Đề tài: TÌM HIỂU VỀ POLIMER THIÊN NHIÊN

Chia sẻ: Nguyen Thi Ngoc Vi | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:43

Thêm vào BST

Báo xấu

250
lượt xem 54
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Polymer, trong từ ngữ thông thường còn được gọi là nhựa, chất dẻo hay plastic. Polymer có tên khoa học là "chất trùng hợp" và còn được gọi theo từ Hán Việt là "cao phân tử". Nó hiện hữu khắp nơi, trong ta, xung quanh ta. Polymer là những mạch phân tử gồm hàng nghìn, chục nghìn phân tử đơn vị (gọi là monomer) kết hợp lại giống như những mắt xích. Mỗi phân tử đơn vị là một mắt xích.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đề tài: TÌM HIỂU VỀ POLIMER THIÊN NHIÊN

Trường Cao Đẳng Công Thương Thành Phố Hồ Chí Minh Khoa Công Nghệ Hóa Học  SEMINAR TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Vi GVHD: Nguyễn Thị Minh
MỞ ĐẦU  Polymer, trong từ ngữ thông thường còn được gọi là nhựa, chất dẻo hay plastic. Polymer có tên khoa học là "chất trùng hợp" và còn được gọi theo từ Hán Việt là "cao phân tử". Nó hiện hữu khắp nơi, trong ta, xung quanh ta. Polymer là những mạch phân tử gồm hàng nghìn, chục nghìn phân tử đơn vị (gọi là monomer) kết hợp lại giống như những mắt xích. Mỗi phân tử đơn vị là một mắt xích. Cao su, cellulose trong thân cây, protein trong sinh vật, thực vật là những polymer thiên nhiên. Vào những năm hai mươi của thế kỷ trước, các nhà hoá học biết cách tổng hợp và sản xuất những polymer nhân tạo hay là plastic. Các loại polymer ngày nay trở thành những vật liệu hữu dụng, cực kỳ quan trọng không thể thiếu trong cuộc sống hiện đại
MỞ ĐẦU Thử nhìn xung quanh, ta có tơ sợi làm nên vải vóc, chai nước ngọt, keo dán, bao nhựa, thùng chứa nước, vỏ máy tivi, bàn phiếm máy vi tính v.v . Tất cả đều là polymer. Polymer cũng hiện diện trong các áp dụng cho công nghệ xây cất hoặc công nghệ cao, những địa hạt đòi hỏi vật liệu nhẹ có độ bền và độ dai cao hoặc làm chất nền cho các composite tiên tiến (advanced composite) để làm thân tàu thủy và máy bay.
MỤC LỤC CHƯƠNG I: TỔNG QUAN I. GIỚI THIỆU VỀ POLIMER 1. Khái niệm polimer 2. Tính chất của polimer II. PHÂN LOẠI 1. Theo nguồn gốc a. Thiên nhiên b. Tổng hợp c. Nhân tạo( bán tổng hợp) 2. Theo cách tổng hợp a. Polimer trùng hợp b. Polimer trùng ngưng 3. Theo cấu trúc
MỤC LỤC III. GIỚI THIỆU VỀ POPLIMER THIÊN NHIÊN 1. Tính chất cơ lý 2. Ảnh hưởng của cấu trúc đến tính chất polimer 3. Phân loại polimer thiên nhiên a. Xenlulozo b. Tơ c. Cao su thiên nhiên CHƯƠNG II: QUY TRÌNH SẢN XUẤT CAO SU THIÊN NHIÊN I. NGUYÊN LIỆU II. SƠ ĐỒ SẢN XUẤT III. THIẾT BỊ IV. KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN GIỚI THIỆU VỀ POLIMER I. Khái niệm về polimer Polyme (tiếng Anh: "polymer") là khái niệm được dùng cho các hợp chất có khối lượng phân tử lớn và trong cấu trúc của chúng có sự lặp đi lặp lại nhiều lần những mắt xích cơ bản. Các phân tử tạo nên từng mắt xích của polime được gọi là monome
TỔNG QUAN GIỚI THIỆU VỀ POLIMER 2. Tính chất của polimer 2.1 Tính chất vật lý: Hầu hết polimer là chất rắn, không bay hơi, không có nhiệt độ nóng chảy xác định, một số tan trong các dung môi hữu cơ. Đa số polimer có tính dẻo, một số polimer có tính đàn hồi, một số có tính dai, bền, có thể kéo thành sợi 2.2 Tính chất hóa học 2.2.1 Phản ứng giữ nguyên mạch polimer - Poli(vinyl axetat) (PVA) tác dụng với dung dịch NaOH: 2.2.2 Phản ứng phân cắt mạch polimer - Phản ứng thủy phân polieste 2.32 Phản ứng khâu mạch polimer
TỔNG QUAN GIỚI THIỆU VỀ POLIMER II. PHÂN LOẠI 1. Theo nguồn gốc: 2. Theo cách tổng hợp:
TỔNG QUAN GIỚI THIỆU VỀ POLIMER 3. Theo cấu trúc: 3.1 Các dạng cấu trúc mạch polimer - Mạch không phân nhánh. Ví dụ: polietilen, amilozơ… - Mạch phân nhánh. Ví dụ: amilopectin, glicogen - Mạch mạng lưới. Ví dụ: cao su lưu hóa, nhựa bakelit… 3.2 Cấu tạo điều hòa và không điều hòa - Cấu tạo điều hòa: các mắt xích nối nhau theo một trật tự nhất định (chẳng han theo kiểu đầu nối đuôi). - Cấu tạo không điều hòa: các mắt xích nối với nhau không theo trật tự nhất định (chẳng hạn theo kiểu đầu nối đầu, chỗ thì đầu nối với đuôi).
GIỚI THIỆU VỀ POPLIMER THIÊN NHIÊN 1. Tính chất cơ lý - Khối lượng riêng bé, độ bền riêng cao (độ bền riêng là độ bền tính trên một đơn vị khối lượng) - Một số polimer có độ bền hóa học rất cao - Độ cách điện rất cao (đối với polimer không phân cực) - Có tính chất quang học: một số polimer có độ trong suốt rất cao như PMMA (thủy tinh hữu cơ) được dùng làm các dụng cụ quang học, kính máy bay. - Một số polimer có khả năng bám dính rất tốt với nhiều loại vật liệu khác nhau (ví dụ: Epoxy) nên được sử dụng lám keo dán, sơn. - Một số polimer có độ ma sát lớn, ít bị ăn mòn (như cao su lưu hóa). Một số khác lại ít bị ma sát như poli tetraflo ethylen nên được ứng dụng để làm bạc trong các ổ trục không thể dùng bi. - Một số polimer có tính đàn hồi lớn (cao su). - Độ bền nhiệt không cao. Phần lớn được sử dụng ở nhiệt độ từ 0 đến 1400C. - Cách nhiệt, cách âm (vật liệu polimer xốp)
2. Ảnh hưởng của cấu trúc đến tính chất polimer - Kích thước và hình dạng siêu phân tử có ảnh hưởng lớn đến tính chất cơ lý, độ bền của vật liệu polimer. - Khối lượng phân tử: về lý thuyết thì khối lượng phân tử (hay độ dài phân tử) không ảnh hưởng đến độ mềm dẻo của mạch vì giá trị thềm thế năng không phụ thuộc vào độ dài mạch mà do cấu trúc quyết định. Nhưng khi mạch dài hơn thì số lượng hình thái sắp xếp tăng lên do đó cách mạch phân tử cứng vẫn cuộn lại được mà không ở dạng thẳng. - Mật độ mạng không gian: sự tương tác mạnh giữa các phân tử sẽ làm giảm độ linh động của các đoạn như ta thấy ở trường hợp các liên kết hydro trong polyamit. Các liên kết hóa học bền vững giữa các đại phân tử còn ảnh hưởng mạnh hơn đến độ linh động của các đoạn. - Kích thước nhóm thế: các nhóm thế có kích thước và trọng lượng lớn ở mạch nhánh của phân tử polyme làm cản trở sự quay của mắt xích
3. Phân loại polimer thiên nhiên 3.1 Xenlulozo Xenlulozơ là thành phần chính tạo nên lớp màng tế bào thực vật giúp cho các mô thực vật có độ bền cơ học và tính đàn hồi.Xenlulozơ có nhiều trong bông (khoảng 98% xenlulozơ), trong loại sợi đay, gai,tre, nứa… trong gỗ có khoảng 40-50% xenlulozơ. Xenlulozơ là chất rắn, có dạng sợi, màu trắng, không mùi vị. Xenlulozơ không tan trong nước và các chất hữu cơ như ete, rượu, benzen…nhưngtan trong nước Svayde (dung dịch amoniac chứa đồng (II) hiđroxitTương tự tinh bột, xenlulozơ là polisaccarit, cũng gồm nhiều gốc β- glucozo Liên kết với nhau tạo thành mạch kéo dài CTPT: (C6H10O5) nhay [C6H7O2(OH)3]n(Vì mỗi gốc C6H10O5có 3 nhóm-OH tự do có thể tham gia liên kết).
3. Tính chất hóa học - Phản ứng thủy phân - Tác dụng với một số tác nhân bazơ + Phản ứng với NaOH và CS2. Sản xuất tơ visco : + Tác dụng của dung dịch Cu(OH)2 trong amoniac - Phản ứng với một số axit hoặc anhiđrit axit tạo thành este + Tác dụng của HNO3 + Tác dụng của (CH3CO)2O : 4. Ứng dụng Thường sử dụng trực tiếp các nguyên liệu có chứa xenlulozơ. Bông, đay, gai… đểkéo sợi dệt vải, bện thừng. Gỗ, tre, nứa để xây dựng nhà cửa, làm đồ gỗ, hoặc chế biếnthành giấy. Ngoài ra, xenlulozơ còn để sản xuất ancol etylic, tơ nhân tạo ( tơ Visco, tơ axetat).
3.2 Tơ - Tơ là những vật liệu polime hình sợi dài và mảnh với độ bền nhất định - Tơ cũng gồm có 2 loại: loại tơ tự nhiên và loại tơ hóa học. - Tơ tự nhiên là tơ có sẵn trong tự nhiên như bông, len, tơ tằm. Tơ hóa học gồm 2 nhóm: -Tơ tổng hợp(chế tạo từ polime tổng hợp) như các loại poliamit (capron),tơ vinylic(nitron)... -Tơ bán tổng hợp (tơ nhân tạo):Chế tạo từ các polime thiên nhiên thông qua một số phương trình hóa học. VD: tơ visco, xenlulozơ axetat Tơ hóa học thường có ưu điểm là bền, đẹp, phơi mau khô,...
3.3 Cao su thiên nhiên 3.3.1 Khái niệm cao su thiên nhiên và lịch sử phát triển - Cao su thiên nhiên là một chất có tính đàn hồi và tính bền, thu được từ mủ (latex) của nhiều loại cây cao su, đặc biệt nhất là loại cây Hevea brasiliensis. - Vào năm 1875 nhà hóa học Pháp Bouchardat chứng minh cao su thiên nhiên là một hỗn hợp polymer isoprene (C5H8)n; những polymer này có mạch cacbon rất dài với hững nhánh ngang tác dụng như cái móc.Các mạch đó xoắn lẫn nhau, móc vào những nhánh ngang mà không đứt khi kéo dãn, mạch cacbon có xu hướng trở về dạng cũ, do đó sinh ra tính đàn hồi
3.3.2 Cấu tạo hóa học - Về mặt hóa học, cao su thiên nhiên là polyisopren - polyme của isopren. - Mạch đại phân tử của cao su thiên nhiên được hình thành từ các mắt xích isopren đồng phân cis liên kết với nhau ở vị trí 1,4. - Ngoài đồng phân cis 1,4, trong cao su thiên nhiên còn có khoảng 2% mắt xích liên kết với nhau ở vị trí 3,4. Có cấu tạo tương tự với cao su thiên nhiên, nhựa cây Gutapertra được hình thành từ polyme của isopren đồng phân trans 1,4.
3.3.3 Tính chất vật lý - Ở nhiệt độ thấp, cao su thiên nhiên có cấu trúc tinh thể. Cao su thiên nhiên kết tinh với vận tốc nhanh nhất ở -25°C. Cao su thiên nhiên tinh thể nóng chảy ở 40°C. Khối lượng riêng: 913 kg/cm³ Nhiệt độ hóa thủy tinh (Tg): -70°C Hệ số dãn nở thể tích: 656.10-4 dm³/°C Nhiệt dẫn riêng: 0,14 w/m°K Nhiệt dung riêng: 1,88 kJ/kg°K Nửa chu kỳ kết tinh ở -25°C: 2÷4 giờ Thẩm thấu điện môi @1000Hz/s: 2,4÷2,7 Tang của góc tổn thất điện môi: 1,6.10-3 Điện trở riêng: Crếp trắng: 5.1012 Crếp hong khói: 3.1012
3.3.4 Tính chất cơ lý Một số tính chất cơ lý: - Tỷ trọng - Tính đàn hồi - Ảnh hưởng của nhiệt độ - Ảnh hưởng của tốc độ kéo giãn - Độ dư của cao su - Racking - Biến dạng liên tục -Dung môi cao su 3.3.5 Phân loại Cao su có 2 loại: - Cao su tự nhiên được lấy từ nhựa của cây cao su - Cao su tổng hợp được chế ra từ các chất đơn giản
3.3.6 Thành phần mủ cao su - Cao su: chiếm 30 → 40%. - Nước: 52 →70%. - Protein: 2 → 3% - Acid béo và dẫn xuất: 1 → 2% - Glucid và heterosid: khoảng 1%. - Khoáng chất: 0,3 → 0,7%.
CHƯƠNG II: QUY TRÌNH SẢN XUẤT CAO SU THIÊN NHIÊN I. NGUYÊN LIỆU - Mủ cao su (chứa nhiều hạt latex) - Cao su sống II. QUY TRÌNH SẢN XUẤT CAO SU THIÊN NHIÊN 1. Khai thác mủ cao su 1.1 Thu hoạch mủ cao su (latex) Công việc thu hoạch latex mà người ta thường gọi là “cạo mủ” là rạch cạo một đường trên vỏ thân cây nhằm cắt đứt các mạch latex để cho latex cao su chảy ra. Phương pháp thu hoạch được áp dụng cho cây cao su Hevea brasiliensis vì latex của cây này có độ nhớt thấp và do cây có hệ thống latex thuộc loại mạch phân nhánh và tương giao với nhau. Cây cao su này lại có khả năng tái tạo latex nhanh