Một số polymer thường gặp - Khoa học tự nhiên 9

1. Polymer là gì?

Polymer là những chất có khối lượng phân tử rất lớn do nhiều đơn vị nhỏ (gọi là mắt xích) liên kết với nhau tạo nên. Các phân tử nhỏ kết hợp với nhau tạo nên polymer được gọi là monomer.

2. Chất dẻo là gì?

Chất dẻo là những vật liệu polymer có tính dẻo.

3. Tính chất

- 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 = polymer (chính) + phụ gia như chất hoá dẻo, chất độn, chất màu, chất ổn định,.. Phản ứng điều chế của một số polymer thông dụng được làm chất dẻo được trình bày trong bảng sau.

4. Điều chế một số polymer thông dụng dùng làm chất dẻo

5. 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,...

6. Tác hại của chất dẻo đến môi trường.

- Thời gian phân huỷ lâu (lên đến hàng trăm năm)=> xử lý rác thải nhựa không đúng cách => sẽ gây ô nhiễm môi trường,. - 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 động 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.

7. Vật liệu composite là gì?

Vật liệu composite gồm hai thành phần chính + Vật liệu cốt gồm cốt sợi (sợi carbon, sợi vải, sợi thuỷ tinh,…) hoặc cốt hạt: hạt kim loại (bột nhôm), bột gỗ, bột đá, bột silica,… giúp cho vật liệu có được các đặc tính cơ học cần thiết. + Vật liệu nền gồm nền hữu cơ (polymer: nhựa nhiệt dẻo hay nhựa nhiệt rắn), nền kim loại, nền gốm,…giúp liên kết vật liệu cốt với nhau và tạo tính thống nhất cho vật liệu composite.

8. Ứng dụng của một số composite

Loại cốt	Loại composite	Tính chất	Ứng dụng
Composite cốt sợi	Composite sợi carbon Sợi carbon được đan thành tấm	Nhẹ và có độ bền cao.	Làm vật liệu chế tạo các bộ phận quan trọng trong lĩnh vực hàng không, vũ trụ, ô tô, thiết bị và dụng cụ thể thao,...
Composite cốt sợi	Composite sợi thuỷ tinh Sợi thuỷ tinh được đan thành tâm	Nhẹ, độ cứng và độ uốn kéo tốt, độ bền cơ học cao, cách điện tốt, bền với môi trường.	Làm vật liệu chế tạo các bộ phận trong thiết bị hàng không (giá để hành lí, vách ngăn, thùng chứa, ống dẫn), đóng tàu, thuyền,...
Composite cốt hạt	Composite bột gỗ và bột đá Composite bột gỗ	Nhẹ, độ bền cao, cách điện và cách nhiệt tốt, dễ tạo hình và phối màu.	Làm tấm ốp trang trí nhà, làm cánh cửa, ván lát sàn,...

9. Tơ là gì?

Tơ là những vật liệu polymer hình sợi dài và mảnh với độ bền nhất định. - Mạch không phân nhánh, xếp song song với nhau. - Mềm, dai, không độc, tương đối bền với các dung môi thông thường và có khả năng nhuộm màu. - Nguyên liệu quan trọng trong ngành dệt may.

10. Phân loại tơ

- Tơ tự nhiên: Là tơ có sẵn trong thiên nhiên như bông, sợi lanh, len l🎃ông cừu, tơ tằm,...

- Tơ tổng hợp: Là𓃲 tơ được chế tạo từ polymer tổng hợp như polyamide (nylon, capron,...).

- Tơ bán tổng hợp: Làꦬ tơ xuất phát từ nguồn thiên nhiên nhưng được chế biến thêm bằng phương pháp hoá học (như🌌 tơ visco, tơ cellulose acetate,...).

11. Một số loại tơ thông dụng

* Tơ tự nhiên + Bông: chứa cellulose (95 – 98%); mềm mịn, thấm hút mồ hôi tốt, thông thoáng. Được sử dụng phổ biến trong ngành may mặc (vải cotton) + Len được sản xuất từ lông động vật như dê, thổ. Thành phần chính là protein, sợi len mềm mịn, bền và giữ nhiệt tốt. Len được sử dụng rộng rãi để may quần áo ấm, chân, mũ, thảm,… + Tơ tằm được lấy từ tơ của con tằm, thành phần chính là protein, thoáng, nhẹ, hấp thụ nhiệt kém, ít bám bụi, bề mặt mịn. * Tơ tổng hợp và bán tổng hợp

Loại tơ	Thành phần cấu tạo	Tính chất	Ứng dụng
Tơ nylon-6,6 (tổng hợp)	Thuộc loại tơ polyamide, tạo nên từ 2 chất có 6 C.	Dai, bền, bóng mượt, mềm mại, ít thấm nước, giặt mau khô nhưng kém bền với nhiệt, acid và kiềm.	Dệt vải may mặc; vải lót săm lốp xe, bít tất, dây cáp, dây dù, đan lưới,...
Tơ capron (bán tổng hợp)	Thuộc loại polyamide, tạo nên từ 1 chất có 6 C.	Dai, đàn hồi, ít thấm nước, mềm mại, có dáng đẹp hơn tơ tằm, giặt mau khô nhưng kém bền bởi nhiệt, acid và kiềm.	Dệt vải may mặc, làm võng, lưới bắt cá, chỉ khâu, sợi dây thừng,...
Tơ nitron (olon) (tổng hợp)	Thuộc loại vinylic, có công thức là	Dai, bền với nhiệt và giữ nhiệt tốt.	Dệt vải dùng để may áo ấm, bện thành len đan áo rét, vải bạt, mái hiên ngoài trời, vải làm cánh buồm, sợi gia cường,...
Tơ visco (bán tổng hợp)	Thành phần chính là cellulose đã được xử lí hoá chất.	Dai, bền, thấm mồ hôi, thoáng khí.	Làm vải may những trang phục thoáng, mát.
Tơ cellulose acetate (bán tổng hợp)	Là hỗn hợp gồm cellulose diacetate [C₆H₇O₂(OH)(OCOCH₃)₂]_nvà cellulose triacetate [C₆H₇O₂(OCOCH₃)₃]_n.	Cách nhiệt tốt.	Làm vải may áo ấm và thường được phối trộn với len.

12. Cao su là gì?

Cao su là vật liệu polymer có tính đàn hồi.

- Tính đàn hồi là tính bị biến dạng của vật khi chịu lực tác dụng bên ngoài nhưng trở lại hình dạng ban đầu khi lực thôi tác dụng.

13. Phân loại cao su

Có hai loại cao su là cao su thiên nhiên và cao su tổng hợp.

14. Cao su thiên nhiên

Cao su thiên nhiên:

- Lấy từ mủ cây cao su (có thành phần chính là polyisoprene) tên khoa học là Hevea brasiliensis được dùng trong ngành công nghiệp cao su.

- Các mắt xích isoprene đều có cấu hình cis.

- Cao su thiên nhiên có tính đàn hồi, không dẫn điện, không thấm khí và nước, không tan trong nước, ethanol,... nhưng tan trong xăng và benzene.

- Cao su thiên nhiên có khả năng phản ứng cộng với H₂, Cl₂, HCl,... Đặc biệt, cao su thiên nhiên có phản ứng với lưu huỳnh tạo 🀅cao su lưu hoá có tính đàn hồi, chịu nhiệt, lâu mòn, khó tan trong dung môi hơn cao su không 🐟lưu hoá.

15. Cao su tổng hợp

Loại cao su	Phản ứng điều chế - Tính chất - Ứng dụng
Cao su buna = trùng hợp buta-1,3-diene	Có tính đàn hồi và độ bền kém hơn cao su thiên nhiên
Cao su isoprene (polyisoprene) = trùng hợp isoprene.	Có tính đàn hồi tốt, độ bền cao, khả năng chống mài mòn và chịu nhiệt tốt, sản xuất lốp xe, đệm giảm xóc, giày dép, dụng cụ thể thao, thiết bị y tế.
Cao su buna-S = đồng trùng hợp buta-1,3-diene và styrene	Có tính đàn hồi cao, dùng để sản xuất lốp xe, đệm lót, đế giày, vật liệu chống thấm,...
Cao su buna-N = đồng tr🀅ùng hợp buta-1,3-diene và vinyl cyanide (hay acrylonitrile)	Có tính chống dầu tốt, được dùng để sản xuất găng tay cao su y tế, đai truyền động, ống, gioăng cao su sử dụng trong môi trường hoá chất.
Cao su chloroprene = Trùng hợp chloroprene	Có tính đàn hồi cao, bền với dầu mỡ; được dùng để bọc các ống thuỷ lực công nghiệp, ống nhún và đệm làm kín, làm đai truyền năng lượng.