Nội dung bài giảng Hóa 12NC - Bài 17 (GV soạn thêm phần làm việc với HS)

CHƯƠNG IV : POLIME VÀ VẬT LIỆU POLIME
TIẾT : .
BÀI 17 : VẬT LIỆU POLIME .
1) Mục đích yêu cầu :
– Biết khái niệm về: chất dẻo, vật liệu compozit, cao su, tơ sợi và keo dán.
− Biết thành phần, tính chất, ứng dụng của một số vật liệu polime.
2) Trọng tâm :
– Chất dẻo − Tơ − Cao su − Keo dán.
3) Đồ dùng dạy học :
– Thí nghiệm, tranh ảnh, phim ảnh về vật liệu polime, …
4) Tiến trình :
Phương pháp Nội dung
I. CHẤT DẺO :
1. Khái niệm :
– Chất dẻo là những vật liệu polime có tính dẻo.
− Thành phần chính: Polime. Thành Phần phụ: chất
dẻo hóa, chất độn → tăng khối lượng, chất màu,
chất ổn đònh.
2. Một số polime dùng làm chất dẻo :
° Polietilen (PE) :
o
t ,P
2 2
xt
nCH CH (= →
2 2 n
CH CH )−
→ PE − chất dẻo mềm,
o o
nc
t 110 C>

, tính trơ tương đối
của Ankan mạch dài. Dùng làm màng mỏng, bình
chứa, túi đựng, …
° Poli(vinyl clorua) (PVC) :
o
t ,xt,P
2
nCH CH (
Cl

= →
2 n
CH CH )
Cl

−
→ PVC − chất vô đònh hình, cách điện tốt, làm vật
liệu điện, ống dẫn nước, vải che mưa, da giả, …
° Poli(metyl metacrylat) :
→ Poli(metyl metacrylat) điều chế từ Metyl
metacrylat :
o
xt,t
2 3
3
nCH C COOCH (
CH

= − →
3

2 n
3
CH
CH C )
COOCH


−
→ Poli(metyl metacrylat) : trong suốt → thủy tinh hữu
cơ plexiglas.
° Poli(phenol-formalđehit) (PPF) :
→ Nhựa PPF có 3 dạng: Nhựa novolac, nhựa rezol,
nhựa rezit.
Nhựa novolac : Fomanđehit + Phenol lấy dư, xt axit
Trang 1
CHƯƠNG IV : POLIME VÀ VẬT LIỆU POLIME
Phương pháp Nội dung
thu được nhựa Novolac không phân nhánh, là chất
rắn, dể nóng chảy, tan trong dung môi hữu cơ →
dùng sản xuất vecni, sơn, …
OH
H
2
C
OH
H
2
C OH
H
2

C
OH
H
2
C
...
OH
C
H
2
OH
Nhựa rezol :
Đun hh Phenol + Fomanđehit (tỉ lệ 1:1), xt kiềm →
Nhựa Rezol (mạch không phân nhánh, có một số
nhóm
2
CH OH−
còn tự do, vò trí số 4 hoặc 2 của nhân
phenol.
OH OH
OH
CH
2
OH
H
2
COH
H
2
C

H
2
C
CH
2
OH
H
2
C
OH
....
Nhựa Rezol − chất rắn, dể nóng chảy, tan nhiều trong
dung môi hữu → sản xuất sơn, keo, nhựa rezit, …
Nhựa rezit : Khi đun nóng nhựa rezol ở nhiệt độ
150
o
C → nhựa cấu trúc mạng lưới không gian →
Nhựa Rezit (hay Bakelit) → dùng chế tạo vỏ máy,
dụng cụ cách điện, …
3. Khái niệm về vật liệu compozit :
– Vật liệu composit là vật liệu gồm polime làm nhựa
nền tổ hợp với các vật liệu vô cơ và hữu cơ khác.
→ Chất độn: sợi (bông, đay, sợi amiăng, sợi thủy tinh,
…), chất bột (silicat, bột nhẹ CaCO
3
…), bột “tan”
Trang 2
OH
H
2

C
OH
H
2
C OH
H
2
C
OH
H
2
C
...
OH
C
H
2
OH
OH OH
OH
CH
2
OH
H
2
COH
H
2
C
H

2
C
CH
2
OH
H
2
C
OH
....
CHƯƠNG IV : POLIME VÀ VẬT LIỆU POLIME
Phương pháp Nội dung
(3MgO.4SiO
2
.2H
2
O)), …
→ Độ bền, tính rắn, chòu nhiệt cao.
II. TƠ :
1. Khái niệm :
– Tơ là những vật liệu polime hình sợi dài và
mảnh với độ bền nhất đònh.
→ Tơ − ph.tử polime, mạch không phân nhánh
xếp song song, rắn, tương đối bền nhiệt, với
dung môi thông thường, mềm dai, không độc,
có khả năng nhuộm màu.
2. Phân loại : 2 loại:
a)Tơ thiên nhiên: có sẵn trong tự nhiên (bông,
len, tơ tằm, …)
b) Tơ hóa học: chế tạo bằng pp hóa học, chia 2

nhóm:
• Tơ tổng hợp: chế tạo từ các polime tổng hợp
(poliamit: nilon capron ; tơ vilylic: vinilon).
• Tơ bán tổng hợp hay nhân tạo: xuất phát từ
polime thiên nhiên, được chế biến thêm
bằng phương pháp hóa học (tơ visco, tơ
xenlulozơ axetat, …)
3. Một số loại tơ thường gặp :
a)Tơ nilon − 6,6 : thuộc lại tơ poliamit, các mắt
xích nối nhau bằng nhóm amit
CO NH
− − −
.
Nilon−6,6 điều chế từ hexametylen điamin
2 2 6 2
H N[CH ] NH
và axit ipic (axit hexanđioic):
o
t
2 2 6 2 2
nH N[CH ] NH HOOC[CH ]COOH
(
+ →
2 6 2 4 n
NH[CH ] NHCO[CH ] CO )
2
Poli(hexametylen ipamit) (Nilon 6,6)
2nH O
− −
+

→ Nilon−6,6 có tính dai, bền, mềm óng mượt, ít
thấm nước, mau khô, kém bền nhiệt, axit, kiềm.
Dùng dệt vải, may mặc, vải lót săm lốp xe, bít
tất, dây cáp, dây dù, đan lưới, …
b) Tơ lapsan: Thuộc loại tơ polieste tổng hợp từ
Axit terephtalic và Etylen glicol. Tơ lapsan bền
cơ học, nhiệt, axit, kiềm hơn nilon, dùng may
mặc.
c) Tơ nilon (hay olon): Thuộc
o
xt,t
2
Acrilonitrin
nCH CH (
CN

= →
2 n
CH CH )
CN

−
Poliacrilonitrin
Tơ nilon dai, bền nhiệt, giữ nhiệt tốt → dệt, may
Trang 3
CHƯƠNG IV : POLIME VÀ VẬT LIỆU POLIME
Phương pháp Nội dung
quần áo ấm, bện thành sợi len.
III. CAO SU :
1. Khái niệm :

Cao su là vật liệu có tính đàn hồi.
Có 2 loại cao su: Cao su thiên nhiên & cao su
tổng hợp.
2. Cao su thiên nhiên : Tên khoa học Hevea
brasiliensis, gốc Nam Mỹ, thế giới, nhiều nơi
(Vietnam).
a) Cấu trúc: là polime của Isopren:
(
2 2 n
3
CH C CH CH )
CH

=
− − n 1.500 15.000= −
.
Nghiên cứu nhiễu xạ tia X → các mắt xích Isopren
có cấu hình cis như sau :
CH
2
C C
H
H
2
C
H
3
C
n
b) Tính chất và ứng dụng:

Cao su → tính đàn hồi, không dẫn nhiệt điện, không
thấm khí và nước, không tan trong nước, etanol, …
Tan được trong xăng và benzen.
Do có LK đôi → phản ứng cộng H
2
, HCl, Cl
2
, … + S
→ cao su lưu hóa (tính đàn hồi, chòu nhiệt, lâu mòn,
khó tan trong dung môi hơn) → Do sự hình thành cầu
nối
S S
− − −
giữa các mạch ph.tử cao su → mạng
không gian.
Có tính đàn hồi vì mạch phân tử có cấu hình cis
3. Cao su tổng hợp : vật liệu t/t cao su thien nhiên, đ/c
từ các Ankien bằng p/ư trùng hợp.
a) Cao su buna :
Do p/ư trùng hợp Buta−1,3−đien, xt Na :
o
Na,t ,P
2 2
nCH CH CH CH (
= − = →
2 2 n
CH CH CH CH )
− = −
Cao su buna có độ bền, tính đàn hồi kém cao su
thiên nhiên.

Đồng trùng hợp Buta−1,3−đien & Stiren
6 5 2
C H CH CH=
, xt Na → cao su Buna−S (tính đàn
hồi cao).
Đồng trùng hợp Buna−1,3−đien & Acrilonitrin
2
CH CH CN= −
, xt Na → Cao su Buna−N (tính
Trang 4
CHƯƠNG IV : POLIME VÀ VẬT LIỆU POLIME
Phương pháp Nội dung
chống dầu cao).
b) Cao su Isopren
Trùng hợp Isopren, xt đặc biệt → Poliisopren (cao su
Isopren) :
(
2 2 n
3
CH C CH CH )
CH

− = −
(Hiệu suất 70%, cấu hình cis
94%
≈
, t/t cao su thiên
nhiên).
Ngta còn s/x Policloropren :
(

2 2 n
CH CCl CH CH )
− = −

và Polifloropren :
(
2 2 n
CH CF CH CH )− = −
Cao su Cloropren và cao su Floropren tính đàn hồi
cao, bền với dầu mỡ hơn cao su Isopren.
IV. KEO DÁN :
1. Khái niệm :
Keo dán (tổng hợp hay tự nhiên) là loại vật liệu
có khả năng kết dính 2 mảng vật liệu giống nhau
hoặc khác nhau mà không làm biến đổi bản chất
các vật liệu được kết dính.
2. Phân loại : Theo 2 cách:
a) Theo bản chất hóa học:
Keo dán hữu cơ: Hồ tinh bột, keo epoxi, …
Keo dán vô cơ: Thủy tinh lỏng, matit vô cơ (hh dẻo:
thủy tinh lỏng, ZnO, MnO, Sb
2
O
3
, …).
b) Theo dạng keo:
Keo lỏng : dd hồ TB, cao su trong xăng, …
Keo nhựa dẻo : matit vô cơ, hữu cơ, bitum, …
Keo dán dạng bột hay bản mỏng : chảy ở t
o

thích
hợp, nguội → kết dính.
3. Một số loại keo dán tổng hợp thông dụng :
a) Keo dán epoxi :
Hợp phần chính : h/c HC chứa 2 nhóm epoxi ở 2 đầu:
Hợp phần thứ 2 : chất đóng rắn (TD: triamin:
2 2 2 2 2 2
H NCH CH NHCH CH NH
, …)
b) Keo dán Ure − formanđehit
Sản xuất từ poli(ure−fomandehit) ← được điều chế từ
ure và fomandehit trong môi trường axit :
Trang 5
H
2
C
H
C
H
2
C
O
O
C
CH
3
CH
3
O
CH

H
2
C
HO
O C
CH
3
CH
3
CH
2
H
C
H
2
C
O
O
n
n = 5 - 12