Lý thuyết vật liệu polime

I. CHẤT DẺO

1. Khái niệm

Chất dẻo là những vật liệu polime có tính dẻo.

Thành phần cơ bản của chất dẻo là polime. Ngoài ra còn có các thành phần phụ thêm: chất hóa dẻo, chất độn để tăng khối lượng của chất dẻo, chất màu, chất ổn định,...

2. Một số polime dùng làm chất dẻo

a) Polietilen (PE)

PE là chất dẻo mềm, nóng chảy ở nhiệt độ lớn hơn 110oC, có tính trơ tương đối của ankan mạch dài, dùng làm màng mỏng, bình chứa, túi đựng,...

b) Poli(vinyl clorua) (PVC)

PVC là chất vô định hình, cách điện tốt, bền với axit, dùng làm vật liệu điện, ống dẫn nước, vải che mưa, da giả,..

c) Poli(metyl metacrylat)

 Poli(metyl metacrylat) được điều chế từ metyl metacrylat bằng phản ứng trùng hợp :

Poli(metyl metacrylat) có đặc tính trong suốt cho ánh sáng truyền qua tốt (trên 90%) nên được dùng để chế tạo thủy tinh hữu cơ plexiglas

II. TƠ

1. Khái niệm

Tơ là những vật liệu polime hình sợi dài và mảnh với độ bền nhất định.

Trong tơ, những phân tử polime có mạch không phân nhánh xếp song song với nhau. Polime đó phải rắn, tương đối bền với nhiệt, với các dung môi thông thường, mềm, dai, không độc và có khả năng nhuộm màu.

2. Phân loại

a) Tơ thiên nhiên : bông, len, tơ tằm.

b) Tơ hóa học :

 - Tơ tổng hợp (chế tạo từ các polime tổng hợp) như các tơ poliamit (nilon, capron), tơ vinylic (vinilon).

 - Tơ bán tổng hợp (hay tơ nhân tạo) được sản xuất từ polime thiên nhiên nhưng được chế biến thêm bằng con đường hóa học như tơ visco, tơ xenlulozơ axetat,...

3. Một số loại tơ tổng hợp thường gặp

a) Tơ nilon-6,6

   $nN{{H}_{2}}{{\left[ C{{H}_{2}} \right]}_{6}}N{{H}_{2}}~~+~~nHOOC{{\left[ C{{H}_{2}} \right]}_{4}}COOH\xrightarrow{xt,{{t}^{o}},p}\,\,{{NH{{\text{ }\!\![\!\!\text{ }C{{H}_{2}}\text{ }\!\!]\!\!\text{ }}_{6}}NH-CO{{[C{{H}_{2}}\text{ }\!\!]\!\!\text{ }}_{4}}CO}_{n}}+2n{{H}_{2}}O$

hexametylenđiamin               axit hexanđioic                         nilon-6,6

- Tơ nilon-6,6 có tính dai bền, mềm mại óng mượt, ít thấm nước, giặt mau khô nhưng kém bền với nhiệt, với axit và kiềm.

b) Tơ lapsan

$nHOOC-{{C}_{6}}{{H}_{4}}-COOH\text{ }+\text{ }nHO-C{{H}_{2}}-C{{H}_{2}}-OH\xrightarrow{xt,{{t}^{o}},p}\,\,{{CO-{{C}_{6}}{{H}_{4}}-CO-O-C{{H}_{2}}-C{{H}_{2}}-O}_{n}}+2n{{H}_{2}}O$

axit terephtalic                                                                etylen glicol                                              poli(etylen terephtalat)   (tơ lapsan)   

c) Tơ nitron (hay olon) 

Tơ nitron thuộc loại tơ vinylic được tổng hợp từ vinyl xianua (hay acrilonitrin) nên được gọi poliacrilonitrin 

                                nCH₂=CH–CN    $\xrightarrow{{{t}^{o}},\,p,\,xt}$ (–CH₂–CH(CN)–)_n                            

 Tơ nitron dai, bền với nhiệt và giữ nhiệt tốt nên thường được dùng để dệt vải may quần áo hoặc bện thành sợi “len” đan áo rét.

III. CAO SU

1. Khái niệm

- Cao su là vật liệu polime có tính đàn hồi

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

2. Cao su thiên nhiên

- Cao su thiên nhiên là polime của isopren (đồng phân cis) :  

3. Cao su tổng hợp

a) Cao su buna

- Trùng hợp buta-1,3-đien

- Cao su buna có tính đàn hồi và độ bền kém cao su thiên nhiên.

- Đồng trùng hợp buta-1,3-đien với stiren C₆H₅CH=CH₂ ta được cao su buna-S có tính đàn hồi cao.

- Đồng trùng hợp buta-1,3-đien với acrilonitrin CNCH=CH₂ ta được cao su buna-N có tính chống dầu cao.

b) Cao su isopren

- Trùng hợp isopren có hệ xúc tác đặc biệt, ta được poliisopren gọi là cao su isopren (gần giống cao su thiên nhiên):

Sơ đồ tư duy: Vật liệu polime