Bài giảng vật liệu học - Chương 4: Cấu trúc vật liệu hữu cơ (Polyme) pptx

VẬT LIỆU HỌC VẬT LIỆU HỌC TS. Hà Văn Hồng TS. Hà Văn Hồng 1 1 Tháng 02.2006 Tháng 02.2006 Chương 4 Cấu trúc vật liệu hữu cơ (Polyme) 4.1.Khái niệm chung 4.1.Khái niệm chung 4.2.Cấu trúc và liên kết trong vật liệu polyme 4.2.Cấu trúc và liên kết trong vật liệu polyme Tháng 02.2006 Tháng 02.2006 TS. Hà Văn Hồng TS. Hà Văn Hồng 2 2 4.1.Khái niệm chung 4.1.Khái niệm chung 4.1.1.Hợp chất cao phân tử 4.1.1.Hợp chất cao phân tử 4.1.2.Các chất phụ gia 4.1.2.Các chất phụ gia Tháng 02.2006 Tháng 02.2006 TS. Hà Văn Hồng TS. Hà Văn Hồng 3 3 4.1.1.Hợp chất cao phân tử 4.1.1.Hợp chất cao phân tử   Định nghĩa Định nghĩa • Tiếng Hylạp : Tiếng Hylạp : mer : mer : me - me - hợp phần hợp phần Poly : Poly : nhiều nhiều   Polyme : Polyme : nhiều me nhiều me Monome Monome : : m m ột me ột me Tháng 02.2006 Tháng 02.2006 TS. Hà Văn Hồng TS. Hà Văn Hồng 4 4 Tháng 02.2006 Tháng 02.2006 TS. Hà Văn Hồng TS. Hà Văn Hồng 5 5 • Ví dụ : Polyetylen (PE) H H - C – C- H H me H H C – C- H H H H C – C- H H H H C – C- H H H H C – C- H H H H - C – C- H H • Polyvinyl clorit (PVC) Polyvinyl clorit (PVC) Tháng 02.2006 Tháng 02.2006 TS. Hà Văn Hồng TS. Hà Văn Hồng 6 6 H H - C – C- H Cl • Polypropylen (PP) Polypropylen (PP) Tháng 02.2006 Tháng 02.2006 TS. Hà Văn Hồng TS. Hà Văn Hồng 7 7 H H - C – C- H CH 3 • Định nghĩa: Định nghĩa: Polyme Polyme là một hợp chất gồm các phân tử được là một hợp chất gồm các phân tử được hình thành do sự lặp lại nhiều lần của một hình thành do sự lặp lại nhiều lần của một nhóm nguyên tử nhóm nguyên tử ( ( monome monome ) ) liên kết với nhau liên kết với nhau với số lượng khá lớn với số lượng khá lớn Tháng 02.2006 Tháng 02.2006 TS. Hà Văn Hồng TS. Hà Văn Hồng 8 8  Phân loại Phân loại • Theo nguồn gốc Theo nguồn gốc : : -Polyme thiên nhiên -Polyme tổng hợp • Theo cấu trúc : Theo cấu trúc : Mạch thẳng, mạch nhánh, mạng lưới, không gian • Theo tính chịu nhiệt Theo tính chịu nhiệt -Polyme nhiệt dẻo -Polyme nhiệt rắn • Theo lĩnh vực ứng dụng Theo lĩnh vực ứng dụng Chất dẻo, sợi, cao su, sơn và keo Tháng 02.2006 Tháng 02.2006 TS. Hà Văn Hồng TS. Hà Văn Hồng 9 9   Polyme tự nhiên Polyme tự nhiên • Sợi cellulose Sợi cellulose có trong bông, sợi gai, bông, sợi gai, gỗ gỗ → → L L àm quần áo àm quần áo • Sợi cellulose Sợi cellulose có trong có trong động vật động vật (da động vật, (da động vật, tơ tằm tơ tằm ) ) → → L L àm giày, áo quần àm giày, áo quần Tháng 02.2006 Tháng 02.2006 TS. Hà Văn Hồng TS. Hà Văn Hồng 10 10 [...]... H H H H- C – C - C- C-H H H H-C-H H H-C –C- H H H H H i-butan n-butan Tháng 02.2006 H C-H TS Hà Văn Hồng 28 4.2.2.Phân tử polyme 4.2.2.1.Bản chất hóa học 4.2.2.2.Các polyme thường gắp 4.2.2.3.Khối lượng phân tử polyme (K.thước) 4.2.2.4 .Cấu trúc phân tử polyme 4.2.2.5 .Cấu trúc tinh thể polyme Tháng 02.2006 TS Hà Văn Hồng 29 4.2.2.1.Bản chất hóa học • Vídụ: Polyethylen H H H H - C – C - C- C-… H Tháng... qua nhiều lần kết hợp theo cơ chế p/u dây chuyền và không tạo thành sản phẩm phụ đơn phân tử nào H H n(CH2=CH2) → -( CH2-CH2)n- → -C–CH H Etylen Tháng 02.2006 n Polyetylen TS Hà Văn Hồng 11 •Trùng ngưng :kêt hợp 2 nhóm chức+Tách ra chất thấp phân tử Điamin hexametylen & Axit adip→Nylon 6.6 H O H N -( CH2)6 - N- + H O OH- C - (CH2)4 - C -OH H O O - N -( CH2)6 - N- C - (CH2)4 - C - + nH2O n H Tháng 02.2006... hóa, bền nhiệt -Amian  Ma sát -Bột graphit  Bôi trơn Tháng 02.2006 TS Hà Văn Hồng 17 4.2 .Cấu trúc & liên kết trong vật liệu polyme 4.2.1.Phân tử hydrocacbon 4.2.2.Phân tử polyme 4.2.3 .Cấu trúc mạch polyme 4.2.4 .Cấu trúc tinh thể polyme Tháng 02.2006 TS Hà Văn Hồng 18 4.2.1.Phân tử hydrocacbon  Metan CH4 H-C : góp chung 1e => Liên kết cộng hóa trị (Liên kết đơn) H H-C-H H Tháng 02.2006 TS Hà Văn Hồng... màu -Tạo màu sắc -Thuốc nhuộm -Bột màu vô cơ Tháng 02.2006 TS Hà Văn Hồng 15 • Chất chống cháy -Cơ chế Ức chế p/ư oxy hóa Tạo P/ư thu nhiết Tạo màng trên bề mặt -Các chất : Cl  Polyvinylclorit F  Polytetra fluoroetylen Tháng 02.2006 TS Hà Văn Hồng 16 • Các chất tăng cường -Sợi thủy tinh  Độ bền -Sợi graphit  Độ bền -Sợi polyamit thơm (Kelva)  Độ bền -Mica  Cách điện, bền hóa, bền nhiệt -Amian... liên kết : L.kết 3  L.kết 2  L.kết đơn -Liên kết bội (Liên kết 2, 3) : không no Vì nguyên tử cacbon chưa được liên kết tối đa với 4 nguyên tử khác  Hydrocacbon không no : CnH2n Tháng 02.2006 TS Hà Văn Hồng 26 • Hydrocacbon no: CnH2n+2 Họ parafin CnH2n+2 Cùng kiểu cấu trúc với Metan CH4 ↑ng.tử C → ↑nhóm CH2  Hiện tượng đồng đẳng H H H H-C-H H-C–C-H H- C – C - C-H H H H H H H Propan C3H8 Metan CH4 Tháng... Hồng 23  Axethylen C2H2  C-C : góp chung 3e C-H: góp chung 1 e Liên kết ba  Liên kết đơn H-C≡C-H • Liên kết nguyên tử C: 1S +1P → SP: 2 2 P : không lai hóa Tháng 02.2006 TS Hà Văn Hồng 24 Liên kết C-C: 1SP + 1SP → Liên kết σ 2 P + 2P → Liên kêt π Liên kết C-H: 1SP + 1ng.tử H →Lkết σ • Cấu hình : Tháng 02.2006 TS Hà Văn Hồng 25 Nhân xét: -Liên kết nguyên tử : Cộng hóa trị -Liên kết bội (Liên kết 2,... phụ gia Vật liệu = Hạt nhựa + Chất phụ gia + Chất gia cường • Hạt nhựa Tháng 02.2006 TS Hà Văn Hồng 13 • Chất độn -Mục đích :Giá thành -Mùn cưa, đất sét, bột nhẹ…Kích thước ~ 10nm • Chất hóa dẻo -Mục đích : Xen kẽ giữa các mạch  Khoảng cách  Lực liện kết  Tính dẻo -Các este: phtalat, adipat, sebacat Tháng 02.2006 TS Hà Văn Hồng 14 • Chất ổn định -Làm chậm quá trình phân hủy (lão hóa) -Muội than... Nhận xét: -Liên kết nguyên tử : cộng hóa trị -Chuỗi ngtử cacbon liên kết với 2 ngtử cacbon ≠ về 2 phía - ơn vị cấu trúc (C2H4) : như các mắt xích nối nhau (n=10 3-1 06)  Phân tử Polyme Phân tử polyme = ∑ Phân tử hydrocacbon => Cao phân tử Tháng 02.2006 TS Hà Văn Hồng 31 4.2.2.2.Các polyme thường gắp H H - C – CH H Polyethylen (PE) Tháng 02.2006 TS Hà Văn Hồng 32 • Các Polyme thường gặp: H H - C – CH... Liên kết C-H: 4 SP3 + 4 ngtử H  Liên kết σ • Cấu hình:Tứ diện tam giác đều Tháng 02.2006 TS Hà Văn Hồng 20  Ethylen C2H4 C-C: góp chung 2 e  Liên kết đôi H H C=C C-H: góp chung 1 e  Liên kết đơn H H • Liên kết nguyên tử C: 1S +2P→ SP2: 3 P : không lai hóa Tháng 02.2006 TS Hà Văn Hồng 21 Liên kết C-C: Liên kết C-H: 1 SP2 + 1 SP2 → Liên kết σ 1 P + 1 P → Liên kêt π 2SP2 + 2ng tử H → Lkết σ • Cấu hình:... gặp: H H - C – CH Cl Polyvinyl clorit (PVC) Tháng 02.2006 TS Hà Văn Hồng 33 • Các Polyme thường gặp: H H - C – CH CH3 Polypropylen (PP) Tháng 02.2006 TS Hà Văn Hồng 34 • Các Polyme thường gặp: H H - C – CH Polystyren (PS) Tháng 02.2006 TS Hà Văn Hồng 35 • Các Polyme thường gặp: H CH3 - C – CH C-CH3 O Polymetyn metacrylat (PMMA) Tháng 02.2006 TS Hà Văn Hồng 36 . VẬT LIỆU HỌC VẬT LIỆU HỌC TS. Hà Văn Hồng TS. Hà Văn Hồng 1 1 Tháng 02.2006 Tháng 02.2006 Chương 4 Cấu trúc vật liệu hữu cơ (Polyme) 4.1.Khái niệm chung 4.1.Khái niệm chung 4.2 .Cấu trúc. adip→Nylon 6.6 H H N -( CH 2 ) 6 - N- + H H O O OH- C - (CH 2 ) 4 - C -OH 4.1.2.Các chất phụ gia 4.1.2.Các chất phụ gia Vật liệu = Hạt nhựa + Chất phụ gia + Chất gia cường Vật liệu = Hạt nhựa. (lão hóa) -Làm chậm quá trình phân hủy (lão hóa) -Muội than -Muội than • Chất tạo màu Chất tạo màu -Tạo màu sắc -Tạo màu sắc -Thuốc nhuộm -Thuốc nhuộm -Bột màu vô cơ -Bột màu vô cơ Tháng 02.2006 Tháng