Bài 14 Vật liệu polime I Chất dẻo 1 Khái niệm về chất dẻo và vật liệu compozit Chất dẻo là những vật liệu polime có tính dẻo Tính dẻo là tính bị biến dạng khi chịu tác dụng của nhiệt, áp lực bên ngoài[.]
Bài 14: Vật liệu polime I Chất dẻo Khái niệm chất dẻo vật liệu compozit - Chất dẻo vật liệu polime có tính dẻo - Tính dẻo tính bị biến dạng chịu tác dụng nhiệt, áp lực bên giữ ngun biến dạng thơi tác dụng - Vật liệu compozit vật liệu hỗn hợp gồm hai thành phần phân tán vào mà không tan vào - Thành phần vật liệu compozit gồm chất (polime) chất độn Ngoài cịn có chất phụ gia khác Một số polime dùng làm chất dẻo a Polietilen (PE) PE chất dẻo mềm, nóng chảy nhiệt độ lớn 110 oC, có tính trơ tương đối ankan mạch dài, dùng làm màng mỏng, bình chứa, túi đựng, Màng PE b Poli(vinyl clorua) (PVC) PVC chất rắn vơ định hình, cách điện tốt, bền với axit, dùng làm vật liệu điện, ống dẫn nước, vải che mưa, da giả, Ống nhựa PVC c Poli(metyl metacrylat) + Poli(metyl metacrylat) có đặc tính suốt cho ánh sáng truyền qua tốt (trên 90%) nên dùng để chế tạo thủy tinh hữu plexiglas + Poli(metyl metacrylat) điều chế từ metyl metacrylat phản ứng trùng hợp: nCH =C - COOCH3 CH3 xt,t CH -C n COOCH3 CH3 - d Poli(phenol - fomanđehit) (PPF) PPF có dạng: nhựa novolac, nhựa rezol, nhựa rezit - Nhựa novolac: + Nhựa novolac chất rắn, dễ nóng chảy, dễ tan số dung môi hữu cơ, dùng để sản xuất vecni, sơn, + Đun nóng hỗn hợp fomanđehit phenol lấy dư với xúc tác axit nhựa novolac (mạch không phân nhánh) OH OH CH2 - Nhựa rezol OH CH2 CH2 OH OH CH2 CH2 OH + Nhựa rezol chất rắn, dễ nóng chảy, dễ nhiều dung môi hữu cơ, dùng để sản xuất sơn, keo nhựa rezit, + Đun nóng hỗn hợp phenol fomanđehit theo tỉ lệ mol : 1,2 với xúc tác kiềm ta nhựa rezol (mạch khơng phân nhánh) có số nhóm –CH2OH cịn tự vị trí số nhân phenol : OH HOCH2 OH CH2 OH CH2 CH2OH CH2 CH2OH HO - Nhựa rezit + Đun nóng nhựa rezol 150oC nhựa rezit (hay nhựa bakelit) có cấu trúc mạng lưới khơng gian + Nhựa rezit khơng nóng chảy, khơng tan nhiều dung mơi hữu cơ, dùng sản xuất đồ điện, vỏ máy… II Tơ Khái niệm - Tơ vật liệu polime hình sợi dài mảnh với độ bền định - Trong tơ, phân tử polime có mạch cacbon không phân nhánh, xếp song song với - Polime tương đối rắn, tương đối bền với nhiệt, với dung môi thông thường; mềm, dai, không độc có khả nhuộm màu Tơ tằm Phân loại Loại tơ Nguồn gốc Tơ thiên nhiên Có sẵn thiên nhiên Bông, len, tơ tằm sử dụng trực tiếp Tơ hóa học Ví dụ Tơ tổng hợp … Polime tổng hợp Tơ poliamit, tơ phản ứng hóa vinylic … học Tơ bán tổng Xuất phát từ polime thiên hợp hay nhân nhiên chế biến tạo Tơ visco, tơ xenlulozơ axetat… thêm phương pháp hóa học 3 Một số loại tơ tổng hợp thường gặp a Tơ nilon-6,6 + Tơ nilon-6,6 thuộc loại tơ poliamit mắt xích nối với nhóm amit – CO–NH– + Tơ nilon-6,6 có tính dai bền, mềm mại óng mượt, thấm nước, giặt mau khô bền với nhiệt, với axit kiềm + Nilon-6,6 điều chế từ hexametylen điamin H2N[CH2]6NH2 axit ađipic: + Tơ nilon-6,6 nhiều loại tơ poliamit khác dùng để dệt vải may mặc, vải lót săm lốp xe, dệt bít tất, bện làm dây cáp, dây dù, đan lưới, b Tơ nitron (hay olon) + Tơ nitron thuộc loại tơ vinylic tổng hợp từ vinyl xianua (hay acrilonitrin) nên gọi poliacrilonitrin: nCH2=CH–CN (–CH2–CH(CN)–)n + Tơ nitron dai, bền với nhiệt giữ nhiệt tốt nên thường dùng để dệt vải may quần áo bện thành sợi len đan áo rét III Cao su Khái niệm - Cao su vật liệu polime có tính đàn hồi - Cao su có tính đàn hồi Tính đàn hồi tính biến dạng chịu lực tác dụng bên trở lại dạng ban đầu lực thơi tác dụng Lốp xe tơ chế tạo từ cao su Phân loại Có hai loại cao su : Cao su thiên nhiên cao su tổng hợp a Cao su thiên nhiên - Cao su thiên nhiên lấy từ mủ cao su, polime isopren với n ≈ 500 – 15 000 - Cao su thiên nhiên có tính đàn hồi, khơng dẫn nhiệt điện, khơng thấm khí nước, khơng tan nước, etanol, axeton tan xăng, benzen - Do có liên kết đơi phân tử nên cao su thiên nhiên tham gia phản ứng cộng H2, HCl, Cl2 đặc biệt tác dụng với lưu huỳnh cho cao su lưu hóa có tính đàn hồi, chịu nhiệt, lâu mịn, khó tan dung môi cao su thường b Cao su tổng hợp Cao su tổng hợp loại vật liệu polime tương tự cao su thiên nhiên, thường điều chế từ ankađien phản ứng trùng hợp Ví dụ: + Cao su buna Cao su buna polibutađien tổng hợp phản ứng trùng hợp buta-1,3-đien có mặt Na : nCH2=CHCH=CH2 Cao su buna có tính đàn hồi độ bền cao su thiên nhiên Lưu ý: + Khi đồng trùng hợp buta-1,3-đien với stiren C 6H5CH=CH2 có mặt Na ta cao su buna-S có tính đàn hồi cao + Khi đồng trùng hợp buta-1,3-đien với acrilonitrin CNCH=CH có mặt Na, ta cao su buna-N có tính chống dầu cao IV Keo dán tổng hợp Khái niệm - Keo dán loại vật liệu có khả kết dính hai mảnh vật liệu giống mà không làm biến đổi chất vật liệu kết dính - Bản chất keo dán tạo màng mỏng, bền vững (kết dính nội) bám vào hai mảnh vật liệu dán (kết dính ngoại) Một số loại keo dán tổng hợp hay gặp a) Nhựa vá săm Nhựa vá săm dung dịch đặc cao su dung môi hữu Khi dùng phải làm chỗ dán, bôi nhựa vào để chờ cho dung mơi bay đi, sau dán lại b) Keo dán epoxi - Keo dán epoxi làm từ polime có chứa nhóm epoxi Khi dùng cần thêm chất đóng rắn để tạo polime dạng mạng lưới, rắn lại, có độ bền độ kết dính cao - Keo dán epoxi dùng để dán vật liệu kim loại, gỗ, thủy tinh, chất dẻo ngành sản xuất ô tô, máy bay, xây dựng đời sống hàng ngày c) Keo dán ure – fomanđehit - Keo dán ure – fomanđehit sản xuất từ poli(ure – fomanđehit) Poli(ure – fomanđehit) điều chế từ ure fomanđehit nH2N – CO – NH2 + nCH2 = O -(HN-CO-NH-CH2)n- + nH2O - Keo dán ure – fomanđehit dùng để dán vật liệu gỗ, chất dẻo ... Bơng, len, tơ tằm sử dụng trực tiếp Tơ hóa học Ví dụ Tơ tổng hợp … Polime tổng hợp Tơ poliamit, tơ phản ứng hóa vinylic … học Tơ bán tổng Xuất phát từ polime thiên hợp hay nhân nhiên chế biến... điện, vỏ máy… II Tơ Khái niệm - Tơ vật liệu polime hình sợi dài mảnh với độ bền định - Trong tơ, phân tử polime có mạch cacbon khơng phân nhánh, xếp song song với - Polime tương đối rắn, tương đối... có khả kết dính hai mảnh vật liệu giống mà không làm biến đổi chất vật liệu kết dính - Bản chất keo dán tạo màng mỏng, bền vững (kết dính nội) bám vào hai mảnh vật liệu dán (kết dính ngoại) Một