Lý thuyết Hóa học 12 Bài 9: Vật liệu polymer - Cánh diều

---

Haylamdo biên soạn tóm tắt lý thuyết Hóa 12 Bài 9: Vật liệu polymer sách Cánh diều hay nhất, chi tiết sẽ giúp học sinh lớp 12 nắm vững kiến thức trọng tâm, ôn luyện để học tốt môn Hóa học 12.

Lý thuyết Hóa 12 Bài 9: Vật liệu polymer - Cánh diều

I. CHẤT DẺO

1. Khái niệm

- Chất dẻo là những vật liệu polymer có tính dẻo.

- Tính dẻo là tính bị biến dạng của vật khi chịu tác dụng của nhiệt độ hoặc áp lực bên ngoài và vẫn giữ nguyên được sự biến dạng đó khi thôi tác dụng.

- Thành phần chính của chất dẻo là polymer. Ngoài ra, người ta còn cho thêm vào chất dẻo những chất phụ gia như chất hoá dẻo, chất độn, chất màu, chất ổn định,...

2. Một số polymer được dùng làm chất dẻo

3. Ứng dụng của chất dẻo

Chất dẻo có nhiều ứng dụng trong đời sống và sản xuất:

+ Chất dẻo được sử dụng để sản xuất bao bì đóng gói, sản xuất đồ gia dụng hằng ngày như bàn ghế, tủ quần áo, văn phòng phẩm,...

+ Chất dẻo được dùng để sản xuất đồ nội thất và ngoại thất như cửa ra vào, cửa sổ, đường ống, dây cáp, thảm trải sàn, vật liệu cách nhiệt,... trong xây dựng.

+ Trong lĩnh vực điện và điện tử, chất dẻo được sử dụng để sản xuất vỏ bọc dây điện, bảng điện, các thiết bị âm thanh, nghe nhìn, máy tính, điện thoại,...

+ Trong ngành y tế, chất dẻo được sử dụng để sản xuất các thiết bị y tế, các loại mắt kính,...

4. Tác hại của việc lạm dụng chất dẻo

Việc lạm dụng nhựa trong cuộc sống dẫn đến một lượng nhựa khổng lồ được thải ra môi trường, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến tất cả các sinh vật trong hệ sinh thái, nếukhông được xử lí đúng cách.

+ Khi đốt, rác thải nhựa sẽ sinh ra chất độc, gây ô nhiễm không khí, ảnh hưởng đến sức khoẻ con người,...

+ Khi chôn lấp, rác thải nhựa sẽ làm cho đất bị ô nhiễm, làm giảm chất lượng đất và ngăn cản quá trình khí oxygen đi vào đất, gây tác động xấu đến sự sinh trưởng của cây trồng. Rác thải nhựa gây ô nhiễm nguồn nước, có thể làm chết các sinh vật trong nước.

+ Quá trình phân huỷ nhiều loại rác thải nhựa có thể kéo dài hàng trăm năm. Khi tích tụ quá nhiều rác thải nhựa sẽ gây ra sự ô nhiễm môi trường nghiêm trọng, ảnh hưởng xấu tới sức khoẻ con người và động vật.

5. Một số biện pháp hạn chế sử dụng chất dẻo

- Hạn chế sử dụng các vật dụng làm bằng chất dẻo, thay thế bằng vật dụng làm từ vật liệu khác.

- Tăng cường sử dụng vật dụng bằng inox hoặc thuỷ tinh thay thế cho vật dụng sử dụng một lần, sử dụng đồ vật từ sản phẩm thiên nhiên, thân thiện với môi trường (như tre, giấy,...).

- Tái chế và tái sử dụng các sản phẩm làm từ nhựa.

II. VẬT LIỆU COMPOSITE

1. Khái niệm

- Vật liệu compositelà vật liệu được tổ hợp từ hai hay nhiềuvật liệu khác nhau, tạo nên vật liệu mới có tính chất vượttrội so với các vật liệu thành phần.

- Thành phần vật liệucomposite gồm vật liệu nền (chủ yếu là polymer) và vật
liệu cốt được trộn vào vật liệu nền để tăng tính chất cơ lí.

+ Vật liệu nền có thể là nhựa nhiệt dẻo hay nhựa nhiệt rắntuỳ theo mục đích sử dụng. Vật liệu nền có vai trò đảm bảo cho các thành phần cốt của composite liên kết với nhau nhằm tạo ra tính nguyên khối và thống nhất cho composite.

+ Vật liệu cốt có thể ở dạngsợi (sợi carbon, sợi vải,..) hoặc dạng bột (bột nhôm, bột
silica,...).Vật liệu cốt có vai trò đảm bảo cho composite có được các đặc tính cơ học cần thiết.

2. Ứng dụng của một số composite

III. TƠ

1. Khái niệm và phân loại

a) Khái niệm

- Tơ là những vật liệu polymer hình sợi dài và mảnh với độ bền nhất định. Những polymer này có mạch không phân nhánh, xếp song song với nhau.

- Các loại tơ có tính chất đặc trưng như mềm, dai, không độc, tương đối bền với các dung môi thông thường và có khả năng nhuộm màu. Tơ là nguyên liệu quan trọng trong ngành dệt may.

b) Phân loại

Theo nguồn gốc và quy trình chế tạo, tơ thường đượcphân loại như sau:

2. Một số loại tơ thường gặp

a) Tơ tự nhiên

Loại tơ	Nguồn gốc và thành phần	Tính chất	Ứng dụng
Bông	Được lấy từ quả của cây bông, thành phần chính là cellulose.	Khả năng hút, thấm nước rất cao; có khả năng dính bẩn và dính dầu mỡ; nhưng có thể giặt sạch được, thân thiện với da người và không gây dị ứng.	Là nguyên liệu quan trọng trong ngành dệt may (sản xuất vải cotton).
Len	Được lấy từ lông của cừu và một số loài động vật khác như dê, lạc đà...; thành phần chính là protein.	Nhẹ và giữ ấm tốt.	Dùng để dệt, đan, chế tạo các loại áo len.
Tơ tằm	Được lấy từ tơ của con tằm, thành phần chính là protein.	Thoáng, nhẹ, hấp thụ nhiệt kém, ít bám bụi, bề mặt mịn.	Dùng để may trang phục.

b) Tơ tổng hợp và tơ bán tổng hợp

Một số loại tơ tổng hợp và bán tổng hợp
Tơ nylon – 6,6	Thuộc loại polyamide, có công thức:	Dai, bền, bóng mượt, mềm mại, ít thấm nước, giặt mau khô. Kém bền với nhiệt, acid và kiềm.	Dệt vải may mặc; vải lót săm lốp xe, bít tất, dây cáp, dây dù, đan lưới,...
Tơ capron	Thuộc loại polyamide, có công thức:	Dai, đàn hồi, ít thấm nước, mềm mại, có dáng đẹp hơn tơ tằm, giặt mau khô.Kém bền bởi nhiệt, acid và kiềm.	Dệt vải may mặc, làm võng, lưới bắt cá, chỉ khâu, sợi dây thừng,...
Tơ nitron (olon)	Thuộc loại vinylic, có công thức:	Dai, bền với nhiệt và giữ nhiệt tốt.	Dệt vải dùng để may áo ấm, bện thành len đan áo rét.
Tơ visco	Thành phần chính là cellulose đã được xử lí hoá chất.	Dai, bền, thấm mồ hôi, thoáng khí.	Làm vải may những trang phục thoáng, mát.
Tơ cellulose acetate	Là hỗn hợp gồm cellulose diacetate [C6H7O2(OH)(OCOCH3)2]n và cellulose triacetate [C6H7O2(OCOCH3)3]n.	Cách nhiệt tốt.	Làm vải may áo ấm và thường được phối trộn với len.

IV. CAO SU

1. Khái niệm

- Cao su là vật liệu polymer có tính đàn hồi.Tính đàn hồi là tính bị biến dạng của vật khi chịu lực tác dụng bên ngoài nhưng trở lại hình dạng ban đầu khi lực thôi tác dụng.

- Có hai loại cao su là cao su thiên nhiên và cao su tổng hợp.

2. Cao su thiên nhiên

- Cao su thiên nhiên đuợc lấy từ cây cao su (có thành phần chính là polyisoprene) được dùng trong ngành công nghiệp cao su.

- Trong phân tử polyisoprene lấy từ mủ cây cao su, các mắt xích isoprene đều có cấu hình cis.Công thức của polyisoprene lấy từ mủ cây cao su như sau:

- Cao su thiên nhiên có tính đàn hồi, không dẫn điện, không thấm khí và nước, không tan trong nước, ethanol,... nhưng tan trong xăng và benzene.

- Cao su thiên nhiên có khả năng phản ứng cộng với H₂, Cl₂,HCl,... Đặc biệt, cao su thiên nhiên có phản ứng với lưuhuỳnh tạo cao su lưu hoá có tính đàn hồi, chịu nhiệt, lâumòn, khó tan trong dung môi hơn cao su không lưu hoá.

3. Cao su tổng hợp

Cao su tổng hợp	Điều chế	Tính chất
Cao su buna	Trùng hợp buta – 1,3 – diene ở điều kiện nhiệt độ và xúc tác thích hợp, có kim loại Na xúc tác.	Có tính đàn hồi và độ bền kém hơn cao su thiên nhiên.
Cao su isoprene	Trùng hợp isoprene.	Tính đàn hồi tốt, độ bền cao, khả năng chống mài mòn, chịu nhiệt tốt.
Cao su buna - S	Trùng hợp buta – 1,3 – diene với stypene.	Tính đàn hồi cao
Cao su buna - N	Trùng hợp buta – 1,3 – diene với acrylonitrile.	Tính chống dầu tốt.
Cao su chloropene	Trùng hợp chloroprene.	Tính đàn hồi cao, bền với dầu mỡ…

V. KEO DÁN

1. Khái niệm

- Keo dán là vật liệu có khả năng kết dính bề mặt của hai vật liệu rắn với nhau mà khônglàm biến đổi bản chất các vật liệu được kết dính.

- Bản chất của keo dán là có thể tạo ra các màng rất mỏng, bền vững và bám chắc vào bềmặt các mảnh vật liệu được dán.

2. Một số loại keo dán

a) Nhựa vá săm

Nhựa vá săm là dung dịch dạng keo của cao su trong dung môi hữu cơ như toluene, xylene,... thường được dùng để vá chỗ thủng của săm xe.

b) Keo dán epoxy

- Keo dán epoxy còn gọi là keo dán hai thành phần.

+ Thành phần chính là hợp chất chứa hai nhóm epoxy ở hai đầu, chẳng hạn:

+ Thành phần thứ hai là chất đóng rắn, thường là các amine, chẳng hạnNH₂CH₂CH₂NHCH₂CH₂NH₂.

- Khi cần dán, trộn hai thành phần trên với nhau rồi bôi lênbề mặt của vật cần dán và ép nhẹ với nhau. Các nhómamine sẽ phản ứng với các nhóm epoxy tạo ra polymer mạng không gian bền chắc gắn kết hai vật cần dán lại.

- Ưu điểm của keo epoxy là độ kết dính rất cao, chịu nhiệt, chịu nước, chịu dung môi, chịu lực tốt, rất dễ sử dụng. Keo epoxy thường được dùng để dán các kim loại, nhựa, bê tông, các vật bằng kính, sứ, đồ gốm,...

c) Keo dán poly(urea-formaldehyde)

- Poly(urea-formaldehyde) được sản xuất từ urea và formaldehyde.

- Khi sử dụng keo poly(urea-formaldehyde), cần phải cho thêm các chất đóng rắn loại acid như oxalic acid, lactic acid,... để tạo polymer mạng không gian.

- Keo dán poly(urea-formaldehyde) bền với dầu mỡ và các dung môi thông dụng, thấm nước kém. Keo dán poly(urea-formaldehyde) được dùng chủ yếu để dán các vật liệu ván ép, gỗ.