giới thiệu về polyme và vật liệu polyme

LOGO

VẬT LIỆU POLYME

1


NỘI DUNG CHÍNH

1.

Giới thiệu sơ lược về Polyme

2.

Cấu trúc vật lý của Polyme.

3.

Sự nóng chảy và thủy tinh hóa của Polyme

4.

Cấu trúc ngoại vi của Polyme.

5.

Một số ứng dụng của vật liệu Polyme.

6.

Phương pháp gia công Polyme phổ biến
2


Khái niệm về Polymer

Polyme (tiếng Anh: "polymer") là khái niệm được dùng cho các hợp chất có khối lượng phân tử lớn
và trong cấu trúc của chúng có sự lặp đi lặp lại nhiều lần những mắt xích cơ bản. Các phân tử tương tự
nhưng có khối lượng thấp hơn được gọi là các oligome

4


Khái niệm về Polymer

Polyme có 3 dạng mạch là:

a)
b)
c)
d)

Mạch thẳng
Mạch nhánh
Mạch lưới
Mạch không gian

d)

www.themegallery.com

Các tính chất đặc trưng của Polyme





Có 2 tính chất chính:
Thường là chất rắn, không bay hơi.
Hầu hết Polyme không tan trong nước hoặc các dung môi thông thường.

www.themegallery.com


Phân loại Polyme

Theo nguồn

Theo tính

gốc

chất

Theo công
dụng

www.themegallery.com

Phân loại Polyme

Dựa theo nguồn gốc Polyme gồm có 3 loại :

Thiên nhiên: tinh bột, protein, cao su thiên

nhiên,...

Nhân tạo:polyetilen, tơ nilon, cao su buna,...

tổng hợp: PE, PP, PVC…

5


Phân loại Polyme

Cao su

Nhựa nhiệt dẻo

Cấu trúc có liên kết

Cấu trúc mạch thẳng

ngang giữa các mạch,

hoặc nhánh, có thể

chịu nhiệt cao hơn nhựa

tạo mạng lưới không

chuyển từ trạng thái rắn

nhiệt dẻo, không tái sinh

gian 3 chiều, có thể biết

sang dẻo khi tăng nhiệt

dạng đàn hồi cao.

độ, quá trình thuận

Không thể tái sinh.

nghịch lặp lại nhiều lần

Nhựa nhiệt rắn

Dựa theo tính
chất Polyme
gồm có 3 loại:

Mật độ nối ngang dày
hơn cao su, khả năng

được. Vd:epoxy,

polyester…

nên nhựa này có thể tái
sinh. Vd: PE,PP,ABS…

www.themegallery.com


Cấu trúc vật lý của Polyme

Phân tử Polyme có thể tồn tại ở 2 trạng thái vật lý :

Kết tinh (không thể kết tinh

Vô định hình:

100%):

•

Các đại phân tử sắp xếp có
trật tự.

•

Các đại phân tử sắp xếp
không có trật tự.

www.themegallery.com

Phân loại Polyme

Phân loại theo công dụng:






Sợi
Chất tạo màng,tấm
Màng
Ống, thanh bình

www.themegallery.com


Cấu trúc vật lý của polyme

Trong polyme tinh thể có tồn tại các vùng có sắp xếp các phân tử một cách có trật tự cao. Chiều
dài của nó có đóng góp vào khả năng kết tinh của nó.

Mức độ kết tinh có thể bị ảnh hưởng hoặc kiểm soát bởi quá trình polyme hóa hoặc đúc khuôn.
 Mức độ kết tinh phụ thuộc vào tốc độ làm nguội và cấu hình của mạch

www.themegallery.com


Sự nóng chảy và thủy tinh hóa của Polyme



Cũng giống như ceramic, vật liệu polyme cũng là loại bán tinh thể hay nói khác đi là với cấu
trúc tinh thể và vô định hình biến đổi rất rộng. Tùy thuộc vào tỷ lệ giữa chúng mà vật liệu
polyme có đặc tính nóng chảy giống kim loại hay thủy tinh hay trung gian.

Mềm cao

Thủy tinh hóa

Chảy nhớt
Nhiệt độ

Tg

Tf

www.themegallery.com


Sự nóng chảy và thủy tinh hóa của Polyme



Đối với polyme tinh thể và bán tinh thể hiện tượng nóng chảy được giải thích là do sự phá
hủy của các liên kết yếu Van der Waals giữa các mạch. Khi tăng nhiệt độ biên độ dao động
nhiệt của mạch tăng lên đến mức các mạch có thể chuyển động ngang, ở nhiệt độ chảy các
chuyển động ngang này mạnh đến mức phá vỡ liên kết yếu kể trên và cấu trúc không còn trật
tự.

www.themegallery.com


Sự nóng chảy và thủy tinh hóa của Polyme
Các yếu tố ảnh hưởng:



Mạch nhánh làm giảm hiệu quả sắp xếp của mạch, giảm liên kết giữa chúng nên khi mật độ
mạch nhánh tăng, nhiệt độ nóng chảy giảm.



Khối lượng phân tử tăng làm tăng nhiệt độ nóng chảy là do phần cuối của mạch là phần tự do
dao động, nếu chiều dài mạch tăng lên, số cuối mạch giảm đi, năng lượng tăng.

www.themegallery.com


Cấu trúc ngoại vi của polyme



Cấu trúc ngoại vi phân tử là cấu trúc bất kỳ được tạo thành do sự sắp xếp khác nhau các đại
phân tử.

Của polyme vô định
hình

Cấu trúc ngoại vi

của polyme kết tinh

www.themegallery.com


Cấu trúc ngoại vi của polyme vô định hình



Trong một tập hợp gồm nhiều phân tử polyme thì từng phân tử riêng biệt sắp xếp một cách
hỗn độn, không theo một trật nhất định.



Nếu như đại phân tử mềm dẻo, thì chúng sẽ cuộn lại thành những dạng hình cầu và được gọi
là cấu trúc dạng cầu.



Ngoài ra, còn có những polymer mạch cứng thì đại phân tử không thể cuộn lại mà có thể nó ở
dạng thẳng ( trạng thái bất đối xứng), nó có thể tạo nên những tập hợp thẳng dưới dạng bó.

www.themegallery.com


Cấu trúc ngoại vi của polyme kết tinh





Trong cấu trúc dạng bó, các đại phân tử sắp xếp song song và nối tiếp nhau.
Với mức độ điều hòa khá cao, tính chất của cấu trúc dạng bó phụ thuộc vào giá trị khối
lượng phân tử của polyme nếu như chiều dài của bó đủ lớn.



Cấu trúc dạng bó khi tham gia vào quá trình kết tinh có giới hạn phân chia pha và đặc trưng
bằng sức căng bề mặt, khi đó nó trở thành pha mới – pha tinh thể.



Tóm lại, một polyme có thể kết tinh theo 2 hướng: tạo thành cấu trúc dạng tấm và dạng sợi.

www.themegallery.com


Một số ứng dụng của vật liệu Polyme



Chất dẻo (nhựa): PP,PVC,PE…

Được dùng làm vật liệu để sản xuất nhiều loại vật dụng trong đời sống hằng ngày như là:áo mưa,
ống bao dây dẫn điện, chai, ống nước...

www.themegallery.com

Một số ứng dụng của vật liệu Polyme



Được ứng dụng trong may mặc như là tơ, chất dẻo… để sản xuất quần áo, giày dép… và đặc
biệt tơ nhân tạo ít thấm nước được dùng làm đồ bơi…

www.themegallery.com


Một số ứng dụng của vật liệu Polyme




Từ cao su có thể sản xuất đệm, gối, sopha, lốp xe…
Một số Polyme có đọ chảy nhớt cao được dùng làm keo dán, thành phần trong sơn….

www.themegallery.com


Phương pháp gia công Polyme phổ biến

Gia công polymer – composite bằng phương pháp ép nóng.



Phương pháp này có thể áp dụng được cho cả nhựa nhiệt rắn và nhiệt dẻo. Nhưng ngày nay
do có các phương pháp khác dùng để gia công nhựa nhiệt dẻo có lợi hơn và chất lượng cao
hơn như phương pháp đúc dưới áp suất. Vì vậy, phương pháp này chủ yếu chỉ để gia công

các loại nhựa nhiệt rắn và hỗn hợp cao su.

www.themegallery.com


Phương pháp gia công Polyme phổ biến



Máy ép nóng:

 Nhựa được cho vào phần nửa dưới của khuôn ép khuôn đã được gia
nhiệt trước.Tiếp theo, phần nửa trên của khuôn ép cũng đã được gia
nhiệt trước, di chuyển xuống tiến hành ép nhựa, chuyển nhựa sang dạng
chảy nhớt hay chảy mềm

 Sau đó đối với nhựa nhiệt dẻo sẽ được làm nguội để đóng rắn; còn đối
với nhựa nhiệt rắn, phản ứng đóng rắn sẽ xảy ra ở nhiệt độ cao nên
không cần làm nguội. Kết thúc quá trình mở khuôn lấy sản phẩm và vệ
sinh khuôn.

www.themegallery.com


LOGO

Cảm ơn các bạn đã lắng nghe

20