các monome khác nhau nối tiếp nhau, còn trong polime trùng hợp khối, từng loại polime phản ứng với nhau thành một khối liên kết với các khốI của monome thứ hai. Polime đồng trùng hợp ghép có mạch chính thuộc một loại monome còn các nhánh thuộc một loại monome khác.
Cao su tổng hợp thường là các copolime .Ví dụ cao su styren butadien (SBR) là copolime ngẫu nhiên, dùng làm săm lốp ôtô. Cao su nitril (NBR) là copolime ngẫu nhiên của acrylonitril và butadien, là loai cao su chịu dầu, đàn hồi tốt.
Khối lượng riêng: không cao lắm, đây là một lợi thế khi các kỹ sư thiết kế cần những chi tiết nhẹ, hoặc khi không cần độ bền cơ học cao .Một số polime có giới hạn bển kéo cao hơn kim loại .
Tính chất nhiệt: Độ dẫn nhiệt của polime tương đối thấp. Đặc điểm này cho phép ứng dụng polime như chất cách nhiệt, nhất là dưới dạng bọt, mút.
Tính chất điện: thường polime không có những phần tử tích điện điện trở của polime rất cao (từ 1015 – 1018 Wcm) những chất cách điện tuyệt vời. Gần đây các nhà khoa học đang nghiên cứu polime dẫn điện gọi là điện châm(eletret).
Tính chất quang: có tính chất quang rất thú vị. Để có thể truyền ánh sáng, polime phải ở trạng thái vô định hình vì các vùng tinh thể đóng vai trò là các trung tâm tán xạ (hệ số truyền ánh sáng giảm mạnh khi xuất hiện vùng tinh thể).
C- Tính chất của polime :
* Tính chất hóa học chủ yếu:
a/ Phản ứng giữ nguyên mạch polime:
…-CH2 – C(CH3)= CH – CH2 - …+HCl …-CH2 – C(CH3) - CH2 – CH2 - …
Cl
[C6H7O2(OH)3]n [C6H7O2(ONO2)3]n
Xenlulozô Xenlulozô trinitrat
b/ Phản ứng phân cắt mạch cacbon:
-Các poliamit, polieste bị thủy phân trong môi trường axit hoặc bazo, polisaccarit bị thủy phân trong môi trường axit..
-Đun nóng khan tới 3000C polistiren cho stiren..? Pư đepolime hoá.
c/ Phản ứng tăng mạch cacbon : lưu hoá cao su, đun nóng nhựa rezol ..
HNO3
D- Các phương pháp tổng hợp
polime :
* Nguyên liệu ban đầu cho vật liệu polime :
DẦU MỎ
Tách hydrocacbon riêng biệt
monome
Tách các olefin
Monome
mạch thẳng
Tạo các hợp chất thơm
Hidrocacbon
thơm
cracking
platforming
1/ Phương pháp trùng hợp :
a-Định nghĩa: Trùng hợp là quá trình cộng hợp liên tiếp nhiều phân tử nhỏ (monomer) giống nhau hoặc tương tự nhau thành phân tử lớn (polime).
Trong phản ứng trùng hợp không có bộ phận nào của phân tử monome bị tách ra ? phtử khối của polime gần như là bội số phtử khối của monome.
Ví dụ
-Monome tham gia phản ứng trùng hợp phải là hợp chất không no ( chứa nối đôi), ( và 1 số hợp chất mạch vòng không bền) như : CH2=CH2 , CH2=CHCl , CH2=CH - CH= CH2 ..
-Nguyên tử Cacbon mang liên kết đôi trong phân tử monome có thể mang 1 hay nhiều nhóm thế như CF2=CF2 ; CH2=C(CH3)2 , CH2=C(CH3)COOH ,...
b- Các loại phản ứng trùng hợp :
?Trùng hợp thường: là phản ứng trùng hợp chỉ 1 loại monome tạo thành polime chỉ chứa 1 loại mắt xích .
?Đồng trùng hợp : là p/ư trùng hợp 1 hồn hợp monome tạo thành polime chứa 1 số loại mắt xích khác nhau ( copolime)
-Phương pháp trùng hợp thường dùng để tổng hợp các polime nhiệt dẻo .
Phản ứng trùng hợp dưới tác dụng của chất khởi đầu gọi là phản ứng trùng hợp gốc , có 3 giai đoạn :
?Giai đoạn khởi đầu
?Giai đoạn phát triển mạch
?Giai đoạn kết thúc
-Cơ chế trùng hợp cation : tương tự cơ chế cộng electrophin và cần xúc tác H+ , AlCl3 ,BF3 ,..
2/ Phương pháp trùng ngưng :
a- Định nghĩa :Trùng ngưng là quá trình kết hợp nhiều monome thành polime, đồng thời loại ra những phtử nhỏ ( H2O,..) Đó là quá trình ngưng tụ nhiều phtử nhỏ thành phân tử lớn .
Ví dụ
- Monome tham gia trùng ngưng phải chứa trong phân tử ít
nhất 2 nhóm chức có khả năng phản ứng .
-Ví dụ : axit adipic : HOOC-(CH2)4-COOH,,
hexametylen diamin: H2N-(CH2)6-NH2 .
b-Các kiểu phản ứng trùng ngưng :
Xảy ra các PƯ thế theo kiểu amit hóa tạo ra poliamit.
Xảy ra các PƯ thế theo kiểu este hóa tạo ra
polieste.
Xảy ra các PƯ thế theo kiểu ete hoá tạo ra poliete.
Ví dụ
III- VẬT LIỆU POLIME :
A- CHẤT DẺO
1/ Định nghĩa: Chất dẻo là những vật liệu có khả năng bị biến dạng khi chịu tác dụng của nhiệt, áp suất và vẫn giữ được sự biến dạng đó khi thôi tác dụng.
2/ Thành phần chất dẻo : Chất dẻo là hỗn hợp của nhiều chất:
1- Polime :có thể là polime thiên nhiên hay tổng hợp (là thành phần cơ bản )
2-Chất hóa dẻo ;là chất thêm vào để tăng tính dẻo
3-Chất độn ;để tiết kiệm polime đồng thời để tăng thêmỗt số đặc tính cho chất dẻo
4- Chất phụ: gồm chấ`t màu, chất chống oxi hóa chất diệt trùng.
3/ Moät soá polime duøng laøm chaát deûo:
a-Poli etilen ( PE): (- CH2 - CH2 - )n
Điều chế: nCH2 = CH2 (-CH2 -CH2 -)n
b-Polistiren:
Điều chế:
nCH2 = CH (-CH2 -CH-)n
C6H5 C6H5
c- Polivinylclorua (PVC)
Điều chế: nCH2 = CH (-CH2 -CH-)n
Cl Cl
Polivinyl clorua
d/ Polimetyl metacrylat:
Điều chế:
CH3 CH3
nCH2 = C (-CH2 -C- ) n
COO-CH3 COO-CH3
e- Nhựa phênolfomanđehyt:
Điều chế:
nC6H5OH + nH-CH=O OH + nH2O
CH2
n
4. Các chất phụ gia :
a) Chất độn : làm giảm giá thành. Các chất độn chủ yếu là : bột gỗ (mùn cưa) , bột talc , đất sét , bột nhẹ .
b) Chất dẻo hoá : thường dùng cho các polime giòn ở nhiệt độ thường như PVC , nhựa epoxy. Các loại hoá dẽo thông dụng nhất là các este :phtalat , adipat , sebacat , polieste aliphatic và các photphat .
c) Chất ổn định : làm giảm , chậm thậm chí ức chế quá trình phân huỷ đó . Những chất chống oxy hoá thường là các amin , phenol , mecaptan và các photphit . Còn những chất ổn định ánh sáng thông dụng là muội than và một số chất hữu cơ khác .
d) Chất tạo màu: là thuốc nhuộm hay bột màu . bột màu trắng TiO , ZnO ; màu vàng CdS và chì cromat ; sắt oxit đỏ , coban aluminat xanh phaloxiamin đen muội than .
e) Chất chống cháy :
Đa số các polime đều dễ bắt cháy , trừ các loại có chứa flo , clo . Các chất chống cháy có thể khống chế quá trình bắt cháy và cháy lan đồng thời làm cho vật liệu khó cháy hơn . (ví dụ : abumin , thiếc oxýt ) (các photphat tạo thành một lớp bề mặt axit sulfuric ). Một số các chất chống cháy là những hợp chất đa chức . Trong thực tế khả năng chống cháy thường lựa chọn một hỗn hợp của hai hoặc ba loại khác nhau .
5- các chất tăng cường :
Đây là những hợp chất khi phối hợp với polime có khả năng cái thiện tính chất cơ lý của vật liệu . Các chất này được dùng dưới nhiều dạng : hạt , bột , sợi ngắn hoặc dài , vải dệt hoặc rối .
a) Thuỷ tinh : Dưới dạng sợi , thuỷ tinh làm tăng độ bền cơ học , khả năng chịu môi trường ăn mòn , tính cách điện và chịu nhiệt tốt . Thuỷ tinh được sử dụng ở các dạng sau : dạng bi , sợi ngắn , mát từ sợi ngắn , vải .
b) Cacbon : dạng graphit , dạng sợi . Dùng chủ yếu trong ngành kĩ thuật cao (trực thăng , máy bay , tàu thuyền , ôtô)
c) Amian : làm tăng giới hạn chảy và độ bền nhiệt của polime
d) Polime : poliamit thơm dưới dạng sợi có tên thương mại là Kevlar . Sợi này có khối lượng riêng nhỏ , độ bền đứt rất cao , độ bền mỏi tốt dùng trong trường hợp chịu tải trọng động . Các hạt bi cỡ bé của của polietylen clo hoá đồng trùng hợp với acrylonitril butadien - styren làm tăng độ bền va đập của chất dẻo
- Chất dẻo là loại có số lượng và sản lượng cao nhất trong các loại vật liệu polime .
- Chất dẻo có nhiều ưu điểm thích hợp với các yêu cầu sử dụng khác nhau như nhẹ, bền về mặt cơ học, bền đối với tác dụng của hóa chất, có tính cách điện, cách nhiệt tốt..
Thí dụ: Polimetymetacrylat rất cần độ trong suốt quang học , tuy nhiên polime bắt buộc phải có độ vô định hình cao.
- Chất dẻo flocacbon (teflon) có tính siêu bền về cơ học, có hằng số ma sát thấp và cực bền với tác dụng của hoá chất ngay cả ở nhiệt độ cao nên được dùng để sơn phủ dụng cụ nhà bếp và cho các linh kiện điện tử làm việc ở nhiệt độ cao .
6/ Tính chất và ứng dụng:
Vật liệu bằng polime
THÙNG NHỰA CHỨA NƯỚC ĐÁ
CHAI, LỌ
MÁY HÚT BỤI
BÀN GHẾ NHỰA
B- TƠ , CÁC LOẠI TƠ :
1 / Định nghĩa:
Tơ là những polime thiên nhiên hay tổng hợp kéo thành sợi và mảnh với độ bền nhất định. ( poliamit, xenlulơ axetat.)
Polime dùng làm tơ có mạch không phân nhánh , các phân tử được sắp xếp song song với nhau, đó là những chất rắn, tương đối bền đối với nhiệt , đối với các dung môi thông thường, mềm và dai, có khả năng nhuộm màu, không độc không gây hại đối với da.
Một số polime có thể vừa để kéo tơ vừa vừa dùng làm chất dẻo
2/ Phân loại:
Có 2 loại chính: Tơ thiên nhiên và tơ hóa học.
Tơ hóa học lại được chia thành 2 nhóm: Tơ tổng hợp và tơ nhân tạo ( tơ bán tổng hợp)
a- Tơ thiên nhiên: là tơ lấy trực tiếp từ thiên nhiên (động vật, thực vật) mà tiêu biểu là:
- Bông có thành phần chủ yếu là xenlulozơ ( 95 -98%) có lẫn những lượng nhỏ pectin, protein).
- Len lông cừu: là polipeptit có chứa trong phân tử chừng 20 loại aminoaxit mà chủ yếu là glixin, alanin prolin , xistein, acginin....
- Tơ tằm: là polipeptit do các aminoaxit glixin,alanin xerin,tirozin. tạo nên.. Trong đó chủ yếu là glixin rồi alanin.
b- Tơ nhân tạo hay tơ bán tổng hợp:
Laø tô cuõng coù nguoàn goác laø polime thieân nhieân nhöng ñöôïc cheá bieán theâm baèng phöông phaùp hoùa hoïc laøm cho caáu truùc vaø tính chaát polime thay ñoåi moät phaàn taïo neân nhöõng öu ñieåm maø maø tô thieân nhieân khoâng coù.
c- Tô toång hôïp :
Laø loaïi tô ñöôïc saûn xuaát töø polime toång hôïp, bao goàm polime truøng ngöng (poliamit, polieste …...) polime truøng hôïp (caùc tô vinylic)
- Tô poliamit ñöôïc cheá taïo töø polime loaïïi poliamit coù nhoùm chöùc amit –CO-NH- trong phaân töû.
Thí duïï: nilon -6,6 [-CO-(CH2)4-CO-NH-(CH2)6-NH-]n
tô capron [-NH-(CH2)5-CO-]n , enan [-NH-(CH2)6-CO-]n
- Tô polieste ñöôïc cheá taïo töø caùc loaïi polime loaïi polieste.
Thí duï: tô lapsan [-CO-p-C6H4-CO-O-CH2CH2-O-]
-Tô vinylic ñöôïc ñieàu cheá töø caùc polime sinh ra khi truøng hôïp caùc daãn xuaát vinyl.
Thí duï: Tô poli vinyl cloric laø “nguyeân laõo” trong boä toäc tô toång hôïp, coøn poli vinyl cacbamat laïi laø”haäu sinh khaû uùy”
Năm 1913, ở Đức đã xuất hiện loại tơ poli vinyl cloric tổng hợp được từ than đá, muối ăn, nước và không khí. Đây là loại tơ tổng hợp ra đời sớm nhất.
Tơ clorin là sản phẩm clo hóa một phần của PVC (làm cho tỉ lệ clo trong phân tử tăng từ 56% ở PVC lên khoảng 67% ở clorin)
c- Ưu điểm và ứng dụng của tơ hóa học:
Tơ hóa học rất đa dạng và có nhiều ưu điểm.
- Tơ sợi poli vinyl cloric chịu được axit và kiềm, không cháy, chịu mài mòn, cách nhiệt, cách điện, có tính năng giữ ấm tốt. Tác dụng tĩnh điện của loại sợi hóa học mạnh hơn cả các loại sợi hóa học khác.
Các loại quần áo bông len có pha sợi poli vinyl cloric vừa ấm vừa dễ nhiễm tĩnh điện lại có lợi cho sức khỏe, có tác dụng lý liệuđối với bệnh xương khớp. Trong y học phương pháp lý liệu (điện liệu) để làm giảm đau, cắt cơn đau gọi là điện liệu giảm đau. Quần áo bằng sơi poli vinyl cloric có tác dụng chữa trị một số bệnh, còn hơn cả vài loại dươc phẩm khác.
-Tơ poliamit thưòng kém bền đối với nhiệt, đối với axit và kiềm nhưng rất dai bền, có tính đàn hồi, mềm mại và óng mượt, ít thắm nước và mau khô.
- Tơ clorin có nhược điểm là độ bền đối với nhiệt không cao nhưng rất bền về mặt hóa học và không cháy.
-Các tơ bán tổng hợp như tơ xenlulozơ axetat vừa bền vừa đẹp hơn tơ thiên nhiên để sản xuất ra chúng
Do những ưu điểm trên tơ hóa học được dùng rất rộng rãi, không những dùng dệt vải may mặt mà còn nhiều ứng dụng khác như làm nỉ, lưới đánh cá, chỉ khâu vết mổ.
C- CAO SU :
Nhöõng ngöôøi ñaàu tieân söû duïng cao su treân theá giôùi laø nhöõng ngöôøi Inñian cuûa chaâu Myõ xöa kia..Hoï thöôøng duøng nhöïa caây cao su ñeå laøm aùo möa,chum vaïi ñoà chôi…
Luùc ñoù nhöõng cheá phaåm cuûa cao su coù taät kyø quaùi, heã gaëp laïnh laø gioøn cöùng, gaëp noùng laø meàm chaûy; söû duïng raát phieàn phöùc.
1/ Cao su thiên nhiên:
a- Cây cao su: Cao su tự nhiên được lấy từ mủ hay nhựa của một số loại cây, chủ yếu là cây hevea.
b- Cấu trúc:
Cao su tự nhiên là hidrocacbon cao phân tử không no, có công thức phân tử (C5H8)n ; Đun nóng cao su tới 250 - 3000 C ta được isopren ... Ta suy ra rằng cao su tự nhiên là polime của isopren
(- CH2 - C = CH - CH2-)n (với n = 1500 ? 15000 )
CH3
Các mắt xích isopren của phân tử cao su đều có cấu hình cis:
c- Tinh chất : Cao su có tính :
- Đàn hồi : Tính đàn hồi của cao su có thể xem là "Vua"trong các chất có tính đàn hồi.Nó có thể kéo giản ra , vừa cứng lại vừ mềm .
- Không dẫn nhiệt và điện, không thấm khí và nước
- Không tan trong nước, rượu etilic,. nhưng tan trong xăng , benzen...
2/ Cao su tổng hợp :
Cao su tổng hợp là những polime tương tự cao su thiên nhiên nhưng do con người điều chế từ các chất hữu cơ đơn giản hơn , thường bằng phản ứng trùng hợp
Vài loại cao su tổng hợp thông dụng:
a - Cao su butañien: (– CH2 – CH = CH – CH2 –)n
Naêm 1909, nhaø hoùa hoïc Nga Leâbeâñep duøng butañien laøm nguyeân lieäu thoâng qua phaûn öùng truøng hôïp coù maët Na taïo ñöôïc cao su coù teân laø Buna.
CH3
b - Cao su isopren: (- CH2 – C = CH – CH2 - )n
ñöôïc saûn xuaát töø isopren. Tuøy theo ñieàu kieän phaûn öùng, poliisopren thu ñöôïc coù theå coù caáu hình cis hay caáu hình trans.
-CH2 CH2-
C = C
CH3 H n
3/ Sự lưu hóa cao su :
Cao su thiên nhiên và các loại cao su tổng hợp thông thường chỉ có tính đàn hồi trong khỏang nhiệt độ hẹp, ở nhiệt độ thấp thì giòn, ở nhiệt độ cao thì mềm và dính.=-
Để hạn chế nhược điểm đó trong cop6ng nghiệp người ta chế hóa cao su thô với một lượng nhỏ lưu hùynh
( 0,5-5% so với khối lượng cao su) ở nhiệt độ 130 - 1500 C. Đó là quá trình lưu hóa cao su.
Bản chất của quá trình lưu hóa cao su là tạo ra những cầu nối -S-S- giữa các phân tử polime hình sợi của cao su. Như vậy từ những phân tử polime cao su riêng rẽ, sau khi lưu hóa ta được những phân tử khổng lồ gồm nhiều chuổi polime có cấu trúc mạng không gian. Nhò có cấu trúc đó mà cao su lưu hóa có những tính chất hơn hẵn cao su thô.
HÓA HỌC VÀ TƯƠNG LAI
Thế kỷ 21, những vật liệu polime có tính năng đặc biệt, sẽ phát triển một cách nhanh chóng.
Trong số những polime đó, cái làm cho người ta quan tâm nhiều nhất là loại polime sống. Nếu người ta có thể làm cho những tính năng kỳ diệu của tất cả polime sống xuất hiện ở polime thì sẽ có ảnh hưởng không sao lường hết đối với công nghiệp,nông nghiệp, y học . Hiện nay người ta đã chế tạo được những polime sinh học có có hoạt tính enzim, trong tương lai sẽ có những thiết bị có công năng "người".
Một loại vật liệu polime cứng hơn hợp kim titan, chịu được nhiệt độ trên 20000C sẽ ra đời. Tương lai con người sẽ chào từ biệt thời đại sắt thép. Sẽ chào đón thời đại polime kỳ diệu tươi mới!
Chào tạm biệt
Thực hiện :
Nguyễn Lân
Tuấn Minh
vật liệu POLIME
HÓA HỌC
hữu cơ
polime : người
khổng lồ...
.trong thế giới phân tử
Biên soạn: Nguyễn Lân
Tuấn Minh
HỢP CHẤT CAO PHÂN TỬ - VẬT LIỆU POLIME
KHÁI NIỆM CHUNG ;
- Vật chất và ý thức; cái nào có trước?
- Lịch sử phát triển.
II- HỢP CHẤT CAO PHÂN TỬ ( POLIME ) :
A. Khái niệm - phân loại polime.
B. Cấu trúc polime.
C. Tính chất đặc trưng của polime.
D. Các phương pháp tổng hợp polime.
III- VẬT LIỆU POLIME :
A- Chất dẻo - phân loại chất dẻo.
B- Tơ , các loại tơ.
C- Cao su
IV. CÁC ỨNG DỤNG KHÁC CỦA POLIME :
Biên soạn: Nguyễn Lân
Tuấn Minh
I- KHÁI NIỆM CHUNG:
4,6 tỷ năm trước Trái đất chỉ là một quả cầu cằn cỗi .
600 triệu năm sau, những trận mưa rào kéo dài vài chục ngàn năm bắt đầu làm nguội bề mặt Trái đất ? biển và đại dương .
Dưới một điều kiện đặc biệt , các đơn chất và hợp chất đơn giản của C,H,O,N kết hợp với nhau theo một cấu trúc đặc biệt được gọi là polime .
200 triệu năm sau : sự sống xuất hiện.
Cách đây 4 triệu năm loài người xuất hiện.
? Do đó ta hoàn toàn không thể nói rằng ý thức có trước vật chất khi mà trên thực tế, loài người cùng với ý thức của nó chỉ là một kẻ sinh sau đẻ muộn so với thế giới vật chất này.
Chú ý: Phần khái niệm chung: Đọc nghe,không ghi chép
Ýthức không phải tự nhiên mà có, mà đó là kết quả của sự tiếp nhận kích thích từ các cơ quan cảm giác và sự tổng hợp nó ở trung khu thần kinh. Và protein là cơ sở vật chất, nguyên liệu cho quá trình hoá sinh phức tạp này.
Qua đó, ta có thể nói rằng hợp chất polime đã tạo nên sự sống trên trái đất, đã tạo nên con người, nuôi sống con người và ngày nay, những vật liệu polime đã không ngừng cải thiện, nâng cao đời sống con người.
THỜI ĐẠI CAO PHÂN TỬ
Trong cuộc sống con người hiện nay , từ ăn mặc đến chỗ ở, đi lại đều không thể tách rời hợp chất cao phân tử (polime ).
Phân tử của polime rất lớn, mỗi phân tử do vài vạn, vài chục vạn nguyên tử hợp thành, phân tử lượng phải đến vài ngàn, vài vạn, vài triệu, thậm chí còn cao hơn, được gọi là "người khổng lồ" trong thế giới phân tử.
Nhà hóa học người Ý Giulio Natta nhận giải Nobel hóa học năm 1963 nhờ vào công trình nghiên cứu về polime và plastics .
Nhà hóa học người Mỹ Paul Flory đoạt giải Nobel hóa học năm 1974 . Công trình của ông giúp việc phát triển ngành thương mại polime.
Nhà hóa học người Mỹ gốc Bỉ Leo Hendrik Bakeland công bố bằng sáng chế về tổng hợp nhựa bakelite .
II- POLIME ( cao phân tư ):
A- Khái niệm - phân loại polime
Theo IUPAC , polime được định nghĩa
" một hợp chất gồm các phân tử được hình thành do sự lặp lại nhiều lần của 1 loại hay nhiều loại nguyên tử hay 1 nhóm nguyên tử liên kết với nhau với số lượng khá lớn để tạo nên 1 loạt tính chất mà chúng thay đổi không đáng kể khi lấy đi hoặc thêm vào 1 vài đơn vị
cấu tạo".
Quá cao siêu ???
1/ Khái niệm ;
Hợp chất cao phân tử hay polime là những hợp chất có khôí lượng phân tử rất lớn (từ hàng ngàn đến hàng triệu đvC) do nhiều mắt xích liên kết với nhau.
Mỗi mắt xích là 1 đơn vị monome ban đầu .
Số mắt xích trong phân tử được gọi là hệ số trùng hợp .
Ví dụ : polietylen, cao su buna, PVC, PMMA
là những polime.
Bình dân học vụ ..!
2/ Phân loại :
a/ Phân loại theo nguồn gốc hình thành :
- Polime thiên nhiên : có nguồn gốc động thực vật như xenlulo, cao su, protein, enzym..
Polime tổng hợp : được sản xuất từ những monome bằng các phản ứng trùng hợp, trùng ngưng như : poliolefin, poliamit, nhựa phenol fomandehit..
Polime bán tổng hợp : chế biến hóa học 1 phần các polime thiên nhiên : tơ visco.
b/ Phân loại theo cấu trúc :
-Polime mạch thẳng , polime mạch nhánh , polime mạng lưới và polime không gian.
c/ Phân loại theo cách tổng hợp :
- polime trùng hợp , polime trùng ngưng.
d/ Phân loại theo thành phần cấu tạo của mạch
polime: ( Phần tham khảo thêm)
Polime đồng mạch : mạch được cấu tạo chỉ bởi các
nguyên tử cacbon.
Ví dụ :
Polime dị mạch : mạch được cấu tạo bởi 1 ngtử của 1 số nguyên tố khác nhau
Ví dụ :
[- CH2 - CH2-]n
polioetilen
e/ Phân loại theo tính chịu nhiệt : ( Phần tham khảo thêm)
- Polime nhiệt dẻo : là các polime mạch thẳng , là loại vật liệu có giá trị thương mại nhất hiện nay .
- Polime nhiệt rắn :là những polime hay oligome prepolime có khối lượng phân tử không cao lắm .có khả năng tạo polime không gian.
f/ Phân loại theo lĩnh vực ứng dụng :( Phần tham khảo thêm)
- Chất dẻo, sợi, cao su, sơn và keo .
HƠI BỊ
RẮC RỐI ?!?
B- Cấu trúc phân tử :
Polime có các dạng cấu trúc sau:
1- Polime mạch thẳng : trong đó các monome liên kết với nhau thành 1 mạch duy nhất . Ví dụ : polietylen, polivinylclorit, polistiren,..
2 - Polime mạch nhánh : trong đó có mạch nhánh nối vào mạch chính . Khi có mạch nhánh, sự sắp xếp ít chặt chẽ hơn và do đó tỉ trọng polime giảm . Ví dụ : amilopectin, glicogen,..
3 - Polime mạng lưới : các mạch cạnh nhau trong polime nối với nhau bằng liên kết đồng hóa trị .
4- Polime không gian : giữa các chuỗi polime có các cầu nối bền vững . Ví dụ : nhựa bakelite, nhựa epoxy,..
ĐỒNG PHÂN KHÔNG GIAN :
Tất cả nhóm thế R cùng nằm 1 bên ? izotactic
Nhóm R nằm cách đều về 2 bên của mạch? syndiotactic
Nhóm R hoàn toàn ngẫu nhiên ? atactic.
ĐỒNG PHÂN HÌNH HỌC :
CIS
TRANS
polime D?NG TRÙNG H?P
Tùy thuộc vào quá trình trùng hợp polime và tỷ lệ giữa các loại monome , các monome này có thể sắp xếp khác nhau trong mạch polime. Các monome sắp xếp hoàn toàn ngẫu nhiên nên có tên là polime đồng trùng hợp ngẫu nhiên.
Trong polime đồng trùng hợp xen kẽ, các monome khác nhau nối tiếp nhau, còn trong polime trùng hợp khối, từng loại polime phản ứng với nhau thành một khối liên kết với các khốI của monome thứ hai. Polime đồng trùng hợp ghép có mạch chính thuộc một loại monome còn các nhánh thuộc một loại monome khác.
Cao su tổng hợp thường là các copolime .Ví dụ cao su styren butadien (SBR) là copolime ngẫu nhiên, dùng làm săm lốp ôtô. Cao su nitril (NBR) là copolime ngẫu nhiên của acrylonitril và butadien, là loai cao su chịu dầu, đàn hồi tốt.
Khối lượng riêng: không cao lắm, đây là một lợi thế khi các kỹ sư thiết kế cần những chi tiết nhẹ, hoặc khi không cần độ bền cơ học cao .Một số polime có giới hạn bển kéo cao hơn kim loại .
Tính chất nhiệt: Độ dẫn nhiệt của polime tương đối thấp. Đặc điểm này cho phép ứng dụng polime như chất cách nhiệt, nhất là dưới dạng bọt, mút.
Tính chất điện: thường polime không có những phần tử tích điện điện trở của polime rất cao (từ 1015 – 1018 Wcm) những chất cách điện tuyệt vời. Gần đây các nhà khoa học đang nghiên cứu polime dẫn điện gọi là điện châm(eletret).
Tính chất quang: có tính chất quang rất thú vị. Để có thể truyền ánh sáng, polime phải ở trạng thái vô định hình vì các vùng tinh thể đóng vai trò là các trung tâm tán xạ (hệ số truyền ánh sáng giảm mạnh khi xuất hiện vùng tinh thể).
C- Tính chất của polime :
* Tính chất hóa học chủ yếu:
a/ Phản ứng giữ nguyên mạch polime:
…-CH2 – C(CH3)= CH – CH2 - …+HCl …-CH2 – C(CH3) - CH2 – CH2 - …
Cl
[C6H7O2(OH)3]n [C6H7O2(ONO2)3]n
Xenlulozô Xenlulozô trinitrat
b/ Phản ứng phân cắt mạch cacbon:
-Các poliamit, polieste bị thủy phân trong môi trường axit hoặc bazo, polisaccarit bị thủy phân trong môi trường axit..
-Đun nóng khan tới 3000C polistiren cho stiren..? Pư đepolime hoá.
c/ Phản ứng tăng mạch cacbon : lưu hoá cao su, đun nóng nhựa rezol ..
HNO3
D- Các phương pháp tổng hợp
polime :
* Nguyên liệu ban đầu cho vật liệu polime :
DẦU MỎ
Tách hydrocacbon riêng biệt
monome
Tách các olefin
Monome
mạch thẳng
Tạo các hợp chất thơm
Hidrocacbon
thơm
cracking
platforming
1/ Phương pháp trùng hợp :
a-Định nghĩa: Trùng hợp là quá trình cộng hợp liên tiếp nhiều phân tử nhỏ (monomer) giống nhau hoặc tương tự nhau thành phân tử lớn (polime).
Trong phản ứng trùng hợp không có bộ phận nào của phân tử monome bị tách ra ? phtử khối của polime gần như là bội số phtử khối của monome.
Ví dụ
-Monome tham gia phản ứng trùng hợp phải là hợp chất không no ( chứa nối đôi), ( và 1 số hợp chất mạch vòng không bền) như : CH2=CH2 , CH2=CHCl , CH2=CH - CH= CH2 ..
-Nguyên tử Cacbon mang liên kết đôi trong phân tử monome có thể mang 1 hay nhiều nhóm thế như CF2=CF2 ; CH2=C(CH3)2 , CH2=C(CH3)COOH ,...
b- Các loại phản ứng trùng hợp :
?Trùng hợp thường: là phản ứng trùng hợp chỉ 1 loại monome tạo thành polime chỉ chứa 1 loại mắt xích .
?Đồng trùng hợp : là p/ư trùng hợp 1 hồn hợp monome tạo thành polime chứa 1 số loại mắt xích khác nhau ( copolime)
-Phương pháp trùng hợp thường dùng để tổng hợp các polime nhiệt dẻo .
Phản ứng trùng hợp dưới tác dụng của chất khởi đầu gọi là phản ứng trùng hợp gốc , có 3 giai đoạn :
?Giai đoạn khởi đầu
?Giai đoạn phát triển mạch
?Giai đoạn kết thúc
-Cơ chế trùng hợp cation : tương tự cơ chế cộng electrophin và cần xúc tác H+ , AlCl3 ,BF3 ,..
2/ Phương pháp trùng ngưng :
a- Định nghĩa :Trùng ngưng là quá trình kết hợp nhiều monome thành polime, đồng thời loại ra những phtử nhỏ ( H2O,..) Đó là quá trình ngưng tụ nhiều phtử nhỏ thành phân tử lớn .
Ví dụ
- Monome tham gia trùng ngưng phải chứa trong phân tử ít
nhất 2 nhóm chức có khả năng phản ứng .
-Ví dụ : axit adipic : HOOC-(CH2)4-COOH,,
hexametylen diamin: H2N-(CH2)6-NH2 .
b-Các kiểu phản ứng trùng ngưng :
Xảy ra các PƯ thế theo kiểu amit hóa tạo ra poliamit.
Xảy ra các PƯ thế theo kiểu este hóa tạo ra
polieste.
Xảy ra các PƯ thế theo kiểu ete hoá tạo ra poliete.
Ví dụ
III- VẬT LIỆU POLIME :
A- CHẤT DẺO
1/ Định nghĩa: Chất dẻo là những vật liệu có khả năng bị biến dạng khi chịu tác dụng của nhiệt, áp suất và vẫn giữ được sự biến dạng đó khi thôi tác dụng.
2/ Thành phần chất dẻo : Chất dẻo là hỗn hợp của nhiều chất:
1- Polime :có thể là polime thiên nhiên hay tổng hợp (là thành phần cơ bản )
2-Chất hóa dẻo ;là chất thêm vào để tăng tính dẻo
3-Chất độn ;để tiết kiệm polime đồng thời để tăng thêmỗt số đặc tính cho chất dẻo
4- Chất phụ: gồm chấ`t màu, chất chống oxi hóa chất diệt trùng.
3/ Moät soá polime duøng laøm chaát deûo:
a-Poli etilen ( PE): (- CH2 - CH2 - )n
Điều chế: nCH2 = CH2 (-CH2 -CH2 -)n
b-Polistiren:
Điều chế:
nCH2 = CH (-CH2 -CH-)n
C6H5 C6H5
c- Polivinylclorua (PVC)
Điều chế: nCH2 = CH (-CH2 -CH-)n
Cl Cl
Polivinyl clorua
d/ Polimetyl metacrylat:
Điều chế:
CH3 CH3
nCH2 = C (-CH2 -C- ) n
COO-CH3 COO-CH3
e- Nhựa phênolfomanđehyt:
Điều chế:
nC6H5OH + nH-CH=O OH + nH2O
CH2
n
4. Các chất phụ gia :
a) Chất độn : làm giảm giá thành. Các chất độn chủ yếu là : bột gỗ (mùn cưa) , bột talc , đất sét , bột nhẹ .
b) Chất dẻo hoá : thường dùng cho các polime giòn ở nhiệt độ thường như PVC , nhựa epoxy. Các loại hoá dẽo thông dụng nhất là các este :phtalat , adipat , sebacat , polieste aliphatic và các photphat .
c) Chất ổn định : làm giảm , chậm thậm chí ức chế quá trình phân huỷ đó . Những chất chống oxy hoá thường là các amin , phenol , mecaptan và các photphit . Còn những chất ổn định ánh sáng thông dụng là muội than và một số chất hữu cơ khác .
d) Chất tạo màu: là thuốc nhuộm hay bột màu . bột màu trắng TiO , ZnO ; màu vàng CdS và chì cromat ; sắt oxit đỏ , coban aluminat xanh phaloxiamin đen muội than .
e) Chất chống cháy :
Đa số các polime đều dễ bắt cháy , trừ các loại có chứa flo , clo . Các chất chống cháy có thể khống chế quá trình bắt cháy và cháy lan đồng thời làm cho vật liệu khó cháy hơn . (ví dụ : abumin , thiếc oxýt ) (các photphat tạo thành một lớp bề mặt axit sulfuric ). Một số các chất chống cháy là những hợp chất đa chức . Trong thực tế khả năng chống cháy thường lựa chọn một hỗn hợp của hai hoặc ba loại khác nhau .
5- các chất tăng cường :
Đây là những hợp chất khi phối hợp với polime có khả năng cái thiện tính chất cơ lý của vật liệu . Các chất này được dùng dưới nhiều dạng : hạt , bột , sợi ngắn hoặc dài , vải dệt hoặc rối .
a) Thuỷ tinh : Dưới dạng sợi , thuỷ tinh làm tăng độ bền cơ học , khả năng chịu môi trường ăn mòn , tính cách điện và chịu nhiệt tốt . Thuỷ tinh được sử dụng ở các dạng sau : dạng bi , sợi ngắn , mát từ sợi ngắn , vải .
b) Cacbon : dạng graphit , dạng sợi . Dùng chủ yếu trong ngành kĩ thuật cao (trực thăng , máy bay , tàu thuyền , ôtô)
c) Amian : làm tăng giới hạn chảy và độ bền nhiệt của polime
d) Polime : poliamit thơm dưới dạng sợi có tên thương mại là Kevlar . Sợi này có khối lượng riêng nhỏ , độ bền đứt rất cao , độ bền mỏi tốt dùng trong trường hợp chịu tải trọng động . Các hạt bi cỡ bé của của polietylen clo hoá đồng trùng hợp với acrylonitril butadien - styren làm tăng độ bền va đập của chất dẻo
- Chất dẻo là loại có số lượng và sản lượng cao nhất trong các loại vật liệu polime .
- Chất dẻo có nhiều ưu điểm thích hợp với các yêu cầu sử dụng khác nhau như nhẹ, bền về mặt cơ học, bền đối với tác dụng của hóa chất, có tính cách điện, cách nhiệt tốt..
Thí dụ: Polimetymetacrylat rất cần độ trong suốt quang học , tuy nhiên polime bắt buộc phải có độ vô định hình cao.
- Chất dẻo flocacbon (teflon) có tính siêu bền về cơ học, có hằng số ma sát thấp và cực bền với tác dụng của hoá chất ngay cả ở nhiệt độ cao nên được dùng để sơn phủ dụng cụ nhà bếp và cho các linh kiện điện tử làm việc ở nhiệt độ cao .
6/ Tính chất và ứng dụng:
Vật liệu bằng polime
THÙNG NHỰA CHỨA NƯỚC ĐÁ
CHAI, LỌ
MÁY HÚT BỤI
BÀN GHẾ NHỰA
B- TƠ , CÁC LOẠI TƠ :
1 / Định nghĩa:
Tơ là những polime thiên nhiên hay tổng hợp kéo thành sợi và mảnh với độ bền nhất định. ( poliamit, xenlulơ axetat.)
Polime dùng làm tơ có mạch không phân nhánh , các phân tử được sắp xếp song song với nhau, đó là những chất rắn, tương đối bền đối với nhiệt , đối với các dung môi thông thường, mềm và dai, có khả năng nhuộm màu, không độc không gây hại đối với da.
Một số polime có thể vừa để kéo tơ vừa vừa dùng làm chất dẻo
2/ Phân loại:
Có 2 loại chính: Tơ thiên nhiên và tơ hóa học.
Tơ hóa học lại được chia thành 2 nhóm: Tơ tổng hợp và tơ nhân tạo ( tơ bán tổng hợp)
a- Tơ thiên nhiên: là tơ lấy trực tiếp từ thiên nhiên (động vật, thực vật) mà tiêu biểu là:
- Bông có thành phần chủ yếu là xenlulozơ ( 95 -98%) có lẫn những lượng nhỏ pectin, protein).
- Len lông cừu: là polipeptit có chứa trong phân tử chừng 20 loại aminoaxit mà chủ yếu là glixin, alanin prolin , xistein, acginin....
- Tơ tằm: là polipeptit do các aminoaxit glixin,alanin xerin,tirozin. tạo nên.. Trong đó chủ yếu là glixin rồi alanin.
b- Tơ nhân tạo hay tơ bán tổng hợp:
Laø tô cuõng coù nguoàn goác laø polime thieân nhieân nhöng ñöôïc cheá bieán theâm baèng phöông phaùp hoùa hoïc laøm cho caáu truùc vaø tính chaát polime thay ñoåi moät phaàn taïo neân nhöõng öu ñieåm maø maø tô thieân nhieân khoâng coù.
c- Tô toång hôïp :
Laø loaïi tô ñöôïc saûn xuaát töø polime toång hôïp, bao goàm polime truøng ngöng (poliamit, polieste …...) polime truøng hôïp (caùc tô vinylic)
- Tô poliamit ñöôïc cheá taïo töø polime loaïïi poliamit coù nhoùm chöùc amit –CO-NH- trong phaân töû.
Thí duïï: nilon -6,6 [-CO-(CH2)4-CO-NH-(CH2)6-NH-]n
tô capron [-NH-(CH2)5-CO-]n , enan [-NH-(CH2)6-CO-]n
- Tô polieste ñöôïc cheá taïo töø caùc loaïi polime loaïi polieste.
Thí duï: tô lapsan [-CO-p-C6H4-CO-O-CH2CH2-O-]
-Tô vinylic ñöôïc ñieàu cheá töø caùc polime sinh ra khi truøng hôïp caùc daãn xuaát vinyl.
Thí duï: Tô poli vinyl cloric laø “nguyeân laõo” trong boä toäc tô toång hôïp, coøn poli vinyl cacbamat laïi laø”haäu sinh khaû uùy”
Năm 1913, ở Đức đã xuất hiện loại tơ poli vinyl cloric tổng hợp được từ than đá, muối ăn, nước và không khí. Đây là loại tơ tổng hợp ra đời sớm nhất.
Tơ clorin là sản phẩm clo hóa một phần của PVC (làm cho tỉ lệ clo trong phân tử tăng từ 56% ở PVC lên khoảng 67% ở clorin)
c- Ưu điểm và ứng dụng của tơ hóa học:
Tơ hóa học rất đa dạng và có nhiều ưu điểm.
- Tơ sợi poli vinyl cloric chịu được axit và kiềm, không cháy, chịu mài mòn, cách nhiệt, cách điện, có tính năng giữ ấm tốt. Tác dụng tĩnh điện của loại sợi hóa học mạnh hơn cả các loại sợi hóa học khác.
Các loại quần áo bông len có pha sợi poli vinyl cloric vừa ấm vừa dễ nhiễm tĩnh điện lại có lợi cho sức khỏe, có tác dụng lý liệuđối với bệnh xương khớp. Trong y học phương pháp lý liệu (điện liệu) để làm giảm đau, cắt cơn đau gọi là điện liệu giảm đau. Quần áo bằng sơi poli vinyl cloric có tác dụng chữa trị một số bệnh, còn hơn cả vài loại dươc phẩm khác.
-Tơ poliamit thưòng kém bền đối với nhiệt, đối với axit và kiềm nhưng rất dai bền, có tính đàn hồi, mềm mại và óng mượt, ít thắm nước và mau khô.
- Tơ clorin có nhược điểm là độ bền đối với nhiệt không cao nhưng rất bền về mặt hóa học và không cháy.
-Các tơ bán tổng hợp như tơ xenlulozơ axetat vừa bền vừa đẹp hơn tơ thiên nhiên để sản xuất ra chúng
Do những ưu điểm trên tơ hóa học được dùng rất rộng rãi, không những dùng dệt vải may mặt mà còn nhiều ứng dụng khác như làm nỉ, lưới đánh cá, chỉ khâu vết mổ.
C- CAO SU :
Nhöõng ngöôøi ñaàu tieân söû duïng cao su treân theá giôùi laø nhöõng ngöôøi Inñian cuûa chaâu Myõ xöa kia..Hoï thöôøng duøng nhöïa caây cao su ñeå laøm aùo möa,chum vaïi ñoà chôi…
Luùc ñoù nhöõng cheá phaåm cuûa cao su coù taät kyø quaùi, heã gaëp laïnh laø gioøn cöùng, gaëp noùng laø meàm chaûy; söû duïng raát phieàn phöùc.
1/ Cao su thiên nhiên:
a- Cây cao su: Cao su tự nhiên được lấy từ mủ hay nhựa của một số loại cây, chủ yếu là cây hevea.
b- Cấu trúc:
Cao su tự nhiên là hidrocacbon cao phân tử không no, có công thức phân tử (C5H8)n ; Đun nóng cao su tới 250 - 3000 C ta được isopren ... Ta suy ra rằng cao su tự nhiên là polime của isopren
(- CH2 - C = CH - CH2-)n (với n = 1500 ? 15000 )
CH3
Các mắt xích isopren của phân tử cao su đều có cấu hình cis:
c- Tinh chất : Cao su có tính :
- Đàn hồi : Tính đàn hồi của cao su có thể xem là "Vua"trong các chất có tính đàn hồi.Nó có thể kéo giản ra , vừa cứng lại vừ mềm .
- Không dẫn nhiệt và điện, không thấm khí và nước
- Không tan trong nước, rượu etilic,. nhưng tan trong xăng , benzen...
2/ Cao su tổng hợp :
Cao su tổng hợp là những polime tương tự cao su thiên nhiên nhưng do con người điều chế từ các chất hữu cơ đơn giản hơn , thường bằng phản ứng trùng hợp
Vài loại cao su tổng hợp thông dụng:
a - Cao su butañien: (– CH2 – CH = CH – CH2 –)n
Naêm 1909, nhaø hoùa hoïc Nga Leâbeâñep duøng butañien laøm nguyeân lieäu thoâng qua phaûn öùng truøng hôïp coù maët Na taïo ñöôïc cao su coù teân laø Buna.
CH3
b - Cao su isopren: (- CH2 – C = CH – CH2 - )n
ñöôïc saûn xuaát töø isopren. Tuøy theo ñieàu kieän phaûn öùng, poliisopren thu ñöôïc coù theå coù caáu hình cis hay caáu hình trans.
-CH2 CH2-
C = C
CH3 H n
3/ Sự lưu hóa cao su :
Cao su thiên nhiên và các loại cao su tổng hợp thông thường chỉ có tính đàn hồi trong khỏang nhiệt độ hẹp, ở nhiệt độ thấp thì giòn, ở nhiệt độ cao thì mềm và dính.=-
Để hạn chế nhược điểm đó trong cop6ng nghiệp người ta chế hóa cao su thô với một lượng nhỏ lưu hùynh
( 0,5-5% so với khối lượng cao su) ở nhiệt độ 130 - 1500 C. Đó là quá trình lưu hóa cao su.
Bản chất của quá trình lưu hóa cao su là tạo ra những cầu nối -S-S- giữa các phân tử polime hình sợi của cao su. Như vậy từ những phân tử polime cao su riêng rẽ, sau khi lưu hóa ta được những phân tử khổng lồ gồm nhiều chuổi polime có cấu trúc mạng không gian. Nhò có cấu trúc đó mà cao su lưu hóa có những tính chất hơn hẵn cao su thô.
HÓA HỌC VÀ TƯƠNG LAI
Thế kỷ 21, những vật liệu polime có tính năng đặc biệt, sẽ phát triển một cách nhanh chóng.
Trong số những polime đó, cái làm cho người ta quan tâm nhiều nhất là loại polime sống. Nếu người ta có thể làm cho những tính năng kỳ diệu của tất cả polime sống xuất hiện ở polime thì sẽ có ảnh hưởng không sao lường hết đối với công nghiệp,nông nghiệp, y học . Hiện nay người ta đã chế tạo được những polime sinh học có có hoạt tính enzim, trong tương lai sẽ có những thiết bị có công năng "người".
Một loại vật liệu polime cứng hơn hợp kim titan, chịu được nhiệt độ trên 20000C sẽ ra đời. Tương lai con người sẽ chào từ biệt thời đại sắt thép. Sẽ chào đón thời đại polime kỳ diệu tươi mới!
Chào tạm biệt
Thực hiện :
Nguyễn Lân
Tuấn Minh
* Một số tài liệu cũ có thể bị lỗi font khi hiển thị do dùng bộ mã không phải Unikey ...
Người chia sẻ: Nguyễn Lân
Dung lượng: |
Lượt tài: 0
Loại file:
Nguồn : Chưa rõ
(Tài liệu chưa được thẩm định)