Bài giảng Vật liệu học - Chương 2: Vật liệu hữu cơ

Bài giảng Vật liệu học - Chương 2: Vật liệu hữu cơ trình bày các khái niệm vật liệu hữu cơ, phân loại vật liệu hữu cơ, phương pháp tổng hợp vật liệu hữu cơ, phụ gia, cấu trúc và liên kết trong vật liệu polymer,... Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

Chương VL hữu Khái niệm • VL hữu chứa hợp chất cao phân tử (polymer) phụ gia • Polymer hình thành từ nhiều đơn vị sở lặp lại, có KLPT từ 10000 đến triệu g/mol • Polymer: tự nhiên, tổng hợp CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Đơn vị sở (Repeat unit) CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Phân loại: theo cấu trúc mạch, thành phần hóa học, tính chất, ứng dụng  Theo cấu trúc mạch: mạch thẳng, mạch nhánh, mạch không gian  Theo thành phần hóa học: polymer mạch carbon (mạch gồm C), polymer dị mạch (mạch ngồi C có nguyên tố khác)  Theo tính chất: nhiệt dẻo (thermoplastic, gia nhiệt hóa dẻo), nhiệt rắn (thermosetting, hóa cứng q trình hình thành, khơng dẻo dù gia nhiệt) CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt  Theo ứng dụng: Nhựa thông dụng : loại nhựa sử dụng số lượng lớn, giá rẻ, dùng nhiều vật dụng thường ngày, : PP, PE, PS, PVC, PET, ABS, Nhựa kỹ thuật : Là loại nhựa có tính chất lý trội so với loại nhựa thông dụng, thường dùng mặt hàng công nghiệp, : PC, PA, Nhựa chuyên dụng : Là loại nhựa tổng hợp sử7 dụng riêng biệt cho trường hợp CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Sự polymer hóa: phân tử nhỏ chứa nhóm đơn vị sở (monomer) hay vài nhóm đơn vị sở (oligomer) kết nối hóa học với để tạo hợp chất cao phân tử CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt PP tổng hợp (polymer hóa): trùng hợp, trùng ngưng  Trùng hợp: dựa nối đôi  Trùng ngưng: dựa hai loại monomer khác phản ứng với Mỗi monomer có nhóm chức CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Addition Polymerization Addition polymers form: •when unsaturated carbon (organic) molecules react to form a long chain polymer molecule •and no small molecules or atoms are eliminated during the reaction The general reaction can be represented as: where R and R' can represent hydrogen atoms, halogen atoms, alkyl or other carbon-containing side chains CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 10 Condensation Polymerization Condensation polymers form: • when bifunctional monomers react to form a long chain polymer molecule • small molecules, such as water, are eliminated during the reaction Polyesters, polyamides, proteins and polysaccharides such as cellulose, are all examples of condensation polymers 11 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Polyesters form when the -OH functional group of one monomer reacts with the -COOH functional group of another monomer An ester link (-COO-) is formed between monomers during the reaction H2O is eliminated in the reaction General reaction between a dicarboxylic acid and a diol: 12 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Phụ gia  Chất hóa dẻo (plasticiser): VD: cho PVC  Chất chống oxy hóa (antioxidant)  Chất ổn định (ultraviolet, heat stabiliser)  Chất chống cháy (flame retardant)  Chất tạo màu, tạo mùi (colorant, pigment, fragrance)  Chất gia cường (fiber)  Chất độn … 13 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Cấu trúc liên kết VL polymer a) Mạch thẳng Polyethylene Góc  C: 109.5-120o 14 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt b) Mạch không gian 15 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 16 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 17 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 18 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt c) Cấu trúc tinh thể 19 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt d) Liên kết polymer  Liên kết mạch polymer: cộng hóa trị: ,   Liên kết mạch polymer: Van der Waals, tĩnh điện (hydro), cầu nối lưu huỳnh (cao su lưu hóa) 20 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt e) Khối lượng phân tử  Polymer khơng có KLPT định VD: PE có KLPT từ 25000 tới triệu  KLPT trung bình khối lượng: 21 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt  KLPT trung bình số 22 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt  Mức độ polymer hóa (degree of polymerization)  Ví dụ: 23 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 24 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt ... https://fb.com/tailieudientucntt Polyesters form when the -OH functional group of one monomer reacts with the -COOH functional group of another monomer An ester link (-COO-) is formed between monomers during the... loại: theo cấu trúc mạch, thành phần hóa học, tính chất, ứng dụng  Theo cấu trúc mạch: mạch thẳng, mạch nhánh, mạch khơng gian  Theo thành phần hóa học: polymer mạch carbon (mạch gồm C), polymer... polymer hóa: phân tử nhỏ chứa nhóm đơn vị sở (monomer) hay vài nhóm đơn vị sở (oligomer) kết nối hóa học với để tạo hợp chất cao phân tử CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt PP tổng