Chất dẻo - tơ sợi

Chia sẻ: Nhan Tai | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

0
65
lượt xem
16
download

Chất dẻo - tơ sợi

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tham khảo tài liệu 'chất dẻo - tơ sợi', tài liệu phổ thông, ôn thi đh-cđ phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Chất dẻo - tơ sợi

  1. www.khoabang.com.vn LuyÖn thi trªn m¹ng _____________________________________________________________ Bµi sè 20: ChÊt dÎo vµ t¬ sîi I. ChÊt dÎo. 1) §Þnh nghÜa: + ChÊt dÎo lµ nh÷ng vËt liÖu lµm tõ c¸c hîp chÊt cao ph©n tö (polime) cã thÓ bÞ biÕn d¹ng d−íi t¸c dông cña lùc ngoµi hoÆc nhiÖt vµ gi÷ nguyªn d¹ng ®ã khi ngõng t¸c dông (kh«ng tù phôc håi). ThÝ dô khi v« ý ®Ó th−íc nhùa gÇn nguån nhiÖt nh− ®Ìn, bÕp löa, th−íc nhùa bÞ biÕn d¹ng vµ ta kh«ng thÓ lµm cho th−íc trë vÒ tr¹ng th¸i ban ®Çu ®−îc n÷a. + Trong thµnh phÇn c¬ b¶n cña chÊt dÎo lµ polime víi m¹ch chÝnh th−êng kh«ng cã liªn kÕt béi mµ chØ cã liªn kÕt ®¬n. ThÝ dô PE (Polietilen), PVC (polivinylclorua) ... cã c«ng thøc cÊu t¹o : (- CH2 - CH2 - )n, (- CH2 - CHCl -)n ... §©y lµ dÊu hiÖu dÔ nhËn vµ ph©n lo¹i nhÊt vÒ mÆt ho¸ häc. 2) Thµnh phÇn c¬ b¶n cña chÊt dÎo lµ polime. Ngoµi ra ng−êi ta cßn cho thªm c¸c chÊt dÎo ho¸ nh− Dietylphtalat (DEP), Dibutylphtalat (DBP), dÇu thÇu dÇu ®Ó lµm t¨ng tÝnh dÎo. + Thªm chÊt ®én ®Ó tiÕt kiÖm polime hay t¨ng c−êng mét sè tÝnh chÊt nµo ®ã nh− tÝnh dÉn nhiÖt, tÝnh dÉn ®iÖn, ®é cøng, dÔ gia c«ng .... + C¸c chÊt ®én th−êng ®−îc thªm vµo chÊt dÎo lµ bét gç, th¹ch cao, cao lanh, muéi than, bét nhÑ graphit, ami¨ng, sîi thuû tinh .... + ¦u ®iÓm cña chÊt dÎo lµ nhÑ, bÒn, c¸ch ®iÖn, c¸ch nhiÖt, dÔ gia c«ng. Ng−êi ta ®· chÕ ra mét sè chÊt dÎo cã ®é cøng cao (thuû tinh h÷u c¬), ®é bÒn ho¸ häc cao (Teflon). ChÊt dÎo cã mÆt ë kh¾p n¬i xung quanh ta. 3) Mét sè chÊt dÎo th«ng dông: a) Polietilen (PE): + PE lµ s¶n phÈm thu ®−îc khi trïnghîp etylen ë ¸p suÊt tõ 2 ®Õn 3 atm, xóc t¸c lµ c¸c hîp chÊt cña Ti, Al, Cr. + PE lµ chÊt r¾n, cøng, cã nhiÖt ch¶y mÒm > 141oC. Khi trïng hîp ë P cao ≈ 1000 atm, xóc t¸c lµ peoxit PE cã nhiÖt ®é ch¶y mÒm cã ≈ 110 ÷ 125oC. + PE cã tÝnh chÊt cña h÷u c¬ no, kh«ng t¸c dông víi axit, kiÒm ë nhiÖt ®é th−êng. PE ®−îc sö dông réng r·i trong ®êi sèng hµng ngµy ®Ó lµm bao gãi (tói nilon). PE chØ tan trong decalin nªn cã thÓ hoµ tan chÊt mµu trong ®ecalin ®Ó in trªn PE. b) Polistiren (PS): + Polistiren ®−îc ®iÒu chÕ b»ng c¸ch trïng hîp stiren víi xóc t¸c lµ peoxit (ph¶n øng nhanh) hay hîp chÊt cña Ti (ph¶n øng chËm) t¹o ra c¸c lo¹i s¶n phÈm cã cÊu t¹o kh¸c nhau vµ v× thÕ cã nhiÖt ®é ch¶y mÒm vµ ®é bÒn c¬ häc kh¸c nhau. + PS lµ mét lo¹i nhùa r¾n, c¸ch ®iÖn tèt, bÒn víi axit, baz¬. PS cã thÓ tham gia ph¶n øng nitro ho¸ vµ halogen ho¸. G.V Lê Kim Long - ĐHKHTN
  2. www.khoabang.com.vn LuyÖn thi trªn m¹ng _____________________________________________________________ + PS th−êng ®−îc sö dông ®Ó s¶n xuÊt c¸c dông cô quang häc, vËt c¸ch ®iÖn, dông cô häc tËp. c) Polivinylaxetat (PVC): + PVC lµ lo¹i nhùa rÊt th«ng dông ®Ó c¸ch ®iÖn (lµm vá bäc d©y ®iÖn), lµm da gi¶, ¸o m−a, èng dÉn n−íc hay c¸c dông cô kh¸c. + PVC th−êng ®−îc ®iÒu chÕ b»ng c¸ch trïng hîp ë nhiÖt ®é kh¸ thÊp tõ 35 ®Õn 70oC; ¸p suÊt kho¶ng 5 ÷ 8 atm, th−êng dïng xóc t¸c lµ benzoyl peaxit. + §Ó biÕn tÝnh PVC ng−êi ta cã thÓ clo ho¸ vµ thu ®−îc s¶n phÈm lµ t¬ clorin. d) Polimetylmetacrylat: lµ mét lo¹i nhùa rÊt r¾n, cøng vµ trong suèt. + Polimetylmetacrilat thu ®−îc do trïng hîp CH2 = C(CH3)-COOCH3 (metyl-metacrilat) + Polimetyl-metacrilat ®−îc sö dông thay cho kÝnh th−êng, dïng thay thuû tinh nªn ®−îc gäi lµ thuû tinh h÷u c¬ (Plexiglass). + Nhùa nµy ®−îc sö dông lµm kÝnh m¸y bay, xe h¬i, nhµ kÝnh, thÊu kÝnh, ®å n÷ trang. Khi bÞ vì Polimetylmetacrilat t¹o ra nh÷ng m¶nh trßn kh«ng s¾c c¹nh nh− kÝnh th−êng nªn cßn ®−îc gäi lµ kÝnh an toµn. e) Nhùa phenol focmandehit: Nhùa phªnolfoman®ehit lµ s¶n phÈm trïng ng−ng cña phªnol vµ fomandehit. Tuú theo m«i tr−êng mµ s¶n phÈm cã cÊu t¹o kh¸c nhau vµ tÝnh chÊt còng kh¸c nhau: OH CH2 OH ... CH2 CH2 CH2 . . . OH CH2 OH CH2 ... CH2 CH2 CH2 . . . OH OH + NÕu ph¶n øng víi l−îng phenol d−, xóc t¸c axit thu ®−îc nhùa cã tªn lµ novolac. Nhùa Novolac cã m¹ch polime kh«ng ph©n nh¸nh, dÔ nãng ch¶y, dÔ tan trong dung m«i h÷u c¬ (C¸c m¹ch trªn vµ d−íi kh«ng ®−îc kh©u l¹i). Nhùa Novolac th−êng ®−îc sö dông lµm s¬n vµ vecni, vµ quÐt lªn v¶i t¹o quÇn ¸o chÞu nhiÖt. + NÕu ph¶n øng víi l−îng d− focmandehit, xóc t¸c lµ baz¬ thu ®−îc nhùa cã tªn gäi lµ rezol. Do cã nhãm CH2OH tù do nªn x¶y ra ph¶n øng kh©u m¹ch thµnh nhùa rezol cã cÊu t¹o m¹ng kh«ng gian. CÊu t¹o m¹ch nhùa rezol kh©u m¹ch kh«ng gian cã thÓ ®−îc biÓu diÔn ë h×nh trªn. Trong ph©n tö nhùa Rezol cã nhãm CH2OH tù do dÔ tan, khi ®un nãng, rezol cã thÓ ch¶y láng ®−îc. Rezol ®−îc dïng trong s¶n xuÊt ®ui ®Ìn, æ c¾m ®iÖn, ®å c¬ khÝ (b¸nh r¨ng, vá m¸y). Khi sö dông ng−êi ta trén rezol víi c¸c phô gia cÇn G.V Lê Kim Long - ĐHKHTN
  3. www.khoabang.com.vn LuyÖn thi trªn m¹ng _____________________________________________________________ thiÕt råi Ðp khu«n, nung ë 150oC. Trong tr¹ng th¸i nµy nhùa kh«ng ph©n cùc, kh«ng tan trong dung m«i. 2. T¬ sîi: + §Þnh nghÜa: T¬ sîi lµ c¸c polime thiªn nhiªn hay tæng hîp cã thÓ kÐo dµi thµnh sîi dµi vµ m¶nh. + §iÒu kiÖn ®Ó chÕ t¹o t¬ vµ sîi lµ m¹ch polime kh«ng ph©n nh¸nh xÕp song song víi nhau. C¸c polime nµy t−¬ng ®èi r¾n, t−¬ng ®èi bÒn nhiÖt, cã thÓ tan trong dung m«i,, mÒm, dai, nhuém mµu ®−îc .... + Ng−êi ta th−êng chia t¬ sîi thµnh 2 lo¹i: t¬ thiªn nhiªn (t¬ t»m, len, b«ng) vµ t¬ ho¸ häc (chÕ biÕn hay ®iÒu chÕ b»ng ph−¬ng ph¸p ho¸ häc). + T¬ ho¸ häc l¹i ®−îc chia thµnh 2 nhãm: – T¬ nh©n t¹o: th−êng lo¹i t¬ nµy ®−îc s¶n xuÊt tõ polime thiªn nhiªn nh−ng ®−îc chÕ biÕn thªm b»ng ph−¬ng ph¸p ho¸ häc. ThÝ dô tõ Xenluloz¬ ng−êi ta cã thÓ chÕ ra t¬ visco hoÆc t¬ axetat. – T¬ tæng hîp: lµ c¸c lo¹i t¬ sîi ®−îc s¶n xuÊt tõ c¸c polime tæng hîp nh− poliamit (nilon, capron), polieste (lapsan)… a) Poliamit: Poliamit lµ c¸c t¬ sîi chøa nhãm chøc amit C NH hay O b) cßn gäi lµ c¸c m¹ch peptit. Tõ poliamit ng−êi ta s¶n xuÊt ra t¬ poliamit. * Nilon-66: §−îc ®iÒu chÕ b»ng ph¶n øng trïng ng−ng hexametylendiamin vµ axit p-adipic o o t = H2N-(CH2)6-NH2 + HOOC-(C6H2)4-COOH  280→ C hexametilendiamin NH(CH2)6 NH CO (CH2)4 C + 2n H2O n O * Nilon-6 (T¬ capron): ®iÒu chÕ b»ng c¸ch trïng hîp më vßng caprolactam. CH2 CH2 CH2 o t, p C O C (CH2)5 NH CH2 CH2 NH n O C¸c lo¹i t¬ Nilon cã nhiÒu −u ®iÓm nh− bÒn c¬ häc, mÒm, Ýt thÊm n−íc, giÆt mau kh« nªn th−êng ®−îc dïng lµm v¶i lãt lèp xe, v¶i mÆc, d©y dï, lµm l−íi ®¸nh b¾t c¸, chØ kh©u vÕt mæ, bé phËn m¸y ch¹y ªm, kh«ng rÝt hay lµm ch©n vÞt tµu thuû. Tuy nhiªn cÇn chó ý r»ng trong t¬ amit cã nhãm amit dÔ tham gia ph¶n øng nªn t¬ nµy kÐm bÒn nhiÖt, axit, kiÒm. c) Polieste: lµ c¸c polime trong m¹ch chøa c¸c nhãm chøc este.T¬ polieste tiªu biÓu lµ t¬ Lapsan: polietylenterephtalat: n p-HOOC-C6H4COOH + n HO-CH2-CH2-OH → C C6H4 C O CH2 CH2 O n axit terephtalic Etilenglicol O O + 2n H2O G.V Lê Kim Long - ĐHKHTN
  4. www.khoabang.com.vn LuyÖn thi trªn m¹ng _____________________________________________________________ 3. Keo d¸n Keo d¸n lµ vËt liÖu cã kh¶ n¨ng t¹o mµng máng, bÒn ch¾c gi÷a bÒ mÆt cÇn ghÐp. Mµng nµy cã ®é bÒn cao (®é kÕt dÝnh néi), b¸m ch¾c (kÕt dÝnh ngo¹i). TÝnh kÕt dÝnh ngo¹i cña keo do liªn kÕt ho¸ häc gi÷a ph©n tö keo vµ vËt liÖu d¸n hay lùc hót ph©n tö, lùc hót tÜnh ®iÖn. Ng−êi ta th−êng chia c¸c keo d¸n lµm hai lo¹i: Keo tù nhiªn (nhùa mÝt, cao su…), keo tæng hîp: epoxi, urefomandehit, phenolfocmandehit, cao su butadien – stiren (BuNa S). 1. Keo d¸n epoxi ®−îc lµm tõ nhùa epoxi - lµ chÊt cao ph©n tö tæng hîp m¹ch kh«ng ph©n nh¸nh cã vßng epoxi (etylen oxit): C C trong ph©n tö. O §em trïngng−ng epiclohidin CH2 CH CH2Cl víi c¸c hîp chÊt O phenol ®a chøc hay r−îu ®a chøc thu ®−îc keo. ThÝ dô: CH3 2 CH2 CH CH2Cl + HO C OH + 2 NaOH dipeoxit O CH3 dihi®ronidiphenylpropan (dian) CH3 CH2 CH CH2 O C O CH2 CH2 CH2 O CH3 O Dipeoxit Keo epoxi ®−îc dïnglµm keo d¸n nÕu dïng thªm chÊt ho¸ r¾n nh− polietylen poliamin, anhi®rit maleic ®Ó trïng ng−ng t¹o m¹ng l−íi kh«ng gian cã ®é bÒn c¬ häc vµ ho¸ häc cao. 2. Keo d¸n urefocmandehit: Khi trïng ng−ng andehitfocmic víi ure trong m«i tr−êng axit thu ®−îc keo d¸n ë d¹ng dung dÞch tr¾ng s÷a. Khi d¸n chØ cÇn trén víi chÊt ho¸ r¾n nh− axit oxalic, axit lactic sÏ t¹o ra nhùa cã cÊu t¹o m¹ng l−íi kh«ng gian, bÒn víi t¸c dông dÇu mì vµ c¸c dung m«i h÷u c¬. + o n CH2=O + nCO(NH2)2 H  t → , NH C NH CH2 + n H2 O n O C©u hái vµ bµi tËp 1) ThÕ nµo lµ chÊt dÎo vµ chÊt dÎo ho¸? 2) PVC ®iÒu chÕ tõ khÝ thiªn nhiªn theo s¬ ®å víi hiÖu suÊt nh− sau: Metan  15 % → axetilen  95 % → Vinylclorua  90 % → PVC     Hái cÇn bao nhiªu m3 khÝ thiªn nhiªn chøa 9%% metan ®Ó ®iÒu chÕ 1 tÊn PVC. G.V Lê Kim Long - ĐHKHTN
  5. www.khoabang.com.vn LuyÖn thi trªn m¹ng _____________________________________________________________ 3) Tõ CH4 h·y ®iÒu chÕ polimetylacrylat 4) Cao su Buna S ®−îc ®iÒu chÕ b»ng ph¶n øng ®ång trïng hîp cña butadien - 1,3 vµ stiren. Cho r»ng cao su cã thµnh phÇn ®ång nhÊt ë tÊt c¶ c¸c lo¹i m¹ch, h·y x¸c ®Þnh tØ sè m¾t xÝch butadien vµ stiren trong cao su Buna S cho biÕt 5,668 gam polime t¸c dông võa ®ñ víi 3,462g brom. 5) §èt ch¸y 0,1 mol r−îu X cÇn 0,25 mol O2 → 0,2 mol CO2 vµ 0,3 mol H2O. a) X¸c ®Þnh X b) ViÕt ph−¬ng tr×nh ph¶n øng ®iÒu chÕ t¬ lapsan tõ r−îu X vµ axit thÝch hîp. 6) TiÕn hµnh clo ho¸ vinylclorua thu ®−îc polime B dïng ®Ó chÕ t¬ clorin B chøa 67,18% Cl theo khèi l−îng. TÝnh xem trung b×nh 1 ph©n tö clo ph¶n øng víi bao nhiªu m¾t xÝch (-CH2-CH-Cl) viÕt c«ng thøc cÊu t¹o cña mét m¾t xÝch cña t¬ B. 7) TiÕn hµnh trïng hîp 5,2 g stiren. Sau khi ph¶n øng kÕt thóc thªm 400 ml dung dÞch Br2 0,125 M vµo hçn hîp. KÕt thóc ph¶n øng thªm 1 l−îng d− dung dÞch KI th× thu ®−îc mét l−îng I2 ®ñ ph¶n øng hÕt víi 92 ml dung dÞch Na2S2O3 1M. TÝnh sè gam polime t¹o thµnh. 8) T¬ enang còng thuéc lo¹i t¬ poliamit nh− t¬ capron ®−îc ®iÒu chÕ b»ng c¸ch trïng ng−ng axit aminoenantoic H2N-(CH2)6-COOH. ViÕt ph−¬ng tr×nh ph¶n øng vµ c«ng thøc cÊu t¹o cña ph©n tö thu ®−îc. 9) A lµ ®ång ®¼ng cña benzen cã 9,43 % hi®ro vÒ khèi l−îng. a) ViÕt CTPT vµ CTCT cña A b) Hoµn thµnh ph−¬ng tr×nh theo s¬ ®å: +? F (polime) + Cl2 +? (4) A B +NaOH C D askt (1) (2) (3) (5) E (polime) + C4 H6 10) Mét chÊt h÷u c¬ A cã CTPT lµC4H6O2, chØ chøa lo¹i nhãm chøc. Tõ A vµ c¸c chÊt v« c¬ kh¸c b»ng 3 ph¶n øng liªn tiÕp cã thÓ ®iÒu chÕ ®−îc cao su Buna. X¸c ®Þnh CTCT cã thÓ cã cña A vµ viÕt ph−¬ng tr×nh ph¶n øng. 11) DÉn suÊt nµo cña benzen cã c«ng thøc C6H10O kh«ng t¸c dông víi NaOH vµ tho¶ m·n s¬ ®å: A −H B Trïngng−ng → O→ 2   Polime 12) Tõ xenluloz¬, NaCl, H2O, bét s¾t, kh«ng khÝ h·y viÕt c¸c ph−¬ng tr×nh ph¶n øng ®iÒu chÕ axit axetic, cao su buna, anilin, este propionat butyl. Cho ®ñ ®iÒu kiÖn kü thuËt, thiÕt bÞ thÝ nghiÖm vµ chÊt xóc t¸c cÇn thiÕt. G.V Lê Kim Long - ĐHKHTN
Đồng bộ tài khoản