Title Bài 13. Vật liệu polime - HS.docx ✅

KIẾN THỨC TRỌNG TÂM CHƯƠNG 4. POLYMER 1 1. Khái niệm: Chất dẻo là các vật liệu polymer có tính dẻo. Tính dẻo của vật liệu là tính bị biến dạng khi chịu tác dụng của nhiệt, áp lực bên ngoài và vẫn giữ được sự biến dạng đó khi thôi tác dụng. Thành phần chính của chất dẻo là polymer. Ngoài ra chất dẻo còn có chất độn, chất hoá dẻo, chất tạo màu,... 2. Tổng hợp một số polymer dùng làm chất dẻo: • Một số polymer dùng làm chất dẻo thông dụng như PE, PP, PVC, PS, poly(methyl methacrylate),... được tổng hợp bằng phương pháp trùng hợp từ các monomer tương ứng. Poly(phenol formaldehyde) (PPF) được điều chế từ phản ứng của formaldehyde với phenol, có mặt acid làm xúc tác: 3. Ứng dụng của chất dẻo: Chất dẻo được sử dụng rất phổ biến trên thế giới để tạo ra nhiều sản phẩm ứng dụng trong đời sống, công nghiệp, xây dựng,... Ước tính có khoảng hai phần ba lượng polymer tiêu thụ trên thế giới là từ các chất dẻo thông dụng như PE, PP, PVC, PS. Chất dẻo Ứng dụng PE Sản xuất túi nylon, bao gói, màng bọc thực phẩm, chai lọ, đồ chơi trẻ em,... pp Sản xuất bao gói, hộp đựng, ống nước, chi tiết nhựa trong công nghiệp ô tô,... PVC Sản xuất giày ủng, rèm nhựa, khung cửa, sàn nhựa, ống nước, vỏ cáp điện, vải giả da,... PS Sản xuất bao gói thực phẩm, hộp xốp, vật liệu cách nhiệt,... Poly(methyl methacrylate) Sản xuất thuỷ tinh hữu cơ dùng làm kính máy bay, kính xây dựng, kính bảo hiểm, bể cá,... 4. Ô nhiễm môi trường do chất dẻo và rác thải nhựa:
KIẾN THỨC TRỌNG TÂM CHƯƠNG 4. POLYMER 2 Các loại nhựa được tạo ra từ chất dẻo khi thải ra môi trường thì phải mất rất nhiều thời gian để phân hủy (lên đến hàng trăm năm), dó đó việc xử lý rác thải nhựa không đúng cách sẽ gây ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng đến môi trường sống của con người và động vật. Đốt nhựa tạo ra các khí độc hại và làm tăng lượng khí gây hiệu ứng nhà kính. Khi chôn lấp, rác thải nhựa sẽ làm cho đất không giữ được nước, dinh dưỡng, làm chết vi sinh vật có lợi trong đất, gây tác dộng xấu đến sự sinh trưởng của cây trồng. Nhựa thải ra sông, hồ, đại dương…. Gây ô nhiễm nguồn nước, làm mất cân bằng hệ sinh thái. Để hạn chế tình trạng ô nhiễm môi trường khi sử dụng đồ nhựa, cần thực hiện một số biện pháp như mô tả trong hình 13.1. Ví dụ 1. Chất dẻo là vật liệu polymer có nhiều ứng dụng trong đời sống và sản xuất. a. Chất dẻo là các vật liệu polymer có tính dẻo. b. Thành phần chính của chất dẻo là polymer. Ngoài ra còn có chất hóa dẻo và chất độn. c. Chất dẻo khó bị biến dạng ở nhiệt độ cao. d. Các polymer PE, PP, PVC, PS,… là các chất được dùng để sản xuất chất dẻo. Trong mỗi ý a), b), c), d) chọn đúng hoặc sai Ví dụ 2. Cho các polymer sau: PE, PP, poly(methyl methacrylate) và PPF. a) Hãy xác định polymer nào được tạo thành từ phản ứng trùng hợp, polymer nào được tạo thành từ phản ứng trùng ngưng. b) Hãy xác định các polymer được dùng làm chất dẻo. Ví dụ 3. Hãy ghép thông tin ở cột A (ứng dụng) với vật liệu polymer thích hợp ở cột B. Cột A Cột B 1. Chế tạo chai đựng đồ uống, túi nhựa. a) Poly(vinyl chloride) 2. Sản xuất bao bì, hộp đựng thực phẩm. b) Polypropylene 3. Sản xuất vật liệu cách điện, ống dẫn thoát nước, áo mưa. c) Polystyrene 4. Sản xuất thủy tinh hữu cơ d) Polyethylene 5. Sản xuất vỏ các dụng cụ điện tử (ti vi, tủ lạnh, điều hòa). e) Poly(methyl methacrylate) 6. Sản xuất bột ép, chất kết dính trong cao su,… f) Poly(phenol formaldehyde) Ví dụ 4. PVC được dùng làm vỏ bọc dây điện, ứng dụng này dựa trên tính chất đặc trưng nào của PVC? Ví dụ 5. Nêu một số tác hại của việc lạm dụng chất dẻo tới đời sống và môi trường. Ví dụ 6. Nêu một số biện pháp có thể thực hiện được trong gia đình để giảm thiểu rác thải nhựa giúp hạn chế ô nhiễm môi trường? Ví dụ 7. Nêu các vật dụng bằng chất dẻo thường được sử dụng hằng ngày mà có thể tái chế.
KIẾN THỨC TRỌNG TÂM CHƯƠNG 4. POLYMER 3 Ví dụ 8. Để hạn chế sử dụng túi nylon làm bằng chất dẻo, em có thể dùng biện pháp nào? Ví dụ 9. Thuật ngữ 3R bao gồm Reduce (tiết giảm), Reused (tái sử dụng) và Recycle (tái chế) nhằm hạn chế rác thải (trong đó chủ yếu là vật liệu polymer) đã xuất hiện và thực hiện từ lâu trên thế giới. Những năm gần đây, ở Việt Nam khẩu hiệu này cũng đã được tuyên truyền và áp dụng. Tuy nhiên, khâu tái chế rác vẫn còn rất hạn chế. Hãy nêu những hạn chế trong quá trình tái chế rác thải ở địa phương em. Ví dụ 10. Các polymer thiên nhiên như tinh bột, cellulose có khả năng phân huỷ sinh học rất tốt. Hơn nữa, chúng được xem là các vật liệu xanh, có thể tái tạo. Hãy tìm hiểu và liệt kê một số vật dụng được làm từ loại polymer này. 1. Khái niệm: Vật liệu composite là loại vật liệu được tổ hợp từ hai hay nhiều vật liệu khác nhau tạo nên vật liệu mới có các tính chất vượt trội so với các vật liệu ban đầu. Vật liệu composite thường bao gồm hai thành phần chính: Vật liệu cốt có vai trò đảm bảo cho composite có được các đặc tính cơ học cần thiết. Hai dạng vật liệu cốt thường gặp là dạng cốt sợi (sợi thuỷ tinh, sợi hữu cơ, sợi carbon, vải,...) và dạng cốt hạt. Vật liệu nền có vai trò đảm bảo cho các thành phần cốt của composite liên kết với nhau nhằm tạo tính thống nhất cho vật liệu composite. Các dạng vật liệu nền điển hình như nền hữu cơ (nhựa polymer), nền kim loại, nền gốm,... 2. Ứng dụng: Vật liệu composite có nhiều tính chất vượt trội nên hiện nay được dùng phổ biến để thay thế các vật liệu truyền thống trong nhiều ngành công nghiệp và đời sống. Vật liệu composite cốt sợi được dùng phổ biến để sản xuất thân, vỏ máy bay, tàu thuyền, thân xe đua, khung xe đạp, bồn chứa, ống dẫn,... Ví dụ 1. Với sự phát triển của công nghệ hiện đại, vật liệu composite đã nhanh chóng được đưa vào sử dụng ở nhiều lĩnh vực khác nhau, nhất là ngành vật liệu mới. a. Vật liệu composite là loại vật liệu được tổ hợp từ hai hay nhiều vật liệu khác nhau, có tính chất vượt trội so với các vật liệu thành phần. b. Thành phần của các vật liệu composite gồm một vật liệu nền và một vật liệu cốt. c. Vật liệu cốt thường ở dạng sợi hoặc dạng bột, đảm bảo cho composite có được các đặc tính cơ học cần thiết. d. Vật liệu nền là chất dẻo giúp các pha gián đoạn liên kết được với nhau để tạo một khối kết dính và thống nhất, giúp bảo vệ vật liệu cốt, ổn định màu sắc, giữ được độ dẻo dai,... Trong mỗi ý a), b), c), d) chọn đúng hoặc sai Ví dụ 2. Một loại vật liệu composite dùng để làm vỏ tàu thuyền được chế tạo từ sợi thuỷ tinh và nhựa polyester. Hãy xác định vật liệu cốt và vật liệu nền trong vật liệu composite trên? Ví dụ 3. Nêu ưu điểm của vật liệu composite so với các polymer ban đầu. Ví dụ 4. Trình bày ứng dụng của một số loại vật liệu composite. Ví dụ 5. Vì sao composite sợi carbon và composite sợi thuỷ tinh lại được sử dụng nhiều trong lĩnh vực hàng không?
KIẾN THỨC TRỌNG TÂM CHƯƠNG 4. POLYMER 4 1. Khái niệm: Tơ là những vật liệu polymer có dạng sợi mảnh và có độ bền nhất định. Các phân tử polymer dùng làm tơ thường có mạch không phân nhánh, sắp xếp song song với nhau. Các polymer này tương đối bền với các dung môi thông thường, mềm, dai, không độc và có khả năng nhuộm màu. 2. Phân loại: Dựa vào nguồn gốc và quy trình chế tạo, tơ thường được phân loại theo sơ đồ sau: 3. Một số loại tơ thường gặp: a) Tơ tự nhiên:  Sợi bông: là một loại tơ sợi được lấy từ quả bông. Thành phần chủ yếu của sợi bông là cellulose. Sợi bông có nhiều ưu điểm như mềm mịn, thấm hút mồ hôi tốt, thông thoáng nên vải dệt từ sợi bông (vải cotton) được sử dụng phổ biến trong ngành may mặc.  Len: là một loại tơ được làm từ lông một số loài động vật như cừu, dê, lạc đà,... có thành phần chính là protein. Sợi len giữ nhiệt tốt nên được dùng để dệt áo len, áo choàng, khăn len,...  Tơ tằm: là loại tơ được láy từ kén của con sâu tằm. Tơ tằm có cấu trúc là các chuỗi protein do sâu tằm tiết ra. Vải dệt từ sợi tơ tằm có độ bóng cao, mềm mại, thoáng khí, hút ẩm tốt nên được dùng phổ biến để dệt vải may trang phục vào mùa hè. b) Tơ tổng hợp:  Tơ nylon-6,6: Tơ nylon-6,6 thuộc loại tơ polyamide được tổng hợp từ hai loại hợp chất đều chứa 6 nguyên tử carbon trong phân tử: nylon-6,6 Tơ nylon-6,6 có tính dai, mềm, ít thấm nước nên được dùng để dệt vải may mặc, vải lót lốp xe, bện dây cáp, dây dù, đan lưới,...  Tơ capron: Tơ capron thường được tổng hợp từ phản ứng trùng hợp mở vòng e-caprolactam: caprolactam capron Tơ capron dai, bền, độ đàn hồi và độ bóng cao, ít bị nhăn, có khả năng chống mài mòn.  Tơ nitron (hay olon):