Tiêu đề Bài 13. Vật liệu polime - GV.pdf ✅

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 Đáp án: a. Đ. b. Đ. c. S. Chất dẻo dễ biến dạng ở nhiệt độ cao. d. Đ. 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. Đáp án: a) PE, PP, poly(methyl methacrylate) được tạo thành từ phản ứng trùng hợp. PPF được tạo thành từ phản ứng trùng ngưng. b) Tất cả các chất trên đều là 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
KIẾN THỨC TRỌNG TÂM CHƯƠNG 4. POLYMER 3 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) Đáp án: 1-d, 2-b, 3-a, 4-e, 5-c, 6-f. Ví dụ 4. PVC được dùng làm vỏ bọc dây điện, ứng dụng này dựa trên tính chất đặc trưng nào của PVC? Đáp án: PVC có tính cách điện, cách nhiệt tốt nên được dùng làm vỏ bọc dây dẫn điện. Ví dụ 5. Nêu một số tác hại của việc lạm dụng chất dẻo tới đời sống và môi trường. Đáp án: - Một lượng nhựa khổng lồ được thải ra môi trường, mất hàng trăm năm mới có thể phân hủy. - Khi đốt rác thải nhựa sẽ sinh ra chất độc, gây ô nhiễm không khí, ảnh hưởng đến sức khỏe con người. - Khi chôn lấp, rác thải nhựa sẽ làm cho đất bị ô nhiễm, làm giảm chất lượng đất và ngăn cản quá trình khí oxygen đi vào đất, gây tác động xấu đến sự sinh trưởng của cây trồng. - Rác thải nhựa gây ô nhiễm nguồn nước, có thể làm chết các sinh vật trong nước. 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? Đáp án: + Hạn chế sử dụng các vật liệu nhựa dùng 1 lần, bao bì nhựa, túi nylon. + Phân loại rác thải nhựa để tái chế; + Tái sử dụng các đồ dùng nhựa đã dùng; + Mang theo túi (giỏ) đựng khi mua sắm... Ví dụ 7. Nêu các vật dụng bằng chất dẻo thường được sử dụng hằng ngày mà có thể tái chế. Đáp án: Các vật dụng bằng chất dẻo thường được sử dụng hằng ngày có thể tái chế: Chai nhựa đựng nước khoáng, nước ngọt...; chai nhựa đựng nước súc miệng, nước muối sinh lí; chai, lọ đựng mỹ phẩm, dầu gội, sữa tắm; ống nhựa PVC; ... Ví dụ 8. Để hạn chế sử dụng túi nylon làm bằng chất dẻo, em có thể dùng biện pháp nào? Đáp án: - Sử dụng đồ dùng bền và có thể dùng được nhiều lần thay cho túi nylon như túi cói, làn nhựa, túi vải ... - Tái sử dụng túi nylon bằng chất dẻo cho các mục đích phù hợp ... 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. Đáp án: Những hạn chế trong quá trình tái chế rác thải ở địa phương em: + Người dân chưa có nhiều nhận thức về việc tái chế rác thải, khâu phân loại rác thải tại nguồn chưa được nhiều hộ gia đình phối hợp thực hiện. + Chưa có nhiều công ty hay tổ chức thu gom và tái chế rác thải. + Cơ sở thu gom rác thải tái chế mang tính cá nhân, có hiệu suất thu gom thấp, trong khi lượng rác thải có thể tái chế phát thải ngày càng nhiều... 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
KIẾN THỨC TRỌNG TÂM CHƯƠNG 4. POLYMER 4 làm từ loại polymer này. Đáp án: Một số vật dụng được làm từ polymer thiên nhiên: túi nylon tự huỷ sinh học làm từ tinh bột; chai nước tự phân huỷ sinh học làm từ tảo biển; chỉ khâu sinh học tự tiêu; đĩa, thìa, muỗng ăn một lần làm từ cellulose,... 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 Đáp án: a. Đ. b. Đ. c. Đ. d. Đ. 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? Đáp án: - Vật liệu cốt: sợi thuỷ tinh. - Vật liệu nền: nhựa polyester. Ví dụ 3. Nêu ưu điểm của vật liệu composite so với các polymer ban đầu. Đáp án: So với các polymer ban đầu, vật liệu composite có nhiều tính chất quý như nhẹ hơn, cách nhiệt và cách điện tốt hơn, độ bền cao hơn,... Ví dụ 4. Trình bày ứng dụng của một số loại vật liệu composite.