GIỚI THIỆU 5 LOẠI POLYME : PE, PP, PVC, PS, NYLON

Polyme một thành phần không thể thiếu của xã hội hiện đại. Tất cả mọ thứ trong cuộc sống từ những đồ cao cấp như xe hơi, máy bay… đến những vật dụng thường ngày như đĩa DVD, sơn, keo dán, túi nilon… đều có sự hiện diện của polyme.Khi các vật liệu trong tự nhiên ngày càng ít đi về số lượng, hạn chế về chất lượng khi mà các ngành công nghiệp mới ra đời và phát triển mạnh mẽ như vũ bảo, đòi hỏi vật liệu cũng cần được cải tiến để đạt được yêu cầu công nghiệp đặt ra. Con người ngày càng tiến bộ và nhu cầu về vật chất đòi hỏi ngày càng phức tạp và thông minh hơn; nhu cầu tiêu dùng ngày càng lớn và đòi hỏi kĩ thuật cũng như chất lượng phức tạp phù hợp với đời sống của con người hiện đại… Khoa học – công nghệ ngày càng tiên tiến, việc chinh phục vũ trụ và không gian là nhu cầu tất yếu của loài người khi đó các vật liệu truyền thống không thể đáp ứng được những yêu cầu khắt khe đó, khi đó vật liệu mới là giải pháp tốt ưu nhất và là giải pháp tối tân nhất được đặt ra.Đứng trước thực tại đó, ngành khoa học vật liệu ra đời để tìm tòi, phát hiện vật liệu mới nhằm thay thế và nâng cao chất lượng của trên cơ sở các vật liệu có sẵn phục vụ nhu cầu của loài người. Vật liệu polyme là một trong những vật liệu mới ra đời và phát triển nhanh chóng nhằm đáp ứng các yêu cầu mới của xã hội.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC HUẾ KHOA HÓA HỌC BỘ MÔN HÓA LÝ  Đề tài: GIỚI THIỆU 5 LOẠI POLYME : PE, PP, PVC, PS, NYLON Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hải Dinh Khóa học: 2013 – 2017 Giáo viên hướng dẫn: Th.S. Đỗ Diên Giới thiệu về 5 loại polyme: PE, PP, PVC, PS, Nylon 12/2014 Huế, 2014 Nguyễn Hải Dinh – Hóa h ọc K37B Trang 2 Giới thiệu về 5 loại polyme: PE, PP, PVC, PS, Nylon 12/2014 MỤC LỤC Trang MỤC LỤC .. ……………………………………… ……………………………………. 1 MỞ ĐẦU ………………………………………………………………………………. . 2 I. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ POLYME …… ……………………………………………4 1. Khái niệm, phân loại ….. .................……………………………………………..4 1.1. Khái niệm …………………………………………………………………. 4 1.2. Phân loại ……………….………………………………………………….. 4 2. Một số tính chất vật lý …………………………………………… ……………. 5 3. Tính chất hóa học ………………………………………………………………. 5 4. Điều chế …………………………………..…………………………………….. 5 II. GIỚI THIỆU MỘT SỐ POLYME PHỔ BIẾN ………………………………………. 6 1. Polyetylen (PE) ………………………………………………………………… 6 2. Poly propylen (PP) ……………………………………………………………... 7 3. Polyvinyl clorua (PVC) … ……………………………………………………. 10 4. Poly styren (PS) ………… ……………………………………………………. 12 5. Nylon ………………… ………………………………………………………. 13 KẾT LUẬN …………………………………………………………………………….. 16 Nguyễn Hải Dinh – Hóa h ọc K37B Trang 3 Giới thiệu về 5 loại polyme: PE, PP, PVC, PS, Nylon 12/2014 LỜI MỞ ĐẦU Polyme một thành phần không thể thiếu của xã hội hiện đại. Tất cả mọ thứ trong cuộc sống từ những đồ cao cấp như xe hơi, máy bay… đến những vật dụng thường ngày như đĩa DVD, sơn, keo dán, túi nilon… đều có sự hiện diện của polyme. Khi các vật liệu trong tự nhiên ngày càng ít đi về số lượng, hạn chế về chất lượng khi mà các ngành công nghiệp mới ra đời và phát triển mạnh mẽ như vũ bảo, đòi hỏi vật liệu cũng cần được cải tiến để đạt được yêu cầu công nghiệp đặt ra. Con người ngày càng tiến bộ và nhu cầu về vật chất đòi hỏi ngày càng phức tạp và thông minh hơn; nhu cầu tiêu dùng ngày càng lớn và đòi hỏi kĩ thuật cũng như chất lượng phức tạp phù hợp với đời sống của con người hiện đại… Khoa học – công nghệ ngày càng tiên tiến, việc chinh phục vũ trụ và không gian là nhu cầu tất yếu của loài người khi đó các vật liệu truyền thống không thể đáp ứng được những yêu cầu khắt khe đó, khi đó vật liệu mới là giải pháp tốt ưu nhất và là giải pháp tối tân nhất được đặt ra. Đứng trước thực tại đó, ngành khoa học vật liệu ra đời để tìm tòi, phát hiện vật liệu mới nhằm thay thế và nâng cao chất lượng của trên cơ sở các vật liệu có sẵn phục vụ nhu cầu của loài người. Vật liệu polyme là một trong những vật liệu mới ra đời và phát triển nhanh chóng nhằm đáp ứng các yêu cầu mới của xã hội. Polyme một ngành khoa học mới ra đời đã tìm và phát hiện cũng như cải tiến ra nhiều vật liệu kĩ thuật chất lượng cao cũng như các vậy liệu thông thường giá rẻ phục vụ con người. Các vật liệu mới đa dạng về mâu mã số lượng, chất lượng cao đồng thời giá cả rẻ … phù hợp với xu thế kinh tế hiện nay. Nó ngày càng được cải tiến và nâng cao đáp ứng yêu cầu khắt khe của các ngành công nghiệp chế tạo kĩ thuật cao. Một số ưu điểm của vật liệu polyme là : - Nhẹ (d = 1,05 − 1,5). Có loại xốp, rất nhẹ. - Phần lớn bền về mặt cơ học, có thể thay thế kim loại. - Nhiều chất dẻo bền về mặt cơ học. - Cách nhiệt, cách điện, cách âm tốt. - Nguyên liệu rẻ. Nguyễn Hải Dinh – Hóa h ọc K37B Trang 4 Giới thiệu về 5 loại polyme: PE, PP, PVC, PS, Nylon 12/2014 Trong khuôn khổ bài tiểu luận này chỉ đề cập giới thiệu đến một số vật liệu phổ biến trong cuộc sống là poly etylen, poly propylen, poly vinylclorua, poly styren, nylon. Đồng thời, chỉ đề cập đến những vấn đề có tính cơ bản nhất của chúng và một số ứng dụng phổ biến của các polyme này. Nguyễn Hải Dinh – Hóa h ọc K37B Trang 5 Giới thiệu về 5 loại polyme: PE, PP, PVC, PS, Nylon 12/2014 I. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ POLYME 1. Khái niệm, phân loại 1.1. Khái niệm Polymer là hợp chất có khối lượng phân tử lớn được kết hợp từ các phân tử nhỏ bằng liên kết hóa học và trong cấu trúc của chúng có sự lặp đi lặp lại nhiều lần những mắt xích cơ bản. Monomer là phân tử để tổng hợp các hợp chất cao phân tử cần có các chất thấp phân tử ban đầu. 1.2. Phân loại: có 6 cách phân loại phổ biến a. Theo thành phần hóa học: - Polyme mạch cacbon: Trong mạch chỉ chứa cacbon Ví dụ: [−CH2−CH2−]n - Polyme dị mạch: trong mạch chính ngoài chứa nguyên tố cacbon còn chứa thêm một số nguyên tố khác như O, N, S… Ví dụ: polyamit, polyeste… - Polyme cơ nguyên tố: chứa các nguyên tố khác cacbon dính với gốc hữu cơ. Ví dụ: R Si O polysiloxan R - Polyme vô cơ: Mạch chính và mạch nhánh đều chỉ gồm các nguyên tố khác cacbon. Ví dụ: Cl P Cl N polyphotphonitrin clorua b. Phân loại theo cấu trúc mạch của polyme - Mạch thẳng: được cấu tạo bởi những đoạn mạch lặp đi lặp lại có cấu trúc như nhau. Ví dụ: PE, PVC, PS… - Mạch nhánh: phần nhánh là một đoạn mạch polyme. Ví dụ: amilopectin - Mạch mạng không gian 3 chiều: Các mạch polyme được nối lại với nhau bằng các “cầu”. Ví dụ: Nhựa Bakelit c. Theo thành phần monome - Homopolyme: polyme chỉ chứa 1 loại polyme. - Copolyme: polome chứa từ 2 hay nhiều polyme. d. Theo tính chất vật lí - Elastome: polyme có tính đàn hồi như cao su. - Thermoplastic: polyme nhiệt dẻo và polyme nhiệt rắn. e. Theo nguồn gốc - Polyme thiên nhiên: có sẵn trong tự nhiên. VD: Xenlulozo, cao su … - Polyme tổng hợp: Được tổng hợp bằng con đường hóa học từ các monome. Nguyễn Hải Dinh – Hóa h ọc K37B Trang 6 Giới thiệu về 5 loại polyme: PE, PP, PVC, PS, Nylon 12/2014 - Polyme bán tổng hợp: Được điều chế bằng con đường hóa học từ các polyme thiên nhiên. f. Theo tính năng sử dụng: ( trong công nghiệp) - Cao su - Chất dẻo - Tơ sợi 2. Một số tính chất vật lí - Hầu hết các polyme là chất rắn, không bay hơi, không có nhiệt độ nóng chảy xác định. - Đa số polyme không tan trong dung môi thông thường, một số tan trong các dung môi thích hợp. - Các polyme có đặc tính khác nhau:  Tính dẻo: polyetilen, polypropilen,...  Tính đàn hồi: cao su  Dai, kéo sợi: nilon -6, nilon -7,...  Trong suốt, không giòn: poly (metyl metacrylat)  Cách điện, cách nhiệt: polyetilen, poly (vinyl clorua)  Tính bán dẫn: polyxetilen, polythiophen 3. Tính chất hóa học 3.1. Phản ứng giữ nguyên mạch cacbon − Phản ứng cộng − Phản ứng thủy phân − Phản ứng thế 3.2. Phản ứng cắt mạch polyme − Phản ứng thủy phân: chứa các nhóm chức như –CO−, −NH− , −COOCH2− … − Phản ứng phân cắt mạch polyme bởi nhiệt (phản ứng đepolyme hoá hay giải trùng nhiệt) 3.3. Phản ứng làm tăng mạch polyme − Khi lưu hoá cao su các chuỗi polyisopren liên kết với nhau nhờ cầu nôi − S − S − làm cho phân tứ khối tăng lên rất nhiều. − Khi đun nóng nhựa rezol (nhựa phenol−fomanđehit mạch thẳng) các chuỗi polyme cùng nối với nhau bằng cầu nối −CH2− tạo thành mạng không gian. 4. Điều chế - - Phản ứng trùng hợp - Từ một loại polyme - Từ nhiều loại polyme ( đồng trung hợp) Phản ứng trùng ngưng - Trùng ngưng hai nhóm chức trong cùng một phân tử monome Nguyễn Hải Dinh – Hóa h ọc K37B Trang 7 Giới thiệu về 5 loại polyme: PE, PP, PVC, PS, Nylon - 12/2014 Trùng ngưng hai nhóm chức thuộc hai monome khác nhau (đồng trùng ngưng) II. GIỚI THIỆU MỘT SỐ LOẠI POLYME PHỔ BIẾN 1. POLYETYLEN (PE) 1.1. Giới thiệu chung Polyetylen (tiếng Anh: polyethylene hay polyethene; viết tắt là PE − một nhựa nhiệt dẻo (thermoplastic) được sử dụng rất phổ biến trên thế giới (hàng năm tiêu thụ trên 60 triệu tấn). Polyetylen là một hợp chất hữu cơ (poly) gồm nhiều nhóm etylen CH2−CH2 liên kết với nhau bằng các liên kết hydro no 1.2. Tính chất vật lý Polyetylen màu trắng, hơi trong, không dẫn điện và không dẫn nhiệt, không cho nước và chống thấm khí O2, CO2, N2 và dầu mỡ đều kém, ở dạng nguyên liệu có hình dạng hạt nhỏ như hạt gạo. Tùy thuộc vào loại PE mà chúng có nhiệt độ hóa thủy tinh Tg ≈ − 100°C và nhiệt độ nóng chảy Tm ≈ 120°C. 1.3. Tính chất hóa học PE không tác dụng với các dung dịch axit, kiềm, thuốc tím và nước brom. Ở nhiệt độ cao, PE không hòa tan trong nước, trong các loại rượu béo, glyxerin...các loại dầu thảo mộc hoặc các chất tẩy như ancol, axetol... PE có thể cho khí, hương thẩm thấu xuyên qua nên nó có thể hấp thu giữ mùi trong các bao bì. 1.4. Tổng hợp PE Điều chế từ etylen lấy từ khí dầu mỏ, khí thiên nhiên, khí than đá. PE được tổng hợp bằng hai phương pháp: phương pháp trùng hợp áp suất cao và phương pháp trùng hợp ionic ở áp suất cao, hoặc ở áp suất thấp. Trùng hợp monome etylen: Cấu tạo khối của 1 chuỗi PE Nguyễn Hải Dinh – Hóa h ọc K37B Trang 8 Giới thiệu về 5 loại polyme: PE, PP, PVC, PS, Nylon 12/2014 1.5. Một số ứng dụng của PE - Làm bọc dây điện - Các màng mỏng để bao gói thực phẩm, đồ dùng gia dụng - Chế tạp bóng thám không - Làm thiết bị trong các ngành sản xuất hóa học, sơn tàu thủy 2. POLYPROPYLEN (PP) 2.1. Giới thiệu chung Được phát hiện đầu tiên vào năm 1954 bởi nhà hóa học người Đức Karl Rehn và nhà hóa học người Ý Giulio Natta và được sản xuất lần đầu tiên bởi công ty Montecatini, Italya năm 1957. Polypropylen là một loại polyme, là sản phẩm của phản ứng trùng hợp Propylen. Công thức phân tử: (C3H6)x Công thức cấu tạo của propylen polypropylen Bảng số liệu một số tính chất của PP Công thức phân tử Tỷ trọng Độ giãn dài Độ bền kéo Độ dai va đập Điểm nóng chảy (C3H6)n PP vô định hình: 0,85 g/cm3 PP tinh thể: 0,95 g/cm3 200 – 700% 30 – 40 N/mm2 3,28 – 5,9 kJ/m2 Khoảng 165 0C Kí hiệu Nguyễn Hải Dinh – Hóa h ọc K37B Trang 9 Giới thiệu về 5 loại polyme: PE, PP, PVC, PS, Nylon 12/2014 2.2. Tính chất vật lý của PP Tính bền cơ học cao (bền xé và bền kéo đứt), khá cứng vững, không mềm dẻo như PE, không bị kéo giãn dài do đó được chế tạo thành sợi. Đặc biệt khả năng bị xé rách dễ dàng khi có một vết cắt hoặc một vết thủng nhỏ. Trong suốt, độ bóng bề mặt cao cho khả năng in ấn cao, nét in rõ. PP không màu không mùi,không vị, không độc. PP cháy sáng với ngọn lửa màu xanh nhạt, có dòng chảy dẻo, có mùi cháy gần giống mùi cao su. Chịu được nhiệt độ cao hơn 100 0C. Tuy nhiên nhiệt độ hàn dán mí (thân) bao bì PP (1400C), cao so với PE - có thể gây chảy hư hỏng màng ghép cấu trúc bên ngoài, nên thường ít dùng PP làm lớp trong cùng. Có tính chất chống thấm O2, hơi nước, dầu mỡ và các khí khác. 2.3. Tính chất hóa học Ở nhiệt độ thường, PP không tan trong các dung môi hữu cơ ngay cả khi tiếp xúc lâu, mà chỉ trương trong các cacbuahydro thơm và clo hóa. Ở nhiệt độ trên 80 0C bắt đầu tan trong hai loại dung môi trên. Có độ kết tinh lớn. PP thực tế xem như không hút nước, mức hút ẩm < 0,01%. 2.4. Tính chất quang học - Do nguyên tử H ở C bậc 3 linh động nên dễ bị oxi hóa, lão hóa. - PP không có chất ổn định: + Dưới ánh sáng khuyếch tán vẫn ổn định tính chất trong 2 năm. + Có ánh sáng trực tiếp thì chỉ sau vài tháng sẽ bị giòn và phá hủy ngay. - PP có chất ổn định (dùng than muội 2%) dưới ánh sáng trực tiếp (tia cực tím) thì sau 2 năm tính chất không thay đổi, bền trong 20 năm. 2.5. Tổng hợp PP Bằng phương pháp sử sụng xúc tác để trùng hợp monome thành chuỗi polypropylen - Sử dụng xúc tác là hỗn hợp rắn được cấu thành từ muối clorua kim loại nhóm IV – VII có hóa trị chuyển tiếp và các hợp chất cơ kim nhóm I – III. - Trong công nghiệp, sử dụng xúc tác Ziegler – Natta, trong dung môi hexan ở -80 oC, áp suất phản ứng là 30 bar, áp suất này được điều chỉnh nhờ điều chỉnh tốc độ đưa nguyên liệu propylene và sử dụng thiết bị tăng áp. Thành phần chính của xúc tác Ziegler – Natta Kim loại nhóm I – III Kim loại chuyển tiếp Chất thêm vào Al(C2H5)3 TiCl4 H2 Al(C2H5)2Cl, Al(C2H5)2Cl2 α,γ,δ TiCl3/ chất mang MgCl2 O2, H2 Nguyễn Hải Dinh – Hóa h ọc K37B Trang 10 Giới thiệu về 5 loại polyme: PE, PP, PVC, PS, Nylon (i – C4H9)3Al VCl3, VoCl3, (C2H5)2Mg, (C2H5)2Zn Titanocene dichloride Ti(OiBu)4 (C2H5)4Pb Mo, Cr, Zr, W, Mn, Ni - Phương trình phản ứng cơ bản 12/2014 R – OH (phenol) R3N, R2O, R3P, Aryl esters HMPA, DMF - Cơ chế trùng hợp Nguyễn Hải Dinh – Hóa h ọc K37B Trang 11 Giới thiệu về 5 loại polyme: PE, PP, PVC, PS, Nylon − − − − 12/2014 2.6. Một số ứng dụng của PP Loại thông thường dùng để sản xuất vật dụng thông thường như bao đóng gói, túi nilon… Loại trùng hợp khối: sản xuất vật dụng công nghệ cao, chi tiết công nghiệp, các loại van, vỏ hộp acquy… Loại đăc biệt: dùng trong các chi tiết máy công nghiệp, nhựa xe máy,ô tô, điện tử, hộp thực phẩm … Loại trong: dùng cho bao bì y tế, bao bì thực phẩm, xylanh tiêm, CD, DVD, … TÚI NILON ẮC QUY XYLANH TIÊM 3. POLYVINYL CLORUA (PVC) 3.1. Giới thiệu chung Năm 1835 lần đầu tiên Henri Regnault đã tổng hợp được vinylclorua, nguyên liệu chính để tạo nên PVC. Polyvinyl clorua được quan sát thấy lần đầu tiên 1872 bởi Baumann khi phơi ống nghiệm chứa vinylclorua dưới ánh sáng mặt trời, sản phẩm tạo ra có dạng bột màu trắng và bản chất hóa học của nó chưa được xác định. Các nghiên cứu về sự tạo thành PVC đầy đủ hơn đã được công bố vào năm 1912 do Iwan Ostromislensky (Nga) và Fritz Klatte (Đức) nghiên cứu độc lập. Năm 1926, khi tiến sỹ Waldo Semon vô tình phát hiện ra chất hoá dẻo cho PVC, đây mới là một bước đột phá đầu tiên để khắc phục nhược điểm khi gia công cho PVC, sau đó là Nguyễn Hải Dinh – Hóa h ọc K37B Trang 12 Giới thiệu về 5 loại polyme: PE, PP, PVC, PS, Nylon 12/2014 các nghiên cứu về chất ổn định cho PVC. Đến năm 1933, nhiều dạng PVC đã được tổng hợp ở Mỹ và Đức nhưng phải đến năm 1937, PVC mới được sản xuất trên quy mô công nghiệp hoàn chỉnh tại Đức và sau đó là ở Mỹ. Poly vinyl clorua được tổng hợp băng phương pháp trùng hợp từ monome vinyl clorua CH2 = CH : Cl Mô hình polyvinyl clorua 3.2. Tính chất vật lý của PVC Bền trong dung dịch axit, kiềm. PVC có dạng bột màu trắng hoặc màu vàng nhạt. PVC tồn tại ở hai dạng là huyền phù (PVC−S - PVC Suspension) và nhũ tương (PVC−E - PVC Emulsion). PVC−S có kích thước hạt lớn từ 20 − 150 µ . PVC−E nhũ tương có độ mịn cao. PVC không độc, nó chỉ độc bởi phụ gia, monome còn dư, và khi gia công chế tạo sản phẩm do sự tách thoát HCl... PVC chịu va đập kém. Để tăng cường tính va đập cho PVC thường dùng chủ yếu các chất sau: MBS, ABS, CPE, EVA với tỉ lệ từ 5 - 15%. PVC là loại vật liệu cách điện tốt, các vật liệu cách điện từ PVC thường sử dụng thêm các chất hóa dẻo tạo cho PVC này có tính mềm dẻo cao hơn, dai và dễ gia công hơn. Tỉ trọng của PVC vào khoảng từ 1,25 đến 1,46 g/cm3 (nhựa chìm trong nước), cao hơn so với một số loại nhựa khác như PE, PP, EVA (nhựa nổi trong nước)... 3.3. Một số tính chất về vật liệu a. Tính hòa tan của PVC Với PVC có n ≤ 50 dễ tan trong aceton, este; nếu n càng lớn thì mức độ tan càng giảm. b. Phân tử lượng và độ phân tán Có độ phân tán cao (n = 10.025.000 mắt xích). Khi n > 1000 và chiếm trên 70% thì có tính cơ lý hoàn hảo và chất lượng sản phẩm tốt. Khi n ≤ 1000 và chiếm khoảng 30% thì tính chất cơ lí kém và chất lượng sản phẩm thấp. c. Tính ổn định nhiệt PVC là vật liệu nhạy nhiệt vì t ≥ 1400C thì bắt đầu phân hủy, đến khi t = 170 0C thì quá trình phân hủy nhanh cho ta HCl và độ sẫm màu tăng lên. 3.4. Phương pháp tổng hợp - Từ acetylen: không còn sử dụng do tốn kém chi phí. - Từ ethylen: qua 2 bước Bước 1: Clo hóa ethylen để tạo ra 1,2 – ethylendiclorua (EDC). Nguyễn Hải Dinh – Hóa h ọc K37B Trang 13 Giới thiệu về 5 loại polyme: PE, PP, PVC, PS, Nylon 12/2014 Bước 2: Nhiệt phân EDC thành monome vinyl clorua và lượng HCl tạo thành được sử dụng để oxy hóa tạo thành PVC 3.5. Ứng dụng - Tạo màng PVC: được tạo ra nhờ quá trình cán trên máy cán hoặc thổi trên máy thổi màng. Màng nhựa PVC gồm màng cứng, bán cứng và mềm. Tùy theo hàm lượng chất hóa dẻo thêm vào thì sẽ cho ra màng PVC cứng, bán cứng và mềm. - Ống PVC được sử dụng rất đa dạng trong cuộc sống từ ống dẫn nước từ nhà máy nước đến các trạm phân phối nước, ống cấp từ nhà máy cấp nước đến hộ gia đình, ống nước thải trong các tòa nhà cao tầng, ống dẫn nước tưới ở các trang trại trồng cao su, ca phê, tiêu, điều, ống dẫn nước cấp ở các nhà máy thủy điện v.v... - Sản xuất dây và cáp điện. - Nhựa chịu nhiệt uPVC (uPVC profile) dùng làm ra các dòng sản phẩm cửa nhựa lõi thép cao cấp. Dòng sản phẩm uPVC gồm có cửa sổ, cửa đi, vách ngăn PVC, hàng rào nhựa bao quanh biệt thự hoặc nhà phố. CÁC LĨNH VỰC ỨNG DỤNG PVC Ở VIỆT NAM 4. POLYSTYREN (PS) 4.1. Giới thiệu chung Polystiren được biết đến năm 1845 khi đốt nóng styren trong ống thuỷ tinh ở nhiệt độ 200 0C, tổng hợp được nhờ nhiệt phân các hydro cacbon thì loại nhựa này mới được tập trung nghiên cứu. Sản phẩm mono styren dạng thương mại được đưa ra năm 1925. Nhưng PS chỉ được tổng hợp năm 1937. Polystiren (viết tắt và thường gọi là PS) là một loại nhựa nhiệt dẻo, được tạo thành từ phản ứng trùng hợp stiren. Công thức cấu tạo của Polystiren là: (CH−[C6H5]−CH2)n 4.2. Tính chất vật lý PS là loại nhựa cứng trong suốt, không có mùi vị, cháy cho ngọn lửa không ổn định. PS không màu và dễ tạo màu, hình thức đẹp, dễ gia công bằng phương pháp ép và ép phun (nhiệt độ gia công vào khoảng 180 - 2000C). 4.3. Một số đánh giá chung về PS Nguyễn Hải Dinh – Hóa h ọc K37B Trang 14 Giới thiệu về 5 loại polyme: PE, PP, PVC, PS, Nylon 12/2014 - Độ hòa tan: PS hòa tan trong cacbua hydro thơm, cacbua hydro clo hóa, este, ceton. PS không hòa tan trong cacbua hydro mạch thẳng, rượu thấp (rượu có độ rượu thấp), ete, phenol, axit acetic và nước. PS bền vững trong các dung dịch kiềm, axit sulfuric, photphoric và boric với bất kỳ nồng độ nào. Bền với axit clohydric 10 − 36%, axit acetic 1 − 29%, axit formic 1 − 90% và các axit hữu cơ khác. Ngoài ra PS còn bền với xăng, dầu thảo mộc và các dung dịch muối. Axit nitric đậm đặc và các chất oxy hóa khác sẽ phá hủy PS. - Tính chất cơ học: phụ thuộc vào mức độ trùng hợp. PS có trọng lượng phân tử thấp rất giòn và có độ bền kéo thấp. Trọng lượng phân tử tăng lên thì độ bền cơ và nhiệt tăng, độ giòn giảm đi. Nếu vượt quá mức độ trùng hợp nhất định thì tính chất cơ học lại giảm. Giới hạn bền kéo sẽ giảm nếu nhiệt độ tăng lên. Độ giãn dài tương đối sẽ bắt đầu tăng khi đạt tới nhiệt độ 80 0C. Vượt quá nhiệt độ đó PS sẽ trở lên mềm và dính như cao su. Do đó PS chỉ được dùng ở nhiệt độ thấp hơn 80 0C. 4.4. Phương pháp tổng hợp PS được tạo thành từ phản ứng trùng hợp stiren bằng phương pháp trùng hợp gốc với chất khởi đầu là peoxit. Phản ứng đuợc tiến hành bằng phương pháp nhũ tương hay trùng hợp khối: 4.5. Một số ứng dụng − Vật liệu trong công nghiệp may mặc (áo quần, giày,…) − Sản xuất trong vật liệu kĩ thuật (làm bọt xốp chống va đập cho các đồ điện tử) và kĩ thuật điện, cách điện tốt với cả điện thế có tần số cao nên có thể dùng để bọc những đường dây dẫn điện cao thế hoặc dùng làm cáp ngầm … − Trong ngành công nghiệp lạnh do tính cách nhiệt cao như: tủ lạnh, máy lạnh, bàn ghế chịu lạnh… − Vật liệu rất ưa màu so với các loại polyme khác và giá thánh sản phẩm cũng thấp hơn so với nhiều loại polime khác nên được ứng dụng rộng rãi trong thực tiễn. 5. NYLON 5.1. Giới thiệu chung Nylon (theo từ tiếng Pháp) là một tên gọi chung cho một gia đình của các polyme tổng hợp gọi chung về như polyamit, lần đầu tiên sản xuất trên 28 tháng 2 năm 1935 bởi Wallace Carothers ở DuPont. Nylon là một trong những polyme phổ biến nhất được sử dụng. Nylon là một trong những polyme thông dụng nhất. Một số đại diện chính là nylon − 6,6; nylon −6 ; nylon−6, 9 ; nylon−6,10 ; nylon−6,12 ; nylon−11 ; nylon−12 và nylon−4,6. Nylon là một nhựa nhiệt dẻo, mịn, đầu tiên sử dụng thương mại trong một nylon− lông bàn chải đánh răng (1938), theo sau là nổi tiếng hơn bởi phụ nữ vớ ("nylons"; 1940) sau khi được giới thiệu như là một vải tại Fair 1939 New York thế giới . Nylon được Nguyễn Hải Dinh – Hóa h ọc K37B Trang 15 Giới thiệu về 5 loại polyme: PE, PP, PVC, PS, Nylon 12/2014 làm bằng các đơn vị lặp lại liên kết bởi amide trái phiếu và thường được gọi là polyamide (PA). Nylon là người đầu tiên thương mại hóa thành công polyme nhiệt dẻo tổng hợp. Trong một phương pháp tiếp cận, các phân tử với một nhóm axit (−COOH) được phản ứng với các phân tử có chứa nhóm amin (NH 2) trên mỗi đầu. Kết quả là nylon được đặt tên trên cơ sở số lượng của các nguyên tử carbon tách hai nhóm axit và hai amin. Chúng được hình thành vào monome của trung gian trọng lượng phân tử , mà sau đó đã phản ứng để tạo dài thành polymer chuỗi. Nylon là copolyme ngưng tụ hình thành từ phản ứng của các phần bằng nhau của một diamine và một axit dicarboxylic , để amit được hình thành ở cả hai đầu của mỗi monomer trong một quá trình tương tự để polypeptide polyme sinh học . Nguyên tố hóa học bao gồm có carbon , hydro , nitơ , và oxy . Các hậu tố số quy định cụ thể số lượng các nguyên tử carbon được tặng bởi các monome; đầu tiên và thứ hai diamine diaxit. 5.2. Một số đặc tính của nylon  Độ bền cơ học cao, có khả năng co giãn tốt, rất đàn hồi cũng như khả năng chịu mài mòn tuyệt vời.  Tất cả nylon dễ bị thủy phân , đặc biệt là axit mạnh, một phản ứng cơ bản ngược của phản ứng tổng hợp trình bày ở trên. Các phân tử lượng của sản phẩm nylon để tấn công giảm nhanh chóng, và vết nứt hình thành một cách nhanh chóng tại các khu bị ảnh hưởng. Thành viên dưới của nylon (như nylon−6) bị ảnh hưởng nhiều hơn các thành viên cao hơn như nylon−12. Điều này có nghĩa rằng các phần nylon không thể được sử dụng tiếp xúc với axit sulfuric. Khi được đóng khuôn, nylon phải được sấy khô để ngăn chặn quá trình thủy phân trong thùng máy ép vì nước ở nhiệt độ cao cũng có thể làm giảm các polymer. Quá trình thủy phân theo sơ đồ 5.3. Phương pháp tổng hợp Từ một hợp chất có nhóm axit ở một đầu và một nhóm amin ở đầu kia tiến hành trùng ngưng thu được polymer hóa để tạo thành một chuỗi với các đơn vị (−NH− [CH2]n −CO−) x. Phản ứng chung là: Cấu tạo khối của nylon * Cấu trúc mạnh của một sô polyme Nguyễn Hải Dinh – Hóa h ọc K37B Trang 16 Giới thiệu về 5 loại polyme: PE, PP, PVC, PS, Nylon Nylon – 6 Nylon – 6,6 12/2014 Nylon – 6,10 Nylon – 12 5.4. Một số ứng dụng - Sản xuất vật liệu tiêu dùng cũng như vật liệu kỹ thuật cao. - Sản xuất bao bì, dệt các loại vật liệu cần độ bền cơ học cáo như vải dù, sợi nylon, các loại dây dù,… - Vật liệu cách điện trong kỹ thuật điện – điện tử. * Một số tác hại của nylon Thứ nhất: túi nylon gây tác hại ngay từ khâu sản xuất bởi vì việc sản xuất túi nylon phải sử dụng nguyên liệu đầu vào là dầu mỏ và khí đốt, do đó trong quá trình sản xuất nó sẽ tạo ra khí CO2 làm tăng hiệu ứng nhà kính, thúc đẩy biến đổi khí hậu toàn cầu Thứ hai: Việc sử dụng túi nylon sẽ gây tác hại xấu tới sức khoẻ của con người. Thứ ba: Các túi nylon chủ yếu được sử dụng một lần rồi bị thải ra môi trường. Theo ước tính số nylon con người thải ra trong một năm sẽ phủ kín bề mặt trái đất tấm nylon khổng lồ dày tới 0,8 mm. Nhận thấy những tác hại do việc sử dụng túi nylon gây ra, hiện nay nhiều nước trên thế giới và cả Việt Nam đã và đang bắt đầu áp dụng triệt để các biện pháp nhằm hạn chế đến mức thấp nhất việc sử dụng các loại túi nylon trong cuộc sống hàng ngày. Nguyễn Hải Dinh – Hóa h ọc K37B Trang 17 Giới thiệu về 5 loại polyme: PE, PP, PVC, PS, Nylon 12/2014 KẾT LUẬN Polyme – vật liệu mới của các ngành công nghiệp. Bên cạnh các sản phẩm đã tìm ra thì còn vô vàn vật liệu khác mà con người đang nghiên cứu và tìm kiếm để phát hiện ra ngày càng nhiều nhằm đa dạng hóa và phong phú kho vật liệu. Các polyme có tính chất cũng như chất lượng ngày càng tốt lên nhờ quá trình tìm tòi và phát hiện các biến tính của polyme từ đó tìm ra các phương pháp để tăng chất lượng sản phẩm, đồng thời khắc phục những nhược điểm mà chúng đang có. Nghiên cứu để đưa vào thực tiễn đời sống các loại vật liệu tốt và chất lượng cao đáp ứng nhu cầu thị trường và nhu cầu nghiên cứu khoa học. Bên cạnh các thành tựu đã đạt được thì còn có rất nhiều khuyết điểm mà trong quá trình sản xuất con người đã để lại nổi bật nhất là vấn đề môi trường trong sản xuất. Ô nhiễm môi trường đã đang và sẽ tiếp tục xảy ra nếu con người không tìm cách để khắc phục hậu quả mà chính chúng ta đã gây ra giúp cứu lấy môi trường sinh thái của trái đất. Vấn đề môi trường là vấn đề khó khăn mà đất nước nào cũng đang gặp phải và đang tìm mọi cách để khắc phục hậu quả. Vì vậy việc sản xuất và nghiên cứu về vật liệu polyme thì đồng thời cần nghiên cứu các phương pháp tái chế cũng như xử lí chất thải từ chúng tạo ra khi đó sản xuất mới phát triển bền vững và đáp ứng mọi nhu cầu của con người hiện đại. Nguyễn Hải Dinh – Hóa h ọc K37B Trang 18 [...].. .Giới thiệu về 5 loại polyme: PE, PP, PVC, PS, Nylon (i – C4H9)3Al VCl3, VoCl3, (C2H5)2Mg, (C2H5)2Zn Titanocene dichloride Ti(OiBu)4 (C2H5)4Pb Mo, Cr, Zr, W, Mn, Ni - Phương trình phản ứng cơ bản 12/2014 R – OH (phenol) R3N, R2O, R3P, Aryl esters HMPA, DMF - Cơ chế trùng hợp Nguyễn Hải Dinh – Hóa h ọc K37B Trang 11 Giới thiệu về 5 loại polyme: PE, PP, PVC, PS, Nylon − − − − 12/2014... tổng hợp - Từ acetylen: không còn sử dụng do tốn kém chi phí - Từ ethylen: qua 2 bước Bước 1: Clo hóa ethylen để tạo ra 1,2 – ethylendiclorua (EDC) Nguyễn Hải Dinh – Hóa h ọc K37B Trang 13 Giới thiệu về 5 loại polyme: PE, PP, PVC, PS, Nylon 12/2014 Bước 2: Nhiệt phân EDC thành monome vinyl clorua và lượng HCl tạo thành được sử dụng để oxy hóa tạo thành PVC 3 .5 Ứng dụng - Tạo màng PVC: được tạo ra nhờ quá... các polymer Quá trình thủy phân theo sơ đồ 5. 3 Phương pháp tổng hợp Từ một hợp chất có nhóm axit ở một đầu và một nhóm amin ở đầu kia tiến hành trùng ngưng thu được polymer hóa để tạo thành một chuỗi với các đơn vị (−NH− [CH2]n −CO−) x Phản ứng chung l : Cấu tạo khối của nylon * Cấu trúc mạnh của một sô polyme Nguyễn Hải Dinh – Hóa h ọc K37B Trang 16 Giới thiệu về 5 loại polyme: PE, PP, PVC, PS, Nylon. .. 1940) sau khi được giới thiệu như là một vải tại Fair 1939 New York thế giới Nylon được Nguyễn Hải Dinh – Hóa h ọc K37B Trang 15 Giới thiệu về 5 loại polyme: PE, PP, PVC, PS, Nylon 12/2014 làm bằng các đơn vị lặp lại liên kết bởi amide trái phiếu và thường được gọi là polyamide (PA) Nylon là người đầu tiên thương mại hóa thành công polyme nhiệt dẻo tổng hợp Trong một phương pháp tiếp cận, các phân tử... biến nhất được sử dụng Nylon là một trong những polyme thông dụng nhất Một số đại diện chính là nylon − 6,6; nylon −6 ; nylon 6, 9 ; nylon 6,10 ; nylon 6,12 ; nylon 11 ; nylon 12 và nylon 4,6 Nylon là một nhựa nhiệt dẻo, mịn, đầu tiên sử dụng thương mại trong một nylon lông bàn chải đánh răng (1938), theo sau là nổi tiếng hơn bởi phụ nữ vớ ("nylons"; 1940) sau khi được giới thiệu như là một vải tại... sử dụng các loại túi nylon trong cuộc sống hàng ngày Nguyễn Hải Dinh – Hóa h ọc K37B Trang 17 Giới thiệu về 5 loại polyme: PE, PP, PVC, PS, Nylon 12/2014 KẾT LUẬN Polyme – vật liệu mới của các ngành công nghiệp Bên cạnh các sản phẩm đã tìm ra thì còn vô vàn vật liệu khác mà con người đang nghiên cứu và tìm kiếm để phát hiện ra ngày càng nhiều nhằm đa dạng hóa và phong phú kho vật liệu Các polyme có tính... Fritz Klatte (Đức) nghiên cứu độc lập Năm 1926, khi tiến sỹ Waldo Semon vô tình phát hiện ra chất hoá dẻo cho PVC, đây mới là một bước đột phá đầu tiên để khắc phục nhược điểm khi gia công cho PVC, sau đó là Nguyễn Hải Dinh – Hóa h ọc K37B Trang 12 Giới thiệu về 5 loại polyme: PE, PP, PVC, PS, Nylon 12/2014 các nghiên cứu về chất ổn định cho PVC Đến năm 1933, nhiều dạng PVC đã được tổng hợp ở Mỹ và Đức... màu so với các loại polyme khác và giá thánh sản phẩm cũng thấp hơn so với nhiều loại polime khác nên được ứng dụng rộng rãi trong thực tiễn 5 NYLON 5. 1 Giới thiệu chung Nylon (theo từ tiếng Pháp) là một tên gọi chung cho một gia đình của các polyme tổng hợp gọi chung về như polyamit, lần đầu tiên sản xuất trên 28 tháng 2 năm 19 35 bởi Wallace Carothers ở DuPont Nylon là một trong những polyme phổ biến... Nylon Nylon – 6 Nylon – 6,6 12/2014 Nylon – 6,10 Nylon – 12 5. 4 Một số ứng dụng - Sản xuất vật liệu tiêu dùng cũng như vật liệu kỹ thuật cao - Sản xuất bao bì, dệt các loại vật liệu cần độ bền cơ học cáo như vải dù, sợi nylon, các loại dây dù,… - Vật liệu cách điện trong kỹ thuật điện – điện tử * Một số tác hại của nylon Thứ nhất: túi nylon gây tác hại ngay từ khâu sản xuất bởi vì việc sản xuất túi nylon. .. đẹp, dễ gia công bằng phương pháp ép và ép phun (nhiệt độ gia công vào khoảng 180 - 2000C) 4.3 Một số đánh giá chung về PS Nguyễn Hải Dinh – Hóa h ọc K37B Trang 14 Giới thiệu về 5 loại polyme: PE, PP, PVC, PS, Nylon 12/2014 - Độ hòa tan: PS hòa tan trong cacbua hydro thơm, cacbua hydro clo hóa, este, ceton PS không hòa tan trong cacbua hydro mạch thẳng, rượu thấp (rượu có độ rượu thấp), ete, phenol, ... – Hóa h ọc K37B Trang Giới thiệu loại polyme: PE, PP, PVC, PS, Nylon 12/2014 Trong khuôn khổ tiểu luận đề cập giới thiệu đến số vật liệu phổ biến sống poly etylen, poly propylen, poly vinylclorua,... polyme chất rắn, không bay hơi, nhiệt độ nóng chảy xác định - Đa số polyme không tan dung môi thông thường, số tan dung môi thích hợp - Các polyme có đặc tính khác nhau:  Tính dẻo: polyetilen, polypropilen,... chất hóa học Ở nhiệt độ thường, PP không tan dung môi hữu tiếp xúc lâu, mà trương cacbuahydro thơm clo hóa Ở nhiệt độ 80 0C bắt đầu tan hai loại dung môi Có độ kết tinh lớn PP thực tế xem không