ĐỀ tài 9 TRÌNH bày về ĐƯỜNG CONG cơ NHIỆT của POLYMER

Cao phân tử là những chất có trọng lượng phân tử lớn: cellulose, chất dẻo tổng hợp, sợi, keo dán, gốm sứ… II/Trạng thái vật lý của polymer: 1.Trạng thái tổ hợp: Polymer cũng có trạng th

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG KHOA CÔNG NGHỆ HÓA THỰC PHẨM



ĐỀ TÀI:

GVHD: Th.s Cao Văn Dư

Nhóm:

1 Phạm Văn Hồng

2 Huỳnh Chí Hiếu

3 Phan Hoàng Hiệp

4 Nguyễn Thị Xuân Hiệp

5 Mai xuân tường (hl)

Nội dung:

I/ Định nghĩa polymer:

II/Trạng thái vật lý của polymer:

1 Trạng thái tổ hợp

2 Sự chuyển pha

3 Đường cong cơ nhiệt của polymer:

3.1 Định nhĩa đường cong cơ nhiệt

3.2 Ba trạng thái của polymer vô định hình

3.3 Tính chất của đường cong cơ nhiệt

3.4 Ứng dụng đường cong cơ nhiệt

III/Kết luận:

IV/ Tài liệu tham khảo:

I/ Định nghĩa polymer:

Polyme là những hợp chất cao phân tử gồm những nhóm nguyên tử được nối với nhau bằng những liên kết hóa học tạo thành những mạch dài

có khối lượng phân tử lớn Trong mạch chính của

Polyme, những nhóm nguyên tử này được lặp đi lặp lại nhiều lần

Cao phân tử là những chất có trọng lượng phân

tử lớn: cellulose, chất dẻo tổng hợp, sợi, keo dán, gốm sứ…

II/Trạng thái vật lý của polymer:

1.Trạng thái tổ hợp:

Polymer cũng có trạng thái vật lý giống như các hợp chất thấp phân tử: kết tinh, lỏng và thủy tinh Song polymer còn tồn tại trạng thái đàn hồi cao

Polymer ở trạng thái đàn hồi cao có tính biến dạng lớn nên cũng không phải là thủy tinh, và cũng không

có tính chảy thuận nghịch như chất lỏng nên không phải là thể lỏng sự hình thành trạng thái đàn hồi cao

là do tính dẻo của polymer Vì thế, polymer vô định

hình có 3 trạng thái vật lý: thủy tinh, đàn hồi cao

( cao su ) và chảy nhớt

2.Sự chuyển pha:

Sự chuyển từ trạng thái này sang trạng thái khác (chuyển pha) có liên quan đến những thay đổi về hình thái sắp xếp của các phân tử và thay đổi tính chất chất nhiệt động học

Chuyển pha loại 1: có thay đổi nhảy vọt những tính chất nhiệt động học , đặc trưng là thay đổi

enthanpy của hệ những chuyển pha loại này như là : nóng chảy, kết tinh, ngưng tụ, bay hơi ( hợp chất thấp phân tử )

Chuyển pha loại 2: không có sự thay đổi nhảy vọt

mà thay đổi từ từ các tính chất nhiệt động như

chuyển pha của quá trình chuyển từ trạng thái thủy tinh sang trạng thái mềm cao do chuyển pha không phải ở một nhiệt độ xác định mà chuyển pha trong một khoảng nhiệt độ xác định

3.Đường cong cơ nhiệt:

Định nghĩa:

Phương pháp cơ nhiệt để xác định trạng thái vật lý của polyme do Carghin và Sokolova đề xuất, dựa trên dụng cụ được đặt tên là cân Carghin-Sokolova Ở trạng thái ban đầu các quả cân 2 cân bằng với trọng lượng của thanh hình trụ 3, do đó mẫu polyme 4

không chịu tải trọng (nén) Khi lấy bớt một quả cân, tải trọng nén lên mẫu polyme sẽ tăng tương ứng Tải trọng này được duy trì trong một thời gian cố định cho cả thí nghiệm Khi mẫu biến dạng, cánh tay đòn của cân sẽ dịch chuyển và sự dịch chuyển này được ghi lại nhờ hệ thống quang học 6 Sau khi ghi lại biến dạng ở thời điểm kết thúc khoảng thời gian đã chọn, quả cân được đặt trở lại và mẫu polyme trở về trạng thái không tải Tiếp tục đưa nhiệt độ lên với vận tốc gia nhiệt không đổi, phép đo biến dạng như trên được lặp lại ở nhiệt độ cao hơn Kết quả các phép đo cho ta đường cong phụ thuộc của biến dạng vào nhiệt độ Đường cong này được gọi là đường cong cơ nhiệt

Ba trạng thái của polymer vô định hình:

Khi đun nóng các hợp chất thấp phân tử hay các polymer có khối lượng phân tử thấp từ trạng thái thủy tinh sẽ chuyển sang trạng thái lỏng, còn các hợp chất cao phân tử sẽ chuyển từ trạng thái thủy tinh sang trạng thái mềm cao ( cao su) và chảy nhớt

Đối với polymer vô định hình đường cong cơ nhiệt chia làm ba vùng có ba trạng thái khác nhau:

Vùng I tương ứng với trạng thái thủy tinh, trước nhiệt độ thủy tinh ( Tg ) đặc trưng cho sự biến dạng nhỏ, polymer tồn tại như một vật thể rắn có nhiều polymer ở dưới nhiệt độ thủy tinh có tính năng cơ lý giống như thủy tinh silicat về độ trong suốt, giòn… Vùng II nằm giữa nhiệt độ thủy tính và chảy nhớt

có sự biến dạng thuận nghịch ít thay đổi theo nhiệt độ

và có môđun không lớn

Vùng III là vùng có nhiệt độ cao hơn nhiệt độ chảy (Tf), Polymer tồn tại trạng thái chảy nhớt khi nhiệt độ tăng sự biến dạng không thuận ngịch gọi là biến dạng dẻo

Phần lớn polymer có độ hòa tan tăng khi nhiệt độ tăng Một số loại polymer mạch thẳng trương có giới

hạn, khi đốt nóng lại có khả năng trộn lẫn không giới hạn với chất lỏng thấp phân tử

Giá trị cực đại của tand nằm tại điểm uốn của đường cong cơ nhiệt tương ứng với nhiệt độ hóa thủy tinh

Giá trị của tand phụ thuộc vào tần số biến dạng

DMTA là một phương pháp khá hữu hiệu để khảo sát tính chất cơ nhiệt của vật liệu

Đường cong DMTA giúp xác định nhiệt độ hóa thủy tinh và góc lệch pha tand

Tính chất đường cong cơ nhiệt:

Đường cong cơ nhiệt của polymer phụ thuộc vào cấu trúc của polymer, khối lượng phân tử, nhiệt độ…

Phương pháp này xác định đơn giản cho khả năng xác định nhanh các đặc tính quan trọng của poolymer như:

_ Nhiệt độ thủy tinh

_ Nhiệt độ chảy

_ Cho phép giải thích được hiện tượng cấu trúc hóa Xác định được nhiệt độ bắt đầu tạo liên kết ngang và hóa rắn hoàn toàn

Có thể xác định tạo thành liên kết ngang theo

độ lớn biến dạng polymer ở nhiệt độ không đổi sau những khoảng thời gian khác nhau

Ứng dụng đường cong cơ học:

Người ta dựa vào đường cong cơ nhiệt của

polymer để chế tạo ra các vật liệu polymer phù hợp với yêu cầu

Xác định đường cong cơ nhiệt để có thể thay đổi được cấu trúc vật liệu

Đường cong cơ nhiệt giúp ta biết được các

trạng thái của polymer

III/ Kết luận:

Trong cuộc sống ngày nay hầu như chúng ta điều sử dụng đa phần là các vật liệu làm từ

polymer.Trong quá trình chế tao chúng thì việc xác định đường cong cơ nhiệt của polymer là rất quan trọng và rất có ít vì chúng sẽ giúp cho chúng ta biết

rõ về trạng thái của polymer, từ đó dễ dàng thay đổi cấu trúc hình dạng của polymer từ đó sản xuất các vật liệu nhằm phục vụ cho con người

IV/ Tài liệu tham khảo:

Bài giảng hóa học hóa lý polymer của thầy CAO VĂN DƯ

http://prt.vn/images/fbfiles/files/NHUA_ABS.doc HH- HL polyme NXB ĐHQG TPHCM tác giả Phan Thanh Bình