§2. CÁC VẬT LIỆU POLIME

I. CHẤT DẺO

1. Định nghĩa

Chất dẻo là những vật liệu polime có tính dẻo. Thành phần cơ bản của chất dẻo là polime. Ngoài ra còn có thành phần phụ thêm: chất dẻo hoá, chất độn, chất màu, chất hoá rắn, chất ổn định.

2. Một số hợp chất polime dùng làm chất dẻo

a) Polietilen (PE)

• Điều chế:

• Tính chất: PE là chất dẻo mềm, nóng chảy ở nhiệt độ lớn hơn 110°C, có tính trơ.

• Ứng dụng: Được dùng nhiều làm màng mỏng, vật liệu điện.

b) Poli (vinyl clorua) (PVC)

• Điều chế:

• Tính chất: PVC là chất rắn vô định hình, cách điện tốt, bền với axit.

• Ứng dụng: Được dùng làm vật liệu điện, ống dẫn nước, vải che mưa...

c) Poli (metyl metacrilat)

• Điều chế:

• Tính chất: Là loại chất dẻo nhiệt, rất bền, cứng trong suốt, được gọi là "thủy tinh hữu cơ" hay plexiglas. Nó cũng bền với một số hoá chất, bị hoà tan trong benzen, đồng đẳng của benzen, este và xeton...

• Ứng dụng: Dùng làm kính máy bay, ôtô, kính trong máy móc nghiên cứu, kính xây dựng, dùng làm răng giả, xương giả, kính bảo hiểm, ...

d) Poli (phenol-fomanđehit) (PPF)

• Điều chế: PPF có 3 dạng: Nhựa novolac, nhựa rezol, nhựa rezit. Đem đun nóng hỗn hợp phenol và fomanđehit theo tỉ lệ:

1:1 có axit xúc tác → nhựa novolac;

1:1,2 có kiềm xúc tác → nhựa rezol.

Trộn nhựa rezol + chất độn + phụ gia ở nhiệt độ 150°C tạo nhựa mạng lưới → nhựa rezit.

• Tính chất:

- Nhựa novolac và nhựa rezol là chất rắn dễ nóng chảy, dễ tan trong dung môi hữu cơ.

- Nhựa rezit không nóng chảy, không tan trong nhiều dung môi hữu cơ.

• Ứng dụng:

- Nhựa novolac dùng để sản xuất bột ép, sơn...

- Nhựa rezol dùng để sản xuất vỏ máy, dụng cụ điện, ...

- Nhựa rezit chế tạo nhựa mạng lưới, đồ điện, ...

3. Khái niệm về vật liệu compozit

Khi trộn polime với chất độn thu được vật liệu mới có độ bền, độ chịu nhiệt... của vật liệu tăng lên rất nhiều so với polime thành phần. Vật liệu đó gọi là vật liệu compozit. Chất độn có thể là chất sợi: bông, đay, poliamit, amiăng, hoặc bột: silicat, bột nhẹ (CaCO3), bột "tan"

* Poli (phenol-fomanđehit)

- Điều chế nhựa novolac:

- Điều chế nhựa rezol:

II. TƠ TỔNG HỢP VÀ TƠ NHÂN TẠO

1. Định nghĩa

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

2. Phân loại: Tơ được chia làm 2 loại

a) Tơ thiên nhiên

Nguồn gốc: Sẵn có trong thiên nhiên như bông, len, tơ tằm.

b) Tơ hoá học

Chế tạo bằng phương pháp hoá học. Tơ hoá học lại chia thành 2 nhóm:

- Tơ tổng hợp: Chế tạo từ các polime tổng hợp như các tơ poliamit (nilon, capron), tơ polivinyl thế (vinilon).

- Tơ bán tổng hợp hay tơ nhân tạo (xuất phát từ polime thiên nhiên nhưng được chế biến bằng phương pháp hoá học) như tơ visco, tơ xenlulozơ axetat, ...

3. Một số loại tơ tổng hợp thường gặp

a) Tơ nilon-6,6

- Điều chế:

- Tính chất và ứng dụng: Tơ nilon-6,6 thuộc loại tơ polianit, có tính dai, dùng để dệt vải may mặc, vải lót săm lốp xe, dệt bít tất, bện làm dây cáp, dây dù, đan lưới, ...

b) Tơ lapsan

- Điều chế: Tơ lapsan thuộc loại tơ polieste được tổng hợp từ axit terephtalic và etylen glicol.

- Tính chất và ứng dụng: Tơ lapsan rất bền về mặt cơ học, bền hơn nilon đối với nhiệt, với axit, với kiềm, dùng để dệt vải may mặc.

c) Tơ nitron (hay olon)

- Điều chế:

- Tính chất và ứng dụng: Tơ nitron dai bền, bền với nhiệt và giữ nhiệt độ tốt nên thường được dùng dệt vải may quần áo ấm hoặc bện thành sợi "len" đan áo rét.

Lưu ý một số phản ứng điều chế tơ tổng hợp thông dụng.

Tơ poliamit gồm: Nilon-6,6 tơ capron, tơ enan, to kevlaz.

• Tơ capron (nilon-6): điều chế từ axit amino caproic hoặc từ caprolactam.

• Tơ enan (nilon-7): do sự trùng ngưng của axit -amino enantoic.

• Tơ kevlaz: dùng trong vỏ xe hơi hoặc áo chống đạn.

• Tơ lapsan:

III. CAO SU THIÊN NHIÊN VÀ CAO SU TỔNG HỢP

1. Cao su thiên nhiên

2. Cao su tổng hợp

Cao su tổng hợp là loại vật liệu polime, được điều chế từ các monome thường bằng phản ứng trùng hợp.

• Cao su buna:

Đồng trùng hợp điều chế được cao su buna-S, cao su buna-N.

• Cao su isopren: Khi trùng hợp isopren có xúc tác đặc biệt được poliisopren

Tương tự poliisopren, người ta còn sản xuất policloropren và poliflopren

Lưu ý: Cao su buna có thể điều chế từ tinh bột:

IV. KEO DÁN

1. Định nghĩa

Keo dán (keo dán tổng hợp hay keo dán tự nhiên) là một loại vật liệu có khả năng kết dính 2 mảnh vật liệu giống nhau hoặc khác nhau mà không làm biến chất các vật liệu được kết dính.

2. Phân loại

Phân loại keo dán theo hai cách thông thường sau:

a) Theo bản chất hoá học

Gồm keo dán hữu cơ như hồ tinh bột, keo epoxit... và keo dán vô cơ như thủy tinh lỏng, matit vô cơ (hỗn hợp dẻo của thủy tinh với các oxit kim loại như ZnO, MnO, ...).

b) Theo dạng keo

Gồm có keo lỏng (như dung dịch hồ tinh bột trong nước nóng, dung dịch cao su trong xăng, ...), keo nhựa dẻo và keo rắn dạng bột hay bản mỏng (chảy ra ở nhiệt độ thích hợp và gắn kết 2 mảnh vật liệu khi để nguội).

3. Vài loại keo dán thông dụng

a) Keo dán epoxit

- Cấu trúc hoặc điều chế: Polime làm keo dán có nhóm epoxit

- Ứng dụng: Keo dán epoxit dùng để dán các vật liệu kim loại, gỗ, thủy tinh, chất dẻo trong ngành sản xuất ôtô, máy bay, xây dựng và trong đời sống hàng ngày.

b) Keo dán ure-fomanđehit

- Cấu trúc hoặc điều chế:

- Ứng dụng: Keo ure-fomanđehit dùng để dán các vật liệu bằng gỗ, chất dẻo.