CHƯƠNG IV : POLIME VÀ VẬT LIỆU POLIME TIẾT : . BÀI 17 : VẬT LIỆU POLIME . 1) Mục đích yêu cầu : – Biết khái niệm về: chất dẻo, vật liệu compozit, cao su, tơ sợi và keo dán. − Biết thành phần, tính chất, ứng dụng của một số vật liệu polime. 2) Trọng tâm : – Chất dẻo − Tơ − Cao su − Keo dán. 3) Đồ dùng dạy học : – Thí nghiệm, tranh ảnh, phim ảnh về vật liệu polime, … 4) Tiến trình : Phương pháp Nội dung I. CHẤT DẺO : 1. Khái niệm : – Chất dẻo là những vật liệu polime có tính dẻo. − Thành phần chính: Polime. Thành Phần phụ: chất dẻo hóa, chất độn → tăng khối lượng, chất màu, chất ổn đònh. 2. Một số polime dùng làm chất dẻo : ° Polietilen (PE) : o t ,P 2 2 xt nCH CH (= → 2 2 n CH CH )− → PE − chất dẻo mềm, o o nc t 110 C> , tính trơ tương đối của Ankan mạch dài. Dùng làm màng mỏng, bình chứa, túi đựng, … ° Poli(vinyl clorua) (PVC) : o t ,xt,P 2 nCH CH ( Cl  = → 2 n CH CH ) Cl  − → PVC − chất vô đònh hình, cách điện tốt, làm vật liệu điện, ống dẫn nước, vải che mưa, da giả, … ° Poli(metyl metacrylat) : → Poli(metyl metacrylat) điều chế từ Metyl metacrylat : o xt,t 2 3 3 nCH C COOCH ( CH  = − → 3 2 n 3 CH CH C ) COOCH   − → Poli(metyl metacrylat) : trong suốt → thủy tinh hữu cơ plexiglas. ° Poli(phenol-formalđehit) (PPF) : → Nhựa PPF có 3 dạng: Nhựa novolac, nhựa rezol, nhựa rezit. Nhựa novolac : Fomanđehit + Phenol lấy dư, xt axit Trang 1 CHƯƠNG IV : POLIME VÀ VẬT LIỆU POLIME Phương pháp Nội dung thu được nhựa Novolac không phân nhánh, là chất rắn, dể nóng chảy, tan trong dung môi hữu cơ → dùng sản xuất vecni, sơn, … OH H 2 C OH H 2 C OH H 2 C OH H 2 C . OH C H 2 OH Nhựa rezol : Đun hh Phenol + Fomanđehit (tỉ lệ 1:1), xt kiềm → Nhựa Rezol (mạch không phân nhánh, có một số nhóm 2 CH OH− còn tự do, vò trí số 4 hoặc 2 của nhân phenol. OH OH OH CH 2 OH H 2 COH H 2 C H 2 C CH 2 OH H 2 C OH Nhựa Rezol − chất rắn, dể nóng chảy, tan nhiều trong dung môi hữu → sản xuất sơn, keo, nhựa rezit, … Nhựa rezit : Khi đun nóng nhựa rezol ở nhiệt độ 150 o C → nhựa cấu trúc mạng lưới không gian → Nhựa Rezit (hay Bakelit) → dùng chế tạo vỏ máy, dụng cụ cách điện, … 3. Khái niệm về vật liệu compozit : – Vật liệu composit là vật liệu gồm polime làm nhựa nền tổ hợp với các vật liệu vô cơ và hữu cơ khác. → Chất độn: sợi (bông, đay, sợi amiăng, sợi thủy tinh, …), chất bột (silicat, bột nhẹ CaCO 3 …), bột “tan” Trang 2 OH H 2 C OH H 2 C OH H 2 C OH H 2 C . OH C H 2 OH OH OH OH CH 2 OH H 2 COH H 2 C H 2 C CH 2 OH H 2 C OH CHƯƠNG IV : POLIME VÀ VẬT LIỆU POLIME Phương pháp Nội dung (3MgO.4SiO 2 .2H 2 O)), … → Độ bền, tính rắn, chòu nhiệt cao. II. TƠ : 1. Khái niệm : – Tơ là những vật liệu polime hình sợi dài và mảnh với độ bền nhất đònh. → Tơ − ph.tử polime, mạch không phân nhánh xếp song song, rắn, tương đối bền nhiệt, với dung môi thông thường, mềm dai, không độc, có khả năng nhuộm màu. 2. Phân loại : 2 loại: a)Tơ thiên nhiên: có sẵn trong tự nhiên (bông, len, tơ tằm, …) b) Tơ hóa học: chế tạo bằng pp hóa học, chia 2 nhóm: • Tơ tổng hợp: chế tạo từ các polime tổng hợp (poliamit: nilon capron ; tơ vilylic: vinilon). • Tơ bán tổng hợp hay nhân tạo: xuất phát từ polime thiên nhiên, được chế biến thêm bằng phương pháp hóa học (tơ visco, tơ xenlulozơ axetat, …) 3. Một số loại tơ thường gặp : a)Tơ nilon − 6,6 : thuộc lại tơ poliamit, các mắt xích nối nhau bằng nhóm amit CO NH − − − . Nilon−6,6 điều chế từ hexametylen điamin 2 2 6 2 H N[CH ] NH và axit ipic (axit hexanđioic): o t 2 2 6 2 2 nH N[CH ] NH HOOC[CH ]COOH ( + → 2 6 2 4 n NH[CH ] NHCO[CH ] CO ) 2 Poli(hexametylen ipamit) (Nilon 6,6) 2nH O − − + → Nilon−6,6 có tính dai, bền, mềm óng mượt, ít thấm nước, mau khô, kém bền nhiệt, axit, kiềm. Dùng dệt vải, may mặc, vải lót săm lốp xe, bít tất, dây cáp, dây dù, đan lưới, … b) Tơ lapsan: Thuộc loại tơ polieste tổng hợp từ Axit terephtalic và Etylen glicol. Tơ lapsan bền cơ học, nhiệt, axit, kiềm hơn nilon, dùng may mặc. c) Tơ nilon (hay olon): Thuộc o xt,t 2 Acrilonitrin nCH CH ( CN  = → 2 n CH CH ) CN  − Poliacrilonitrin Tơ nilon dai, bền nhiệt, giữ nhiệt tốt → dệt, may Trang 3 CHƯƠNG IV : POLIME VÀ VẬT LIỆU POLIME Phương pháp Nội dung quần áo ấm, bện thành sợi len. III. CAO SU : 1. Khái niệm : Cao su là vật liệu có tính đàn hồi. Có 2 loại cao su: Cao su thiên nhiên & cao su tổng hợp. 2. Cao su thiên nhiên : Tên khoa học Hevea brasiliensis, gốc Nam Mỹ, thế giới, nhiều nơi (Vietnam). a) Cấu trúc: là polime của Isopren: ( 2 2 n 3 CH C CH CH ) CH  = − − n 1.500 15.000= − . Nghiên cứu nhiễu xạ tia X → các mắt xích Isopren có cấu hình cis như sau : CH 2 C C H H 2 C H 3 C n b) Tính chất và ứng dụng: Cao su → tính đàn hồi, không dẫn nhiệt điện, không thấm khí và nước, không tan trong nước, etanol, … Tan được trong xăng và benzen. Do có LK đôi → phản ứng cộng H 2 , HCl, Cl 2 , … + S → cao su lưu hóa (tính đàn hồi, chòu nhiệt, lâu mòn, khó tan trong dung môi hơn) → Do sự hình thành cầu nối S S − − − giữa các mạch ph.tử cao su → mạng không gian. Có tính đàn hồi vì mạch phân tử có cấu hình cis 3. Cao su tổng hợp : vật liệu t/t cao su thien nhiên, đ/c từ các Ankien bằng p/ư trùng hợp. a) Cao su buna : Do p/ư trùng hợp Buta−1,3−đien, xt Na : o Na,t ,P 2 2 nCH CH CH CH ( = − = → 2 2 n CH CH CH CH ) − = − Cao su buna có độ bền, tính đàn hồi kém cao su thiên nhiên. Đồng trùng hợp Buta−1,3−đien & Stiren 6 5 2 C H CH CH= , xt Na → cao su Buna−S (tính đàn hồi cao). Đồng trùng hợp Buna−1,3−đien & Acrilonitrin 2 CH CH CN= − , xt Na → Cao su Buna−N (tính Trang 4 CHƯƠNG IV : POLIME VÀ VẬT LIỆU POLIME Phương pháp Nội dung chống dầu cao). b) Cao su Isopren Trùng hợp Isopren, xt đặc biệt → Poliisopren (cao su Isopren) : ( 2 2 n 3 CH C CH CH ) CH  − = − (Hiệu suất 70%, cấu hình cis 94% ≈ , t/t cao su thiên nhiên). Ngta còn s/x Policloropren : ( 2 2 n CH CCl CH CH ) − = − và Polifloropren : ( 2 2 n CH CF CH CH )− = − Cao su Cloropren và cao su Floropren tính đàn hồi cao, bền với dầu mỡ hơn cao su Isopren. IV. KEO DÁN : 1. Khái niệm : Keo dán (tổng hợp hay tự nhiên) là loại vật liệu có khả năng kết dính 2 mảng vật liệu giống nhau hoặc khác nhau mà không làm biến đổi bản chất các vật liệu được kết dính. 2. Phân loại : Theo 2 cách: a) Theo bản chất hóa học: Keo dán hữu cơ: Hồ tinh bột, keo epoxi, … Keo dán vô cơ: Thủy tinh lỏng, matit vô cơ (hh dẻo: thủy tinh lỏng, ZnO, MnO, Sb 2 O 3 , …). b) Theo dạng keo: Keo lỏng : dd hồ TB, cao su trong xăng, … Keo nhựa dẻo : matit vô cơ, hữu cơ, bitum, … Keo dán dạng bột hay bản mỏng : chảy ở t o thích hợp, nguội → kết dính. 3. Một số loại keo dán tổng hợp thông dụng : a) Keo dán epoxi : Hợp phần chính : h/c HC chứa 2 nhóm epoxi ở 2 đầu: Hợp phần thứ 2 : chất đóng rắn (TD: triamin: 2 2 2 2 2 2 H NCH CH NHCH CH NH , …) b) Keo dán Ure − formanđehit Sản xuất từ poli(ure−fomandehit) ← được điều chế từ ure và fomandehit trong môi trường axit : Trang 5 H 2 C H C H 2 C O O C CH 3 CH 3 O CH H 2 C HO O C CH 3 CH 3 CH 2 H C H 2 C O O n n = 5 - 12 CHƯƠNG IV : POLIME VÀ VẬT LIỆU POLIME Phương pháp Nội dung o H ,t 2 2 2 2 2 Ure Monometyloure nNH CO NH nCH O nNH CO NH CH OH + − − + → − − − o H ,t ( + → 2 n NH CO NH CH )− − − 2 Poli(ure fomandehit) nH O − + . Dùng → thêm chất đóng rắn: axit oxalic HOOC COOH − , axit latic 3 CH CH(OH) COOH− , … → tạo mạng không gian, rắn lại, bền với dầu mỡ, dung môi thông dụng. Keo ure−fomanđehit → dán các vật liệu gỗ, chất dẻo. 4. Một số loại keo dán tự nhiên : a) Nhựa vá săm : Dung dòch dạng keo của cao su thiên nhiên trong dung môi hữu cơ như Toluen, Xilen, … Hiện nay có nhiều keo dán tổng hợp chất lượng cao. b) Keo hồ tinh bột: TB sắn, gạo → nấu (+ nước) → keo hồ TB. Dể thiu, mốc → khắc phục bằng keo dán tổng hợp (TD: Poli(vinyl ancol). • Củng cố : GVPV lại : Các tính chất lý hóa, điều chế, ứng dụng, … của Vật lệu Polime. • Bài tập : 1 − 5 Trang 99 & 100 − SGK12NC . Trang 6 . pháp Nội dung I. CHẤT DẺO : 1. Khái niệm : – Chất dẻo là những vật liệu polime có tính dẻo. − Thành phần chính: Polime. Thành Phần phụ: chất dẻo hóa, chất. TIẾT : . BÀI 17 : VẬT LIỆU POLIME . 1) Mục đích yêu cầu : – Biết khái niệm về: chất dẻo, vật liệu compozit, cao su, tơ sợi và keo dán. − Biết thành phần,