Bài giảng Hóa học lớp 12 - Bài 16: Thực hành: Một số tính chất của polime và vật liệu polime

Nội dung text: Bài giảng Hóa học lớp 12 - Bài 16: Thực hành: Một số tính chất của polime và vật liệu polime

1. CHỦ ĐỀ: TÌM HIỂU VỀ CHẤT DẺO
2. NỘI DUNG TÌM HIỂU 1. Khái niệm và tính chất chung 2. Thành phần của chất dẻo 3. Một số polime tổng hợp dùng làm chất dẻo 4. Sử dụng chất dẻo có hiệu quả 5. Chất dẻo và môi trường
3. 1. KHÁI NIỆM  Chất dẻo là những vật liệu polyme có tính dẻo  Tính dẻo là: - Xuất hiện trong điều kiện xác định như nhiệt độ, áp suất, Tác dụng bên ngoài Tác dụng bên ngoài
4. TÍNH CHẤT CHUNG • Nhẹ • Độ bền cơ học cao • Bền vững với tác dụng của hoá chất • Cách điện và cách nhiệt tốt
5. 2. THÀNH PHẦN CỦA CHẤT DẺO 2.1. POLIME • Polime là thành phần của chính tạo nên chất dẻo. Một số chất dẻo chỉ là polime như polietilen, polistiren, poli ( metyl matacrylat), • Các polime dùng làm chất dẻo có thể ở dạng cấu tạo mạch không phân nhánh, mạch phân nhánh hoặc mạng không gian.
6. NGUỒN POLIME LÀM CHẤT DẺO • Polime tổng hợp: ✓Polime trùng hợp: polietilen, polipropilen, polistiren, poli( vinyl clorua), poli( metyl metacrylat), ✓Polime trùng ngưng: poli( phenol-fomanđehit), poli( etylen phtalat) • Polime bán tổng hợp: xenlulozơ axetat • Polime thiên nhiên: casein trong chất dẻo galatit
7. 2. THÀNH PHẦN CỦA CHẤT DẺO 2.2. CHẤT DẺO HOÁ • Là những chất làm tăng tính dẻo cho polime • Tác dụng: ✓ Làm dễ dàng cho việc chế biến polime ✓ Làm giảm tính dòn, dễ gãy của đồ vật chế tạo ra • Phương pháp: ✓ Thêm chất làm dẻo ✓ Thay đổi cấu trúc polime
8. Mềm mại cứng Poli( vinyl + đibutyl phtalat Poli( vinyl Dẻo clorua) clorua) Dễ chế biến giòn Bền vững hơn Dép nhựa Hoa nhựa
9. • Các chất dẻo hoá thường dùng: ✓ Este của các axit photphoric, phtalic, ađipic, Đioctyl phtalat • Nhựa vinylic Trioctyl photphat Đioctyl ađipat ✓ Xeton, amit, nitrin và các oligome • Thành phần chất dẻo hoá: không vượt quá 30% khối lượng chất dẻo
10. 2. THÀNH PHẦN CỦA CHẤT DẺO 2.3. CHẤT ĐỘN • Tác dụng: ✓ Làm cho chất dẻo có nhiều tính chất mới: - Tăng độ bền cơ học - Tăng tính chịu nhiệt và chịu nước - Tăng tính dẫn điện ✓ Hạ giá thành sản phẩm ✓ Tiết kiệm được nhiều nguyên liệu polime
11. • Các chất độn thường dùng: Vải vụn Bông Bột gỗ Graphit CHẤT ĐỘN Thạch cao Sợi thuỷ tinh Cao lanh Bột amiăng
12. 2. THÀNH PHẦN CỦA CHẤT DẺO 2.4. CÁC CHẤT PHỤ GIA KHÁC • Chất kích thích tạo mạng không gian • Các chất phản oxi hoá • Các chất làm mềm • Các dung môi • Các chất hoạt động bề mặt • Các chất màu • Các chất tạo mùi thơm • Chất diệt trùng • Chất chống lão hoá
13. 3. MỘT SỐ POLYME TỔNG HỢP DÙNG LÀM CHẤT DẺO 3.1. Polietilen (PE) 3.2. Polipropilen (PP) 3.3. Polistiren (PS) 3.4. Poli(vinyl clorua) (PVC) 3.5. Poli(metyl metacrylat) (PMM) 3.6. Poli(phenol – formandehit)
14. 3.1. Polietilen (PE) • Tổng hợp Polietilen được tổng hợp bằng cách trùng hợp etilen Polietilen áp suất cao Polietilen áp suất thấp
15. • Tính chất - Chất rắn, cứng, nửa trong suốt, màu trắng sữa. - Giữ nguyên được hình dạng ở nhiệt độ từ 70oC đến 150oC; chịu lạnh tốt; cách điện tốt; bền với nước, axit, kiềm, muối và dầu; hoàn toàn không độc. - Có tính uốn dẻo, dễ ép đúc, dễ gia công trên các máy ép hoặc dễ rót vào khuôn và có thể nhuộm màu.
16. • Ứng dụng Áo mưa Hộp đựng thức ăn Khăn trải bàn Túi nilon Ống dẫn nước Cánh quạt máy bay
17. 3.2. Polipropilen (PP) • Tổng hợp Polipropilen được tổng hợp bằng cách trùng hợp propilen: • Polime thu được có cấu trúc isotactic • M = 300.000 đến 700.000 amu
18. • Tính chất - Chất rắn, cứng - Nóng chảy ở 160 – 170 oC - Cách điện tốt - Tính bền cơ học tương đương polietilen - Tính bền về hóa học cao hơn polietilen.
19. • Ứng dụng Bình sữa Dây nhựa PP Màng polipropilen Cốc nhựa Dây đai PP Chai đựng hoá chất
20. 3.3 Polistiren (PS) • Tổng hợp Polistiren được tổng hợp bằng cách trùng hợp stiren • Polime thu được có cấu tạo điều hòa • M = 250.000 đến 300.000 amu
21. • Tính chất - Là chất rắn không màu, trong suốt như thủy tinh, bị đepolime hóa ở nhiệt độ 250 – 300 OC cho stiren. - Có tính cách điện cao, dễ nhuộm màu, tan được trong một số dung môi như hiđrocacbon thơm hoặc este. - Bền với axit và kiềm, tương đối bền với các chất oxi hóa, bị nitro hóa bởi HNO3 bốc khói và sunfo hóa bởi SO3.
22.  Nhược điểm: giòn, dễ bị rạn và gãy vỡ  Khắc phục: khi trùng hợp cho thêm vào môi trường phản ứng từ 2 đến 10 % butađien  Copolime của stiren với butađien và acrilonitrin (ABS): • Độ bóng của: polistiren • Độ cứng của: acrilonitrin • Tính bền dai và chịu va đập của: polibutađien
23. • Ứng dụng Bát ,đĩa Thước kẻ Vỏ bút máy Bót đánh răng Đồ chơi trẻ em Kính lúp Bình cắm hoa
24. 3.4 Poli( vinyl clorua) (PVC) - Là một loại nhựa nhiệt dẻo được tạo thành từ phản ứng trùng hợp vinyl clorua - PVC thu được có cấu tạo hóa học điều hòa và cấu trúc synđiotactric - M = 250.000 đến 350.000 amu (đvC)
25. Tính chất - PVC là chất rắn ở dạng bột vô định hình, màu trắng - Có trọng lượng riêng là 1,41,45. Nóng chảy ở 150-2000C. - Tính tan: • Tan trong một số dung môi như xiclohexanon,tetrahidrofuran, • Ít tan trong benzen, axeton • Không tan trong hiđrocacbon, nước và ancol. - Bền trong axit, bazơ ở nhiệt độ phòng
26. Tính chất - Ít bền với nhiệt, ở nhiệt độ cao hơn 1400C xảy ra hiện tượng tách HCl nhất là khi có mặt muối sắt và kẽm. - Có nhiều liên kết C-Cl phân cực tính cách điện kém PE. - Lực tương tác giữa các phân tử PVC khá lớn độ bền vững lớn hơn PE, khả năng tan trong dung môi kém PE.
27. • Ứng dụng Áo mưa Công tắc điện Găng tay Dép nhựa Hoa nhựa Ống dẫn
28. 3.5 Poli( metyl metacrylat) (PMM) PMM (thủy tinh hữu cơ)
29. Tổng hợp - Poli(metyl metacrilat) được tổng hợp bằng các trùng hợp gốc metyl metacrylat ở dạng huyền phù hoặc nhũ tương - Phân tử khối từ vài chục nghìn đến một triệu amu (đvC)
30. Tính chất - Chất rắn không màu, trong suốt như thủy tinh (gọi là thủy tinh hữu cơ) - Tan trong este, hiđrocacbon thơm và các xeton - Không tan trong nước, ancol và hiđrocacbon mạch hở. - Chịu nhiệt cao, chịu va chạm, độ bền cơ học cao. - Bền đối với các dung dịch axit loãng và dung dịch kiềm loãng.
31. • Ứng dụng Kính khó vỡ Dụng cụ quang học Thuỷ tinh hữu cơ Đèn cầu PMMA D400 trắng trong Răng giả Cửa xe lửa
32. 3.6 Poli (phenol-fomanđehit) Tổng hợp Nguyên liệu: - Phenol: phenol thường và các đồng đẳng: crezol, xilenol hoặc phenol đa chức - Quan trọng nhất: phenol thường và fomanđehit
33.  Quy trình: Giai đoạn 1:
34. Giai đoạn 2: Các ancol trên tham gia phản ứng trùng ngưng tạo thành polime Trường hợp 1: Phenol dư và dùng xúc tác axit polime có cấu tạo mạch không gian , gọi là nhựa novolac - Cầu nối -CH2- có thể ở vị trí ortho hoặc para - Phân tử khối khoảng 500 đến 900 amu (đvC)
35. Trường hợp 2: Fomanđehit dư và dùng xúc tác bazơ polime có cấu tạo mạch không phân nhánh, nhưng có nhóm -CH2OH đính vào vòng benzene, gọi là rezol - Cầu nối -CH2- có thể ở vị trí ortho hoặc para - Phân tử khối khoảng 400 đến 1000 amu (đvC)
36. - Khi t >1400C, rezol chảy lỏng rồi rắn lại - Sau đó đun nóng tiếp, polime không chảy lỏng được nữa. Khi đó polime tạo thành có cấu tạo mạng không gian được gọi là nhựa rezit
37. Tính chất - Novolac và rezol đều tan trong ancol, phenol, xeton, este và dung dịch kiềm. - Khi đun nóng cả novolac và rezol đều dễ nóng chảy. - Nhựa rezit không nóng chảy và không tan trong mọi dung môi.
38. • Ứng dụng Sơn Novolac Vecni
39. • Ứng dụng Rezol Đuôi đèn Ổ cắm điện Vỏ máy điện thoại
40. 4. SỬ DỤNG CHẤT DẺO CÓ HIỆU QUẢ 4.1. Ý nghĩa những con số • Loại nhựa có kí hiệu số 1 - Gọi là PET (polyethyleneterephtalat) - Khá an toàn - Tuy nhiên chỉ nên sử dụng 1 lần
41. • Loại nhựa có kí hiệu số 2 - là loại nhựa HDPE - Ít có khả năng tích tụ vi khuẩn - An toàn cho trẻ nhỏ và đựng thực phẩm
42. • Loại nhựa có kí hiệu số 3 - PVC chứa phthalates - Không an toàn khi gặp nhiệt độ cao, nước nóng . - Các loại giấy gói thực phẩm, chai đựng dầu ăn, đường ống dẫn nước là nhựa PVC
43. • Loại nhựa có kí hiệu số 4 - Chứa polyethylene mật độ thấp (LDPE) - Khá an toàn
44. • Loại nhựa có kí hiệu số 5 - Thích hợp cho việc chứa đựng thực phẩm nhất - Đây là loại nhựa được làm từ polipropilen (PP)
45. • Nhựa có ký hiệu số 6 - Là loại nhựa polystyrene, còn gọi là xốp. - Sử dụng để làm ra các loại đĩa và ly dùng 1 lần - Loại nhựa này có khả năng tiết ra các hóa chất độc hại, đặc biệt là với nhiệt độ cao - Hạn chế sử dụng loại nhựa này để đựng thực phẩm
46. • Loại nhựa có kí hiệu số 7 - Là các loại nhựa còn lại, là hỗn hợp các loại dẻo trong đó có Polycarbonate và chất BPA. - Không sử dụng sản phẩm từ loại nhựa này để chứa đựng và bảo quản thực phẩm vì nó gây ra những tác hại không tốt
47. 4. SỬ DỤNG CHẤT DẺO CÓ HIỆU QUẢ 4.2. Mua đồ đựng thực phẩm ở những nơi đảm bảo - Nhãn hiệu có uy tín, có chứng nhận của cơ quan kiểm định - Chọn mua những đồ nhựa có độ trong, bóng cao, bề mặt không bị nhám hoặc xước - Tránh sử dụng những hộp nhựa có màu sắc sặc sỡ vì nó gây hại cho sức khỏe cao hơn so với những sản phẩm màu trắng - Không dùng bao bì nhựa kể cả túi nilon có màu đen, xanh đậm, vì thường là nhựa tái sinh
48. 4. SỬ DỤNG CHẤT DẺO CÓ HIỆU QUẢ 4.3. Tránh sử dụng nhựa bừa bãi - Dùng xô, chậu nhựa để chứa nước uống, đựng gạo, mắm muối. Điều này rất nguy hiểm bởi sản phẩm nhựa có thể chứa độc tố, khi đựng thức ăn có thể bị nhiễm, ảnh hưởng tới sức khỏe con người. - Sau khi sử dụng hãy vệ sinh sản phẩm sạch sẽ, phơi sản phẩm ở những nơi khô thoáng, ráo nước để đảm bảo vệ sinh cho các lần sử dụng sau.
49. 4. SỬ DỤNG CHẤT DẺO CÓ HIỆU QUẢ 4.4. Tránh dùng đồ nhựa với nhiệt - Ở nhiệt độ cao nhất là 100 độ C, hàm lượng monostiren trong nhựa sẽ giải phóng ra và ngấm vào thức ăn. Gây nên rất nhiều căn bệnh nguy hiểm tới sức khỏe. - Không nên uống nước đóng chai nhựa để lâu trong xe hơi. Nghiên cứu cho thấy nồng độ BPA tăng gấp khoảng 1.000 lần trong nước khi chai đựng bị để dưới ánh nắng. Nhiệt độ cao trong môi trường đã xúc tác phản ứng của các chất hóa học của nhựa vỏ chai làm giải phóng đioxin hòa tan trong nước. - Để sử dụng nước uống an toàn nên dùng loại bình đựng nước có vỏ bằng thép không gỉ hoặc chai thủy tinh.
50. 4. SỬ DỤNG CHẤT DẺO CÓ HIỆU QUẢ 4.5. Bảo quản vật dụng bằng nhựa Bảo quản vật dụng bằng nhựa: - Đừng bao giờ để chúng ở gần chỗ có nhiệt độ cao (như bếp, ánh sáng mặt trời) và chế nước sôi vào đồ nhựa - Những đồ dùng nhựa bị đóng bẩn, có thể chùi rửa chúng bằng cồn - Nếu đồ dùng bằng nhựa hóa học bị vàng, cứng thì nên ngâm chúng vào nước muối để chúng trắng ra và trở nên mềm mại
51. 4. SỬ DỤNG CHẤT DẺO CÓ HIỆU QUẢ Cách bảo quản vật dụng bằng nhựa cứng: - Lấy giẻ nhúng benzen chà vào những chỗ dơ, tránh xa ngọn lửa vì benzen dễ bị cháy. - Không nên để đồ dùng bằng nhựa ở gần chỗ có nhiệt độ cao
52. 4. SỬ DỤNG CHẤT DẺO CÓ HIỆU QUẢ Cách bảo quản vật dụng bằng nilon: - Không để vào tủ hay rương có chất long não - Khi bị dơ, chỉ nên lấy khăn nhúng nước mà lau, không giặt bằng xà bông Vì xà bông có chất xút làm ảnh hưởng đến màu sắc của nilon - Không nên phơi dưới nắng - Trường hợp nilon bị mốc, lấy chanh, khế chua cắt ra thành miếng chà xát lên chỗ mốc, rồi lấy giẻ khô lau lại
53. 4. SỬ DỤNG CHẤT DẺO CÓ HIỆU QUẢ Luôn rửa sạch bằng xà phòng ấm ngay sau khi sử dụng: - Để hộp nhựa lâu bị ám mùi thì rửa sạch hộp luôn bằng nước xà phòng ấm - Nếu chưa rửa ngay được thì cũng nên tráng qua bằng nước sạch Tận dụng ánh nắng mặt trời Ánh nắng mặt trời giúp khử trùng và mang lại mùi tự nhiên cho hộp
54. 4. SỬ DỤNG CHẤT DẺO CÓ HIỆU QUẢ • Biện pháp khử mùi Để khử mùi hôi của tỏi, hành hay mùi tanh của cá, tôm trong hộp nhựa sau khi dùng lâu ngày: - Cắt chanh thành những lát mỏng và xếp vào trong hộp nhựa sau đó đậy kín nắp hộp và để trong ngăn mát tủ lạnh trong vài ngày. Mùi thơm và tính chất khử của chanh sẽ đánh bay mùi khó chịu của hộp nhựa. - Pha bột baking soda với giấm thành một hỗn hợp bột sánh rồi dùng hỗn hợp này để chùi rửa những chiếc hộp nhựa đã có mùi. - Bã cafe cho vào trong hộp nhựa và để qua đêm. Những hạt cafe cũng có khả năng hút mùi rất hiệu quả.
55. 4. SỬ DỤNG CHẤT DẺO CÓ HIỆU QUẢ • Thay mới thường xuyên Hộp nhựa cũ thường chứa chất bisphenol A(còn gọi là BPA)- một hợp chất được sử dụng trong sản xuất nhựa, nhưng có thể ảnh hưởng xấu đến sức khỏe, làm tăng nguy cơ của ung thư và nhiều bệnh khác
56. 4. CHẤT DẺO VÀ MÔI TRƯỜNG Các biện pháp xử lí rác thải từ chất dẻo - Tái chế chai nhựa: Chiếc đèn chùm handmade Ống cắm bút đẹp lung linh và đầy màu sắc
57. 4. CHẤT DẺO VÀ MÔI TRƯỜNG - Tập trung thành bãi rác
58. Phương pháp nấu: - Gom rác thải hỗn hợp về nhà máy mà không cần phân loại - Phần rác hữu cơ được tách ra để sản xuất phân hữu cơ - Phần còn lại được nấu lên (chứ không đốt) thành một nguyên liệu, kết hợp với một chất phụ gia nữa - Với công nghệ này, chúng ta có thể tái chế rác thải túi nilon thành một vật liệu rất tốt để sử dụng thay thế những vật liệu xây dựng truyền thống như xi măng, cốt thép - Loại vật liệu này có đặc điểm rất bền trước các lực va đập, có thể đúc thành ống cống, cọc tiêu, vạch ngăn đường
59. Phương pháp chôn lấp - Chôn lấp hợp vệ sinh giúp hạn chế sự tiếp xúc của con người và môi trường với các ảnh hưởng có hại của chất thải rắn bị đổ bỏ trên mặt đất
60. Phương pháp đốt - Đốt rác là giai đoạn xử lý cuối cùng cho một số loại rác không thể xử lý bằng các phương pháp khác - Đây là một giai đoạn oxy hóa nhiệt độ cao với sự có mặt của oxy trong không khí, trong đó các rác độc hại được chuyển hóa thành khí và các chất thải rắn khác không cháy.