bài tiểu luận hóa polyme - epoxy

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN KHOA: HÓA HỌC BÀI TIỂU LUẬN HÓA POLYME-EPOXY GVHD : DƯƠNG THỊ THÚY HOA Nhóm SVTH: nhóm III TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN KHOA: HÓA HỌC TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN KHOA: HÓA HỌC BÀI TIỂU LUẬN HÓA POLYME-EPOXY TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN KHOA: HÓA HỌC GVHD : DƯƠNG THỊ THÚY HOA Nhóm SVTH: nhóm III BÀI TIỂU LUẬN HÓA POLYME-EPOXY TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN KHOA: HÓA HỌC GVHD : DƯƠNG THỊ THÚY HOA Nhóm SVTH: nhóm III BÀI TIỂU LUẬN HÓA POLYME-EPOXY TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN KHOA: HÓA HỌC TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN KHOA: HÓA HỌC BÀI TIỂU LUẬN HÓA POLYME-EPOXY TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN KHOA: HÓA HỌC GVHD : DƯƠNG THỊ THÚY HOA Nhóm SVTH: nhóm III BÀI TIỂU LUẬN HÓA POLYME-EPOXY TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN KHOA: HÓA HỌC GVHD : DƯƠNG THỊ THÚY HOA Nhóm SVTH: nhóm III BÀI TIỂU LUẬN HÓA POLYME-EPOXY TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN KHOA: HÓA HỌC 1.Lịch sử phát triển Những công trình nghiên cứu đầu tiên về nhựa epoxy đã được trình bày trong các bằng sáng chế vào những năm đầu của Thế kỷ 20. Năm 1909, nhà hoá học Nga Prileschjew đã phát hiện ra phản ứng của các olefin với peaxitbenzoic để tạo thành các hợp chất epoxy. Năm 1934 nhà hoá học Đức Schlack đã tổng hợp được nhựa epoxy từ bisphenol A và epyclohydrich. Vào thời kỳ đầu những năm 1940, Danien Swern đã nghiên cứu phản ứng epoxy hoá các olefin bằng các peaxit để chế tạo dầu thảo mộc epoxy hoá dùng làm chất hoá dẻo ổn định cho nhựa polyvinyclorua (PVC) và 1.Lịch sử phát triển Những công trình nghiên cứu đầu tiên về nhựa epoxy đã được trình bày trong các bằng sáng chế vào những năm đầu của Thế kỷ 20. Năm 1909, nhà hoá học Nga Prileschjew đã phát hiện ra phản ứng của các olefin với peaxitbenzoic để tạo thành các hợp chất epoxy. Năm 1934 nhà hoá học Đức Schlack đã tổng hợp được nhựa epoxy từ bisphenol A và epyclohydrich. Vào thời kỳ đầu những năm 1940, Danien Swern đã nghiên cứu phản ứng epoxy hoá các olefin bằng các peaxit để chế tạo dầu thảo mộc epoxy hoá dùng làm chất hoá dẻo ổn định cho nhựa polyvinyclorua (PVC) và 1.Lịch sử phát triển Những công trình nghiên cứu đầu tiên về nhựa epoxy đã được trình bày trong các bằng sáng chế vào những năm đầu của Thế kỷ 20. Năm 1909, nhà hoá học Nga Prileschjew đã phát hiện ra phản ứng của các olefin với peaxitbenzoic để tạo thành các hợp chất epoxy. Năm 1934 nhà hoá học Đức Schlack đã tổng hợp được nhựa epoxy từ bisphenol A và epyclohydrich. Vào thời kỳ đầu những năm 1940, Danien Swern đã nghiên cứu phản ứng epoxy hoá các olefin bằng các peaxit để chế tạo dầu thảo mộc epoxy hoá dùng làm chất hoá dẻo ổn định cho nhựa polyvinyclorua (PVC) và và chế tạo một số nhựa epoxy mạch vòng no. Trong những năm 1970 tổng sản lượng nhựa epoxy bán ra trên thị trường thế giới hàng năm vào khoảng 150.000tấn. Vào đầu những năm 1980 sản lượng nhựa epoxy đã đạt tới 600.000 tấn/năm. Năm 1994 khối lượng nhựa epoxy trên thị trường thế giới tăng 13% trong lúc đó khối lượng sản xuất tăng 17% và đạt tới 601 triệu tấn. Hiện nay trên thế giới có ba nhà sản xuất nhựa epoxy lớn nhất là Sell, Dow, Ciba – Geigy cả ba công ty đó hợp lai chiếm khoảng 70% sản lượng toàn thế giới. 2. Các đặc trưng của nhựa Epoxy Nhựa epoxy thường được đặc trưng bởi các thông số chủ yếu sau. + Hàm lượng nhóm epoxy (HLE) là trọng lượng của nhóm epoxy có trong 100g nhựa. + Đương lượng epoxy (ĐLE) là lượng nhựa tính theo gam chứa một đương lượng nhóm epoxy. + HLE và ĐLE liên quan với nhau theo công thức sau: ĐLE Trong đó 43 là khối lượng phân tử nhóm epoxy. 43 100x HLE = Nhựa epoxy sau khi đóng rắn có cấu trúc vi mô dị thể dạng hình cầu ( globular) và sự hình thành cấu trúc quan sát thấy ngay ở pha lỏng trong các giai đoạn đóng rắn ban đầu. Kích thước của các phần tử hình cầu phụ thuộc vào thành phần tổ hợp và điều kiện đóng rắn ( kích thước của các phân tử giảm khi nhiệt độ tăng). Khi giảm kích thước của các phân tử hình cầu thì độ bền điện của epoxy tăng. Cùng với việc giảm khoảng cách giữa các mắt lưới khâu mạch thì nhiệt độ hoá thuỷ tinh, độ bền nén, độ bền hoá học và độ chịu nhiệt tăng nhưng khi đó thì độ giòn của polyme lại tăng. Cũng tương tự như vậy khi tăng hàm lượng phân tử thơm trong nhựa epoxy, tăng mật độ kết bó của các đoạn mạch sẽ làm tăng độ bền cơ lý và độ bền hoá học. Để biến tính nhựa epoxy đôi khi thêm hoá dẻo hay oligome( oligoeste) chứa rất ít hay hoàn toàn không có các nhóm hoạt động hoá học. Những cấu tử như vậy không tham gia vào mạng lưới cấu trúc, tích tụ trên ranh giới phân chia các phân tử hình cầu và do đó làm giảm đáng kể độ bền cơ lý, độ bền nhiệt và độ bền hoá học. 3. Phản ứng tạo thành nhựa Epoxy - Nhựa trên cơ sở diphenylolpropan và epyclohydrin - Phản ứng tạo thành nhựa epoxy trên cơ sở diphenylolpropan là sự kết hợp nối tiếp – luân phiên của nhóm epoxy với nhóm hydroxyphenol và tái tạo nhóm epoxy nhờ khử clohydro để tạo thành nhựa có công thức chung. OH OROCH 2 CHCH 2 n ORO CH 2 CHH 2 C O CH 2 CH CH 2 O C CH 3 CH 3 = R  Tùy thuộc vào điều kiện tiến hành phản ứng, n có thể thay đổi từ 0 đến 200.  Nhựa epoxy cũng có thể xem như một loại polyete có các nhóm hydroxyl bên cạnh (số nhóm này trong phân tử ứng với chỉ số n) và hai nhóm epoxy ở cuối mạch.  Phản ứng tạo thành nhựa epoxy mạch thẳng xảy ra theo hai giai đoạn:  Giai đoạn 1: Nhóm hydroxyl của diphenylolpropan kết hợp với nhóm epoxy của epyclohydrin trong môi trường kiềm: C l C H 2 C H C H 2 O C C H 3 C H 3 O O H C H 2 C H O H C H 2 C l C C H 3 C H 3 O H H O + 2 C H 2 C H H 2 C O C l N a O H [...]... trong vòng epoxy có thể sắp xếp lại tạo hợp chất cacbonyl Còn khi có mặt các bazơ không có tính ái nhân mạnh như: n-butyl Liti và Liti dialkylamin sẽ tạo thành hợp chất alcol  Do có hoạt tính cao, nhóm epoxy có thể tham gia phản ứng polymer hoá Sự polymer hoá diepoxy mạch ngắn là phản ứng quan trọng để tạo thành polymer có các liên kết ngang từ hợp chất epoxy và chất đóng rắn 4.2Tính chất lý hóa học... dán epoxy còn được dùng trong ngành y tế để làm xương, răng giả Răng giả Keo epoxy A-B Xương giả Keo epoxy 5.3 Vật liệu polyme composite Vật liệu polyme composite trên cơ sở nhựa epoxy tăng cường bằng sợi thuỷ tinh đã được dùng thông dụng để chế tạo các thùng chứa axit, dung dịch kiềm, dầu mỏ với giá thành ban đầu nhỏ hơn sắt, thép, nhẹ hơn vầ độ bền ăn mòn tốt hơn Những đường ống chế tạo từ epoxy. .. dân dụng như cầu, cống, đập…vv Hệ sơn epoxy giàu kẽm và epoxy- nhựa than đá được dùng rộng rãi để bảo vệ bề mặt ống thép dẫn dầu, khí lỏng, nước muối, dung dịch kiềm sơn epoxy dạng bột cũng được sử dụng để trang trí dụng cụ nhà bếp, buồng tắm, sơn ôtô, xe máy, xe đạp vv Vỏ xe được làm từ sợi thủy tinh epoxy Sơn epoxy quét sàn Lớp phủ sàn nhựa 5.2 Keo dán Keo dán epoxy được sử dụng trong nhiều lĩnh... nay epoxy được sử dụng rất nhiều trong ngành kỹ thuật điện để đúc cuộn dây máy biến áp khô điện áp đến 36kV, chế tạo sứ cách điện cao áp, hạ áp, cáp điện, vỏ của các thiết bị điện, chất điện môi trong các tụ điện…vv , Công nghiệp điện-điện tử Cánh đỡ điện Vỏ bảo vệ bằng ngựa epoxy Một số sơ đồ ứng dụng sản xuất epoxy Sơ đồ công nghệ sản xuất sơn epoxy Sơ đồ công nghệ sản xuất nhựa epoxy 6.Kết luận. .. ứng với nhau để tạo thành nhựa epoxy có công thức tổng quát nêu ở trên  Khối lượng phân tử của nhựa epoxy dao động trong khoảng 300 – 18.000  Tuỳ thuộc vào tỷ lệ mol giữa epyclohydrin và diphenylolpropan, nhiệt độ, thời gian phản ứng và nồng độ NaOH sử dụng 4 Các tính chất của nhựa Epoxy 4.1 Tính chất hoá học của nhựa epoxy Nhựa epoxy có hai nhóm chức hoạt động: nhóm epoxy và nhóm hydroxyl Tuỳ thuộc... SN2, nucleofin X- ưu tiên tấn công vào các nguyên tử cacbon ít bị cản trở không gian và thiếu điện tử hơn: R CH CH2 O - X SN2 R CH CH2 O X H2O OH- R CH CH2 OH X Phản ứng có xúc tác axit xảy ra qua giai đoạn trung gian tạo ion oxoni, sau đó được tiếp tục theo hai khả năng tạo ra hỗn hợp izome: R CH CH2 O (1) H+ R CH CH2 O+ H (3) +HX SN2 SN1 R CH CH2 -H+ R CH CH2 OH X+ R CH+ CH2 OH H +HX -H+ O R CH CH2... những epoxy có khối lượng phân tử thấp (M3000) nhóm hydroxyl là chủ yếu Tính phân cực và sức căng vòng tạo cho vòng oxyetylen có hoạt tính mạnh do đó nhóm epoxy có thể tham gia rất nhiều loại phản ứng + Phản ứng với các hợp chất nucleofin: Phản ứng thường tiến hành các xúc tác axit hoặc kiềm, tạo ra các hợp chất - hydroxyl... sử dụng vật liệu composite trên cơ sở nhựa epoxy và sợi thuỷ tinh để chế tạo vỏ bọc xuồng, canô có độ bền cao, nhẹ, ít bám bẩn Trong công nghiệp hàng không vũ trụ, vật liệu composite từ epoxy với các chất gia cường dạng sợi (cacbon, graphit, polyamit, bo ) đã phát triển mạnh nhựa epoxy ứng dụng trong vũ trụ ống nhựa epoxy 5.4 Vật liệu cách điện Do nhựa epoxy khi kết hợp với một số phụ gia khác tạo... nhựa epoxy Nhựa epoxy khi chưa đóng rắn là nhựa nhiệt dẻo, tuỳ thuộc khối lượng phân tử mà nhựa epoxy có thể ở dạng lỏng (M . NHƠN KHOA: HÓA HỌC BÀI TIỂU LUẬN HÓA POLYME-EPOXY GVHD : DƯƠNG THỊ THÚY HOA Nhóm SVTH: nhóm III TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN KHOA: HÓA HỌC TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN KHOA: HÓA HỌC BÀI TIỂU LUẬN HÓA POLYME-EPOXY TRƯỜNG. NHƠN KHOA: HÓA HỌC TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN KHOA: HÓA HỌC BÀI TIỂU LUẬN HÓA POLYME-EPOXY TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN KHOA: HÓA HỌC GVHD : DƯƠNG THỊ THÚY HOA Nhóm SVTH: nhóm III BÀI TIỂU LUẬN HÓA POLYME-EPOXY TRƯỜNG. NHƠN KHOA: HÓA HỌC GVHD : DƯƠNG THỊ THÚY HOA Nhóm SVTH: nhóm III BÀI TIỂU LUẬN HÓA POLYME-EPOXY TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN KHOA: HÓA HỌC GVHD : DƯƠNG THỊ THÚY HOA Nhóm SVTH: nhóm III BÀI TIỂU LUẬN HÓA POLYME-EPOXY TRƯỜNG