Sử dụng vật liệu hữu cơ-polymer ppt

GVHD:Th.s Nguyễn Thị Mỹ Anh Sinh Viên Thưc hiện: Nhóm 11
PHỤ LỤC .
Chương 1. Nguồn gốc và lịch sử phát triển của hợp chất hữu cơ - polymer… Trang 5
Chương 2. Một vài khái niệm cơ bản về hợp chất hữu cơ - polymer…… 6
2.1. Khái niệm cơ bản về hợp chất hữu cơ – polymer……………………… 6
2.2: Danh pháp…………………………………………………………… ….8
2.3. Phân loại polymer…………………………………………………… …8
2.4. Sự khác nhau giữa hợp chất cao phân tử và hợp chất thấp phân tử…… … 9
2.5. Cấu tạo cấu trúc polymer 9
2.5.1. cấu trúc……………………………………………………… ….… 9
2.5.2. Liên kết trong vật liệu Polymer…………………………… 10
2.5.2.1. Phân tử hydrocacbon.
.………………………………… … 10
.………………………………… … 10
2.5.2.2. Nhận xét:……………………………………… ………….…15
Chương 3. Tính chất cơ bản của vật liệu hữu cơ - polyme……….………………….16
3.1 Cơ tính của vật liệu hữu cơ 16
3.1.1. Giới hạn đàn hồi, môdun đàn hồi, giới hạn bền kéo……… ….16
3.1.2. Ðộ dai va đập 18
3.1.3. Ðộ bền mỏi 19
3.1.4. Ðộ bền xé và độ cứng 19
3.1.5. Ðộ bền phá hủy vật liệu polyme 19
3.2 Lý tính của vật liệu hữu cơ 20
3.2.1 Khối lượng riêng 20
3.2.2. Tính chất nhiệt 20
3.2.3. Tính chất điện 21
3.2.4. Tính chất quang 21
3.2.5. Tính bất đẳng hướng 22
3.2.6. Tính có cực của polymer 22
3.2.7. Hình thái cấu tạo và hình thái sắp xếp 23
3.2.8. Tính mềm dẻo của mạch polymer 24

3.3. Khái niệm hiện đại về cấu trúc ngoại vi phân tử polymer 27
Lớp DHHO6BLT. Sưu Tầm Đề Tài“Sử Dụng Vật Liệu Hữu Cơ”. Trang 1
GVHD:Th.s Nguyễn Thị Mỹ Anh Sinh Viên Thưc hiện: Nhóm 11
3.3.1 Cấu trúc ngoại vi phân tử của polymer vô định hình 28
3.3.2. Cấu trúc ngoại vi phân tử của polymer tinh thể 29
Chương 4. Sử dụng vật liệu hữu cơ – polymer 31
4.1. Chất dẻo 31
4.1.1. Khái niệm về chất dẻo 31
4.1.2. Ðặc điểm và phân lọai chất dẻo 31
4.1.2.1. Đặc điểm 31
4.1.2.2. phân loại chất dẻo… 32
4.1.3.Tính chất và ứng dụng một số lọai chất dẻo 33
4.2. Gia công polymer…………………………………………………………… …36
4.2.1. Phối liệu………………………………………………………………… 36
4.2.2. Các phương pháp gia công…………………………………………… …38
4.2.2.1. Đúc ép (Compression moulding)…………………………… ……38
4.2.2.2. Đúc trao đổi (Transfer moulding)…………………………… … 38
4.2.2.3. Đúc phun (Injection moulding)…………………………….……….38
4.2.2.4. Đúc đùn (Extrusion)…………………………………………….… 49
4.2.2.5. Đúc thổi (Blow moulding)………………………………………….49
4.2.2.6. Đổ khuôn…………………………………………………… …….40
4.2.2.7. Đúc chân không (Vacuum moulding)………………………………41
4.3. Cao su 41
4.3.1. Cao su tự nhiên 41
4.3.2. Cao su nhân tạo (Elastome ) 43
4.3.2.1. Cao su buna, cao su buna –S và cao su buna –N 44
4.3.2.3. Cao su isopren. 45
4.2.3. Ứng dụng của cao su 46
4.4. TƠ 46
4.4.1. Khái niệm 46

4.4.2. Phân loại 47
4.4.3. Tính chất 47
Lớp DHHO6BLT. Sưu Tầm Đề Tài“Sử Dụng Vật Liệu Hữu Cơ”. Trang 2
GVHD:Th.s Nguyễn Thị Mỹ Anh Sinh Viên Thưc hiện: Nhóm 11
4.4.4. Một số loại tơ tổng hợp thường gặp 50
4.4.4.1. Tơ nilon -6,6 50
4.4.4.2. Tơ lapsan 50
4.4.4.3. Tơ nitron 50
4.4.4.4 Tơ poliamit (có nhiều nhóm amit –CO–NH–) 51
4.4.4.5 Tơ polieste (có nhiều nhóm este) 51
4.4.4.6. Tơ vinylic (có nhiều nhóm polivinyl) 51
4.4.5. Ứng dụng của tơ 51
4.4.6. Một số ứng dụng khác 52
4.4.6.1. Màng 53
4.4.6.2. Chất dẻo xốp 54
4.5. SƠN 54
4.5.1. Khái nhiệm và phân loại 54
4.3.1.1.Khái niệm 54
4.3.1.2. Phân loại 55
4.5.2. Một số loại sơn thông dụng 56
4.5.3. Thành phần của sơn 58
4.5.3.1. Đơn công nghệ sản xuất sơn alkyd 59
4.5.3.2. Thí dụ Sơn mặt ngoài gốc Silicone Resin 61
4.5.4. Tính năng và ứng dụng của vật liệu: nhóm SƠN 61
4.6. Keo 62
4.6.1.Khái quát về keo dán 62
4.6.2. Đặc điểm các loại keo dán 64
4.6.3. Các loại keo dán 65
4.6.3.1. Keo thực vật (Hồ (Keo) tinh bột ) 65
4.6.3.2. Keo động vật (Casein) 66

4.6.3.3. . Keo UREFOOC 67
4.6.3.4. Keo EPOXY 69
4.6.3.4.1. Đặc điểm chung của loại keo epoxy 69
Lớp DHHO6BLT. Sưu Tầm Đề Tài“Sử Dụng Vật Liệu Hữu Cơ”. Trang 3
GVHD:Th.s Nguyễn Thị Mỹ Anh Sinh Viên Thưc hiện: Nhóm 11
4.6.3.4.2. Keo epoxy biến tính bằng nhựa phenol-foocmaldehyt 71
4.6.3.4.2.1 Nhựa phenolfoocmaldehyt 71
4.6.3.4.2.2. Keo epoxy biến tính phenolfoocmaldehyt 72
4.6.3.5. Keo cao su. (Keo elastome) 72
4.6.3.6. Các loại keo dùng trong dán hộp, dán màng 73
4.6.3.6.1. Keo PVAC 73
4.6.3.6.2. Keo KORLOR 472 73
4.6.3.6.3. Keo PRODUCER 4601 74
4.6.3.6.4. Keo Emulsion Properties DA 75
4.6.3.6.5. Keo Hot Melt Durabond 882 75
4.6.2.5.6. Keo Polyurethane (viết tắt là PUR-adhesive) 76
4.6.4. So sánh giữa 2 loại keo hot melt và PUR-adhesive 76
4.6.5. Ứng dụng của các loại keo 77
4.6.5.1. Keo dán màng PET và HOTFIXTAPE 77
4.6.5.2. Keo PVAC 305 - POLY VINYLACETATE 305 77
4.6.5.3. Keo HOTMELT 78
4.6.5.4. Keo cán màng gia – 102 78
4.6.5.5. Keo UV Phủ bóng 78
4.6.5.6. Keo POLY URETHANE 79
4.6.5.7. Keo PVAC 201 79
4.6.5.8. Keo chuyên dùng cho nhựa 79
4.6.5.9. Keo dán sử dụng trong ngành in lụa keo chụp bảng 79
4.6.5.10. Keo dán giấy và sợi 80
4.6.5.11. Keo dán gỗ 80
4.6.5.12. Keo dán vải và cao su 80

4.6.5.13. Keo dán kim loại 80
4.6.5.14. Keo dán thủy tinh 80
Chương 5. Tài liệu tham khảo 80
Lớp DHHO6BLT. Sưu Tầm Đề Tài“Sử Dụng Vật Liệu Hữu Cơ”. Trang 4
GVHD:Th.s Nguyễn Thị Mỹ Anh Sinh Viên Thưc hiện: Nhóm 11
Chương 1: NGUỒN GỐC PHẤT TRIỂN CỦA HỢP CHẤT HỮU CƠ -
POLYMER.
1. Nguồn gốc và lịch sử phát triển của hợp chất hữu cơ - polymer. [3]
- Từ thời xa xưa người ta biết sử dụng sợi bông, sợi tơ tầm, sợi len để làm quần áo,
gỗ, tre, da v.v. để phục vụ cuộc sống sinh hoạt hàng ngày. Với sự phát triển của khoa
học và công nghệ, ngày nay vật liệu hữu cơ mới - vật liệu polyme đã được đưa vào sử
dụng để sản xuất các sản phẩm mở rộng hoạt động của con người. Người ái cập cổ
xưa biết sử dụng giấy polymer để viết thư cho đến khi tìm ra được phương pháp điều
chế hợp chất cao phân tử khác là giấy
- Năm 1833, Gay lussac tổng hợp được polyester khi đun nóng acid lactic, Braconot
điều chế được Nitroxenlolozơ bằng phương pháp chuyển hoá đồng dạng. Từ đó mở ra
thời kỳ mới, thời kỳ tổng hợp polymer bằng phương pháp hoá học và đi sâu vào
nghiên cứu cấu trúc của polymer thiên nhiên.
- Đến cuối thế kỹ 19 và đầu thế kỷ 20 việc nghiên cứu hợp chất polymer được phát
triển mạnh mẻ.
- Nhờ những thành tựu của khoa học kỹ thuật người ta đã áp dụng những phương
pháp vật lý hiện đại để nghiên cứu cấu trúc polymer và đưa ra kết luận:
- Các hợp chất hữu cơ có khối lượng phân tử lớn gọi là hợp chất cao phân tử hay
polymer, đã được hình thành trong thiên nhiên từ những ngày đầu tồn tại của trái đất.
thí dụ : xenlulôzơ ( thành phần chủ yếu của thực vật), protit ( thành phần chủ yếu của
tế bào sống)…
- Hợp chất polymer là tổ hợp của các phân tử có độ lớn khác nhau về cấu trúc và
thành phần đơn vị cấu trúc monomer trong mạch phân tử.
- Các nguyên tử hình thành mạch chính của phân tử lớn có thể tồn tại ở dạng sợi và
có thể dao động xung quanh liên kết hoá trị, làm thay đổi cấu dạng của đại phân tử.

- Tính chất của polymer phụ thuộc vào khối lượng phân tử, cấu trúc thành phần hoá
học của phân tử, cũng như sự tương tác của các phân tử.
Lớp DHHO6BLT. Sưu Tầm Đề Tài“Sử Dụng Vật Liệu Hữu Cơ”. Trang 5
GVHD:Th.s Nguyễn Thị Mỹ Anh Sinh Viên Thưc hiện: Nhóm 11
- Dung dịch polymer là một hệ bền nhiệt động học, không khác với dung dịch của
hợp chất thấp phân tử, nhưng lực tổ hợp và solvate hoá lớn ngay trong dung dịch
loãng.
- Ngày nay với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học đã thúc đẩy sự phát triển mạnh
mẽ và ứng dụng rộng rãi của các hợp chất polymer.
Thí dụ: cao su là vật liệu không thể thiếu trong ngành giao thông vận tải,
nhựa Polyethylene (PE) , polypropylene (PP), ABS, polystyren (PS), poly metyl
metacrylat (PMMA), poly butadien (PB), poly etylenterephtalat (PET),… mà sản
phẩm gia dụng của nó không thể thiếu trong sinh hoạt hàng ngày. Polyester không no,
epoxy, PF, UF … là nhựa nền cho vật liệu composite. Hơn thế nửa có thể tổng hợp
được polymer tinh thể lỏng ứng dụng làm màng hình tinh thể lỏng…
Chương 2: KHÁI NIỆM CƠ BẢN CỦA HỢP CHẤT HỮU CƠ-POLYMER.
2.1. Khái niệm cơ bản về hợp chất hữu cơ – polymer. [3]
- Polymer: là hợp chất cao phân tử chứa nhiều nhóm nguyên tử liên kết với nhau
bằng liên kết hoá.
- Monomer: là những hợp chất cơ bản ban đầu để chuyển hoá thành polymer.
- Olygomer: polymer khối lượng phân tử thấp (hợp chất trung gian), chưa mang
những đặc trưng tính chất như polymer. Sự phân biệt giữa oligomer và polymer không
rõ ràng, tuy nhiên oligomer không có sự thay đổi rõ ràng với những tính chất quan
trọng.
- Mắc xích cơ sở: là những nhóm nguyên tử lặp đi lặp lại trong phân tử polymer
- Đoạn mạch: là một giá trị trọng lượng của các mắc xích liền nhau sao cho sự dịch
chuyển của mắc xích liền sau đó không phụ thuộc vào mắc xích ban đầu.
- Nhóm cuối: là nhóm nguyên tử đặc trưng nằm ở cuối mạch polymer. Những
olygomer hoạt động có chứa nhóm cuối có khả năng tham gia phản ứng trùng hợp,
thường được dùng để tổng hợp copolymer và polymer không gian.

- Độ trùng hợp (n): biểu thị số mác xích cơ sở có trong đại phân tử của polymer

m
M
n =
Lớp DHHO6BLT. Sưu Tầm Đề Tài“Sử Dụng Vật Liệu Hữu Cơ”. Trang 6
GVHD:Th.s Nguyễn Thị Mỹ Anh Sinh Viên Thưc hiện: Nhóm 11
M: khối lượng phân tử trung bình của Polymer
m : khối lượng phân tử của mắc xích
- Khối lượng phân tử của polymer.
+ Khối lượng phân tử trung bình số M
n
∑
∑
=
i
i
i
ii
n
N
MN
M
M
i
: khối lượng phân tử của mạch i
N
i
: số phân tử có khối lượng Mi có trong hệ
Khối lượng phân tử trung bình số thể hiện phần số học các mạch hiện diện trong hổn

hợp.
+ Khối lượng phân tử trung bình khối Mw
∑
=
i
ii
ii
i
NM
NM
W
:
W
i
Phần khối lượng của mạch phân tử có độ trùng hợp i
∑
=
i
ii
w
MWM
Khối lượng trung bình khối là tổng khối lượng các thành phần tính trung bình
theo phần khối lượng của từng loại mạch có độ trùng hợp khác nhau.
Chỉ số đa phân tán IP : đặc trưng cho độ phân tán của mẫu polymer
n
w
P
M
M
I =

• IP = 1 đồng nhất về độ trùng hợp trong toàn mẫu polymer (điều này không có
thực)
• IP > 1 : mẫu polymer có độ đa phân tán , IP càn lớn mẫu càng phân tán
• Thí dụ : Trong cao su tổng hợp Ip = 2 trong khi đó cao su thiên nhiên có độ đa
phân tán tương đương 5.
2.2: Danh pháp: [3]
Danh pháp của polymer chủ yếu dựa vào tên của monomer, hợp chất tổng hợp
thành polymer và có thêm vào phía trước tử “poly”.
Lớp DHHO6BLT. Sưu Tầm Đề Tài“Sử Dụng Vật Liệu Hữu Cơ”. Trang 7
GVHD:Th.s Nguyễn Thị Mỹ Anh Sinh Viên Thưc hiện: Nhóm 11
Thí dụ Ethylene ( polyethylene)
Propylene ( polypropylene)
Polyester được hình thành từ phản ứn của di – alcol và di – acid
2.3. Phân loại polymer. [3]
Polymer được phân loại theo nhiều cách khác nhau
- Phân loại theo nguồn gốc: polymer thiên nhiên ( cao su, celluclose, tinh bột,
protide…), polymer tổng hợp
+ Polymer thiên nhiên có nguồn gốc thực vật hoặc động vật như xenlulô, cao su tự
nhiên, protein, enzym v.v.
+ Polymer tổng hợp được sản xuất từ những loại monomer bằng các sản ứng trùng
hợp, trùng ngưng như các loại polyolefin, polyvinylclorit, nhựa henolfoamadehyt,
polyamit, v.v
- Phân loại theo thành phần hoá học của mạch chính của polymer
+ Polymer mạch carbon: mạch phân tử được cấu thành từ nguyên tử carbon. Polymer
này được hình thành từ các olyfine hay các dẫn xuất của hydrocarbon.
+ Polymer dị mạch: mạch chính được hình thành từ carbon và các nguyên tố phổ
biến như : S, O, N, P…
+ Polymer vô cơ: mạch chính của polymer không phải là carbon.
- Phân loại theo cấu trúc mạch phân tử.
+ Polymer không phân nhánh: - - - - A – A – A – A- - - -

+ Polymer phân nhánh.
+ Polymer mạch có cấu trúc không gian.
- Phân loại theo đặc điểm liên kết giữa các phân tử thẳng (hay theo tính chịu nhiệt)
người ta chia các polymer thành polymer nhiệt dẻo và polymer nhiệt rắn.
- Phân loại theo lĩnh vực ứng dụng, vật liệu polymer được chia ra các loại chất dẻo,
nylon, sợi, cao su, sơn và keo v.v.
Lớp DHHO6BLT. Sưu Tầm Đề Tài“Sử Dụng Vật Liệu Hữu Cơ”. Trang 8
GVHD:Th.s Nguyễn Thị Mỹ Anh Sinh Viên Thưc hiện: Nhóm 11
2.4. Sự khác nhau giữa hợp chất cao phân tử và hợp chất thấp phân tử.
[3]
Về quan điểm hoá học: hợp chất cao phân tử không khác gì so với hợp chất thấp
phân tử. nhưng các hợp chất cao phân tử có kích lớn, cồng kềnh khó dịch chuyển
chính vì thế khả năng phản ứng của các nhóm chức là chậm so với nhóm chức của
hợp chất thấp phân tử.
Sự khác nhau cơ bản giữa hợp chất cao phân tử và thấp phân tử là tính chất vật lý.
Các polymer có khối lượng phân tử lớn, lực tương tác giữa các phân tử lớn cho nên
nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy, tỷ khối cao hơn hợp chất thấp phân tử nhất là đối với
polymer có tính phân cực lớn.
Dung dịch polymer có độ nhớt cao, ngay cả trong dung dịch loãng của polymer độ
nhớt cũng cao hơn độ nhớt của dung dịch đặc của hợp chất thấp phân tử. Khi hoà tan
polymer vào dung môi thì quá trình hoà tan thường chậm và phải qua giai đoạn trung
gian là trương lên trước sau đó mới hoà tan. Thậm chí có những polymer không tan
trong dung môi nào.
Các sợi, màng polymer có độ bền cơ học khác nhau, khác với hợp chất thấp phân
tử, đặc biệt phụ thuộc vào hình dạng, cấu trúc và bản chất phân bố tương hổ của các
phân tử và nhiệt độ. Khi có ngoại lực tác dụng thì các hợp chất cao phân tử không
biến dạng hoàn toàn ngay như hợp chất thấp phân tử mà phải trải qua thời gian nhất
định. Thời gian này càng dài nếu nhiệt độ thấp. ở một số polymer như cao su sự biến
dạng thuận nghịch gấp hàng nghìn lần so với hợp chất thấp phân tử.
2.5. Cấu trúc và liên kết trong vật liệu polymer.

2.5.1. cấu trúc. [3]
Polymer là những phân tử mạch lớn, cấu tạo từ nhiều nhóm hoá học có thành phần
giống nhau hoặc khác nhau. Các nhóm hoá học này được gọi là mắt xích. Các mắt
xích sắp xếp trong mạch theo một trình tự đều đặn hay không đều đặn, có thể phân
nhánh hay có cấu tạo mạng lưới và cấu tạo không gian bất kỳ. Phân tử mạch dài có
mức độ đối xứng lớn. Chiều dài rất lớn so với chiều ngang, chúng uốn khúc hoặc cuộn
Lớp DHHO6BLT. Sưu Tầm Đề Tài“Sử Dụng Vật Liệu Hữu Cơ”. Trang 9
GVHD:Th.s Nguyễn Thị Mỹ Anh Sinh Viên Thưc hiện: Nhóm 11
rối. Sỡ dĩ có hiện tượng này là do chuyển động quay nội tại của phân tử do mạch quá
dài và do độ có cực quyết định độ mềm của mạch.
Hình dạng phân tử Polymer Hình 1: Một số hình ảnh khác về phân tử Polymer
Hình 2:Một số hình ảnh khác về phân tử Polymer.
2.5.2. Liên kết trong vật liệu Polymer.
2.5.2.1. Phân tử hydrocacbon.

[5]
+
+ Metan CH
4
H-C : góp chung 1e => Liên kết cộng hóa trị.
(Liên kết đơn).
• Liên kết nguyên tử C:
• 1S +3P→ SP3: 4
Lớp DHHO6BLT. Sưu Tầm Đề Tài“Sử Dụng Vật Liệu Hữu Cơ”. Trang 10
GVHD:Th.s Nguyễn Thị Mỹ Anh Sinh Viên Thưc hiện: Nhóm 11
• Liên kết C:
1S +3P → Lai hóa SP3: 4
Liên kết C-H:
4 SP3 + 4 ngtử H → Liên kết σ
• Cấu hình: Tứ diện tam giác đều

Lớp DHHO6BLT. Sưu Tầm Đề Tài“Sử Dụng Vật Liệu Hữu Cơ”. Trang 11
GVHD:Th.s Nguyễn Thị Mỹ Anh Sinh Viên Thưc hiện: Nhóm 11
+ Ethylen C
2
H
4
C-C: góp chung 2 e. Liên kết đôi H H
C = C

H H
C-H: góp chung 1 e . Liên kết đơn.
• Liên kết nguyên tử C:
1S +2P→ SP2: 3
Lớp DHHO6BLT. Sưu Tầm Đề Tài“Sử Dụng Vật Liệu Hữu Cơ”. Trang 12
GVHD:Th.s Nguyễn Thị Mỹ Anh Sinh Viên Thưc hiện: Nhóm 11
P : không lai hóa
+ Liên kết C-C:
1 SP2 + 1 SP2 → Liên kết σ

Lớp DHHO6BLT. Sưu Tầm Đề Tài“Sử Dụng Vật Liệu Hữu Cơ”. Trang 13
GVHD:Th.s Nguyễn Thị Mỹ Anh Sinh Viên Thưc hiện: Nhóm 11
1 P + 1 P → Liên kêt π
+ Liên kết C-H:
2SP2 + 2ng tử H → Lkết σ

 Cấu hình:
+ Axethylen C
2
H
2

C-C : góp chung 3e → Liên kết ba
C-H: góp chung 1 e → Liên kết đơn
•Liên kết nguyên tử C:
1S +1P → SP: 2
Lớp DHHO6BLT. Sưu Tầm Đề Tài“Sử Dụng Vật Liệu Hữu Cơ”. Trang 14
GVHD:Th.s Nguyễn Thị Mỹ Anh Sinh Viên Thưc hiện: Nhóm 11
2 P : không lai hóa
Liên kết C-C:
1SP + 1SP → Liên kết σ
2 P + 2P → Liên kêt π
Liên kết C-H:
1SP + 1ng.tử H →Lkết σ
•Cấu hình :
Lớp DHHO6BLT. Sưu Tầm Đề Tài“Sử Dụng Vật Liệu Hữu Cơ”. Trang 15
GVHD:Th.s Nguyễn Thị Mỹ Anh Sinh Viên Thưc hiện: Nhóm 11
2.5.2.2. Nhận xét: [5]
- Liên kết nguyên tử : Cộng hóa trị
- Liên kết bội (Liên kết 2, 3) : liên kết π : không bền.
Tác dụng T, chất xúc tác → Bẻ liên kết :
Liên kết 3 → Liên kết 2 → Liên kết đơn.
+ Liên kết đơn (hay liên kết σ ) do một cặp electron chung tạo nên và được
biểu diễn bằng một gạch nối giữa hai nguyên tử.
+ Liên kết đôi do 2 cặp electron chung giữa hai nguyên tử tạo nên. Liên kết
đôi gồm một liên kết σ và một liên kết π.
+ Liên kết ba do 3 cặp electron chung giữa 2 nguyên tử tạo nên. Liên kết ba
gồm một liên kết σ và 2 liên kết π. Liên kết ba được biểu diễn bằng ba gạch nối song
song giữa hai nguyên tử.
- Liên kết bội (Liên kết 2, 3) : không no
Vì nguyên tử cacbon chưa được liên kết tối đa với 4 nguyên tử khác
→ Hydrocacbon không no : C

n
H
2n
 Hydrocacbon no: C
n
H
2n+2
Họ parafin C
n
H
2n+2
Cùng kiểu cấu trúc với Metan (CH
4
)
ng.tử C → nhóm CH
2
→ Hiện tượng đồng đẳng.
Lớp DHHO6BLT. Sưu Tầm Đề Tài“Sử Dụng Vật Liệu Hữu Cơ”. Trang 16
GVHD:Th.s Nguyễn Thị Mỹ Anh Sinh Viên Thưc hiện: Nhóm 11
H H H H H H
     
H-C-H H-C–C-H H- C – C - C-H
     
H H H H H H
Metan CH
4
. Etan C
2
H
6

Propan C
3
H
8
• Hiện tượng đồng phân: Thành phần giống nhau. Sắp xếp ng.tử
khác nhau.
H H H H H H-C-H H
      
H- C – C - C- C-H H - C – C - C – H
      
H H H H H H H
n-butan i-butan

Chương 3. TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA HƠP CHẤT HỮU CƠ - POLYME.
3.1 Cơ tính của vật liệu hữu cơ. [1]
Tính chất cơ học của vật liệu polymer cũng được đặc trưng bởi một vài thông số
vẫn dùng cho vật liệu kim loại như giới hạn đàn hồi, môdun đàn hồi, giới hạn bền kéo,
độ dai va đập và độ bền mỏi v.v. Ða số tính chất cơ lý của polyme rất nhạy với tốc độ
biến dạng, nhiệt độ, bản chất hóa học của môi trường như sự có mặt
của ôxy, nước, dung môi hữu cơ v.v.
Trong các polymer tinh thể, kích thước và hình dáng tinh thể phụ thuộc vào điều
kiện kết tinh cụ thể, còn tính chất cơ học được quyết định bởi cấu trúc polymer thu
được.
3.1.1. Giới hạn đàn hồi, môdun đàn hồi, giới hạn bền kéo. [1]
Lớp DHHO6BLT. Sưu Tầm Đề Tài“Sử Dụng Vật Liệu Hữu Cơ”. Trang 17
GVHD:Th.s Nguyễn Thị Mỹ Anh Sinh Viên Thưc hiện: Nhóm 11
Vật liệu polymer có ba dạng đặc trưng khi biến dạng dưới tác dụng của lực như
trình bày trong hình vẽ 10.1
Hình vẽ 10.1 Ðường cong biến dạng của vật liệu polymer
giòn (đường A) và dẻo (đường B) và đàn hồi cao (Ðường C).

Ðường A là đường cong biến dạng của polymer giòn, nó bị đứt ngay khi có biến
dạng đàn hồi. Ðường B với polymer dẻo, biến dạng tương tự như của đa số vật liệu
kim loại, nghĩa là đầu tiên là biến dạng đàn hồi, tiếp theo là chảy và sau đó là biến
dạng dẻo rồi phá hủy. Ðường C là biến dạng hoàn toàn đàn hồi (hay biến dạng hồi
phục ở ứng suất thấp) của polymer có độ đàn hồi cao như của cao su và chúng có tên
chung là elastomer.
Mođun đàn hồi rất khác nhau ở vật liệu polymer. Chẳng hạn các polymer đàn hồi
cao có thể rất nhỏ chỉ bằng 7 MPa nhưng polymer rất cứng có thể là 4.10
3
MPa.
Modun đàn hồi của vật liệu kim loại lớn hơn nhiều và dao động trong khoảng từ
48.10
3
đến 410.10
3
MPa.
Giới hạn bền kéo của polymer vào khoảng 10 MPa, còn của các hợp kim có thể
đến 4.100 MPa nên vật liệu kim loại ít khi giãn dài hơn 100%, trong khi đó các
polyme đàn hồi cao có thể giãn dài tới 1.000%.
Lớp DHHO6BLT. Sưu Tầm Đề Tài“Sử Dụng Vật Liệu Hữu Cơ”. Trang 18
GVHD:Th.s Nguyễn Thị Mỹ Anh Sinh Viên Thưc hiện: Nhóm 11
Ngoài ra, tính chất cơ học của polyme nhạy hơn rất nhiều so với vật liệu kim loại với
sự thay đổi nhiệt độ, ngay cả ở nhiệt độ phòng.
Hình 10.2 trình bày sự biến dạng của polymetylmetacrylat (plexiglass – thủy tinh hữu
cơ) ở một số nhiệt độ trong khoảng từ 4 – 60
0
C.
Hình 10.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến đặc điểm biến dạng của polymetylmetacylat.
Qua hình vẽ ta thấy tăng nhiệt độ sẽ làm giảm modun đàn hồi và giới hạn kéo
nhưng làm tăng độ dẻo và ở 4

0
C vật liệu hoàn toàn giòn, còn ở nhiệt độ 50 – 60
0
C vật
liệu có thể biến dạng đàn hồi.
Ảnh hưởng của tốc độ biến dạng đến tính chất cơ học cũng rất quan trọng. Nhìn
chung giảm tốc độ biến dạng cũng có ảnh hưởng tương tự như tăng nhiệt độ, có nghĩa
là vật liệu trở nên mềm dẻo hơn.
3.1.2. Ðộ dai va đập. [1]
Polyme có thể bị phá hủy dẻo hoặc giòn trong điều kiện tác dụng của lực va đập
phụ thuộc vào nhiệt độ, kích thước mẫu, tốc độ biến dạng và cách tác dụng lực
polyme tinh thể và vô định hình giòn ở nhiệt độ thấp và cả hai có độ dai va đập tương
đối thấp, chúng có sự chuyển tiếp từ dẻo sang giòn ở khoảng nhiệt độ tương đối hẹp.
Tuy nhiên, độ dai va đập giảm dần ở nhiệt độ cao hơn vì polyme bắt đầu mềm. Thông
thường, độ dai va đập cao ở nhiệt độ phòng và nhiệt độ chuyển tiếp dẻo – giòn thấp
hơn nhiệt độ phòng.
Lớp DHHO6BLT. Sưu Tầm Đề Tài“Sử Dụng Vật Liệu Hữu Cơ”. Trang 19
GVHD:Th.s Nguyễn Thị Mỹ Anh Sinh Viên Thưc hiện: Nhóm 11
3.1.3. Ðộ bền mỏi. [1]
Polyme có thể bị phá hủy do mỏi khi chịu tác dụng theo chu kỳ. Tương tự như vật
liệu kim loại.Mỏi xảy ra trong polyme ở ứng suất tương đối thấp so với giới hạn bền
kéo và hiện tượng mỏi của cả hai loại vật liệu gần giống nhau và đường biểu diễn có
cùng dạng tuy nhiên độ bền và giới hạn mỏi của vật liệu polyme nhỏ hơn so với vật
liệu kim loại nhiều.
3.1.4. Ðộ bền xé và độ cứng. [1]
Ðộ bền xé là năng lượng cần thiết để xé rách một mẫu có kích thước chuẩn. Ðộ
bền kéo và xé rách có liên quan với nhau. Ðộ bền xé rách là một tính chất quan trọng
của một số loại chất dẻo, nhất là những loại dùng ở dạng màng mỏng như bao bì.
Ðộ cứng của polyme nói lên khả năng chống cọ xước, xuyên thủng của chúng.
Các phương pháp đo độ cứng của polyme đều dựa trên nguyên lý tương tự như dùng

cho vật liệu kim loại. Các tính chất này đôi khi có ảnh hưởng rất lớn đến việc lựa chọn
polyme trong một số ứng dụng đặc biệt.
3.1.5. Ðộ bền phá hủy vật liệu polyme. [1]
Ðộ bền phá hủy của vật liệu polyme tương đối thấp so với vật liệu kim loại và
gốm. Nhìn chung sự phá hủy của polyme nhiệt rắn là giòn. Trong quá trình phá hủy
hình thành các vết nứt ở những nơi tập trung ứng suất.
Polyme nhiệt dẻo có thể bị phá hủy dẻo hoặc giòn và một số lớn của loại polyme
này có khả năng chuyển từ dạng dẻo sang dạng giòn. Các yếu tố làm thuận lợi cho quá
trình phá hủy giòn là nhiệt độ thấp, tốc độ biến dạng lớn, các vết nứt có sẵn và chiều
dày của mẫu lớn.
Các loại nhựa nhiệt dẻo giống thủy tinh, chúng giòn ở nhiệt độ tương đối thấp, khi
nhiệt độ tăng, chúng trở nên dẻo ở nhiệt độ gần với nhiệt độ thủy tinh hóa và có biến
dạng dẻo trước khi bị phá hủy. Ở 4
0
C chất dẻo polymetylmetacrylat PMMA hoàn toàn
giòn, còn ở nhiệt độ từ 60
0
C trở lên chúng lại trở nên rất dẻo. Có một hiện tượng khác
tham gia vào quá trình phá hủy của các polyme nhiệt dẻo đó là sự rạn nứt giống như
Lớp DHHO6BLT. Sưu Tầm Đề Tài“Sử Dụng Vật Liệu Hữu Cơ”. Trang 20
GVHD:Th.s Nguyễn Thị Mỹ Anh Sinh Viên Thưc hiện: Nhóm 11
trong thủy tinh. Các vết nứt tế vi được hình thành ở những vùng chịu ứng suất cao, nơi
có nhưng tạp chất và các vết xước. Hiện tượng này xảy ra theo chiều vuông góc với
lực tác dụng. Ðồng thời với việc rạn nứt, có những vùng chảy cục bộ đưa đến việc
hình thành các mạch định hướng và những lỗ nhỏ, chiều dày của các vết nứt này chỉ
khoảng 5 µm hoặc nhỏ hơn.
Khác với những vết nứt vĩ mô, vết nứt tế vi cũng vẫn có thể chịu lực. Đương nhiên
lực tác dụng phải nhỏ hơn giá trị khi vật liệu chưa rạn nứt. Nếu lực tác dụng đủ lớn,
các vết nứt lớn sẽ hình thành từ các vết nứt tế vi do cấu trúc bị phá hủy và các lỗ rỗ
phát triển. Dưới tác dụng tiếp của lực, vật liệu sẽ bị phá hủy dọc theo các vế nứt này.

3.2. Lý tính của vật liệu hữu cơ.
3.2.1. Khối lượng riêng. [1]
Polyme có khối lượng riêng không cao lắm và đây chính là một lợi thế và là một
trong những yếu tố làm cho loại vật liệu này được ứng dụng rộng rãi khi mà các kỹ sư
thiết kế cần những chi tiết nhẹ hoặc những chi tiết không cần độ bền cơ học cao lắm.
Khối lượng riêng của polyme nhỏ là do các nguyên tử trong mạch chính (chủ yếu là
các bon và hydrô) có khối lượng nguyên tử nhỏ.
Giới hạn bền riêng (tỉ lệ giữa giới hạn bền kéo và khối lượng riêng) của một số
polyme cao hơn so với giới hạn bền riêng của một số vật liệu kim loại.
3.2.2. Tính chất nhiệt. [1]
Polyme có hệ số giãn nở nhiệt cao hơn vật liệu kim loại hoặc các vật lịêu có liên
kết ion do liên kết giữa các mạch trong polyme thuộc loại có cường độ yếu. Sự khác
nhau lớn về hệ số giãn nở nhiệt của polyme và vật liệu kim loại là một thông số quan
trọng cần xét đến trong những thiết kế có dùng đến cả hai loại vật liệu này. Thí dụ, các
chi tiết chất dẻo lắp ghép trên trục kim loại khi nhiệt độ nâng cao có thể làm giảm liên
kết giữa polyme và vật liệu kim loại và có thể dẫn đến những vết nứt trên bề mặt vật
liệu polyme.
Lớp DHHO6BLT. Sưu Tầm Đề Tài“Sử Dụng Vật Liệu Hữu Cơ”. Trang 21
GVHD:Th.s Nguyễn Thị Mỹ Anh Sinh Viên Thưc hiện: Nhóm 11
Ðộ dẫn nhiệt của polyme cũng tương đối thấp. Ðặc điểm này cho phép ứng dụng
polyme như: chất cách điện, nhất là dưới dạng bọt, mút. Các bọt polyuretan,
polystyren, PVC, v.v có độ dẫn nhiệt rất thấp chỉ khoảng 0,035W/m
0
C.
3.2.3. Tính chất điện. [1]
Polyme có đện trở rất cao khoảng từ 10
15
– 10
18
Ωcm do trong polyme thông

thường không có những phần tử tích điện vì thế polyme là những chất các điện tuyệt
vời. Do có điện thế xuyên thủng cao (150 – 300 kV/cm) và dễ gia công nên polyme
được dùng nhiều để bọc dây điện, cáp và các dụng cụ điện như công tắc hộp điện v.v
Người ta cũng dùng polyetylen thật tinh khiết để bọc dây cáp điện viễn thông dưới
nước cho đến tần số 30 MHz hay dùng màng polypropylen định hướng với chiều dày
khoảng vài micromet để thay thế giấy trong các tụ điện v.v.
Những năm gần đây người ta đã hoàn thiện phương pháp sản xuất polyme dẫn
điện để làm điện châm (electret). Những chất dẫn điện này là những chất cách điện đã
được tích điện (charge) vĩnh cửu, thường làm từ nylon hay polypropylen bằng cách
nâng tới nhiệt độ cao hơn nhiệt độ thủy tinh hóa rồi đưa vào điện trường mạnh một
chiều hoặc phóng điện trong môi trường ion hóa. Các châm điện này chủ yếu dùng để
sản xuất microphon, thực tế là microphon tụ điện. Vì đã được tích điện vĩnh cửu nên
không dùng nguồn ở ngoài.
3.2.4. Tính chất quang. [1]
Một số polyme có tính chất quang rất thú vị. Thí dụ Polymetylmetacrylat
(PMMA) là polyme nhiệt dẻo trong suốt điển hình dùng để làm kính không vỡ có hệ
số truyền ánh sánh trông thấy lên tới 50% cho chiều dày 3m.
Các polycacbonat có hệ số truyền ánh sáng nhỏ hơn đối với ánh sáng trông thấy
nhưng không nhạy cảm với những vết xước do đó được dùng để làm thấu kính cho
các máy quang học như ống nhòm, máy ảnh, hay làm mũ bảo hộ lao động, kính bảo
hiểm, đèn ô tô, v.v.
Lớp DHHO6BLT. Sưu Tầm Đề Tài“Sử Dụng Vật Liệu Hữu Cơ”. Trang 22
GVHD:Th.s Nguyễn Thị Mỹ Anh Sinh Viên Thưc hiện: Nhóm 11
3.2.5. Tính bất đẳng hướng. [3]
Khi tác dụng ngoại lực lên mẫu theo hai hướng khác nhau, lực tác dụng theo
chiều dọc cần phải lớn thì mẫu mới bị biến dạng hoặc bị đứt. Trong khi đó hướng lực
tác dụng ngang nhỏ nhưng mẫu đã bị biến dạng (hoặc bị đứt). Hiện tượng không đồng
nhất về tính chất của polymer gọi là tính bất đẳng hướng.
Sở dĩ có tính chất đó là do các phân tử định hướng, sắp xếp theo chiều của ngoại
lực tác dụng. Muốn làm biến dạng theo chiều dọc các phân từ cần phải tác dụng lực

rất lớn tác động lên mối nối hoá học và gốc hoá trị. Như vậy có nghĩa là độ bền theo
chiều dọc phân tử khá lớn.
Muốn làm biến dạng theo chiều ngang các phân tử chỉ cần dùng một lực thắng
được lực tác dụng tương hỗ giữa các phân tử. Năng lượng liên kết này bé hơn rất
nhiều so với năng lượng liên kết của các mối nối hoá học, do vậy độ bền cũng kém
hơn. Hiện tượng bất đẳng hướng có thể thấy rõ nhất ở tính chất của sợi.
3.2.6. Tính có cực của polymer. [3]
Những polymer mà phân tử có các mối nối có cực không đối xứng với nhau, là
những polymer có cực ( lưỡng cực). Các phân tử không có mối nối có cực hoặc có
những sắp xếp đối xứng và cân bằng với nhau gọi là các polyme không cực.
Mối nối giữa các nguyên tử là có cực khi sự phân bố mật độ các đám mây điện tử
do mối nối tạo ra không đối xứng. Ví dụ trong phân tử HF, mật độ đám mây điện tử ở
nguyên tử F lớn hơn nguyên tử H.
Mức độ có cực được đánh giá bằng đại lượng mômen lưỡng cực (μ
o
). Mômen
lưỡng cực bằng tích số đại lượng điện tích q và khoảng cách giữa các điện tích :
μ
o
= q.l
Khoảng cách giữa các điện tích càng lớn, thì momen lưỡng cực càng lớn và phân
tử càng có cực. Sự dịch chuyển của điện tử từ không thể vượt khỏi kích thước phân tử
và vào khoảng 10
-8
cm
Lớp DHHO6BLT. Sưu Tầm Đề Tài“Sử Dụng Vật Liệu Hữu Cơ”. Trang 23
C
C
H
H

H
H
5,1A
0
CH
2
CH
2
CH
2
CH
2
CH
2
C
C
CH
2
CH
2
CH
2
CH
2
CH
2
CH
2
CH
2

C
C
C
CH
CH
CH
CH
3
CH
3
CH
3
8,16A
0
H CH
3
H
H
CH
3
CH
3
CH
3
H
GVHD:Th.s Nguyễn Thị Mỹ Anh Sinh Viên Thưc hiện: Nhóm 11
Các polymer cấu tạo theo loại hydrocacbon đều không có cực, ví dụ như:
polyetylen, polypropylen…các loại có cực lớn như rượu polyvinylic, tinh bột…vì
chúng chứa nhiều nhóm có cực mạnh OH.
Tuy nhiên, sự có mặt các nhóm có cực trong phân tử không phải luôn luôn thể hiện

được mức độ có cực của phân tử. Nếu các mối nối có cực trong phân tử sắp xếp đối
xứng thì điện trường của chúng bù trừ lẫn nhau, nên mômen lưỡng cực của phân tử
bằng 0. Như thế mức độ có cực của polymer có thể xác định được theo độ có cực của
nhóm có trong thành phần polymer, nhưng phải tính đến cách sắp xếp của các nhóm
này torng không gian có đối xứng hay không và phải tính đến mật độ phân bố của
chúng dọc theo mạch.
3.2.7. Hình thái cấu tạo và hình thái sắp xếp. [3]
Hình thái cấu tạo: trong một mạch polymer dài có thể có các hình thái cấu tạo
khác nhau. Ví dụ như polyisopren có hai hình thái cấu tạo bền vững:
Cấu tạo trans – guttapers
Hình 1.1 : cấu tạo trans-guttapersa. Hình 1.2 : cấu tạo cis-cao su thiên nhiên

Một ví dụ khác là polypropylen cũng có hai hình thái cấu tạo bền vững là isotactic và
syndiotactic :
Hình 1.3 : Cấu tạo Isotactic
Lớp DHHO6BLT. Sưu Tầm Đề Tài“Sử Dụng Vật Liệu Hữu Cơ”. Trang 24
H CH
3
HH CH
3
CH
3
CH
3
H
GVHD:Th.s Nguyễn Thị Mỹ Anh Sinh Viên Thưc hiện: Nhóm 11
Cấu tạo loại syn diotactic có dạng sau (dạng đối xứng) :
Hình 1.4 : Cấu tạo Syndiotactic
Muốn biến đổi từ trạng thái trans sang trạng thái cis hoặc từ trạng thái isotactic
sang trạng thái sindiotactic không thể bằng cách quay nội tại trong phân tử, vì trong

cấu tạo của hai polyme này đều có gốc R tương đối lớn, chúng sẽ làm cản trở sự quay
của phân tử.
Muốn thắng sức cản này, cần phải cung cấp một năng lượng rất lớn. Do đó hai
dạng hình thái cấu tạo trên không thể biến đổi lẫn nhau được.
Như vậy : hình thái cấu tạo là sự sắp xếp các nguyên tử trong không gian theo những
vị trí cố định ứng với cấu tạo hoá học xác định.
Hình thái sắp xếp : là sự thay đổi vị trí các nguyên tử trong không gian và năng
lượng của phân tử do chuyển động nhiệt làm xuất hiện sự quay nội tại trong phân tử.
Trong trường hợp này không làm đứt các liên kết hoá học.
Tóm lại : hình thái cấu tạo của polymer là hình thái bền vững, không thể biến đổi
lẫn nhau được. Còn hình thái sắp xếp là do chuyển động nhiệt làm cho các nhóm
nguyên tử hoặc mắt xích trong phân tử luôn luôn thay đổi vị trí trong không gian.
3.2.8. Tính mềm dẻo của mạch polymer. [3]
Các tính chất vật lý của hợp chất cao phân tử thường phụ thuộc vào cấu tạo hoá
học của chúng. Mối quan hệ giữa tính chất vật lý và cấu tạo hoá học của polyme rất
phức tạp. Muốn hiểu được quan hệ này, trước tiên chúng ta cần xét đến độ mềm dẻo
của mạch cao phân tử.
Lớp DHHO6BLT. Sưu Tầm Đề Tài“Sử Dụng Vật Liệu Hữu Cơ”. Trang 25