SlideShare a Scribd company logo
1 of 6
Download to read offline
119
Ch−¬ng 8
vËt liÖu h÷u c¬
§Þnh nghÜa: lµ hîp chÊt gåm c¸c ph©n tö ®−îc h×nh thµnh do sù lÆp l¹i nhiÒu lÇn
cña mét hay nhiÒu lo¹i nguyªn tö hay mét nhãm nguyªn tö (®¬n vÞ cÊu t¹o =
monome) liªn kÕt víi nhau víi sè l−îng kh¸ lín ®Ó t¹o nªn mét lo¹t tÝnh chÊt mµ
nh÷ng tÝnh chÊt nµy thay ®æi kh«ng ®¸ng kÓ khi lÊy ®i hoÆc thªm vµo mét vµi ®¬n
vÞ cÊu t¹o.
Ph©n lo¹i
Theo nguån gèc h×nh thµnh: Polyme thiªn nhiªn, polyme tæng hîp
. Polyme thiªn nhiªn: nguån gèc thùc vËt, ®éng vËt: xenlulo, cao su, Protein
. Polyme tæng hîp: Ph¶n øng trïng hîp, trïng ng−ng: Polyolefin, Polyamit, nhùa
phªnol fomadehit.
Theo cÊu tróc:
a- th¼ng b- nh¸nh c- l−íi
. Polyme m¹ch th¼ng Polyetylen, PolyvinyRelorit, Polystyren.
. Polyme m¹ch nh¸nh c¸c nh¸nh xem nh− mé phÇn cña ph©n tö t¹o b»ng tõ c¸c
ph¶nøng phô trong qu¸ tr×nh tæng hîp polyme cã m¹ch nh¸nh sù s¾p xÕp Ýt chÆt
chÏ dÉn ®Õn tû träng cña polyme gi¶m
. Polyme m¹ch l−íi c¸c m¹ch c¹nh nhau ®−îc nèi víp nhau b»ng c¸c liªn kÕt
céng ho¸ trÞ c¸c l−íi naú th−êng ®−îc h×nh thµnh nhê cho thªm vµo c¸c nguyªn
tö, ph©n tö t¹o liªn kÕt ®ång ho¸ trÞ víi m¹ch chÝnh. Cao su m¹ng l−íi t¹o thµnh
do qu¸ tr×nh l−u ho¸
. Polyme kh«ng gian c¸c monome cã ba nhãm ho¹t ®éng t¹o nªn polyme kh«ng
gian ba chiÒu. Thùc tÕ c¸c polyme m¹ng l−íi dµy ®Æc cã thÓ coi lµ polyme kh«ng
gian: Nhùa epoxy, nhùa phenolfomadehyt.
Chó ý: mét polyme kh«ng thÓ thuÇn nhÊt mét lo¹i cÊu tróc
vÝ dô polyme m¹ch th¼ng cã thÓ vÉn gåm cã cÊu tróc m¹ch nh¸nh vµ m¹ch l−íi
nh−ng m¹ch th¼ng chiÕm ®a sè
§Æc ®iÓm: polyme nhÑ, bÒn nªn ®é bÒn riªng lín, chÞu ¨n mßn tèt
HÇu nh− kh«ng dÉn nhiÖt, kh«ng dÉn ®iÖn.
Ph©n lo¹i theo tÝnh chÞu nhiÖt:
Polyme nhiÖt dÎo (thermoplastic): th−êng lµ c¸c polyme m¹ch th¼ng, ë nhiÖt ®é
nhÊt ®Þnh d−íi t¸c dông cña lùc c¸c phÇn tö cã thÓ tr−ît lªn nhau cã nghÜa lµ vËt
liªô cã thÓ dÎo, ch¶y, nh−ng ë nhiÖt ®é thÊp h¬n nã l¹i r¾n trë l¹i. Gäi lµ polyme
nhiÖt dÎo v× nhiÖt ®é cµng t¨ng th× tÝnh dÎo cµng t¨ng. Polyme nhiÖt dÎo lµ lo¹i
polyme cã gi¸ trÞ th−¬ng m¹i quan träng nhÊt
Polyme nhiÖt r¾n (thermoset): lµ c¸c polyme hay oligome (polyme cã khèi l−îg
ph©n tö kh«ng cao l¾m) chóng th−êng cã cÊu tróc kh«ng gian. §−îc chÕ t¹o tõ
c¸c polyme m¹ch th¼ng, hoÆc nh¸nh bÐ nÊu ch¶y+cho thªm vµo c¸c chÊt ®ãng
r¾n →t¹o h×nh d−íi t¸c dông xóc t¸c cña c¸c chÊt ®ãng r¾n→ chuyÓn thµnh m¹ch
kh«ng gian kh«ng thuËn nghÞch
120
R + CH2=CH
X
R - CH2- CH
X
Kh¸c polyme nhiÖt dÎo, polyme nhiÖt r¾n ë nhiÖt ®é cao kh«ng bÞ ch¶y mÒm vµ
kh«ng hoµ tan vµo dung m«i thµnh polyme nhiÖt r¾n, kh«ng cã kh¶ n¨ng t¸i sinh
Ph©n lo¹i theo lÜnh vùc ¸p dông: chÊt dÎo, sîi, cao su, s¬n, keo tÝnh chÊt vµ ¸p
dông sÏ ®−îc tr×nh bµy sau.
8.1. §Æc ®iÓm cña vËt liÖu h÷u c¬
8.1.1. H×nh thµnh vËt liÖu polyme
Nguyªn vËt liÖu ban ®Çu cho vËt liÖu polyme
Ngµy nay C«ng nghiÖp ho¸ dÇu cung cÊp nguyªn liÖu s¶n xuÊt ra c¸c polyme do
®ã ho¸ dÇu→↑ c«ng nghiÖp polyme→ kÝch thÝch c«ng nghiÖp ho¸ dÇu
Ba ph−¬ng ph¸p chÝnh ®Ó s¶n xuÊt c¸c hîp chÊt trung gian nµy:
. T¸ch c¸cbua hydro riªng biÖt trong dÇu má sau ®ã chuyÓn thµnh c¸c hîp chÊt
cÇn thiÕt: n-butan = butaduen vµ xyclohexan b»ng monome nylon
. T¸ch c¸c olefin cña qu¸ trÝnh cracking → hydro cacbon m¹ch th¼ng
. T¹o c¸c hîp chÊt th¬m: Benzen b»ng qu¸ tr×nh platforming→ hydro cacbon th¬m
c¸c hîp chÊt trung gian t¹o b»ng c¸c ph−¬ng ph¸p trªn→ oxy ho¸, halogen ho¸,
hydrat ho¸.. → hîp chÊt kh¸c.
C¸c ph−¬ng ph¸p tæng hîp polyme
I. Ph−¬ng ph¸p trïng hîp: C¸c monome dïng ®Ó trïng hîp lµ c¸c hîp chÊt ®¬n
gi¶n cã khèi l−îng ph©n tö thÇp, cã chøa c¸c nèi ®«i vÝ dô n(CH2=CH2)
CH2=CH2 → -CH2-CH2-
§a sè polyme nhiÖt dÎo trïng hîp theo ph−¬ng ph¸p nµy
etylen PE vinylclorit PVC
§Ó trïng hîp ph¶i cã c¸c t¸c nh©n: tia giµu n¨ng l−îng, nhiÖt hoÆc dïng chÊt khëi
t¹o c¬ chÕ trïng hîp dïng chÊt khëi t¹o qua ba giai ®o¹n:
. Khëi ®Çu: t¹o c¸c gèc tù do cña beroxytbenzoil:
= 2R
c¸c gèc tù do (R ) kÕt hîp víi monome t¹o gèc tù do míi:
= R míi
. Giai ®o¹n ph¸t triÓn
C¸c gèc tù do h×nh thµnh ë giai ®o¹n më ®Çu tiÕp tôc ph¶n øng víi c¸c monome
t¹o ra c¸c gèc tù do míi cã m¹ch dµi h¬n vµ ®é ho¹t ®éng ho¸ häc t−¬ng tù ph¶n
øng lÆp l¹i hµng ngµn lÇn trong vµi gi©y do ®ã sè monome tham gia vµo mét gèc
cao ph©n tö phô thuéc vµo ®iÒu kiÖn ph¶n øng vµ yªu cÇu ®èi víi s¶n phÈm.
. Giai ®o¹n kÕt thóc cã nhiÒu c¸ch kÕt thóc
VÝ dô: kÕt hîp hai gèc tù do ®ang ph¸t triÓn thµnh mét ph©n tö polyme
H H
C = C
H Cl
H H
-C - C-
H Cl
H H
-C - C-
H Cl
H H
-C - C-
H Cl
H H
C = C
H H
H H
-C - C-
H H
H H
-C - C-
H H
H H
-C - C-
H H
C6H5-C-O-O-C-C6H5
O O
C6H5-C- O + C6H5+CO2
O
R - CH2- CH +
X
R - CH2- CH
X
R - CH2- CH
X
-CH- CH2-R
X
121
Ph¶n øng chuyÓn m¹ch víi mét chÊt biÕn ®æi cã thÓ lµ dung m«i, chÊt æn ®Þnh,
hoÆc chÊt ®iÒu hoµ khèi l−îng ph©n tö:
VÝ dô dïng chÊt ®iÒu hoµ m¹ch RY
Trong ph¶n øng nµy m¹ch cao ph©n tö ngõng ph¸t triÓn (®iÒu hoµ m¹ch) nh−ng
kh«ng lµm gi¶m nång ®é cña gèc tù do do ®ã vËn tèc trïng hîp kh«ng gi¶m
II. Ph¶n øng trïng ng−ng
Kh¸c ph¶n øng trïng hîp x¶y ra ë nèi ®«i cña monome (t¸ch c¸c liªn kÕt ®«i),
ph¶n øng trïng ng−ng x¶y ra gi÷a c¸c nhãm chøc kh¸c nhau cña monome. VÝ dô
sx polyeste tõ diaxit vµ diol:
HOOCR1COOH + HOR2OH → HOOCR1COOR2OH + H2O
HOOCR1COOR2OH + HOOCR1COOH→HOOCR1COOR2OOCR1COOH+H2O
nh− vËy mét nhãm axit ph¶n øng víi mét nhãm hydroxyl t¹o liªn kÕt este víi s¶n
phÈm phô lµ n−íc. Ph©n tö t¹o thµnh vÉn cã hai nhãm chøc -OH vµ -H ë cuèi
m¹ch. Chóng l¹i ph¶n øng tiÕp cho ®Õn khi ®¹t khèi l−îng ph©n tö cÇn thiÕt [-OC-
R1-CO-O-R2-O]n Polyeste m¹ch th¼ng Polyamit (nylon) ®−îc s¶n xuÊt b»ng
ph−¬ng ph¸p trïng ng−ng diamin vµ diaxit
[-NH-R1-NH-CO-R2-CO-]n
Dïng chÊt xóc t¸c (kiÒm hoÆc axit) cuèi ph¶n øng dïng ch©n kh«ng ®Ó t¸ch n−íc
vµ c¸c s¶n phÈm phô cã khèi l−îng ph©n tö thÊp.
Kh¸c ph¶n øng trïng hîp x¶y ra nhanh (vµi gi©y) ph¶n øng trïng ng−ng x¶y ra
tõng bËc thêi gian dµi.
8.1.2. Ph©n tö Polyme
Ph©n tö Polyme lµ khæng lå cßn gäi lµ cao ph©n tö. Nãi chung gåm cã m¹ch chÝnh
gåm c¸c nguyªn tö cacbon hai ho¸ trÞ liªn kÕt víi hai nguyªn tö cacbon bªn c¹nh,
cßn hai ho¸ trÞ cßn l¹i cã thÓ liªn kÕt víi nguyªn tö hoÆc nhãm nguyªn tö t¹o
thµnh c¸c nh¸nh bªn cña m¹ch
VÝ dô Polyetylen [C2H4]n
PE PVC PP
®¬n vÞ cÊu tróc b»ng m¾t xÝch = mét ®¬n vÞ cÊu tróc C2H4 thùc tÕ gãc liªn kÕt gi÷a
c¸c nguyªn tö cacbon kh«ng ph¶i lµ 180o
mµ lµ 109o
do ®ã kho¶ng c¸ch hai
nguyªn tö cacbon lµ 0,154nm
®¬n gi¶n tõ ®©y chØ vÏ th¼ng mét nguyªn tö H ®−îc thay b»ng nguyªn tö Cl
Polyvinylclorit =PVC. Thay mét nguyªn tö H b»ng nhãm metyl (CH3)
Polypropylen= PP
TÊt c¶ c¸c m¾t xÝch gièng ngau nh− trong PVC, PP, PE gäi lµ homopolyme. Thùc
tÕ ®Ó thay ®æi tÝnh chÊt cña polyme ng−êi ta cã thÓ trïng hîp hai hay nhiÒu
monome s¶n phÈm ®−îc gäi lµ copolyme (polyme ®ång trïng hîp).
    
-C-C-C-C-C-
    
H H
-C - C-
H Cl
H H
-C - C-
H Cl
H H
-C - C-
H CH3
H H
-C - C-
H CH3
H H
-C - C-
H H
H H
-C - C-
H H
R - CH2- CH
X
+ RY R - CH2- CH
X
-Y+ R
122
C¸c monome ®Ò cËp trªn cã hai kh¶ n¨ng ph¶n øng ë hai ®Çu gäi lµ monome
hai chøc chóng cã thÓ nèi víi hai monome thµnh polyme m¹ch dµi. Cßn cã lo¹i
monome ®a chøc (h¬n hai chøc) chóng cã thÓ nèi víi ba monome kh¸c t¹o
polyme kh«ng gian.
8.1.3. Khèi l−îng ph©n tö vµ sù ph©n bè khèi l−îng ph©n tö
Khèi l−îng ph©n tö cµng lín th× ®é ch¶y cña polyme cµng gi¶m vµ ®é bÒn ®é nhít
cµng t¨ng. Khèi l−îng ph©n tö cña mét polyme rÊt kh¸c nhau ®Ó ®Æc tr−ng cho sù
ph©n t¸n khèi l−îng ph©n tö ng−êi ta ®−a ra sù ph©n bè khèi l−îng ph©n tö K:
n
W
M
M
K =
Trong ®ã : ∑
∑==
G
Mg
MWM
ii
iiW , Wi lµ tû lÖ khèi l−îng cña c¸c ph©n tö cã cïng khèi
l−îng Mi
G lµ tæng khèi l−îng kh¶o s¸t, gi lµ khèi l−îng cña polyme cã cïng ph©n tö l−îng
Mi
Mw trung b×nh mol theo tû lÖ träng l−îng
Mw= Σ(tæng khèi l−îng ph©n tö cïng kÝch th−íc).(khèi l−îng mét ph©n tö)
khèi l−îng tæng céng
Mn=Σ XiMi=
N
Mn ii∑ trong ®ã
N
ni
lµ tû lÖ sè ph©n tö cã cïng khèi l−îng Mi
Mn khèi l−îng trung b×nh mol theo ph©n tö Mn = khèi l−îng tæng céng
tæng sè ph©n tö
K=1 khèi l−îng ph©n tö ®ång nhÊt lý t−ëng hiÕm gÆp
K≤5 Sù ph©n bè khèi l−îng ph©n tö hÑp
5<K<20 Sù ph©n bè khèi l−îng ph©n tö trung b×nh
K>20 Sù ph©n bè khèi l−îng ph©n tö réng.
polyme cã sù ph©n bè khèi l−îng ph©n tö hÑp dÔ gia c«ng vµ c¬ lý tÝnh tèt h¬n.
VÝ dô hai mÉu polyme P1 cã 500 ph©n tö khèi l−îng 1g vµ 2 ph©n tö 250g
P2 cã 400 ph©n tö khèi l−îng 1g vµ 100 ph©n tö 6g
Polyme P1 cã Mn=500x1+250x2 = 1,99 vµ Mw=(500x1)x1+(250x2)x250 =125,5
500+2 1000
K=125,5/1,99 = 63 → Réng
P2 co Mn = 1000 = 2 vµ Mw = (400x1)x1+(100x6)x6 = 4 → K=4/2=2 → hÑp
500 1000
8.1.4. Møc ®é kÕt tinh cña Plyme vµ tÝnh chÊt c¬ häc
§/n: Polyme tinh thÓ lµ lo¹i polyme mµ c¸c m¹ch ph©n tö s¾p xÕp cã trËt tù
(th−êng lµ song song víi nhau).
Ph©n tö polyme cång kÒnh nªn chØ cã thÓ kÕt tinh mét phÇn. Tû lÖ kÕt tinh
)(
)(
K
aCS
aSC
ρ−ρρ
ρ−ρρ
=
Trong ®ã ρS, ρC, ρa lÇn l−ît lµ khèi l−îng riªng cña polyme kh¶o s¸t, polyme tinh
thÓ hoµn toµn vµ polyme v« ®Þnh h×nh hoµn toµn. Polyme tinh thÓ cã khèi l−îng
riªng lín nhÊt ρC>ρS>ρa v× m¹ch xÕp xÝt chÆt h¬n nªn c¬ tÝnh cao h¬n 0<k<95%.
123
K phô thuéc vµo tèc ®é nguéi, cÊu t¹o ph©n tö : nguéi nhanh, ph©n tö cång
kÒnh phøc t¹p nhiÒu m¹ch nh¸nh → khã kÕt tinh. Polyme cÊu tróc m¹ch kh«ng
gian, copolyme xen kÏ lµ lo¹i v« ®Þnh h×nh.
Polyme tinh thÓ cÊu tróc gåm c¸c h¹t gäi lµ c¸c tiÓu cÇu trong mçi h¹t l¹i cã c¸c
líp tinh thÓ vµ v« ®Þnh h×nh xen kÏ nhau. D−íi t¸c dông cña lùc c¸c líp tinh thÓ bÞ
tr−ît lªn líp v« ®Þnh h×nh vµ líp v« ®Þnh h×nh còng bÞ biÕn d¹ng lµm cho polyme
cã tÝnh ®Þnh h−íng vµ t¨ng ®é bÒn. Polyme v« ®Þnh h×nh, hoÆc polyme cã tû lÖ kÕt
tinh thÊp d−íi t¸c dông cña t¶i träng dµi cã xu h−íng ch¶y nhít (biÕn d¹ng trÔ).
NÕu t¨ng thêi gian ®Æt t¶i th× polyme phôc håi cµng lín, biÕn d¹ng lín. NÕu ®Æt t¶i
träng ng¾n biÕn d¹ng kh«ng ®¸ng kÓ, chi tiÕt vÉn cßn chÞu ®−îc.
C¸c polyme v« ®Þnh h×nh cã m¹ch ph©n tö cuén uèn khóc nhiÒu khi cã lùc t¸c
®éng c¸c ph©n tö duçi ra, bá lùc t¸c dông c¸c ph©n tö l¹i co l¹i ®µn håi nh− cao
su. ë nhiÖt ®é cao polyme thuû tinh ho¸ cã cÊu tróc v« ®Þnh h×nh nªn tÝnh dÎo t¨ng
vµ tÝnh bÒn gi¶m. ë nhiÖt ®é thÊp ®é linh ®éng m¹ch nhá dÉn ®Õn polyme cã xu
h−íng gißn (ph¸ huû gißn). Polyme d·n në nhiÖt nhiÒu h¬n kim lo¹i chi tiÕt l¾p
ghÐp víi kim lo¹i cÇn l−u ý.
8.2. C¸c polyme th«ng dông vµ øng dông
8.2.1. ChÊt dÎo: S¶n l−îng cao nhÊt hiÖn nay
§Þnh nghÜa: lµ vËt liÖu cã thÓ biÕn d¹ng mµ kh«ng bÞ ph¸ huû vµ cã thÓ ®Þnh h×nh
víi ¸p lùc thÊp. Hai nhãm:
Polyme nhiÖt dÎo: gia c«ng t¹o h×nh ë nhiÖt ®é cao h¬n nhiÖt ®é thuû tinh ho¸ ¸p
lùc ph¶i duy tr× (Ðp khu«n) ®Õn khi lµm l¹nh s¶n phÈm ®Õn b¶o tån h×nh d¹ng. Kh¶
n¨ng t¸i sinh s¶n phÈn ®Õn kinh tÕ; t¹o h×nh lµm n¨ng suÊt thÊp.
Nhãm polyme nhiÖt r¾n: s¶n xuÊt hai giai ®o¹n: Giai ®o¹n 1 lµ tæng hîp polyme
m¹ch th¼ng, láng, cã khèi l−îng ph©n tö thÊp (trïng hîp s¬ bé polyme). Giai ®o¹n
2 cho chÊt ®ãng r¾n (cã thÓ kh«ng cÇn) cïng vµo khu«n Ðp vµ gia nhiÖt. D−íi t¸c
dông cña chÊt ®ãng r¾n hoÆc t¸c dông nhiÖt vµ lùc Ðp polyme trë nªn cÊu tróc
kh«ng gian, ®ãng r¾n vµ cã thÓ rì khu«n ngay. Polyme nhiÖt r¾n chÞu nhiÖt ®é
cao, kh«ng nãng ch¶y l¹i, kh«ng cã kh¶ n¨ng t¸i sinh.
§óc (¸p lùc) lµ ph−¬ng ph¸p t¹o h×nh chñ yÕu. C¸c chÊt ®én: bét oxit Al2O3, ®Êt
sÐt, oxit Zn trén lÉn tr−íc khi cho vµo khu«n hoÆc cho vµo khu«n tr−íc råi ®ïn
chÊt dÎo vµo. Cã hai ph−¬ng ph¸p ®óc th−êng dïng hiÖn nay: Ðp ®ïn, cho polyme
nhiÖt dÎo, buång Ðp gia nhiÖt. Pitt«ng ®Èy, Ðp polyme ë tr¹ng th¸i láng nhít vµo
khu«n ®Õn khi ®«ng ®Æc- lÊy s¶n phÈm 10-30s/s¶n phÈm. §óc Ðp: phèi liÖu d¹ng
bét (h¹t) ®−îc ®−îc ®−a vµo lç khu«n, chµy Ðp ®ãng kÝn khu«n vµ gia nhiÖt ®ång
thêi trong thêi gian 10-20s ®Ó ®ãng r¾n, th¸o khu«n lÊy s¶n phÈm, th−êng cho
nhùa nhiÖt r¾n.
8.2.2. Cao su (Elastome)
L−u ho¸ cao su: ®µn håi ↔ cÊu tróc m¹ng l−íi th−a. L−u ho¸ lµ ph¶n øng cña
cao su víi l−u huúnh ë nhiÖt ®é ®ñ cao vµ kh«ng thuËn nghÞch ®Ó t¹o cÊu tróc l−íi
th−a. Cao su ch−a l−u ho¸ th× mÒm, dÝnh, ®é bÒn thÊp. Sau khi l−u ho¸ ®é bÒn,
tÝnh ®µn håi, tÝnh bÒn ho¸ häc t¨ng lªn trë thµnh polyme nhiÖt r¾n. L−îng l−u
huúnh t¨ng th× t¨ng cøng gi¶m ®é d·n dµI nªn chØ dïng tõ 1 ®Õn 5%.
124
+ 2S →
mÒm dÝnh S= 1-5% khèi l−îng cao su cã ®Æc ®iÓm polyme nhiÖt r¾n
Thay thÕ m¹ch chÝnh C=Si vµ O cao su silicon cã thÓ l−u ho¸ bÒn nhiÖt vµ bÒn
trong dÇu
8.2.3. Sîi polyme
§Æc ®iÓm vµ øng dông
Yªu cÇu víi polyme dïng lµm sîi:
- Cã kh¶ n¨ng kÐo thµnh sîi dµi ®Õn tû lÖ 100: 1 gi÷a chiÒu dµi vµ ®−êng kÝnh.
- §¸p øng c¸c yªu cÇu: ®ñ bÒn, chÞu mµi mßn, c¸ch nhiÖt, ®iÖn, æn ®Þnh hãa häc
víi m«i tr−êng.
C¸c polyme ®−îc dïng ®Ó kÐo sîi lµ polyamit, polyeste PTE...
8.2.4. Mµng
Mµng (foil) lµ vËt liÖu ph¼ng, máng cã chiÒu dµy tõ 0,025 ®Õn 0,125mm. Mµng
chñ yÕu ®−îc dïng ®Ó lµm tói, bao b× thùc phÈm vµ c¸c hµng hãa kh¸c.
Yªu cÇu ®èi víi polyme lµm mµng:
khèi l−îng riªng nhá, ®é mÒm dÎo, ®é bÒn kÐo, xÐ r¸ch cao, bÒn víi n−íc, ®é
thÊm c¸c lo¹i khÝ nhÊt lµ h¬i n−íc ph¶i thÊp.
Th−êng dïng polyetylen, polypropylen.
§a sè mµng ®−îc s¶n xuÊt b»ng c¸ch ®ïn qua qua mét khe hÑp cña khu«n, sau
®ã qua trôc ®Ó c¸n gi¶m chiÒu dµy vµ t¨ng ®é bÒn.
8.2.5. ChÊt dÎo xèp (foarms)
Lµ lo¹i chÊt dÎo (gåm c¶ hai lo¹i nhiÖt dÎo vµ nhiÖt r¾n) cã ®é xèp rÊt cao. Ng−êi
ta ®−a vµo trong mÎ liÖu chÊt nµo ®ã khi nung nãng sÏ gi¶i phãng ra khÝ. C¸c khÝ
sinh ra trong kh¾p khèi chÊt láng nãng ch¶y khi lµm nguéi bÞ kÑt l¹i t¹o ra rç xèp.
Cã thÓ dïng c¸ch kh¸c: phun khÝ tr¬ (Ar) vµo vËt liÖu ë tr¹ng th¸i nãng ch¶y nh−
polyuretan, caosu, polystyren vµ PVC. ChÊt dÎo xèp ®−îc dïng ®Ó lµm ®Öm, néi
thÊt gia ®×nh vµ bao gãi s¶n phÈm.
H CH3 H H
-C - C = C - C-
H H
H H
-C - C = C - C-
H CH3 H H
H CH3 H H
-C - C - C - C-
H H
H H
-C - C - C - C-
H CH3 H H
S S

More Related Content

Similar to Ch8 polymer

HVQY | Giải phẫu bệnh | Ung thư phổi
HVQY | Giải phẫu bệnh | Ung thư phổiHVQY | Giải phẫu bệnh | Ung thư phổi
HVQY | Giải phẫu bệnh | Ung thư phổiHồng Hạnh
 
Kết Cấu Thép Nhà Nhịp Lớn
Kết Cấu Thép Nhà Nhịp Lớn Kết Cấu Thép Nhà Nhịp Lớn
Kết Cấu Thép Nhà Nhịp Lớn nataliej4
 
Giao Trinh Cong Nghe Can Va Thiet Ke Lo Hinh Truc Can 1 Nhieu Tac Gia 229 Trang
Giao Trinh Cong Nghe Can Va Thiet Ke Lo Hinh Truc Can 1 Nhieu Tac Gia 229 TrangGiao Trinh Cong Nghe Can Va Thiet Ke Lo Hinh Truc Can 1 Nhieu Tac Gia 229 Trang
Giao Trinh Cong Nghe Can Va Thiet Ke Lo Hinh Truc Can 1 Nhieu Tac Gia 229 TrangHọc Cơ Khí
 
hoccokhi.vn Giáo Trình Công Nghệ Cán Và Thiết Kế Lỗ Hình Trục Cán 1
hoccokhi.vn Giáo Trình Công Nghệ Cán Và Thiết Kế Lỗ Hình Trục Cán 1hoccokhi.vn Giáo Trình Công Nghệ Cán Và Thiết Kế Lỗ Hình Trục Cán 1
hoccokhi.vn Giáo Trình Công Nghệ Cán Và Thiết Kế Lỗ Hình Trục Cán 1Học Cơ Khí
 
hoccokhi.vn Giáo Trình Công Nghệ Cán Và Thiết Kế Lỗ Hình Trục Cán 1
hoccokhi.vn Giáo Trình Công Nghệ Cán Và Thiết Kế Lỗ Hình Trục Cán 1hoccokhi.vn Giáo Trình Công Nghệ Cán Và Thiết Kế Lỗ Hình Trục Cán 1
hoccokhi.vn Giáo Trình Công Nghệ Cán Và Thiết Kế Lỗ Hình Trục Cán 1Học Cơ Khí
 
hoccokhi.vn Công Nghệ Cán Và Thiết Kế Lỗ Hình Trục Cán - Lưu Đức Hòa, 229 Trang
hoccokhi.vn Công Nghệ Cán Và Thiết Kế Lỗ Hình Trục Cán - Lưu Đức Hòa, 229 Tranghoccokhi.vn Công Nghệ Cán Và Thiết Kế Lỗ Hình Trục Cán - Lưu Đức Hòa, 229 Trang
hoccokhi.vn Công Nghệ Cán Và Thiết Kế Lỗ Hình Trục Cán - Lưu Đức Hòa, 229 TrangHọc Cơ Khí
 
Ch5 thep&gang
Ch5 thep&gangCh5 thep&gang
Ch5 thep&gangCat Love
 
Ch5 thep&gang
Ch5 thep&gangCh5 thep&gang
Ch5 thep&gangViet Nam
 
[123doc] be-tong-tu-dam (1)
[123doc]   be-tong-tu-dam (1)[123doc]   be-tong-tu-dam (1)
[123doc] be-tong-tu-dam (1)XUAN DANG
 
[123doc] be-tong-tu-dam
[123doc]   be-tong-tu-dam[123doc]   be-tong-tu-dam
[123doc] be-tong-tu-damXUAN DANG
 
BỎNG MẮT DO HÓA CHẤT
BỎNG MẮT DO HÓA CHẤTBỎNG MẮT DO HÓA CHẤT
BỎNG MẮT DO HÓA CHẤTSoM
 
BIẾN CHỨNG CỦA GÃY XƯƠNG
BIẾN CHỨNG CỦA GÃY XƯƠNGBIẾN CHỨNG CỦA GÃY XƯƠNG
BIẾN CHỨNG CỦA GÃY XƯƠNGSoM
 
Dien hoa ly thuyet dh cn
Dien hoa ly thuyet dh cnDien hoa ly thuyet dh cn
Dien hoa ly thuyet dh cndang thuan
 
Ch1 cau truc-tinh_the
Ch1 cau truc-tinh_theCh1 cau truc-tinh_the
Ch1 cau truc-tinh_theCat Love
 
Ch1 cau truc-tinh_the
Ch1 cau truc-tinh_theCh1 cau truc-tinh_the
Ch1 cau truc-tinh_theViet Nam
 
Huong dan do_an_mon_hoc_dong_co_dot_trong_ts_vy_huu_thanh_ths_vu_anh_tuan_9668
Huong dan do_an_mon_hoc_dong_co_dot_trong_ts_vy_huu_thanh_ths_vu_anh_tuan_9668Huong dan do_an_mon_hoc_dong_co_dot_trong_ts_vy_huu_thanh_ths_vu_anh_tuan_9668
Huong dan do_an_mon_hoc_dong_co_dot_trong_ts_vy_huu_thanh_ths_vu_anh_tuan_9668VIET LY
 
Bien Chung Cua Gay Xuong.ppt
Bien Chung Cua Gay Xuong.pptBien Chung Cua Gay Xuong.ppt
Bien Chung Cua Gay Xuong.pptVnMn6
 

Similar to Ch8 polymer (20)

Bài giảng màng lọc
Bài giảng màng lọcBài giảng màng lọc
Bài giảng màng lọc
 
HVQY | Giải phẫu bệnh | Ung thư phổi
HVQY | Giải phẫu bệnh | Ung thư phổiHVQY | Giải phẫu bệnh | Ung thư phổi
HVQY | Giải phẫu bệnh | Ung thư phổi
 
Kết Cấu Thép Nhà Nhịp Lớn
Kết Cấu Thép Nhà Nhịp Lớn Kết Cấu Thép Nhà Nhịp Lớn
Kết Cấu Thép Nhà Nhịp Lớn
 
Giao Trinh Cong Nghe Can Va Thiet Ke Lo Hinh Truc Can 1 Nhieu Tac Gia 229 Trang
Giao Trinh Cong Nghe Can Va Thiet Ke Lo Hinh Truc Can 1 Nhieu Tac Gia 229 TrangGiao Trinh Cong Nghe Can Va Thiet Ke Lo Hinh Truc Can 1 Nhieu Tac Gia 229 Trang
Giao Trinh Cong Nghe Can Va Thiet Ke Lo Hinh Truc Can 1 Nhieu Tac Gia 229 Trang
 
hoccokhi.vn Giáo Trình Công Nghệ Cán Và Thiết Kế Lỗ Hình Trục Cán 1
hoccokhi.vn Giáo Trình Công Nghệ Cán Và Thiết Kế Lỗ Hình Trục Cán 1hoccokhi.vn Giáo Trình Công Nghệ Cán Và Thiết Kế Lỗ Hình Trục Cán 1
hoccokhi.vn Giáo Trình Công Nghệ Cán Và Thiết Kế Lỗ Hình Trục Cán 1
 
hoccokhi.vn Giáo Trình Công Nghệ Cán Và Thiết Kế Lỗ Hình Trục Cán 1
hoccokhi.vn Giáo Trình Công Nghệ Cán Và Thiết Kế Lỗ Hình Trục Cán 1hoccokhi.vn Giáo Trình Công Nghệ Cán Và Thiết Kế Lỗ Hình Trục Cán 1
hoccokhi.vn Giáo Trình Công Nghệ Cán Và Thiết Kế Lỗ Hình Trục Cán 1
 
hoccokhi.vn Công Nghệ Cán Và Thiết Kế Lỗ Hình Trục Cán - Lưu Đức Hòa, 229 Trang
hoccokhi.vn Công Nghệ Cán Và Thiết Kế Lỗ Hình Trục Cán - Lưu Đức Hòa, 229 Tranghoccokhi.vn Công Nghệ Cán Và Thiết Kế Lỗ Hình Trục Cán - Lưu Đức Hòa, 229 Trang
hoccokhi.vn Công Nghệ Cán Và Thiết Kế Lỗ Hình Trục Cán - Lưu Đức Hòa, 229 Trang
 
Ch5 thep&gang
Ch5 thep&gangCh5 thep&gang
Ch5 thep&gang
 
Ch5 thep&gang
Ch5 thep&gangCh5 thep&gang
Ch5 thep&gang
 
[123doc] be-tong-tu-dam (1)
[123doc]   be-tong-tu-dam (1)[123doc]   be-tong-tu-dam (1)
[123doc] be-tong-tu-dam (1)
 
[123doc] be-tong-tu-dam
[123doc]   be-tong-tu-dam[123doc]   be-tong-tu-dam
[123doc] be-tong-tu-dam
 
BỎNG MẮT DO HÓA CHẤT
BỎNG MẮT DO HÓA CHẤTBỎNG MẮT DO HÓA CHẤT
BỎNG MẮT DO HÓA CHẤT
 
BIẾN CHỨNG CỦA GÃY XƯƠNG
BIẾN CHỨNG CỦA GÃY XƯƠNGBIẾN CHỨNG CỦA GÃY XƯƠNG
BIẾN CHỨNG CỦA GÃY XƯƠNG
 
Luận văn: Chung cư tái định cư tại Hải Phòng, HAY
Luận văn: Chung cư tái định cư tại Hải Phòng, HAYLuận văn: Chung cư tái định cư tại Hải Phòng, HAY
Luận văn: Chung cư tái định cư tại Hải Phòng, HAY
 
Dien hoa ly thuyet dh cn
Dien hoa ly thuyet dh cnDien hoa ly thuyet dh cn
Dien hoa ly thuyet dh cn
 
Luận văn: Tích phân Volkenborn, HAY
Luận văn: Tích phân Volkenborn, HAYLuận văn: Tích phân Volkenborn, HAY
Luận văn: Tích phân Volkenborn, HAY
 
Ch1 cau truc-tinh_the
Ch1 cau truc-tinh_theCh1 cau truc-tinh_the
Ch1 cau truc-tinh_the
 
Ch1 cau truc-tinh_the
Ch1 cau truc-tinh_theCh1 cau truc-tinh_the
Ch1 cau truc-tinh_the
 
Huong dan do_an_mon_hoc_dong_co_dot_trong_ts_vy_huu_thanh_ths_vu_anh_tuan_9668
Huong dan do_an_mon_hoc_dong_co_dot_trong_ts_vy_huu_thanh_ths_vu_anh_tuan_9668Huong dan do_an_mon_hoc_dong_co_dot_trong_ts_vy_huu_thanh_ths_vu_anh_tuan_9668
Huong dan do_an_mon_hoc_dong_co_dot_trong_ts_vy_huu_thanh_ths_vu_anh_tuan_9668
 
Bien Chung Cua Gay Xuong.ppt
Bien Chung Cua Gay Xuong.pptBien Chung Cua Gay Xuong.ppt
Bien Chung Cua Gay Xuong.ppt
 

More from Cat Love

Gt vi sinh50
Gt vi sinh50Gt vi sinh50
Gt vi sinh50Cat Love
 
Gt vi sinh49
Gt vi sinh49Gt vi sinh49
Gt vi sinh49Cat Love
 
Gt vi sinh48
Gt vi sinh48Gt vi sinh48
Gt vi sinh48Cat Love
 
Gt vi sinh47
Gt vi sinh47Gt vi sinh47
Gt vi sinh47Cat Love
 
Gt vi sinh46
Gt vi sinh46Gt vi sinh46
Gt vi sinh46Cat Love
 
Gt vi sinh45
Gt vi sinh45Gt vi sinh45
Gt vi sinh45Cat Love
 
Gt vi sinh44
Gt vi sinh44Gt vi sinh44
Gt vi sinh44Cat Love
 
Gt vi sinh43
Gt vi sinh43Gt vi sinh43
Gt vi sinh43Cat Love
 
Gt vi sinh42
Gt vi sinh42Gt vi sinh42
Gt vi sinh42Cat Love
 
Gt vi sinh41
Gt vi sinh41Gt vi sinh41
Gt vi sinh41Cat Love
 
Gt vi sinh38
Gt vi sinh38Gt vi sinh38
Gt vi sinh38Cat Love
 
Gt vi sinh36
Gt vi sinh36Gt vi sinh36
Gt vi sinh36Cat Love
 
Gt vi sinh35
Gt vi sinh35Gt vi sinh35
Gt vi sinh35Cat Love
 
Gt vi sinh34
Gt vi sinh34Gt vi sinh34
Gt vi sinh34Cat Love
 
Gt vi sinh33
Gt vi sinh33Gt vi sinh33
Gt vi sinh33Cat Love
 
Gt vi sinh32
Gt vi sinh32Gt vi sinh32
Gt vi sinh32Cat Love
 
Gt vi sinh31
Gt vi sinh31Gt vi sinh31
Gt vi sinh31Cat Love
 
Gt vi sinh30
Gt vi sinh30Gt vi sinh30
Gt vi sinh30Cat Love
 
Gt vi sinh29
Gt vi sinh29Gt vi sinh29
Gt vi sinh29Cat Love
 
Gt vi sinh24
Gt vi sinh24Gt vi sinh24
Gt vi sinh24Cat Love
 

More from Cat Love (20)

Gt vi sinh50
Gt vi sinh50Gt vi sinh50
Gt vi sinh50
 
Gt vi sinh49
Gt vi sinh49Gt vi sinh49
Gt vi sinh49
 
Gt vi sinh48
Gt vi sinh48Gt vi sinh48
Gt vi sinh48
 
Gt vi sinh47
Gt vi sinh47Gt vi sinh47
Gt vi sinh47
 
Gt vi sinh46
Gt vi sinh46Gt vi sinh46
Gt vi sinh46
 
Gt vi sinh45
Gt vi sinh45Gt vi sinh45
Gt vi sinh45
 
Gt vi sinh44
Gt vi sinh44Gt vi sinh44
Gt vi sinh44
 
Gt vi sinh43
Gt vi sinh43Gt vi sinh43
Gt vi sinh43
 
Gt vi sinh42
Gt vi sinh42Gt vi sinh42
Gt vi sinh42
 
Gt vi sinh41
Gt vi sinh41Gt vi sinh41
Gt vi sinh41
 
Gt vi sinh38
Gt vi sinh38Gt vi sinh38
Gt vi sinh38
 
Gt vi sinh36
Gt vi sinh36Gt vi sinh36
Gt vi sinh36
 
Gt vi sinh35
Gt vi sinh35Gt vi sinh35
Gt vi sinh35
 
Gt vi sinh34
Gt vi sinh34Gt vi sinh34
Gt vi sinh34
 
Gt vi sinh33
Gt vi sinh33Gt vi sinh33
Gt vi sinh33
 
Gt vi sinh32
Gt vi sinh32Gt vi sinh32
Gt vi sinh32
 
Gt vi sinh31
Gt vi sinh31Gt vi sinh31
Gt vi sinh31
 
Gt vi sinh30
Gt vi sinh30Gt vi sinh30
Gt vi sinh30
 
Gt vi sinh29
Gt vi sinh29Gt vi sinh29
Gt vi sinh29
 
Gt vi sinh24
Gt vi sinh24Gt vi sinh24
Gt vi sinh24
 

Ch8 polymer

  • 1. 119 Ch−¬ng 8 vËt liÖu h÷u c¬ §Þnh nghÜa: lµ hîp chÊt gåm c¸c ph©n tö ®−îc h×nh thµnh do sù lÆp l¹i nhiÒu lÇn cña mét hay nhiÒu lo¹i nguyªn tö hay mét nhãm nguyªn tö (®¬n vÞ cÊu t¹o = monome) liªn kÕt víi nhau víi sè l−îng kh¸ lín ®Ó t¹o nªn mét lo¹t tÝnh chÊt mµ nh÷ng tÝnh chÊt nµy thay ®æi kh«ng ®¸ng kÓ khi lÊy ®i hoÆc thªm vµo mét vµi ®¬n vÞ cÊu t¹o. Ph©n lo¹i Theo nguån gèc h×nh thµnh: Polyme thiªn nhiªn, polyme tæng hîp . Polyme thiªn nhiªn: nguån gèc thùc vËt, ®éng vËt: xenlulo, cao su, Protein . Polyme tæng hîp: Ph¶n øng trïng hîp, trïng ng−ng: Polyolefin, Polyamit, nhùa phªnol fomadehit. Theo cÊu tróc: a- th¼ng b- nh¸nh c- l−íi . Polyme m¹ch th¼ng Polyetylen, PolyvinyRelorit, Polystyren. . Polyme m¹ch nh¸nh c¸c nh¸nh xem nh− mé phÇn cña ph©n tö t¹o b»ng tõ c¸c ph¶nøng phô trong qu¸ tr×nh tæng hîp polyme cã m¹ch nh¸nh sù s¾p xÕp Ýt chÆt chÏ dÉn ®Õn tû träng cña polyme gi¶m . Polyme m¹ch l−íi c¸c m¹ch c¹nh nhau ®−îc nèi víp nhau b»ng c¸c liªn kÕt céng ho¸ trÞ c¸c l−íi naú th−êng ®−îc h×nh thµnh nhê cho thªm vµo c¸c nguyªn tö, ph©n tö t¹o liªn kÕt ®ång ho¸ trÞ víi m¹ch chÝnh. Cao su m¹ng l−íi t¹o thµnh do qu¸ tr×nh l−u ho¸ . Polyme kh«ng gian c¸c monome cã ba nhãm ho¹t ®éng t¹o nªn polyme kh«ng gian ba chiÒu. Thùc tÕ c¸c polyme m¹ng l−íi dµy ®Æc cã thÓ coi lµ polyme kh«ng gian: Nhùa epoxy, nhùa phenolfomadehyt. Chó ý: mét polyme kh«ng thÓ thuÇn nhÊt mét lo¹i cÊu tróc vÝ dô polyme m¹ch th¼ng cã thÓ vÉn gåm cã cÊu tróc m¹ch nh¸nh vµ m¹ch l−íi nh−ng m¹ch th¼ng chiÕm ®a sè §Æc ®iÓm: polyme nhÑ, bÒn nªn ®é bÒn riªng lín, chÞu ¨n mßn tèt HÇu nh− kh«ng dÉn nhiÖt, kh«ng dÉn ®iÖn. Ph©n lo¹i theo tÝnh chÞu nhiÖt: Polyme nhiÖt dÎo (thermoplastic): th−êng lµ c¸c polyme m¹ch th¼ng, ë nhiÖt ®é nhÊt ®Þnh d−íi t¸c dông cña lùc c¸c phÇn tö cã thÓ tr−ît lªn nhau cã nghÜa lµ vËt liªô cã thÓ dÎo, ch¶y, nh−ng ë nhiÖt ®é thÊp h¬n nã l¹i r¾n trë l¹i. Gäi lµ polyme nhiÖt dÎo v× nhiÖt ®é cµng t¨ng th× tÝnh dÎo cµng t¨ng. Polyme nhiÖt dÎo lµ lo¹i polyme cã gi¸ trÞ th−¬ng m¹i quan träng nhÊt Polyme nhiÖt r¾n (thermoset): lµ c¸c polyme hay oligome (polyme cã khèi l−îg ph©n tö kh«ng cao l¾m) chóng th−êng cã cÊu tróc kh«ng gian. §−îc chÕ t¹o tõ c¸c polyme m¹ch th¼ng, hoÆc nh¸nh bÐ nÊu ch¶y+cho thªm vµo c¸c chÊt ®ãng r¾n →t¹o h×nh d−íi t¸c dông xóc t¸c cña c¸c chÊt ®ãng r¾n→ chuyÓn thµnh m¹ch kh«ng gian kh«ng thuËn nghÞch
  • 2. 120 R + CH2=CH X R - CH2- CH X Kh¸c polyme nhiÖt dÎo, polyme nhiÖt r¾n ë nhiÖt ®é cao kh«ng bÞ ch¶y mÒm vµ kh«ng hoµ tan vµo dung m«i thµnh polyme nhiÖt r¾n, kh«ng cã kh¶ n¨ng t¸i sinh Ph©n lo¹i theo lÜnh vùc ¸p dông: chÊt dÎo, sîi, cao su, s¬n, keo tÝnh chÊt vµ ¸p dông sÏ ®−îc tr×nh bµy sau. 8.1. §Æc ®iÓm cña vËt liÖu h÷u c¬ 8.1.1. H×nh thµnh vËt liÖu polyme Nguyªn vËt liÖu ban ®Çu cho vËt liÖu polyme Ngµy nay C«ng nghiÖp ho¸ dÇu cung cÊp nguyªn liÖu s¶n xuÊt ra c¸c polyme do ®ã ho¸ dÇu→↑ c«ng nghiÖp polyme→ kÝch thÝch c«ng nghiÖp ho¸ dÇu Ba ph−¬ng ph¸p chÝnh ®Ó s¶n xuÊt c¸c hîp chÊt trung gian nµy: . T¸ch c¸cbua hydro riªng biÖt trong dÇu má sau ®ã chuyÓn thµnh c¸c hîp chÊt cÇn thiÕt: n-butan = butaduen vµ xyclohexan b»ng monome nylon . T¸ch c¸c olefin cña qu¸ trÝnh cracking → hydro cacbon m¹ch th¼ng . T¹o c¸c hîp chÊt th¬m: Benzen b»ng qu¸ tr×nh platforming→ hydro cacbon th¬m c¸c hîp chÊt trung gian t¹o b»ng c¸c ph−¬ng ph¸p trªn→ oxy ho¸, halogen ho¸, hydrat ho¸.. → hîp chÊt kh¸c. C¸c ph−¬ng ph¸p tæng hîp polyme I. Ph−¬ng ph¸p trïng hîp: C¸c monome dïng ®Ó trïng hîp lµ c¸c hîp chÊt ®¬n gi¶n cã khèi l−îng ph©n tö thÇp, cã chøa c¸c nèi ®«i vÝ dô n(CH2=CH2) CH2=CH2 → -CH2-CH2- §a sè polyme nhiÖt dÎo trïng hîp theo ph−¬ng ph¸p nµy etylen PE vinylclorit PVC §Ó trïng hîp ph¶i cã c¸c t¸c nh©n: tia giµu n¨ng l−îng, nhiÖt hoÆc dïng chÊt khëi t¹o c¬ chÕ trïng hîp dïng chÊt khëi t¹o qua ba giai ®o¹n: . Khëi ®Çu: t¹o c¸c gèc tù do cña beroxytbenzoil: = 2R c¸c gèc tù do (R ) kÕt hîp víi monome t¹o gèc tù do míi: = R míi . Giai ®o¹n ph¸t triÓn C¸c gèc tù do h×nh thµnh ë giai ®o¹n më ®Çu tiÕp tôc ph¶n øng víi c¸c monome t¹o ra c¸c gèc tù do míi cã m¹ch dµi h¬n vµ ®é ho¹t ®éng ho¸ häc t−¬ng tù ph¶n øng lÆp l¹i hµng ngµn lÇn trong vµi gi©y do ®ã sè monome tham gia vµo mét gèc cao ph©n tö phô thuéc vµo ®iÒu kiÖn ph¶n øng vµ yªu cÇu ®èi víi s¶n phÈm. . Giai ®o¹n kÕt thóc cã nhiÒu c¸ch kÕt thóc VÝ dô: kÕt hîp hai gèc tù do ®ang ph¸t triÓn thµnh mét ph©n tö polyme H H C = C H Cl H H -C - C- H Cl H H -C - C- H Cl H H -C - C- H Cl H H C = C H H H H -C - C- H H H H -C - C- H H H H -C - C- H H C6H5-C-O-O-C-C6H5 O O C6H5-C- O + C6H5+CO2 O R - CH2- CH + X R - CH2- CH X R - CH2- CH X -CH- CH2-R X
  • 3. 121 Ph¶n øng chuyÓn m¹ch víi mét chÊt biÕn ®æi cã thÓ lµ dung m«i, chÊt æn ®Þnh, hoÆc chÊt ®iÒu hoµ khèi l−îng ph©n tö: VÝ dô dïng chÊt ®iÒu hoµ m¹ch RY Trong ph¶n øng nµy m¹ch cao ph©n tö ngõng ph¸t triÓn (®iÒu hoµ m¹ch) nh−ng kh«ng lµm gi¶m nång ®é cña gèc tù do do ®ã vËn tèc trïng hîp kh«ng gi¶m II. Ph¶n øng trïng ng−ng Kh¸c ph¶n øng trïng hîp x¶y ra ë nèi ®«i cña monome (t¸ch c¸c liªn kÕt ®«i), ph¶n øng trïng ng−ng x¶y ra gi÷a c¸c nhãm chøc kh¸c nhau cña monome. VÝ dô sx polyeste tõ diaxit vµ diol: HOOCR1COOH + HOR2OH → HOOCR1COOR2OH + H2O HOOCR1COOR2OH + HOOCR1COOH→HOOCR1COOR2OOCR1COOH+H2O nh− vËy mét nhãm axit ph¶n øng víi mét nhãm hydroxyl t¹o liªn kÕt este víi s¶n phÈm phô lµ n−íc. Ph©n tö t¹o thµnh vÉn cã hai nhãm chøc -OH vµ -H ë cuèi m¹ch. Chóng l¹i ph¶n øng tiÕp cho ®Õn khi ®¹t khèi l−îng ph©n tö cÇn thiÕt [-OC- R1-CO-O-R2-O]n Polyeste m¹ch th¼ng Polyamit (nylon) ®−îc s¶n xuÊt b»ng ph−¬ng ph¸p trïng ng−ng diamin vµ diaxit [-NH-R1-NH-CO-R2-CO-]n Dïng chÊt xóc t¸c (kiÒm hoÆc axit) cuèi ph¶n øng dïng ch©n kh«ng ®Ó t¸ch n−íc vµ c¸c s¶n phÈm phô cã khèi l−îng ph©n tö thÊp. Kh¸c ph¶n øng trïng hîp x¶y ra nhanh (vµi gi©y) ph¶n øng trïng ng−ng x¶y ra tõng bËc thêi gian dµi. 8.1.2. Ph©n tö Polyme Ph©n tö Polyme lµ khæng lå cßn gäi lµ cao ph©n tö. Nãi chung gåm cã m¹ch chÝnh gåm c¸c nguyªn tö cacbon hai ho¸ trÞ liªn kÕt víi hai nguyªn tö cacbon bªn c¹nh, cßn hai ho¸ trÞ cßn l¹i cã thÓ liªn kÕt víi nguyªn tö hoÆc nhãm nguyªn tö t¹o thµnh c¸c nh¸nh bªn cña m¹ch VÝ dô Polyetylen [C2H4]n PE PVC PP ®¬n vÞ cÊu tróc b»ng m¾t xÝch = mét ®¬n vÞ cÊu tróc C2H4 thùc tÕ gãc liªn kÕt gi÷a c¸c nguyªn tö cacbon kh«ng ph¶i lµ 180o mµ lµ 109o do ®ã kho¶ng c¸ch hai nguyªn tö cacbon lµ 0,154nm ®¬n gi¶n tõ ®©y chØ vÏ th¼ng mét nguyªn tö H ®−îc thay b»ng nguyªn tö Cl Polyvinylclorit =PVC. Thay mét nguyªn tö H b»ng nhãm metyl (CH3) Polypropylen= PP TÊt c¶ c¸c m¾t xÝch gièng ngau nh− trong PVC, PP, PE gäi lµ homopolyme. Thùc tÕ ®Ó thay ®æi tÝnh chÊt cña polyme ng−êi ta cã thÓ trïng hîp hai hay nhiÒu monome s¶n phÈm ®−îc gäi lµ copolyme (polyme ®ång trïng hîp).      -C-C-C-C-C-      H H -C - C- H Cl H H -C - C- H Cl H H -C - C- H CH3 H H -C - C- H CH3 H H -C - C- H H H H -C - C- H H R - CH2- CH X + RY R - CH2- CH X -Y+ R
  • 4. 122 C¸c monome ®Ò cËp trªn cã hai kh¶ n¨ng ph¶n øng ë hai ®Çu gäi lµ monome hai chøc chóng cã thÓ nèi víi hai monome thµnh polyme m¹ch dµi. Cßn cã lo¹i monome ®a chøc (h¬n hai chøc) chóng cã thÓ nèi víi ba monome kh¸c t¹o polyme kh«ng gian. 8.1.3. Khèi l−îng ph©n tö vµ sù ph©n bè khèi l−îng ph©n tö Khèi l−îng ph©n tö cµng lín th× ®é ch¶y cña polyme cµng gi¶m vµ ®é bÒn ®é nhít cµng t¨ng. Khèi l−îng ph©n tö cña mét polyme rÊt kh¸c nhau ®Ó ®Æc tr−ng cho sù ph©n t¸n khèi l−îng ph©n tö ng−êi ta ®−a ra sù ph©n bè khèi l−îng ph©n tö K: n W M M K = Trong ®ã : ∑ ∑== G Mg MWM ii iiW , Wi lµ tû lÖ khèi l−îng cña c¸c ph©n tö cã cïng khèi l−îng Mi G lµ tæng khèi l−îng kh¶o s¸t, gi lµ khèi l−îng cña polyme cã cïng ph©n tö l−îng Mi Mw trung b×nh mol theo tû lÖ träng l−îng Mw= Σ(tæng khèi l−îng ph©n tö cïng kÝch th−íc).(khèi l−îng mét ph©n tö) khèi l−îng tæng céng Mn=Σ XiMi= N Mn ii∑ trong ®ã N ni lµ tû lÖ sè ph©n tö cã cïng khèi l−îng Mi Mn khèi l−îng trung b×nh mol theo ph©n tö Mn = khèi l−îng tæng céng tæng sè ph©n tö K=1 khèi l−îng ph©n tö ®ång nhÊt lý t−ëng hiÕm gÆp K≤5 Sù ph©n bè khèi l−îng ph©n tö hÑp 5<K<20 Sù ph©n bè khèi l−îng ph©n tö trung b×nh K>20 Sù ph©n bè khèi l−îng ph©n tö réng. polyme cã sù ph©n bè khèi l−îng ph©n tö hÑp dÔ gia c«ng vµ c¬ lý tÝnh tèt h¬n. VÝ dô hai mÉu polyme P1 cã 500 ph©n tö khèi l−îng 1g vµ 2 ph©n tö 250g P2 cã 400 ph©n tö khèi l−îng 1g vµ 100 ph©n tö 6g Polyme P1 cã Mn=500x1+250x2 = 1,99 vµ Mw=(500x1)x1+(250x2)x250 =125,5 500+2 1000 K=125,5/1,99 = 63 → Réng P2 co Mn = 1000 = 2 vµ Mw = (400x1)x1+(100x6)x6 = 4 → K=4/2=2 → hÑp 500 1000 8.1.4. Møc ®é kÕt tinh cña Plyme vµ tÝnh chÊt c¬ häc §/n: Polyme tinh thÓ lµ lo¹i polyme mµ c¸c m¹ch ph©n tö s¾p xÕp cã trËt tù (th−êng lµ song song víi nhau). Ph©n tö polyme cång kÒnh nªn chØ cã thÓ kÕt tinh mét phÇn. Tû lÖ kÕt tinh )( )( K aCS aSC ρ−ρρ ρ−ρρ = Trong ®ã ρS, ρC, ρa lÇn l−ît lµ khèi l−îng riªng cña polyme kh¶o s¸t, polyme tinh thÓ hoµn toµn vµ polyme v« ®Þnh h×nh hoµn toµn. Polyme tinh thÓ cã khèi l−îng riªng lín nhÊt ρC>ρS>ρa v× m¹ch xÕp xÝt chÆt h¬n nªn c¬ tÝnh cao h¬n 0<k<95%.
  • 5. 123 K phô thuéc vµo tèc ®é nguéi, cÊu t¹o ph©n tö : nguéi nhanh, ph©n tö cång kÒnh phøc t¹p nhiÒu m¹ch nh¸nh → khã kÕt tinh. Polyme cÊu tróc m¹ch kh«ng gian, copolyme xen kÏ lµ lo¹i v« ®Þnh h×nh. Polyme tinh thÓ cÊu tróc gåm c¸c h¹t gäi lµ c¸c tiÓu cÇu trong mçi h¹t l¹i cã c¸c líp tinh thÓ vµ v« ®Þnh h×nh xen kÏ nhau. D−íi t¸c dông cña lùc c¸c líp tinh thÓ bÞ tr−ît lªn líp v« ®Þnh h×nh vµ líp v« ®Þnh h×nh còng bÞ biÕn d¹ng lµm cho polyme cã tÝnh ®Þnh h−íng vµ t¨ng ®é bÒn. Polyme v« ®Þnh h×nh, hoÆc polyme cã tû lÖ kÕt tinh thÊp d−íi t¸c dông cña t¶i träng dµi cã xu h−íng ch¶y nhít (biÕn d¹ng trÔ). NÕu t¨ng thêi gian ®Æt t¶i th× polyme phôc håi cµng lín, biÕn d¹ng lín. NÕu ®Æt t¶i träng ng¾n biÕn d¹ng kh«ng ®¸ng kÓ, chi tiÕt vÉn cßn chÞu ®−îc. C¸c polyme v« ®Þnh h×nh cã m¹ch ph©n tö cuén uèn khóc nhiÒu khi cã lùc t¸c ®éng c¸c ph©n tö duçi ra, bá lùc t¸c dông c¸c ph©n tö l¹i co l¹i ®µn håi nh− cao su. ë nhiÖt ®é cao polyme thuû tinh ho¸ cã cÊu tróc v« ®Þnh h×nh nªn tÝnh dÎo t¨ng vµ tÝnh bÒn gi¶m. ë nhiÖt ®é thÊp ®é linh ®éng m¹ch nhá dÉn ®Õn polyme cã xu h−íng gißn (ph¸ huû gißn). Polyme d·n në nhiÖt nhiÒu h¬n kim lo¹i chi tiÕt l¾p ghÐp víi kim lo¹i cÇn l−u ý. 8.2. C¸c polyme th«ng dông vµ øng dông 8.2.1. ChÊt dÎo: S¶n l−îng cao nhÊt hiÖn nay §Þnh nghÜa: lµ vËt liÖu cã thÓ biÕn d¹ng mµ kh«ng bÞ ph¸ huû vµ cã thÓ ®Þnh h×nh víi ¸p lùc thÊp. Hai nhãm: Polyme nhiÖt dÎo: gia c«ng t¹o h×nh ë nhiÖt ®é cao h¬n nhiÖt ®é thuû tinh ho¸ ¸p lùc ph¶i duy tr× (Ðp khu«n) ®Õn khi lµm l¹nh s¶n phÈm ®Õn b¶o tån h×nh d¹ng. Kh¶ n¨ng t¸i sinh s¶n phÈn ®Õn kinh tÕ; t¹o h×nh lµm n¨ng suÊt thÊp. Nhãm polyme nhiÖt r¾n: s¶n xuÊt hai giai ®o¹n: Giai ®o¹n 1 lµ tæng hîp polyme m¹ch th¼ng, láng, cã khèi l−îng ph©n tö thÊp (trïng hîp s¬ bé polyme). Giai ®o¹n 2 cho chÊt ®ãng r¾n (cã thÓ kh«ng cÇn) cïng vµo khu«n Ðp vµ gia nhiÖt. D−íi t¸c dông cña chÊt ®ãng r¾n hoÆc t¸c dông nhiÖt vµ lùc Ðp polyme trë nªn cÊu tróc kh«ng gian, ®ãng r¾n vµ cã thÓ rì khu«n ngay. Polyme nhiÖt r¾n chÞu nhiÖt ®é cao, kh«ng nãng ch¶y l¹i, kh«ng cã kh¶ n¨ng t¸i sinh. §óc (¸p lùc) lµ ph−¬ng ph¸p t¹o h×nh chñ yÕu. C¸c chÊt ®én: bét oxit Al2O3, ®Êt sÐt, oxit Zn trén lÉn tr−íc khi cho vµo khu«n hoÆc cho vµo khu«n tr−íc råi ®ïn chÊt dÎo vµo. Cã hai ph−¬ng ph¸p ®óc th−êng dïng hiÖn nay: Ðp ®ïn, cho polyme nhiÖt dÎo, buång Ðp gia nhiÖt. Pitt«ng ®Èy, Ðp polyme ë tr¹ng th¸i láng nhít vµo khu«n ®Õn khi ®«ng ®Æc- lÊy s¶n phÈm 10-30s/s¶n phÈm. §óc Ðp: phèi liÖu d¹ng bét (h¹t) ®−îc ®−îc ®−a vµo lç khu«n, chµy Ðp ®ãng kÝn khu«n vµ gia nhiÖt ®ång thêi trong thêi gian 10-20s ®Ó ®ãng r¾n, th¸o khu«n lÊy s¶n phÈm, th−êng cho nhùa nhiÖt r¾n. 8.2.2. Cao su (Elastome) L−u ho¸ cao su: ®µn håi ↔ cÊu tróc m¹ng l−íi th−a. L−u ho¸ lµ ph¶n øng cña cao su víi l−u huúnh ë nhiÖt ®é ®ñ cao vµ kh«ng thuËn nghÞch ®Ó t¹o cÊu tróc l−íi th−a. Cao su ch−a l−u ho¸ th× mÒm, dÝnh, ®é bÒn thÊp. Sau khi l−u ho¸ ®é bÒn, tÝnh ®µn håi, tÝnh bÒn ho¸ häc t¨ng lªn trë thµnh polyme nhiÖt r¾n. L−îng l−u huúnh t¨ng th× t¨ng cøng gi¶m ®é d·n dµI nªn chØ dïng tõ 1 ®Õn 5%.
  • 6. 124 + 2S → mÒm dÝnh S= 1-5% khèi l−îng cao su cã ®Æc ®iÓm polyme nhiÖt r¾n Thay thÕ m¹ch chÝnh C=Si vµ O cao su silicon cã thÓ l−u ho¸ bÒn nhiÖt vµ bÒn trong dÇu 8.2.3. Sîi polyme §Æc ®iÓm vµ øng dông Yªu cÇu víi polyme dïng lµm sîi: - Cã kh¶ n¨ng kÐo thµnh sîi dµi ®Õn tû lÖ 100: 1 gi÷a chiÒu dµi vµ ®−êng kÝnh. - §¸p øng c¸c yªu cÇu: ®ñ bÒn, chÞu mµi mßn, c¸ch nhiÖt, ®iÖn, æn ®Þnh hãa häc víi m«i tr−êng. C¸c polyme ®−îc dïng ®Ó kÐo sîi lµ polyamit, polyeste PTE... 8.2.4. Mµng Mµng (foil) lµ vËt liÖu ph¼ng, máng cã chiÒu dµy tõ 0,025 ®Õn 0,125mm. Mµng chñ yÕu ®−îc dïng ®Ó lµm tói, bao b× thùc phÈm vµ c¸c hµng hãa kh¸c. Yªu cÇu ®èi víi polyme lµm mµng: khèi l−îng riªng nhá, ®é mÒm dÎo, ®é bÒn kÐo, xÐ r¸ch cao, bÒn víi n−íc, ®é thÊm c¸c lo¹i khÝ nhÊt lµ h¬i n−íc ph¶i thÊp. Th−êng dïng polyetylen, polypropylen. §a sè mµng ®−îc s¶n xuÊt b»ng c¸ch ®ïn qua qua mét khe hÑp cña khu«n, sau ®ã qua trôc ®Ó c¸n gi¶m chiÒu dµy vµ t¨ng ®é bÒn. 8.2.5. ChÊt dÎo xèp (foarms) Lµ lo¹i chÊt dÎo (gåm c¶ hai lo¹i nhiÖt dÎo vµ nhiÖt r¾n) cã ®é xèp rÊt cao. Ng−êi ta ®−a vµo trong mÎ liÖu chÊt nµo ®ã khi nung nãng sÏ gi¶i phãng ra khÝ. C¸c khÝ sinh ra trong kh¾p khèi chÊt láng nãng ch¶y khi lµm nguéi bÞ kÑt l¹i t¹o ra rç xèp. Cã thÓ dïng c¸ch kh¸c: phun khÝ tr¬ (Ar) vµo vËt liÖu ë tr¹ng th¸i nãng ch¶y nh− polyuretan, caosu, polystyren vµ PVC. ChÊt dÎo xèp ®−îc dïng ®Ó lµm ®Öm, néi thÊt gia ®×nh vµ bao gãi s¶n phÈm. H CH3 H H -C - C = C - C- H H H H -C - C = C - C- H CH3 H H H CH3 H H -C - C - C - C- H H H H -C - C - C - C- H CH3 H H S S