Những thành tựa chủ yếu và ý nghĩa của cuộc cách mạng khoa học công nghệ

Trong công nghi pệp II... Những vật liệu mới từ năm 1940 đến nay Vật liệu Kim loại Sắt, Nhôm, Thép, Titan Polyme Cao su, Nhựa Polyme Nanocomposite, Polyme Composite... Huggi

Trang 1

Đà Nẵng, tháng 12 / 2014

Trang 2

TÌM HIỂU VỀ VẬT LIỆU MỚI

I Gi i thi u chung ới thiệu chung ệu chung

1.Trong cu c s ngộc sống ống

2 Trong công nghi pệp

II Nh ng v t li u m i t năm 1945 đ n nay ững vật liệu mới từ năm 1945 đến nay ật liệu mới từ năm 1945 đến nay ệu chung ới thiệu chung ừ năm 1945 đến nay ến nay

1.Gi i thi u v v t li u m iới thiệu về vật liệu mới ệp ề vật liệu mới ật liệu mới ệp ới thiệu về vật liệu mới

2 L ch s hình thànhịch sử hình thành ử hình thành

3 Tính ch t hoá h c c a Polimeất hoá học của Polime ọc của Polime ủa Polime

3.1 Phân lo i Polime ại Polime

3.1.1 Ch t d oất hoá học của Polime ẻo

3.1.2 Tơ

3.1.3 Cao su

3.2 S đ thành ph n c a Polime ơ đồ thành phần của Polime ồ thành phần của Polime ần của Polime ủa Polime

3.3 Tìm hi u v thành ph n chung ểu về thành phần chung ề thành phần chung ần của Polime

3.4 Tìm hi u v ng d ng ểu về thành phần chung ề thành phần chung ứng dụng ụng

3.4.1 Ch t d oất hoá học của Polime ẻo

3.4.1.1 Phân lo i ch t d oại chất dẻo ất hoá học của Polime ẻo

3.4.1.2 u đi m c a ch t d oƯu điểm của chất dẻo ểm của chất dẻo ủa Polime ất hoá học của Polime ẻo

3.4.2 Tơ

3.4.2.1 Phân lo i tại chất dẻo ơ

3.4.2.2 u đi m c a t hoá h cƯu điểm của chất dẻo ểm của chất dẻo ủa Polime ơ ọc của Polime

3.4.3 Cao su

3.4.3.1 Phân lo i cao suại chất dẻo

3.4.3.2 u đi m c a cao suƯu điểm của chất dẻo ểm của chất dẻo ủa Polime

Trang 3

4 Tìm hi u v kim lo i Titanểm của chất dẻo ề vật liệu mới ại chất dẻo

5 Tìm hi u v v t li u Compositeểm của chất dẻo ề vật liệu mới ật liệu mới ệp

5.1 V t li u Composite là gì? ật liệu Composite là gì? ệu Composite là gì?

5.2 Thành ph n c u t o ần của Polime ấu tạo ại Polime

5.3 ng d ng Ứng dụng ụng

6 Tìm hi u v s i Cacbonểm của chất dẻo ề vật liệu mới ợi Cacbon

6.1 S i Cacbon là gì ợi Cacbon là gì ?

6.2 C u t o ấu tạo ại Polime

6.3 u và nh Ưu và nhược điểm của sợi Cacbon ượi Cacbon là gì c đi m c a s i Cacbon ểu về thành phần chung ủa Polime ợi Cacbon là gì 6.4 ng d ng Ứng dụng ụng

Trang 4

I Giới thiệu

chung

- Trong tình hình các vật liệu tự nhiên đang cạn dần trong thiên

nhiên, con người đã sáng chế ra những vật liệu mới để đáp ứng

những nhu cầu trong đời sống hàng này cũng như trong công nghiệp

- Đã có rất nhiều vật liệu mới được sử dụng rộng rãi từ những năm

40 của thế kỉ XX đến nay.

Trong cuộc sống:

Trong công nghiệp:

Đá nhân tạo

Trong công nghiệp: Composite

Gỗ công nghi p ệp

Đá nhân tạo

Trang 5

Những vật liệu mới từ năm 1940 đến nay

Vật liệu

Kim loại (Sắt, Nhôm, Thép, Titan)

Polyme (Cao su, Nhựa Polyme Nanocomposite, Polyme Composite)

Trang 6

Composite Polyme

Kim loại Sắt

Vật liệu sinh học

Vật liệu Gốm Việc phát minh ra chất Polime (hay cònVật liệu Ngói

được gọi là chất dẻo) là một bước ngoặt lớn trong sự đóng góp vào thành tựu khoa học kĩ thuật ngày nay.

Trang 7

1 Lịch sử hình thành:

 1938: polyamide đầu tiên tổng hợp

("nylon") được sản xuất bởi W

Carothers (Of DuPont de Nemours)

 1942: P Flory và M Huggins đề xuất lý

thuyết đầu tiên về hành vi của polyme

Trang 8

 1947: T Alfrey và C Gia đề xuất lý

thuyết về chuỗi

 1953: K Ziegler polymer hóa ethylene

dưới áp suất thấp

Trang 9

 1957: monocrystals polymer đầu tiên

thu được bởi A Keller

 1959: Phát triển sắc ký loại trừ kích

thước của J Moore

 1960: Phát hiện chất đàn hồi nhựa

nhiệt dẻo bắt đầu từ copolyme khối

monocrystals polymer

Copolymer khối

polymer trong trạng thái nóng chảy bởi PG de Gennes,

Maine-et-Loire

 1974: Các polyamit thermal được

phát triển bởi công ty DuPont de

Nemours

 1975: Thành lập một mối quan hệ

giữa thời gian thư giãn của các chuỗi

polymer và các biến thể ở nhiệt độ

chuyển tiếp thủy tinh của M

Williams, R Landel và J Ferry

Trang 10

Polyamit thermal

 1980 : W Kaminsky và H Sinn sử dụng sự kết hợp

aluminoxanes / metallocenes cho trùng hợp olefin

Aluminoxanes

 1982: T Otsu giới thiệu các khái niệm về trùng hợp cực đoan kiểm soát

 1986: Các dendrimer đầu tiên

được tổng hợp bởi D Tomalia

 1994: Trùng triệt để kiểm soát bằng

cách chuyển giao nguyên tử, được

phát triển bởi ông Sawamoto và K

Matyjaszewski

Dendrimer

 2000: H Shirakawa, AJ Heeger và AG McDiarmid được giải Nobel Hóa học cho công việc của họ trên polyme dẫn điện bên trong

Trang 11

H Shirakawa, A.J Heeger và A.G McDiarmid

 2005: Giải thưởng Nobel Hóa học được trao cho Y Chauvin, R Grubbs và R Schrock, cho công việc của họvề phản ứng của Hoán đổi và ứng dụng của polyme

Y Chauvin, R Grubbs và R Schrock

Trang 12

2 Tính chất hoá học của Polime

1. Thường là chất rắn,

không bay hơi

2. Hầu hết Polime không

tan trong nước hoặc

các dung môi thông

thường

3. Có khả năng bị biến dạng

khi chịu tác dụng của

nhiệt, áp suất và vẫn giữ

Trang 13

Phân loại:Theo hi u ứng ệp

với nhi t đệp ộ

Nhựa nhi t ệpdẻo

Nhựa nhi t ệprắn

V t li u đàn ật liệu đàn ệphồi

Theo ứng dụng

Nhựa chuyên dụng

Nhựa kỹ thu t ật liệu đàn

Theo mạch chính hoá học

Polime dị

mạchPolime mạch CPolime vô cơ

Sơ đồ thành phần của polime

Polime

Thành phần

cơ bản Chất dẻo

Chất đ n ộ

Phụ gia

Trang 14

Thành ph n ần

- Thành phần cơ bản: là 1 polyme

nào đó Ví dụ thành phần chính của

êbônit là cao su, của xenluloit là

xenlulozơ nitrat, của bakelit là

phenolfomanđehit

Bakelit

- Chất hoá dẻo: để tăng tính dẻo chopolime, hạ nhiệt độ chảy và độ nhớt của polime Ví dụ đibutylphtalate,…

Chất hoá dẻo Phthalate

- Chất độn: để tiết kiệm nguyên liệu,

tăng cường một số tính chất Ví dụ

amiăng để tăng tính chịu nhiệt

Chất độn Amiang

- Chất phụ: chất tạo màu, chất chống oxi hoá, chất gây mùi thơm

Trang 15

Chất tạo màu

- Là một loại vật liệu chế tạo từ polime và có tính dẻo

- Chất dẻo được phân loại theo thành phần hoá học mạch chính:

• Polime mạch cacbon

• Polime dị mạch

• Polime vô cơ

- Chất dẻo được phân

loại theo hiệu ứng của

polime và nhiệt độ

gồm:

• Nhựa nhiệt dẻo

• Nhựa nhiệt rắn

• Vật liệu đàn hồi

• Nhựa thông dụng

• Nhựa kỹ thuật

• Nhựa chuyên dụng

Trang 16

• Nhẹ (d = 1,05; 1,5) Có loại xốp, rất nhẹ

• Phần lớn bền về mặt cơ học, có thể thay thế kim loại

• Cách nhiệt, cách điện, cách âm tốt

• Nguyên liệu rẻ

Ưu điểm của chất dẻo

Chất dẻo đã và đang đóng một vai trò rất quan trọng trong lĩnh vực Khoa học - Kĩ thuật và đời sống:

Làm dụng cụ gia đình Sản xuất pin m t trời ặt trời

Làm dụng cụ kĩ thu t ật liệu đàn

2 Tơ

- Tơ là những polime thiên nhiên hay tổng hợp có cấu tạo mạch thẳng và có thể kéo dài thành sợi

Vd: Sợi bông, sợi đay, tơ tằm, tơ nilon,

- Sản phẩm làm từ tơ tằm rất được ưa chuộng bởi vẻ đẹp mềm mại, sang trọng mà quý phái của chúng

Trang 17

tự nhi

Dựa vào nguồn gốc và quá trình chế tạo, tơ được phân loại theo sơ đồ sau:

TƠ

TƠ THIÊN NHIÊN

Có sẵn trong tự nhiên

Vd: Tơ tằm, sợi bông,

sợi đay,

TƠ HOÁ HỌC

TƠ TỔNG HỢP Chế tạo từ

các chất đơn giản như tơ nilon – 6,6;

tơ

TƠ NHÂN

TẠO Chế biến hoá

học từ các polime

thiên nhiên như tơ

visco, tơ

Trang 18

- Tơ hóa học có nhiều ưu điểm hơn tơ thiên nhiên, chúng thường bền, đẹp, khi giặt dễ sạch, phơi mau khô

3 Cao

su

- Cao su là polime (thiên nhiên hay tổng

hợp) có tính đàn hồi

- Cao su gồm 2 loại:

• Cao su thiên nhiên được lấy từ

mủ cao su

• Cao su tổng hợp được chế tạo từ

các chất đơn giản như rượu etylic,

sản phẩm công nghiệp chế biến

dầu mỏ

Khai thác mủ cao su

Trang 19

Cao su được sử dụng rộng rãi trong cuộc sống

Làm bánh máy bay Sản xuất lốp xe

Trang 20

Vỏ bọc đi n thoại ệp Thành phần áo mưa

Kim loại Titan

- Titan là một kim loại chuyển tiếp màu

trắng bạc Titan được dùng trong các hợp

kim cứng và nhẹ

- Titan có tính chống ăn mòn tốt, có thể chịu

được sự mỏi kim loại nên được ứng dụng

rộng rãi trong cuộc sống: trong lọ thuỷ tinhMiếng Titan

Airbus A380 dùng hợp

kim của titan làm vỏ và

động cơ

Bảo tàng Guggenheim được bao bọc bởi các

tấm titan Đồng hồ mạ titan

Trang 21

Titan được sử dụng làm răng giả

- Vật liệu composite là vật liệu tổng hơp

từ hai hay nhiều vật liệu khác nhau tạo lên

vật liệu mới có tính năng hơn hẳn các vật

liệu ban đầu

- Những vật liệu composit đơn giản đã có từ rất

xa xưa, khoảng 5000 năm trước Công nguyên

Tượng đài cao 45m của

Yuri Gagarin được làm

từ titan

- Ngành khoa học về vật liệu composite đã phát

triển trên toàn thế giới từ những năm 1950

Composite

Thuật ngữ "Vật liệu mới" trong cuộc cải cách Khoa học - Kĩ thuật chính là "Vật liệu Composite"

Thành phần cấu tạo

Sợi thuỷ tinh Sợi Bazan Sợi hữu cơ Sợi Bor Sợi Cacbon Sợi Cacbua Silic Sợi kim loại Sợi ngắn và

các hạt phân tán Cốt vải

Thành phần cốt

Trang 22

Sợi Bazan Sợi Bor

Sợi thuỷ tinh

Sợi kim loại Sợi hữu cơ

Sợi Cacbon

M t số sản phẩm từ v t li u Composite ột số sản phẩm từ vật liệu Composite ật liệu Composite ệu Composite

Mô hình đồ chơi trẻ em

Trang trí n i thất ộ Thùng rác công cộng

Trang 23

Cacbon

- Sợi carbon là một trong những vật liệu

nhân tạo vĩ đại nhất của nhân loại.

- Với đặc tính nhẹ, rất bền so với hầu hết

kim loại nên việc sử dụng sợi carbon trở

thành một cuộc cách mạng trong công

nghiệp như hàng không vũ trụ, Sợi Cacbon

chân tay giả

xe và siêu xe,

Chiếc siêu xe có vỏ

làm bằng sợi Cacbon Máy bay có vỏ

làm từ sợi Cacbon

Trang 24

B la-zăng làm từ sợi ộ

Cacbon sẽ nhẹ hơn

40%-50%

Chân giả làm từ sợi cacbon

- Edison chế tạo sợi cacbon dựa trên

chất xenlulozo, còn sợi cacbon ngày

nay làm từ dầu mỏ

- Thomas Edison đã mất 40 giờ đốt

cháy liên tục vật chất nhằm loại bỏ

oxy, nitơ, hidro và chỉ giữ lại cacbon

để tạo ra những sợi cacbon đầu tiên

trên thế giới

Phương pháp chế tạo trên được gọi

là “nhiệt phân”

Cấu tạo

Cellulose

Sợi cacbon

Carbon nhiệt phân

châm vĩnh cửu

Trang 25

Thomas Edison

- Đến tận những năm 1950 khả năng kéo

giãn của sợi carbon mới được khám phá

Sợi polyacrylonitrile

- Sợi cacbon được sản xuất bởi một vật

liệu có tên là polyacrylonitrile (PAN)

Vì vậy, các các chi tiết làm từ

sợi carbon thường có lớp vật

liệu khác như nhựa tráng phủ

bên ngoài.

Cấu tạo sợi Cacbon

Ưu và nhược

điểm

Máy bay siêu âm

cacbon nên nhẹ hơn kim loại

cao, sức khả năng chịu kéo giãn

lớn giúp tăng cường độ cứng cho

kết cấu hình nón ở mũi máy bay

siêu âm

3. Nhược điểm: giòn và có thể dẫn

điện, tạo điều kiện cho quá trình

ăn mòn điện hoá kim loại

Ứng dụng

Sợi Cacbon ứng dụng tạo ra rất nhiều sản phẩm trong gia đình, kĩ thuật, máy móc.

Trang 26

Vỏ điện thoại

Ô tô, xe đạp, xe máy,…

Thiết bị máy móc như máy duỗi

tóc, cánh quạt,…

Giày, dép, áo quần

Máy tính Kính, mũ,…

Trang 27

CẢM ƠN CÔ VÀ CÁC BẠN ĐÃ XEM QUA !

Định dạng
Số trang	28
Dung lượng	12,24 MB