Hóa học của polyme công nghiệp

Thông tin được cung cấp ở đây, hy vọng,Cấu Trúc Của Đại Phân Tử Polyme được sản xuất từ hợp chất có trọng lượng phân tử thấp được gọi là Monome bởi phản ứng trùng hợp, trong đó một số lư

Hóa học của polyme công nghiệp

Hoá học polyme công nghiệp , cấu tạo và thành phần của các hợp chất hoá

học tạo thành từ các hợp chất dài, xíchCác phân tử

Điều phân biệt polyme từ các loại hợp chất khác là kích thước cực đại của các phân tử Kích thước của một phân tử được đo bằngTrọng lượng phân

tử , bằng tổng trọng lượng nguyên tử của tất cả các nguyên tử tạo thành phân tử Trọng lượng nguyên tử được cho trong đơn vị khối lượng nguyên tử; trong trường hợpnước , ví dụ, một phân tử nước duy nhất, tạo thành từ một nguyên tử oxy (16 đơn vị khối lượng nguyên tử) và hai nguyên tử hydro (1 đơn vị khối lượng nguyên tử mỗi), có trọng lượng phân tử của 18 đơn vị khối lượng nguyên tử Mặt khác, các polyme có trọng lượng phân tử trung bình từ hàng chục nghìn đến vài triệu đơn vị khối lượng nguyên tử Đó là kíchthước phân tử rộng lớn mà các polyme nợ những đặc tính độc đáo của chúng

và nó là lý do mà nhà hóa học người Đức Hermann Staudinger lần đầu tiên

đề cập đến chúng vào năm 1922 làĐại phân tử , hoặc "các phân tử khổng lồ".Các nguyên tử tạo thành các đại phân tử được giữ lại với nhau bằng các liên kết hoá trị cộng hóa trị, được hình thành bằng việc chia sẻ các điện tử Các phân tử cá nhân cũng bị thu hút bởi nhau bởi các lực tĩnh điện, yếu hơn nhiều

so với các liên kết cộng hoá trị Tuy nhiên, những lực tĩnh điện này tăng

cường độ khi kích thước của các phân tử tăng lên Trong trường hợp của polyme, chúng rất mạnh mẽ mà các agglomerates của các phân tử có thể được đúc thành hình dạng vĩnh cửu, như trong trường hợp của chất dẻo, hoặc rút ra thành sợi, như trong ngành công nghiệp dệt Thành phần hóa học

và cấu trúc của polyme làm cho chúng thích hợp cho các ứng dụng công nghiệp Các tính chất đặc biệt của polyme và sự hình thành của chúng từ tiền

chất hóa học là chủ đề của bài báo này Thông tin được cung cấp ở đây, hy vọng,

Cấu Trúc Của Đại Phân Tử

Polyme được sản xuất từ hợp chất có trọng lượng phân tử thấp được gọi

là Monome bởi phản ứng trùng hợp, trong đó một số lượng lớn các phân tử monome được liên kết với nhau Tùy thuộc vào cấu trúc của monomer hoặc monome và về phương pháp trùng hợp được sử dụng, các phân tử polymer

có thể biểu hiện một loạt các kiến trúc Phổ biến nhất từ quan điểm thương mại làTuyến tính ,Nhánh , vàCấu trúc mạng Cấu trúc tuyến tính, thể hiện trong hình 1A , được minh họa bằngPolyethylene mật độ cao (HDPE), một phân tử giống như dây chuyền làm từ trùng hợp của ethylene Với công thức hoá học CH 2 = CH 2 , ethylene cơ bản là một cặp các nguyên tử cacbon liên kết đôi (C), mỗi nguyên tử có hai nguyên tử hydro gắn kết (H) Là đơn vị lặp lại tạo nên chuỗi HDPE, nó được hiển thị trong ngoặc, như Mộtchuỗi polyethylene từ đó các đơn vị lặp đi lặp lại ethylene khác nhánh được gọi làPolyethylene mật độ thấp (LDPE); Polymer này thể hiện cấu trúc phân nhánh, trong hình 1B Cấu trúc mạng, thể hiện trong hình 1C , là nhựa

phenol-formaldehyde (PF).Nhựa PF được hình thành khi các phân tử của phenol (C 6 H 5 OH) được liên kết bằng formaldehyde (CH 2O) để tạo thành mộtmạng phức tạp của các nhánhliên kết với nhau Đơn vị lặp lại PF được biểu diễn bằng các vòng phenol với các nhóm hydroxyl (OH) gắn liền và kết nối bằng các nhóm methylene (CH 2 )

Các phân tử polyme phân nhánh không thể kết hợp với nhau bằng các phân

tử tuyến tính có thể; vì thếLực liên phân tử liên kết các polyme với nhau có khuynh hướng yếu đi nhiều Đây là lý do tại sao LDPE có nhánh rất linh hoạt

và được sử dụng làm bao bì, trong khi HDPE tuyến tính đủ cứng để được

định hình thành những vật như chai lọ hoặc đồ chơi Các tính chất của

polyme mạng phụ thuộc vào mật độ của mạng Các polyme có mạng lưới dàyđặc, chẳng hạn như nhựa PF, rất cứng nhắc - thậm chí là giòn - trong khi polyme mạng chứa các nhánh dài, mềm dẻ chỉ kết nối tại một vài vị trí dọc theo xích có đặc tính đàn hồi

Vô định và Bán tinh thể

TRUYỆN TRANH BRITANNICA



TRONG TIN TỨC / CÔNG NGHỆ

SpaceX tung ra Rocket tái sử dụng



DEMYSTIFIED / THỂ THAO VÀ GIẢI TRÍ

Tại sao Người chơi quần vợt mặc Trắng tại Wimbledon?



SPOTLIGHT / ĐỊA LÝ

Kỷ niệm 100 năm lá cờ của Chicago



TRONG TIN TỨC / CON VẬT

Tin vui cho Manatees?

Polyme có hai loại hình hình thái trong trạng thái rắn: vô định hình và bán kết tinh Trong mộtVô định hình polyme các phân tử được định hướng ngẫu nhiên và được liên kết, giống như spaghetti nấu chín, và polymer có vẻ ngoài trong suốt, thủy tinh Trong các polyme bán tinh thể, các phân tử đóng gói với nhau trong các vùng được gọi là được gọi làCrystallites , như thể hiện

trong hình 2 Như có thể mong đợi, các polyme tuyến tính, có cấu trúc rất thường xuyên, có nhiều khả năng là semicrystalline Các polyme tinh thể tinh thể có xu hướng tạo ra các chất dẻo rất cứng vì các lực liên phân tử mạnh gắn liền với đóng gói chuỗi chặt chẽ trong các tinh thể Ngoài ra, bởi vì các tinh thể phân tán ánh sáng, chúng không rõ ràng Độ tinh thể có thể được tạo

ra bởi việc kéo dài các polyme để sắp xếp các phân tử - một quá trình được gọi làVẽ Trong ngành công nghiệp nhựa, phim polymer thường được kéo đểtăng độ bền của màng

KIỂM TRA KIẾN THỨC CỦA BẠN

Nước và các dạng khác nhau

Ở nhiệt độ thấp các phân tử của một polyme vô định hình hoặc

semicrystalline rung động ở năng lượng thấp, do đó chúng được đóng băng

về cơ bản thành một điều kiện rắn được gọi là Nhà kính Trong sơ đồ khối lượng nhiệt độ thể hiện trong hình 2 , trạng thái này được biểu diễn bằng các

điểm e (đối với polyme vô định hình) và một (đối với polyme bán thành

phẩm) Tuy nhiên, khi polymer được làm nóng, các phân tử rung động mạnh

mẽ hơn, cho đến khi sự chuyển đổi xảy ra từ trạng thái thủy tinh đến mộtCao

su nhà nước Sự khởi đầu của trạng thái cao su được biểu hiện bằng sự tăngkhối lượng được đánh dấu bởi sự gia tăng chuyển động phân tử Thời điểm

mà điều này xảy ra được gọi lànhiệt kế thủy tinh; trong sơ đồ khối lượng ở

nhiệt độ nó được chỉ định bởi các tiêu tan dọc dòng có nhãn T g , trong đó cắt

các đường cong vô định hình và semicrystalline tại điểm e và b Trong tình trạng như cao su trên T g , polyme chứng tỏ độ đàn hồi, và một số thậm chí

có thể được đúc thành các hình dạng vĩnh viễn Một sự khác biệt lớn giữa nhựa và cao su, hoặc chất đàn hồi, là nhiệt độ chuyển tiếp thủy tinh của cao

su nằm dưới nhiệt độ phòng - do đó độ đàn hồi nổi tiếng của chúng ở nhiệt độbình thường Mặt khác, chất dẻo phải được gia nhiệt đến nhiệt độ chuyển tiếpthủy tinh hoặc cao hơn trước khi chúng có thể được đúc

KẾT NỐI VỚI BRITANNICAKhi được đưa đến nhiệt độ cao hơn nữa, các phân tử polymer cuối cùng bắt đầu chảy qua nhau Polymer đạt đếntan nhiệt độ ( T m trong sơ đồ pha) và trở

thành nóng chảy (tiến triển dọc theo đường thẳng từ c đến d ) Trong các

polyme nhà nước nóng chảy có thể được kéo thành sợi Polyme có thể tan chảy được gọi làNhựa nhiệt dẻo Nhiệt dẻo được tìm thấy trong polyme tuyếntính và phân nhánh, có cấu trúc lỏng hơn cho phép phân tử di chuyển qua nhau Tuy nhiên, cấu trúc mạng ngăn cản khả năng lưu thông của phân tử, do

đó các polyme mạng không tan Thay vào đó, họ chia tay khi hâm nóng Các polyme như vậy được gọi là nhiệt

Copolyme và hỗn hợp polymer

Khi một đơn monomer được trùng hợp thành một phân tử tăng trưởng, sản phẩm được gọi là Homopolymer-như thể hiện trong hình 3A , với polyvinyl clorua làm ví dụ.Mặt khác , copolyme được làm từ hai hoặc nhiều

monome Các thủ tục đã được phát triển để tạo ra các copolyme, trong đó các đơn vị lặp lại được phân phối ngẫu nhiên ( Hình 3B ), theo cách xen kẽ ( hình 3C ), trong các khối ( Hình 3D ), hoặc như các ghép của một khối

monomer vào chuỗi xương sống của một dây khác ( hình 3E ) Trong những hình này cấu trúc phân tử của từng loại được trình bày theo sơ đồ, cùng với cấu trúc hóa học của polymer đại diện và các đơn vị lặp lại đơn của nó Các

loại cấu trúc như vậy cho phép nhà sản xuất polymer có nhiều kinh nghiệm trong việc may các polyme để đáp ứng các ứng dụng đa dạng.

DANH SÁCH BRITANICA & CÂU ĐỐ



BÀI KIỂM TRA ÂM NHẠC

Nữ ca sĩ nhạc jazz nữ



DANH SÁCH ĐỘNG VẬT

8 sự kiện thú vị về chuột



CÂU ĐỐ ĐỘNG VẬT Quiz Quiz



DANH SÁCH CÔNG NGHỆ

7 Vũ khí nguy hiểm nhất trong lịch sử

Trong thị trường công nghiệp, polyme là Pha trộn để thay đổi tính chất của chúng theo nhiều cách tương tự như kim loại được hợp kim Các polyme pha trộn có thể hoặc không thể hòa tan trong nhau; Trên thực tế thì không Ở những nơi chúng có thể trộn lẫn, các tính chất của hỗn hợp đồng nhất thường

là trung bình trọng số của các polyme riêng lẻ, mặc dù đôi khi mối quan hệ hiệp lực được biểu hiện dẫn đến các tính chất được cải thiện.

Trong trường hợp pha trộn polyme bất biến, nhiều chiến lược đã được phát triển để giữ cho các pha riêng biệt với nhau khi hỗn hợp bị stress Một là để tổng hợp hai hoặc nhiều polime mạng liên kết - một sự sắp xếp được gọi là mộtInterpenetrating mạng polymer (IPN) Một chiến lược nữa là bổ sung các copolyme khối hoặc graft được hình thành từ monome của polyme bất biến

để cải thiện sự kết dính ở ranh giới giữa các pha polymer Trong kỹ thuật này

sự bám dính giữa các bề mặt được tăng cường vì mối quan hệ tự nhiên của các khối riêng biệt cho các homopolyme tương ứng của chúng Các sản phẩm công nghiệp bao gồm cả hỗn hợp polymer đồng nhất và không đồng nhất

Phản Ứng Polymer

Các monome được chuyển thành polyme bởi hai cơ chế rõ ràng khác

nhau Một là bằng cách tiếp tục bổ sung các phân tử monomer vào các đầu phản ứng của một polyme đang phát triển Quá trình này, tương tự như việc thêm các liên kết vào một chuỗi, được gọi là quá trình trùng hợp tăng trưởng chuỗi hoặcBổ sung trùng hợp Sự trùng hợp tăng trưởng chuỗi thường được

áp dụng cho các monome vinyl (có nghĩa là các monome có chứa liên kết đôi carbon-carbon) và một số loại monome tuần hoàn (tức là các monome trong

đó liên kết đôi chứa trong các phân tử hình vòng) Quá trình khác, được gọi làQuá trình trùng hợp tăng trưởng tăng dần , liên quan đến sự tăng lên của trọng lượng phân tử không theo kiểu giống như dây xích nhưng theo kiểu bước, bởi sự kết hợp ngẫu nhiên của các phân tử monomer chứa các nhóm chức năng phản ứng Tăng trưởng chuỗi và tăng trưởng tăng trưởng bước được mô tả chi tiết bên dưới

Chuỗi trùng hợp tăng trưởng

 Chiến tranh Thế giới II

 Sàn dầu Deepwater Horizon của năm 2010

 Cuộc chiến thuốc phiện

 Núi lửa Eyjafjallajökull

Miễn phí-cấp tiến, căn nguyên bắt đầu

Các phản ứng trùng hợp tăng trưởng chuỗi tăng đòi hỏi sự có mặt của một bộkhởi tạo, một hợp chất phản ứng với monomer để hình thành một hợp chất phản ứng khác bắt đầu quá trình liên kết Các nhà khởi xướng được sử dụng rộng rãi nhất là các hợp chất nhưPeroxit phá vỡ thành một loài không ổn định được gọi là gốc tự do (hoặc gốc tự do) Một gốc tự do là một hợp chất phản ứng có chứa một electron không tương đồng; Trong các công thức hóa học,

nó thường được chỉ định chung chung là R · Như được trình bày trong sơ đồphản ứng bên dưới, bộ khởi động peroxide được sử dụng phổ biến nhất, benzoyl peroxide, có thể sản xuấtBenzoyloxy bằng cách cắt bằng liên kết ôxy

và oxy Do đó, các cặp benzoyloxy được sản xuất có thể bắt đầu một chuỗi polyme, hoặc chúng có thể phân hủy hơn nữa để tạo ra carbon dioxide và một chất khởi tạo mới, một gốc phenyl:

Bước đầu tiên trong quá trình trùng hợp liên quan đến việc bổ sung gốc khởi đầu (R) vào monomer để tạo thành một gốc tự do mới có điện tử chưa ghép nối trên một nguyên tử cacbon, như thể thấy trong quá trình trùng

hợp Ethylene (CH 2 = CH 2 ):

Các gốc tự do mới sau đó thêm vào một phân tử ethylene thứ hai:

Các phân tử ethylene được thêm liên tiếp vào chuỗi cho đến khi chỉ còn lại rất

ít etylen Vào thời điểm này chuỗi được chấm dứt, hoặc bằng sự kết hợp của hai chuỗi

Hoặc bằng một phản ứng không cân xứng liên quan đến việc chuyển một nguyên tử hydro từ một trong những dây chuyền đang phát triển sang dây khác:

Cấu trúc được bao quanh trong dấu ngoặc, - [CH 2 -CH 2 -] n , là đơn vị lặp lại

của chuỗi polyme Số đơn vị lặp đi lặp lại, n , thay đổi theo chiều dài của chuỗi

polyme, hay nói cách khác là trọng lượng phân tử Vì các chuỗi polyme khôngkết thúc với cùng chiều dài, nên tham chiếu thường được thực hiện với trọng lượng phân tử trung bình của polymer

Polyme được tạo ra bởi các phản ứng như đã nêu ở trên được đặt tên bằng cách thêm tiền tố "poly-" vào tên monomer - trong trường hợp

này, Polyethylene Tên monomer chứa nhiều từ có thể được bao gồm trong

dấu ngoặc đơn - ví dụ: poly (vinyl chloride) - mặc dù trong cách sử dụng công

nghiệp, các dấu ngoặc đơn thường bị bỏ qua Các từ viết tắt thường được sửdụng cho các tên polymer, chẳng hạn như HDPE cho polyethylene mật độ cao hoặc PVC cho polyvinyl clorua

Bởi vì các chuỗi polyethylene đang phát triển rất linh hoạt, gốc ở đầu dây chuyền có thể cuộn quanh và trừu tượng một Nguyên tử hydro từ

mộtnhómCH 2 tại một điểm nào đó ở giữa của chuỗi, do đó tạo thành một điểm cực đoan mới, từ đó sự phát triển chuỗi tiếp tục Phản ứng này, thể hiệntrong hình 4, được gọi là quay trở lại hoặc, kỹ thuật hơn,Chuỗi chuyển

giao Kết quả là một chuỗi polime có cấu trúc phân nhánh của polyethylene mật độ thấp (LDPE), cũng thể hiện trong hình 1B Các phản ứng chuyển chuỗi cũng có thể xảy ra liên cơ

Nếu một nguyên tử lớn hơn một nguyên tử hydro - ví dụ, Chlorine (Cl) - được gắn với một trong các nguyên tử cacbon, bộ gốc khởi tạo thêm ưu thế với cacbon khác:

Sự chọn lọc này là kết quả của sự gia tăng độ dốc do nguyên tử clo cũng như

từ một hiệu ứng ổn định của nguyên tử clo lên gốc tự do Việc bổ sung thêm gốc monomer, vinyl clorua, tiến hành theo cùng một cách, kết quả là polyvinyl chloride có chứa các nguyên tử clo chủ yếu trên các nguyên tử cacbon khác nhau:

Loại phản ứng này, được gọi là Từ đầu đến đuôi , là đặc tính của hầu hết các monome vinyl, bất kể loại chất xúc tác nào được sử dụng.

Chất xúc tác kim loại hữu cơ

Vào đầu những năm 1950 nhà hóa học người Đức Karl Ziegler đã khám phá

ra một phương pháp tạo ra hầu hết hoàn toàn tuyến tính HDPE ở áp suất thấp và nhiệt độ thấp với sự có mặt của phức hợpKim loại hữu cơ Chất xúc tác Trong quá trình Ziegler, chuỗi polyme phát triển từ bề mặt chất xúc tác bằng việc chèn thêm các phân tử ethylene liên tục, như thể hiện trong Hình 5.Khi trùng hợp hoàn thành, các chuỗi polymer tách ra khỏi bề mặt xúc tác Một loạt các chất xúc tác kim loạihữu cơphức tạp đã được phát triển nhưng được

sử dụng phổ biến nhất được hình thành bằng cách kết hợp một hợp chất kim loại chuyển tiếp như titanium trichloride, TiCl 3 , với hợp chất nhôm-organo như triethyloglin, Al (CH 2CH 3 ) 3

Ngay sau khi Ziegler khám phá ra, nhà hóa học người Ý Giulio Natta và các đồng nghiệp của ông phát hiện ra rằng các chất xúc tác Ziegler có thể trùng hợpPropylen , CH 2 = CHCH 3 , để tạo ra một polymer có cùng định hướng không gian cho tất cả các nhóm methyl (CH 3 ) gắn vào chuỗi polyme:

Bởi vì tất cả các nhóm methyl nằm trên cùng một mặt của dây chuyền, Natta gọi là polypropylene polymer đồng vị Với các chất xúc tác chứa vanadium, Natta cũng có thể tổng hợp các nhóm methyl hình polypropylene có định hướng giống nhau trên các nguyên tử cacbon thay thế - một sự sắp xếp mà ông gọi là syndiotactic:

Đẳng hướng vàPolyme vô sinh được gọi làStereoregular - nghĩa là, các

polyme có sắp xếp theo thứ tự các nhóm mặt dây chuyền dọc theo chuỗi Mộtpolymer với một định hướng ngẫu nhiên của các nhóm được cho làChiến thuật Polyme tăng lực thường là các vật liệu có độ bền cao bởi vì cấu trúc đồng nhất dẫn đến sự đóng gói của các chuỗi polyme và độ kết tinh cao Các

hệ thống chất xúc tác được sử dụng để chế tạo polyme định hình được gọi là chất xúc tác Ziegler-Natta Gần đây, các chất xúc tác kim loại hữu cơ hòa tan mới, được gọi làCác chất xúc tác metallocen, đã được phát triển phản ứng nhiều hơn các chất xúc tác Ziegler-Natta truyền thống

Ngoài ethylene và propylen, các monome vinyl khác được sử dụng thương mại với chất xúc tác Ziegler-Natta là 1-butene (CH 2 = CHCH 2 CH 3 ) và 4-methyl-1-pentene (CH 2 = CHCH 2 CH [CH 3 ] 2 ) Một copolyme của ethylene với 1-butene và các monome 1-alkene khác cũng được sản xuất, có đặc tính tương tự như LDPE, nhưng nó có thể được làm mà không cần nhiệt độ cao

và áp lực cần thiết để tạo ra LDPE Copolymer được gọi làPolyethylene mật

độ thấp tuyến tính (LLDPE)

Ion bắt đầu

Các monome của Vinyl cũng có thể được trùng hợp hóa bởi những người khởi tạo ion, mặc dù chúng được sử dụng ít phổ biến hơn trong ngành công nghiệp polyme hơn các chất đối ngẫu cơ cực hoặc kim loại Ionic khởi có thể đượcCation (tính tích cực) hoặc anion (tích điện âm) Chất khởi Cation là các hợp chất hoặc sự kết hợp của các hợp chất có thể chuyển ion hydro, H + sangcác monome, do đó chuyển monomer thành cation Polymerization của

styrene (CH 2 = CHC 6 H 5 ) với axit sulfuric (H 2 SO 4 ) điển hình quá trình này:

Polymerization sau đó tiếp tục bằng cách bổ sung liên tiếp của chuỗi kết thúc chuỗi hạt cation vào các phân tử monomer Lưu ý rằng trong phản ứng trùng hợp ion, một ion tích điện dương (trong trường hợp này, ion bisulfat [HSO 4 - ]) liên kết với đầu dây xích để bảo toàn điện trung tính

Hợp chất hữu cơ như Methyllithium (CH 3 Li) tạo thành một loại chất khởi tạo anion Nhóm methyl của chất khởi tạo này thêm vào monomer styrene để tạo thànhCác loài anion có liên quan đến ion lithium Li + :

Một loại khởi tạo anion khác là một kim loại kiềm như natri (Na), chuyển một điện tử đến monomer styrene để tạo thành một anion gốc:

Hai anions gốc kết hợp để tạo thành một dianion:

Chuỗi polymer sau đó phát triển từ cả hai đầu của dianion bằng việc bổ sung liên tục các phân tử monome

Trong các điều kiện kiểm soát cẩn thận, polyme ion giữ lại các chuỗi kết thúc khi toàn bộ monomer đã phản ứng Polymerization sẽ tiếp tục khi thêm

monomer được thêm vào để tạo ra một polymer có trọng lượng phân tử cao hơn Ngoài ra, một loại monomer thứ hai có thể được thêm, dẫn đến một copolyme khối Các polyme giữ hoạt động dây chuyền của chúng được gọi là polyme sống Một số copolyme khối elastomeric được sản xuất thương mại bằng kỹ thuật polymer anion sống

Polymerization của Dienes

Mỗi monome có trùng hợp được mô tả trên-ethylene, vinyl chloride,

propylene, và styrene- chứa một liên kết đôi Một loại monome khác là những chất có chứa hai liên kết đôi được phân cách bằng một liên kết duy nhất Các monome này được gọi là monome diene Quan trọng nhất làButadien (CH 2 = CH-CH = CH 2),Isoprene (CH 2 = C [CH 3 ] -CH = CH 2 ), vàChloroprene (CH 2 =

C [Cl] -CH = CH 2 ) Khi các monome diene như quá trình trùng hợp, một số

đơn vị lặp đi lặp lại khác nhau có thể được hình thành Isoprene, ví dụ, hình thức bốn, có các chỉ định sau:

Trong các điều kiện gốc tự do, trans -1,4 polymer chiếm ưu thế, mặc dù bất

kỳ biến thể cấu trúc nào khác có thể có mặt trong phạm vi nhỏ hơn trong chuỗi polyme Với sự lựa chọn thích hợp của kim loại phức hoặc ionic khởi, tuy nhiên, bất kỳ một trong những đơn vị lặp đi lặp lại trên có thể được hình thành gần như độc quyền Phản ứng trùng hợp anion với nhiệt độ thấp của

isoprene, ví dụ, dẫn gần như hoàn toàn với polymer cis- 1,4 Căn cứ vào thực tế là Hevea cao su, sự đa dạng phổ biến nhất của cao su tự nhiên, bao gồm cis polyisoprene -1,4, có thể, thông qua trùng hợp anion, để sản xuất

một cao su isoprene tổng hợp đó là hầu như giống với cao su tự nhiên Khối copolyme của styrene với butadien và isoprene được sản xuất bằng phương pháp trùng hợp anion, và copolyme của styrene và butadiene (được biết như

là cao su styrene-butadien hoặc SBR) được điều chế bằng cả trùng hợp anion và gốc tự do Các copolyme acrylonitrile-butadiene (được gọi là cao su nitril, hoặc NR) và polychloroprene (cao su neoprene) cũng được tạo ra bằng quá trình trùng hợp gốc

Trong sử dụng thương mại, các polyme diene thường được chuyển đổi thànhcác polyme mạng lưới đàn hồi bằng nhiệt dẻo bằng một quy trình được gọi

là Liên kết chéo hoặcVulcanization Phương pháp liên kết chéo phổ biến nhất

là bằng cách bổ sung lưu huỳnh vào polymer nóng, một quá trình được

Charles Goodyear phát hiện năm 1839 Số lượng tương đối nhỏ liên kết chéo mang lại tính đàn hồi cho polymer; Có nghĩa là, các phân tử có thể được kéo dài, nhưng các liên kết chéo ngăn chặn các phân tử chảy qua nhau, và khi

căng thẳng được giải phóng, các phân tử nhanh chóng trở lại cấu hình ban đầu của chúng Các quá trình lưu hoá và các quá trình liên quan được mô tả chi tiết hơn trong bài viết elastomer (cao su thiên nhiên và tổng hợp)

Polime hóa sao chép metathe mở vòng

Một sự phát triển tương đối mới trong hóa học polymer là trùng hợp các monome tuần hoàn như cyclopentene với sự hiện diện của các chất xúc tác chứa các kim loại như vonfram, molybden và rheni Hoạt động của các chất xúc tác này tạo ra các polyme tuyến tính giữ lại các liên kết đôi carbon-carbon

có trong monomer:

Phản ứng như vậy được gọi là trùng hợp sao chép mở vòng (ROMP) bởi vì một sự tái phân phối các liên kết hóa học của monomer xảy ra trong việc hìnhthành polymer Như trường hợp polydien, các polyme tổng hợp bởi ROMP có thể được liên kết chéo cho các ứng dụng đàn hồi

Bước trùng hợp tăng trưởng

Phản ứng trùng hợp tăng trưởng điển hình diễn ra giữa các monome

chứa Các nhóm chức năng phản ứng với năng suất cao để tạo ra các chức năng mới Ví dụ về các nhóm chức năng như vậy làAxit cacboxylic , phản ứng với rượu để tạo thành este và với các amin để tạo thành các amit:

Ở đây R và R 'đại diện cho hai nhóm phân tử hữu cơ khác nhau

Khi monome chứa hai trong số một nhóm chức năng phản ứng với các

monome chứa hai loại khác, các polyme tuyến tính được hình thành Một ví

dụ thương mại quan trọng là phản ứng của axit terephthalic dicarboxylic axit (có chứa hai nhóm CO-OH) với rượu vang ethylen glycol (chứa hai nhóm OH)tạo thành polyethylene terephthalate (PET), polyester:

Một phản ứng quan trọng khác là acid adipic (chứa hai nhóm CO-OH) với hexamethylenediamine (chứa hai nhóm NH 2 ) tạo thành polyhexamethylene adipamide, còn được gọi là nylon 6,6:

1,6-Tất cả các phản ứng tăng trưởng bước trên nêu ra một sản phẩm phụ,

nước Các phản ứng khác không cho thấy có sản lượng phụ khác nhau-ví dụ như axit clohiđric Do sự mất mát của các hợp chất trong quá trình trùng hợp, phản ứng của loại này thường được gọi làPhản ứng ngưng tụ Không phải tất cả các bước phản ứng tăng trưởng là phản ứng ngưng tụ, tuy nhiên; Một

số không mang lại bất kỳ phụ phẩm Một ví dụ là phản ứng giữa diisoxyanat và ethylene glycol để tạo thành polyurethane:

benzen-1,4-Monome có chứa nhiều hơn hai nhóm chức năng mang lại mạng polyme Một

ví dụ là glyptal, một polyester được hình thành từ một phản ứng của anhydrit phthalic với glycoler trialcohol:

Các Phương Pháp Trùng Hợp Công Nghiệp

Các Các phản ứng trùng hợp bổ sung được mô tả ở trên thường làTỏa nhiệt

-đó là, chúng sinh raNhiệt Sự phát sinh nhiệt hiếm khi xảy ra trong các phản ứng phòng thí nghiệm quy mô nhỏ, nhưng ở quy mô công nghiệp lớn, nó có thể nguy hiểm, vì nhiệt làm tăng tỷ lệ phản ứng, và các phản ứng nhanh hơn lại sinh ra nhiều nhiệt hơn Hiện tượng này, được gọi làTự động hóa, có thể gây ra phản ứng trùng hợp để tăng tốc độ với tốc độ nổ trừ khi các phương tiện hiệu quả để tản nhiệt được đưa vào thiết kế của lò phản ứng

Mặt khác , trùng hợp ngưng tụ làEndothermic- đó là, phản ứng đòi hỏi một đầu vào của nhiệt từ một nguồn bên ngoài Trong những trường hợp này lò phản ứng phải cung cấp nhiệt để duy trì một tỷ lệ phản ứng thực tế

Thiết kế lò phản ứng cũng phải tính đến việc loại bỏ hoặc tái chế các dung môi và chất xúc tác Trong trường hợp phản ứng ngưng tụ, lò phản ứng phải cung cấp cho việc loại bỏ hiệu quả các sản phẩm phụ dễ bay hơi

Phản ứng trùng hợp trên quy mô công nghiệp được tiến hành bằng năm phương pháp cơ bản: khối lượng, dung dịch, huyền phù, nhũ tương và pha khí

Đa trùng hợp

Sự trùng hợp hàng loạt được thực hiện khi không có bất kỳ dung môi hoặc chất phân tán nào và do đó là đơn giản nhất về mặt công thức Nó được sử dụng cho hầu hết các polyme tăng trưởng bước và nhiều loại polyme tăng trưởng chuỗi Trong trường hợp các phản ứng tăng trưởng chuỗi, thường là phản nhiệt, nhiệt phát triển có thể gây ra phản ứng trở nên quá mạnh và khó kiểm soát trừ khi các ống dẫn lạnh hiệu quả được lắp đặt trong bình phản

ứng Các polyme hoá tổng hợp cũng rất khó khuấy do độ nhớt cao kết hợp với các polyme có trọng lượng phân tử cao.

Dung dịch trùng hợp

Việc tiến hành các phản ứng trùng hợp trong một Dung môi là một cách hiệu quả để phân tán nhiệt; Ngoài ra, các giải pháp được dễ dàng hơn để khuấy hơn polymerizations số lượng lớn Dung môi nên được lựa chọn cẩn thận, tuynhiên, để chúng không trải qua phản ứng truyền dây chuyền với polymer Bởi

vì có thể khó loại bỏ dung môi từ polyme nhớt đã hoàn thành, dung dịch trùnghợp tốt nhất cho polyme được sử dụng thương mại ở dạng dung dịch, như một số loại chất kết dính và chất phủ bề mặt Phản ứng trùng hợp của

monome khí cũng được tiến hành với việc sử dụng dung môi, như trong sản xuất polyethylene minh họa trong hình 6

Trùng hợp treo

Trong quá trình trùng hợp huyền phù monomer được phân tán trong chất lỏng(thường là nước) bằng cách khuấy mạnh mẽ và bằng cách thêm các chất ổn định như methyl cellulose Một chất hoạt tính hòa tan monome được thêm vào để bắt đầu quá trình trùng hợp tăng trưởng chuỗi Nhiệt độ phản ứng được phân tán hiệu quả bằng môi trường nước Polyme thu được ở dạng hạt hoặc hạt, có thể được làm khô và đóng gói trực tiếp cho lô hàng

Nhũ tương trùng hợp

Một trong những phương pháp sản xuất polyme vinyl được sử dụng rộng rãi nhất, quá trình trùng hợp nhũ tương liên quan đến việc hình thành một nhũ tương ổn định (thường được gọi là latex) của monomer trong nước bằng xà phòng hoặc chất tẩy rửa làm chất nhũ tương Các gốc tự do khởi, hòa tan trong pha nước, di chuyển vào các giọt monome ổn định (gọi là micelles) để bắt đầu trùng hợp Phản ứng trùng hợp không được kết thúc cho đến khi một chất thứ hai khuếch tán vào các micelles sưng, kết quả là có được trọng lượng phân tử rất cao Nhiệt độ phản ứng được phân tán hiệu quả trong pha nước

Nhược điểm chính của việc trùng hợp nhũ tương là việc chế tạo hỗn hợp phức tạp so với các phương pháp khác, và làm sạch polymer sau khi đông máu khó khăn hơn Tuy nhiên, việc tinh chế không phải là vấn đề, nếu

polymer đã hoàn thành được sử dụng ở dạng nhũ tương, như trong sơn latexhoặc keo (Nhũ tương trùng hợp được minh họa trong hình 1 trong lớp phủ bềmặt bài báo.)

Phản ứng trùng hợp pha khí

Phương pháp này được sử dụng với monome dạng khí như ethylene,

tetrafluoroethylene, vinyl chloride Monomer được đưa vào áp suất vào một bình phản ứng có chứa một chất khởi động trùng hợp Một khi quá trình trùng hợp bắt đầu, các phân tử monomer khuếch tán đến các chuỗi polymer đang phát triển Polyme thu được thu được như một chất rắn dạng hạt

Sản Phẩm Polymer

Các phản ứng trùng hợp được phác thảo ở trên tạo ra nguyên liệu polyme thôcủa nhiều loại Điều quan trọng nhất trong số này được mô tả trong các bài báo về polyme công nghiệp, chủ yếu Việc chế biến các loại polyme chính thành các sản phẩm công nghiệp và tiêu dùng được phủ kín trong các sản phẩm nhựa (nhựa nhiệt dẻo và nhựa nhiệt dẻo) ; Elastomer (cao su thiên nhiên và tổng hợp) ; Sợi nhân tạo ; Dính ; Và phủ bề mặt

Cao su butyl (cao su isobutylene-isoprene, IIR)

là Tập đoàn Exxon) vào năm 1937 Những nỗ lực sản xuất cao su tổng hợp trước đây

đã liên quan đến quá trình trùng hợp của dienes Isoprene và butadiene, nhưng Sparks

và Thomas thách thức quy ước bằng cách sử dụng các vật liệu bắt đầu khác Họ

copolymerized isobutylene, một olefin (có nghĩa là, một hydrocarbon chỉ chứa một

đôi liên kết trong mỗi phân tử), với một lượng nhỏ , ví dụ, ít hơn 2 phần trăm của

isoprene Là một chất dien, isoprene cung cấp thêm liên kết đôi yêu cầu để liên kết chéo các chuỗi polymer trơ lỏng khác, chủ yếu là polyisobutylene Trước khi những khó khăn thử nghiệm được giải quyết, cao su butyl được gọi là "butyl vô ích, "Nhưng với những cải tiến nó được chấp nhận rộng rãi vì độ thấm thấp đối với khí và khả năng chống oxy và ozone ở nhiệt độ bình thường Trong Thế chiến II, copolymer được gọi là GR-I, cho Government Rubber-Isobutylene

IIR được sản xuất bằng copolymerizing isobutylene trong dung dịch có nồng độ thấp (1,5 đến 4,5 phần trăm) isoprene Cả hai isoprene và isobutylene thường thu được bằng cách nứt nhiệt của khí tự nhiên hoặc các phần nhỏ nhẹ của dầu mỏ Các đơn vị lặp lại polymer có các cấu trúc sau:

Bởi vì polymer cơ bản, polyisobutylene, là stereoregular (có nghĩa là, với các nhóm mặt dây chuyền sắp xếp theo thứ tự thường xuyên dọc theo các chuỗi polyme), và vì các chuỗi kết tinh nhanh chóng khi kéo dài, IIR chỉ chứa một lượng nhỏ isoprene là mạnh như cao su thiên nhiên Và polychloroprene-thậm chí không có cốt thép carbon đen Cao su butyl cho thấy tốc độ phân tử thấp bất thường cao hơn nhiệt độ chuyển tiếp thủy tinh, có thể là do sự linh hoạt hạn chế của các phân tử Sự thiếu hụt chuyển động này được phản ánh trong tính thấm thấm thấp của bình thường đối với các chất khí cũng như khả năng chống lại sự tấn công của ozon IIR tương đối kháng oxi hóa

vì có ít nhóm không bão hòa trên mỗi phân tử

 Kinh doanh nông nghiệp

Bởi vì khả năng giữ không khí tuyệt vời của nó, cao su butyl nhanh chóng thay thế cao su tự nhiên làm chất liệu ưa thích cho các ống trong tất cả nhưng kích cỡ lớn nhất Nó cũng đóng một phần quan trọng trong lót bên trong lốp xe không có

lốp (Lốp All-butyl đã không thành công vì độ bền của bánh xe nghèo) Nó cũng được

sử dụng cho nhiều thành phần ô tô khác, chẳng hạn như dải cửa sổ, do tính chống oxy hóa Khả năng chống nóng của nó cho phép ứng dụng trong sản xuất lốp xe, nơi mà cao su butyl hình thành các bọt có chứa hơi hoặc nước nóng được sử dụng để lưu hóa lốp

Bromin hoặcClo có thể được thêm vào phần nhỏ isoprene của IIR để tạo

raBIIR vàCIIR (được gọi làHalobutyls ) Các tính chất của các polyme này tương tự như các polyme IIR, nhưng chúng có thể được chữa khỏi nhanh hơn và với các lượng thuốc khác nhau và nhỏ hơn Kết quả là, BIIR và CIIR có thể được dẻo dai dễ dàng hơn khi tiếp xúc với các chất đàn hồi khác tạo thành một sản phẩm cao su

Styrene-butadien và styrene-isoprene khối copolyme

Những Các copolyme "triblock", còn gọi là cao su styrene-butadien-styrene (SBS) và cao su styrene-isoprene-styrene (SIS), bao gồm Các dãy polystyrene (hoặc các khối) ởmỗi đầu của dây chuyền và một dãy butadiene hoặc isoprene ở giữa Khối Polystyrenecuối cùng của các chuỗi liền kề thu thập với nhau trong các "tên miền" nhỏ để các phân polystyrene được phân phối thông qua mạng lưới butadiene hoặc isoprene Cấu trúc như vậy làm cho SBS và SIS trở thành chất đàn hồi nhiệt dẻo, hỗn hợp có độ đàn hồi và khả năng đàn hồi của polybutadiene hoặc polyisoprene cùng với độ bền của cácđầu cố định (Chất đàn hồi nhiệt dẻo được mô tả trong bài viết elastomer [cao su tự nhiên và tổng hợp] ) Giống như tất cả các chất đàn hồi nhiệt dẻo, SBS và SIS ít đàn hồi hơn chất rắn phân tử liên kết với nhau vĩnh viễn, và họ không phục hồi một cách hiệu quả từ biến dạng Cũng thế, Chúng làm mềm và chảy như nhiệt độ chuyển tiếp thủy tinh của polystyrene (khoảng 100 ° C hoặc 212 ° F) được tiếp cận và chúng đượcgiải thể hoàn toàn (và không chỉ làm mềm) bằng chất lỏng thích hợp Tuy nhiên, SBS

và SIS được dễ dàng xử lý và tái chế, do đặc tính nhiệt dẻo của polystyrene, và chúng rất mạnh ở nhiệt độ phòng Chúng thường được sử dụng cho các bộ phận đúc phun, như chất kết dính nóng (đặc biệt là trong giày), và như một phụ gia để cải thiện các tính chất của bitum

Copolyme ethylene-propylen

TRUYỆN TRANH BRITANNICA



TRONG TIN TỨC / CÔNG NGHỆ

SpaceX tung ra Rocket tái sử dụng



DEMYSTIFIED / THỂ THAO VÀ GIẢI TRÍ

Tại sao Người chơi quần vợt mặc Trắng tại Wimbledon?

SPOTLIGHT / ĐỊA LÝ

Kỷ niệm 100 năm lá cờ của Chicago



TRONG TIN TỨC / CON VẬT

Tin vui cho Manatees?

Có hai loại copolyme ethylene-propylen chính có đặc tính đàn hồi: gồm hai loại monomer đơn thuần và những chất được tạo ra với một lượng nhỏ (khoảng 5%) của diene-thường là ethylidene norbornene hoặc 1,4-hexadien Cả hai copolyme được điềuchế bằng dung dịch Ziegler-Natatta Các cựu được gọi là EPM (Ethylene-propylene monomer ) và loại thứ hai là EPDM (Monomer etylen-propylen-dien ) Các copolyme chứa khoảng 60% trọng lượng ethylene Một ưu điểm nổi bật của EPDM là dư

lượngCacbon-cacbon đôi liên kết ( nghĩa là, liên kết đôi vẫn còn sau khi trùng hợp) được gắn vào chuỗi polyme chứ không phải là làm một phần của nó Carbon-carbon đôi trái phiếu khá phản ứng Ví dụ, ozon trong khí quyển nhanh chóng tạo ra một liên kết đôi để tạo thành một sản phẩm không ổn định tự phân hủy Các polyme diene thường, như cao su tự nhiên hoặc cao su styrene-butadien, có nhiều liên kết đôi trong

chuỗi chính, do đó, khi một liên kết đôi bị tấn công, toàn bộ phân tử bị phá

vỡ EPDM, với các liên kết đôi nằm trong các nhóm bên, ít bị suy thoái do thời tiết và ánh sáng mặt trời, bởi vì bất kỳ phá vỡ các liên kết đôi bởi ozonolysis, nhiệt độ xuống cấp, hoặc oxy hóa rời khỏi dây chuyền chính còn nguyên vẹn Ngoài ra, Một số kết tinh dường như bị gây ra bởi sự kéo dài, do đó ngay cả khi không có chất kết dính lưu huỳnh etylen-propylen copolymeers là khá mạnh Tuy nhiên, giống như các chất đàn hồi hydrocacbon khác, các copolyme ethylene-propylen bị sưng và yếu bởi các tinh dầu hydrocarbon

KIỂM TRA KIẾN THỨC CỦA BẠN

Vipers, Cobras, và Boas Oh My!

Việc sử dụng chính của EPM nằm trong các bộ phận của ô tô và như là một chất bổ trợ cho việc gia công polypropylene EPDM được sử dụng trong các loại niêm phong linh hoạt cho xe ô tô, cách điện dây và cáp, thời tiết cắt, lề đường lốp, ống và tấm lợp

EPDM cũng được trộn với polypropylene để sản xuất elastomer nhiệt dẻo Những hỗnhợp polyme, thường chứa 30 đến 40% mol polypropylene, là các chất rắn cao su, mặc

dù chúng không gần như đàn hồi và đàn hồi như các chất đàn hồi phức hợp liên kết cộng hóa trị Tuy nhiên, do đặc tính nhiệt dẻo của polypropylene, chúng có thể được

xử lý và tái chế, và chúng có khả năng chống oxy hóa, ozon tấn công và thời tiết Do

đó, chúng được sử dụng trong các ứng dụng có độ nghiêm trọng thấp như giày dép, vỏmềm dẻo và dải kín Sản phẩm nhãn hiệu Santoprene, được sản xuất bởi Advanced Elastomer Systems, LP, là một ví dụ

KẾT NỐI VỚI BRITANNICA

Một số copolyme khối của ethylene và propylen, được gọi là polyallomers, được bán trên thị trường Không giống như EPM và EPDM, có hình thái tương đối vô định hình, các polyallomer là tinh thể và biểu hiện đặc tính của chất dẻo tác động cao.

Styrene-maleic anhydrit copolymer

Styrene và Anhydrit maleic có thể được copolymer hóa trong một quy trình khổng lồ bằng cách sử dụng các bộ tự do gốc tự do để tạo ra một copolyme xen kẽ, như minh hoạ sơ đồ trong hình 3C Đơn vị lặp lại copolymer có thể được biểu diễn như sau:

Trong thực tế, hầu hết các copolyme chứa khoảng 5 đến 20 phần trăm maleic

anhydrit, tùy thuộc vào ứng dụng, và một số điểm cũng chứa một lượng nhỏ butadien như là một comonome Plastic được sử dụng trong các bộ phận ô tô, thiết bị nhỏ và khay thức ăn

Nhựa Tái Tổ Hợp

Nhiều loại polyme heterochain - nghĩa là các polyme, trong đó xương sống có chứa các nguyên tố như oxy, nitơ, lưu huỳnh hoặc silicon ngoài carbon - đang sử dụng trong thương mại Nhiều hợp chất này có cấu trúc phức tạp Trong phần này, các gia đình polime đa hình chính được trình bày theo thứ tự chữ cái, với các đại diện quan trọng của mỗi gia đình được mô tả lần lượt

Polyme ngưng tụ Aldehyde

Aldehyde polyme ngưng tụ là các hợp chất được tạo ra bởi phản ứng của

formaldehyde với phenol, urea, hoặc melamine Phản ứng này thường đi kèm với việcgiải phóng nước và các sản phẩm phụ khác Các monome có các cấu trúc sau:

Phản ứng trùng hợp của các monome này tạo ra các polyme mạng lưới nhiệt và phức tạp như sau với các cấu trúc chung sau (trong đó các nhóm CH 2 liên kết với các đơn

vị được cung cấp bởi formaldehyde):

Cấu trúc mạng của nhựa phenol-formaldehyde cũng được minh họa trong Hình 4

Phát thải formaldehyde của tấm ngoại quan Trong khi đó, cấu trúc vòng của melamine làm tăng độ chéo của nhựa được bảo dưỡng và dẫn đến độ bền của độ bền cao; Do đó, nhựa đa dụng đã được điều tra và áp dụng rộng rãi (Sun và cộng sự, 2011 Zhou và cộng sự, 2013) Trong nghiên cứu này, các nhựa nhựa MUF đã được chuẩn bị dựa trên quy trình tổng hợp nhựa UF Một quy trình tổng hợp thường được sử dụng của nhựa UF là thủ tục nhựa ba bước, chịu hydroxymethyl hóa kiềm (bước đầu tiên), ngưng tụ axit (bước thứ hai), và thêm kiềm sau urê (bước thứ ba) (số và Kim 2007) Melamine được thêm vào trong bước đầu tiên và / hoặc bước thứ ba để sửa đổi nhựa UF để

có được các công thức nhựa MUF khác nhau Cơ chế tổng hợp của nhựa MUF cũng tương tự như nhựa UF Nếu melamine được thêm vào trong bước hydroxymethylation kiềm, nó sẽ thay thế một phần của urê để phản ứng với formaldehyde để tạo thành các hydroxymethylmelamines khác nhau Sau đó, phản ứng ngưng tụ được tiến hành trong điều kiện axit nhẹ, phức tạp và liên quan đến sự ngưng tụ giữa hydroxymethylmelamines và / hoặc hydroxymethylureas (Kim và cộng sự, 2006) Nếu melamine được thêm vào trong bước kiềm sau urani kiềm, nó sẽ phản ứng với

formaldehyde tự do dư, và phản ứng ngưng tụ được thực hiện trong quá trình bảo dưỡng của nhựa Sơ đồ phản ứng của tổng hợp nhựa MUF được thể hiện trong hình 1 Mặc dù có các tính năng hoạt động tốt, các công thức nhựa MUF có hàm lượng melamine cao đã không được áp dụng rộng rãi trong ngành gỗ vì chi phí của melamine cao hơn so với bột urê Ngoài ra, Hàm lượng melamine cao dẫn đến độ ổn định giới hạn của nhựa MUF do độ hòa tan của melamine kém Do đó, liều lượng melamine thấp (6% dựa trên trọng lượng của chất lỏng MUF nhựa) đã được xem xét trong nghiên cứu này Hoạt động của các loại nhựa trung gian MUF phụ thuộc chặt chẽ vào các thông số cấu thành nhựa và các thông số tổng hợp Lei và cộng sự (2006) nhận thấy rằng các công thức tạo ra các biến thể khác nhau của sự phân bố khối lượng phân tử trong quá trình phản ứng và lão hóa của nhựa MUF Xu et al (2009) đã điều tra hành vi bảo dưỡng và độ bám dính của nhựa MUF được tổng hợp bằng cách bổ sung thêm melamine Nghiên cứu cho thấy rằng nhựa MUF với việc bổ sung melamine ban đầu với urê và formaldehyde cho thấy sự ổn định nhiệt độ thấp nhất, độ cứng, nhiệt độ tan δ tối đa, độ bền cắt và độ pH của nhựa được bảo dưỡng Paiva và cộng

sự (2012) nghiên cứu hiệu quả của pH của phản ứng ngưng tụ đối với hoạt động của nhựa MUF được tổng hợp bằng cách sử dụng quá trình axit mạnh Đã có báo cáo rằng phản ứng ngưng tụ ở

pH dưới 3,0 nhanh và khó kiểm soát, nhưng ở độ pH trên 5 thì nó trở nên quá chậm Tấm dầm kết dính bằng nhựa MUF được tổng hợp với pH phản ứng ngưng tụ giữa 4,5 và 4,7 cho thấy độ bền liên kết nội tại tốt và phát thải formaldehyde Zhang et al (2013) nhận thấy rằng nhựa MUF có thêm melamine trong giai đoạn thứ hai có liên kết chéo thấp 0 nó trở nên quá chậm Tấm dầm kết dính bằng nhựa MUF được tổng hợp với pH phản ứng ngưng tụ giữa 4,5 và 4,7 cho thấy độ bền liên kết

nội tại tốt và phát thải formaldehyde Zhang et al (2013) nhận thấy rằng nhựa MUF có thêm

melamine trong giai đoạn thứ hai có liên kết chéo thấp 0 nó trở nên quá chậm Tấm dầm kết dính bằng nhựa MUF được tổng hợp với pH phản ứng ngưng tụ giữa 4,5 và 4,7 cho thấy độ bền liên kết nội tại tốt và phát thải formaldehyde Zhang et al (2013) nhận thấy rằng nhựa MUF có thêm

melamine trong giai đoạn thứ hai có liên kết chéo thấp

Tài nguyên, Công cụ và Thông tin cơ bản cho Kỹ thuật và Thiết kế Ứng dụng Kỹ thuật! - Thích nghi hoàn toàn với điện thoại, miếng đệm và máy tính để bàn!

- "tìm kiếm là hiệu quả nhất cách để điều hướng các ToolBox Kỹ thuật!"

Mật độ, trọng lượng cụ thể và trọng lượng riêng

Giới thiệu mật độ, trọng lượng cụ thể và công thức trọng lực riêng với các

ví dụ

Rất tiếc khi thấy rằng bạn đang chặn quảng cáo trên The Engineering ToolBox!

Nếu bạn thấy trang này có giá trị và đánh giá cao nó là mở và miễn phí cho tất cả mọi người - hãy đóng góp bởi

• vô hiệu adblocker của bạn trên The Engineering ToolBox! •• Làm th ế nào đ ể ?

Tỉ trọng

Mật độ được định nghĩa là khối lượng trên một đơn vị khối lượng Thánh Lễ là một tài sản.

 Trọng lượng và khối lượng là gì? - sự khác biệt giữa trọng lượng và khối lượng

Mật độ có thể được biểu diễn bằng

Ν = khối lượng riêng (m 3 / kg, ft 3 / sên)

Các đơn vị SI cho mật độ là kg / m 3 - các đơn vị Imperial (Mỹ) là sên / ft 3

Pounds mỗi foot khối - lb / ft 3 - thường được sử dụng như là một thước đo mật độ ở Mỹ, nhưng

pounds thực sự là một thước đo của lực lượng chứ không phải khối lượng Sẹo là thước đo

chính xác của khối lượng Bạn có thể nhân sô 32,2 cho một giá trị thô trong bảng Anh (lb m )

 1 sên = 32,174 lb m = 14,594 kg

 1 kg = 2,2046 lb m = 6.8521x10 -2 sên

 Mật độ nước: 1000 kg / m 3 , 1.938 sên / ft 3

 Bộ chuyển đổi đơn vị - khối lượng

 Bộ chuyển đổi đơn vị - mật độ

Ở cấp độ nguyên tử - các hạt được đóng gói chặt hơn bên trong một chất có mật độ cao hơn Mật độ là một thuộc tính vật lý - không đổi ở một nhiệt độ nhất định và áp suất - và có thể hữu ích cho việc xác định các chất.

 Mật độ và tính chất cho một số vật liệu thông thường

 Mật độ nước ở nhiệt độ khác nhau - đơn vị SI và Imperial

Ví dụ - Mật độ của quả bóng golf

Một quả bóng golf có đường kính 42 mm và một khối lượng 45 g Các khối lượng của quả bóng golf có thể được tính như sau

Một chất lỏng không rõ có khối lượng 18,5 g và chiếm một khối lượng 23,4 ml (milliliter)

Mật độ chất có thể được tính như sau

Ρ = [(18,5 g) / (1000 g / kg)] / [(23,4 ml) / (1000 ml / l) (1000 l / m 3 )]

= (18,5 10 -3 kg) / (23,4 10 -6 m 3 )

= 790 (kg / m 3 )

Nếu chúng ta nhìn lên mật độ của một số loại chất lỏng thông thường chúng ta thấy rằng cồn

ethyl - hoặc ethanol - có mật độ 789 kg / m 3 Chất lỏng có thể là rượu cồn!

Ví dụ - Mật độ tính khối lượng Khối lượng

Mật độ titan là 4507 kg / m 3 Khối lượng 0,17 m 3 thể tích titan có thể được tính như sau

M = (0,17 m 3 ) (4507 kg / m 3 )

= 766,2 (kg)

Chú thích! - Hãy lưu ý rằng có sự khác biệt giữa " mật độ lớn " và "mật độ vật chất hoặc thực" Điều này có thể không rõ ràng trong mô tả sản phẩm Luôn luôn kiểm tra lại giá trị với các nguồn khác trước khi tính toán quan trọng.

Trọng lượng Cụ thể

Trọng lượng cụ thể được định nghĩa là trọng lượng trên một đơn vị khối lượng Trọng lượng là một lực

 Trọng lượng và khối lượng là gì? - sự khác biệt giữa trọng lượng và khối lượng

Trọng lượng Cụ thể (hoặc lực trên một đơn vị thể tích) có thể được biểu diễn bằng

Các đơn vị SI cho trọng lượng cụ thể là N / m 3 Các đơn vị đế quốc là lb / ft 3

Địa phương tăng tốc của lực hấp dẫn - một g - là (trong điều kiện bình thường) 9,807 m /

s 2 trong các đơn vị SI và 32,174 ft / s 2 trong các đơn vị hoàng đế.

Ví dụ - Trọng lượng Cụ thể của Nước

Các mật độ của nước là 1000 kg / m 3 ở 4 o C ( 39 o F ) Trọng lượng cụ thể trong các đơn vị

Trọng lượng Cụ thể đối với một số Vật liệu thông thường

 Thuộc tính vật liệu

Trọng lực riêng (Mật độ tương đối)

Trọng Lực Cụ Thể - SG - là một đơn vị không chiều được định nghĩa là tỷ lệ mật độ của một

chất với mật độ của nước - ở một nhiệt độ nhất định và có thể được biểu diễn như sau

SG = ρ chất / ρ H2O (3)

Ở đâu

SG = Trọng lượng riêng của chất

ρ chất = mật độ của chất lỏng hay chất (kg / m 3 )

Ρ H2O = Mật độ nước - thường ở nhiệt độ 4 o C (kg / m 3 )

Thông thường, sử dụng mật độ nước ở nhiệt độ 4 o C (39 o F) vì mực nước tại điểm này có mật

độ cao nhất là 1000 kg / m 3 hoặc 1.940 sên / ft 3

Trọng Lực Cụ Thể - SG - vô hạn và có cùng giá trị trong hệ SI và hệ thống Anh Hoàng (BG) SG của chất lỏng có cùng giá trị bằng số với mật độ của nó thể hiện bằng g / ml hoặc Mg /

m 3 Nước thường được sử dụng làm tài liệu tham khảo khi tính trọng lượng riêng đối với chất rắn.

 Tính nhiệt của nước - Mật độ, Nhiệt độ đông, Nhiệt độ sôi, Nhiệt nóng chảy tiềm ẩn, Nhiệt tiềm ẩn bốc hơi, Nhiệt độ tới hạn

Trọng lực riêng cho một số Vật liệu thông thường

Ví dụ - Trọng lượng riêng của sắt

Mật độ sắt là 7850 kg / m 3 Trọng lượng riêng của sắt liên quan đến nước có mật độ 1000 kg /

m 3 là

SG = (7850 kg / m 3 ) / (1000 kg / m 3 )

= 7,85

Trọng lượng riêng cho khí

Trọng lượng riêng của khí thường được tính bằng không khí - và được định nghĩa là tỉ số giữa mật độ khí với mật độ không khí - at a specified temperature and pressure.

Trọng Lực Cụ Thể có thể được tính như

SG = ρ gas / ρ air (3)

where

SG = specific gravity of gas

ρ gas = density of gas (kg/m 3 )

ρ air = density of air (normally at NTP - 1.205 kg/m 3 )

 NTP - Normal Temperature and Pressure - defined as 20 o C (293.15 K, 68 o F) and 1 atm ( 101.325 kN/m2, 101.325 kPa, 14.7 psia, 0 psig, 30 in Hg, 760 torr)

Molecular weights can be used to calculate Specific Gravity if the densities of the gas and the air are evaluated at the same pressure and temperature.

Related Topics

 Basics - The SI-system, unit converters, physical constants, drawing scales and more

 Fluid Mechanics - The study of fluids - liquids and gases Involves velocity, pressure, density and temperature as functions of space and time

 Mechanics - Forces, acceleration, displacement, vectors, motion, momentum, energy

of objects and more

 Beams and Columns - Deflection and stress, moment of inertia, section modulus and technical information of beams and columns

 Material Properties - Material properties for gases, fluids and solids - densities,

specific heats, viscosities and more

 Statics - Loads - force and torque, beams and columns

 Density - Density of different solid materials, liquids and gases Definitions and

convertion calculators.

Sorry to see that you are blocking ads on The Engineering ToolBox!

If you find this page valuable and appreciate it is open and free for everybody - please

contribute by

• disabling your adblocker on The Engineering ToolBox! •• How to?

Related Documents

 Mass and Weight - Mass and Weight - the Gravity Force

 Natural Gas - Pipe Sizing Calculator - Calculate the capacities and dimensions of natural gas pipe lines

 Acceleration Units Converter - Convert between units of acceleration

 Solids and Metals - Specific Gravities - Specific gravity for some common solids and metals like aluminum, asbestos, brass, calcium and many others

 Pumps, Fans and Turbines - Horsepower - British Horse Power in pumps, fans and turbines - and how to convert to other units

 Engineering Materials - Typical properties of engineering materials like steel, plastics, ceramics and composites

 Liquids - Specific Gravities - Specific gravity of common liquids and fluids like

alcohol, oils, benzene, water and many more

 Gases - Specific Gravities - Specific gravity of air, ammonia, butadiene, carbon dioxide, carbon monoxide and some other common gases

 Densities of Solids - Densities of common solids

 Densities of Common Materials - Densities of common products in both Imperial and SI-units

 Cauchy Number - Introduction to the Cauchy Number

 Pitot Tubes - Pitot tubes can be used to indicate fluid flow velocities by measuring the difference between the static and the dynamic pressures in fluids

 Density Converter - Online density converter with commonly used units

 Thermoplastics - Physical Properties - Physical properties of some thermoplastics like ABS, PVC, CPVC, PE, PEX, PB and PVDF

 Dirt and Mud - Densities - Densities - pound per cubic foot and kilograms per cubic meter - for dirt and mud

 Acceleration of Gravity and Newton's Second Law - Acceleration of gravity and Newton's Second Law - SI and Imperial units

 Unit Converter with the most commonly used Units - Common converting units for Acceleration, Area, Density, Energy, Energy per unit mass, Force, Heat flow rate, Heat flux, Heat generation per unit volume and many more

 Major loss in Ducts, Tubes and Pipes - Major loss - head loss or pressure loss - due

to friction in ducts, pipes and tubes

 U-Tube Manometer - The inclined and vertical u-tube manometers are inexpensive and common in the differential pressure measurement with flow meters like pitot tubes, orifices and nozzles

 Mach Number - Introduction to the Mach Number

 Water - Specific Volume and Weight Density - Specific volume and weight density of

water at temperatures ranging 32 - 700 o F - Imperial and IS Units

 Densities of Wood Species - Densities of wood species like apple, ash, cedar, elm and more

 Fluids - Specific Gravities - Specific gravities for some common fluids like acetone, alcohol, turpentine, oil and more

 Ideal Gas Law - The relations between volume, pressure, temperature and quantity of

a gas, including definition of density of a gas.

 Fuels - Density and Specific Volume - Densities and specific volumes of some common fuels - anthracite, butane, coke, oil, wood and more

 Centrifugal Pumps and Influence from Viscosity - When a liquid flow through a pump, hydrodynamic losses depends on fluid viscosity

 Levers - Excerting forces with levers

 Methanol - Freeze Protected Heat Transfer Liquid - Freezing and flash points for methanol or methyl based heat-transfer fluids or brines

 Compression and Expansion of Gases - Isothermal and isentropic gas compression and expansion processes

 Density of Liquids versus change in Pressure and Temperature - Density and specific volume of a liquid versus change in pressure and temperature

 Air - Temperature, Pressure and Density - Air density for pressure range 0 - 1000 psi and temperature range 30 - 600 deg F

 International Standard Atmosphere - International standard atmosphere in

elevation -2000 to 30000 meters - pressure, temperature, density, viscosity, thermal

conductivity and velocity of sound