Tiểu luận Sử dụng vật liệu hữu cơ

oài ra những polyme mạch cứng thì đại phân tử không thể cuộn tròn lại mà nó ở dạng thẳng ( trạng thái bất đối xứng) hay còn gọi là dưới dạng bó. Đặc điểm của dạng bó là là chiều dài của nó lớn hơn rất nhiều so với chiều dài của từng mạch riêng biệt. Nếu như polyme ở trạng thái mềm cao : Đối với những mạch đại phân tử rất mềm dẻo và linh động thì các hạt hình cầu có thể liên kết lại với nhau thành hạt có kích thước lớn hơn. Đối với những mạch không cứng lắm, hoặc nếu lực tác dụng nội phân tử đủ lớn, thì hạt dạng cầu đơn phân tử có thể tồn tại ở nồng độ khá lớn, thậm chí ở cả GVHD:Th.s Nguyễn Thị Mỹ Anh Sinh Viên Thưc hiện: Nhóm 11 Lớp DHHO6BLT. Sưu Tầm Đề Tài“Sử Dụng Vật Liệu Hữu Cơ”. Trang 32 trạng thái rắn. Như vậy thấy rằng điều kiện để xuất hiện cấu trúc dạng cầu có thể do mạch đại phân tử riêng biệt cuộn tròn lại hoặc có thể được tạo thành trực tiếp trong quá trình trùng hợp. Qua đây, ta thấy rằng ở trạng thái vô định hình, các phân tử polyme không phải lúc nào cũng ở trạng thái cuộn rối, hoặc sắp xếp không theo một trật tự nào, trái lại chúng có thể sắp sếp theo những thứ tự nhất định và đó chính là điều kiện cơ bản đầu tiên để polyme có thể kết tinh. 3.3.2. Cấu trúc ngoại vi phân tử của polyme tinh thể. 3 Chúng ta đã biết rằng, những đơn vị cấu trúc thẳng có nhiều khả năng để phát triển thành dạng cấu trúc có mức độ thứ tự cao hơn. Vì vậy, chúng ta đặc biệt chú ý đến cấu trúc ngoại vi phân tử ở dạng bó. Ở trạng thái vô định hình, các cấu trúc dạng bó có hình dạng cân đối và trong một số trướng hợp có khả năng tập hợp lại và tạo thành các fibril hoặc zendrit có kích thước lớn hơn. Như vậy trong quá trình kết tinh polyme sẽ hình thành nên nhiều dạng cấu trúc ngoại vi phân tử phức tạp. Trong cấu trúc dạng bó các đại phân tử sắp xếp song song và nối tiếp.Nếu cấu trúc dạng bó từ những mạch phân tử không điều hoà, thì đại phân tử bị uốn cong lại thành hình dạng có nhiều góc cạnh và khi đó không thể tham gia vào quá trình kết tinh được. Cấu trúc dạng bó khi tham gia vào quá trình kết tinh có giới hạn phân chia và đựơc đặc trưng bằng sức căng bề mặt. Khi đó nó trở thành pha mới. pha tinh thể. Đối với những cấu trúc như vậy ứng suất nội tại sẽ nhỏ, nhưng những cấu trúc dài và mỏng có năng lượng bề mặt dư, do đó chúng có khả năng gấp lại dưới dạng băng gấp và khi đó bề mặt không lớn. Hình 1.6 : Bó thẳng Hình .7 : Bó có dạng gấp khúc GVHD:Th.s Nguyễn Thị Mỹ Anh Sinh Viên Thưc hiện: Nhóm 11 Lớp DHHO6BLT. Sưu Tầm Đề Tài“Sử Dụng Vật Liệu Hữu Cơ”. Trang 33 Nó không chỉ dừng lại ở dạng băng gấp mà còn có thể sắp xếp lại để tạo thành cấu tạo dưới dạng « tấm » nhằm giảm sức căng bề mặt. Hình 1.8 : Cấu trúc dạng tấm từ ‘băng gấp’ Như vậy thấy rằng, pha tinh thể của polyme là một tập hợp gồm nhiều dạng cấu trúc phức tạp, trong đó có thể có những vùng chưa hoàn chỉnh do sự quay của bó hoặc do cách sắp xếp không điều hoà của mạch. Và đó cũng là một trong những đặc điểm của polyme tinh thể. Theo V.A.Carghin (Viện sĩ Nga), tất cả các loại cấu trúc ngoại vi phân tủ ở polymer có thể bao gồm 4 nhóm sau : Nhóm 1 : cấu trúc dạng cầu thường tồn tại ở các dạng polymer vô định hình được tổng hợp bằng phương pháp trùng ngưng Nhóm 2 : cấu trúc dạng vạch đặc trưng cho các polymer nằm ở trạng thái mềm cao ( cao su). Nhóm 3 : cấu trúc dạng sợi đặc trưng cho các loại polymer vô định hình có trật tự ổn định cao tổng hợp bằng phương pháp trùng hợp. Nhóm 4 : cấu trúc các tinh thể có kích thước lớn tạo thành ở polymer tinh thể. GVHD:Th.s Nguyễn Thị Mỹ Anh Sinh Viên Thưc hiện: Nhóm 11 Lớp DHHO6BLT. Sưu Tầm Đề Tài“Sử Dụng Vật Liệu Hữu Cơ”. Trang 34 Chương 4. SỬ DỤNG VẬT LIỆU HƯU CƠ – POLYME. 4.1. CHẤT DẺO. 4.1.1. Khái niệm về chất dẻo. 1 Chất dẻo là những vật liệu có tính dẻo. Tính dẻo của vật liệu là tính bị biến dạng khi chịu tác dụng của nhiệt độ, của áp lực bên trong và vẫn giữ nguyên được sự biến dạng khi thôi tác dụng. 4.1.2. Ðặc điểm và phân lọai chất dẻo. 1 4.1.2.1. Đặc điểm. Chất dẻo: là một trong những sản phẩm quan trọng và có ứng dụng rộng rãi nhất của vật liệu polyme được sử dụng lớn cả về số lượng lẫn sản lượng trong thực tế. Theo định nghĩa chất dẻo là một vật liệu có thể biến dạng mà không bị phá hủy và có thể định hình với áp lực thấp nhất hoặc có thể đúc. Tuy nhiên có thể hiểu một cách đơn giản rằng chất dẻo là sản phẩm thu được bằng cách trộn polyme với các chất phụ (hay còn được gọi là chất độn), chất hóa dẻo và chất tạo màu v.v. Chất độn: là chất được cho vào chủ yếu nhằm giảm giá thành sản phẩm vì chúng thường là rẻ. Các chất độn hay dùng là mùn cưa, đật sét, bột nhẹ v.v. Chất hóa dẻo: là những chất cho thêm vào nhằm làm tăng tính dẻo, làm giảm độ cứng của polyme. Các chất hóa dẻo thường dùng ở trạng thái lỏng. Thí dụ chất hóa dẻo thường dùng cho polyme ở nhiệt độ thường là nhựa PVC, nhựa epoxy, các loại este plytalat v.v. Chất nhuộm màu: là tạo cho chất dẻo có màu sắc nhất định. Chúng thường là các loại thuốc nhuộm hoặc bột màu. Chất nhuộm thường hoà tan và trở thành một phần trong cấu trúc của polyme. Chất bột màu thường ở dạng bột và không tan, chỉ nằm xen kẽ trong cấu trúc của polyme thí dụ như bột TiO2, ZnO tạo mầu trắng, còn CdS tạo mầu vàng, v.v. Chất dẻo được sử dụng khá rộng rãi và ngày càng chiếm vị trí quan trọng trong nền kinh tế quốc dân vì chúng có những tính chất quý báu mà các vật liệu khác không thể đạt tới đồng thời giá thành lại rẻ. GVHD:Th.s Nguyễn Thị Mỹ Anh Sinh Viên Thưc hiện: Nhóm 11 Lớp DHHO6BLT. Sưu Tầm Đề Tài“Sử Dụng Vật Liệu Hữu Cơ”. Trang 35 4.1.2.2. phân loại chất dẻo: gồm có hai loại là chất dẻo nhiệt dẻo và chất dẻo nhiệt rắn. - Nhựa nhiệt dẻo : Là loại nhựa khi nung nóng đến nhiệt độ chảy mềm Tm thì nó chảy mềm ra và khi hạ nhiệt độ thì nó đóng rắn lại. Thường tổng hợp bằng phương pháp trùng hợp. Các mạch đại phân tử của nhựa nhiệt dẻo liên kết bằng các liên kết yếu (liên kết hydro, vanderwall). Tính chất cơ học không cao khi so sánh với nhựa nhiệt rắn. Nhựa nhiệt dẻo có khả năng tái sinh được nhiều lần, ví dụ như : polyetylen (PE), polypropylen (PP), polystyren (PS), poly metyl metacrylat (PMMA), poly butadien (PB), poly etylen tere phtalat (PET), ... 1.Sau lần sử dụng I có thể sấy nóng hoặc nấu chảy, rồi tạo hình để tái sử dụng  Cấu trúc : bán tinh thể Mạch thẳng (chính): Tinh thể - Liên kết cộng hóa trị Mạch nhánh(phụ): Vô định hình - Liên kết Vandevan  Tính chất : Độ dẻo cao; Tlv ~ 100oC  Ứng dụng: 5  Đồ dùng sinh hoạt như: Chai lọ, đồ chơi : PE, PP có độ dẻo cao Kính, dụng cụ đo, dụng cụ gia đình : PMMA, PS có màu trong suốt, Chia lọ đựng nước uống : PET có độ bền xé rách  Công nghiệp: * Bọc dây cáp điện, đường ống : PVC * Kéo sợi, vải bố lốp ôtô : PET - Nhựa nhiệt rắn: là hợp chất cao phân tử có khả năng chuyển sang trạng thái không gian 3 chiều dưới tác dụng của nhiệt độ hoặc phản ứng hóa học và sau đó không nóng chảy hay hòa tan trở lại được nữa, không có khả năng tái sinh. Một số loại nhựa nhiệt rắn: ure focmadehyt [UF], nhựa epoxy, phenol focmadehyt [PF], nhựa melamin, poly este không no... 1 GVHD:Th.s Nguyễn Thị Mỹ Anh Sinh Viên Thưc hiện: Nhóm 11 Lớp DHHO6BLT. Sưu Tầm Đề Tài“Sử Dụng Vật Liệu Hữu Cơ”. Trang 36 - Nhựa nhiệt rắn: là hợp chất cao phân tử có khả năng chuyển sang trạng thái không gian 3 chiều dưới tác dụng của nhiệt độ hoặc phản ứng hóa học và sau đó không nóng chảy hay hòa tan trở lại được nữa, không có khả năng tái sinh. Một số loại nhựa nhiệt rắn: ure focmadehyt [UF], nhựa epoxy, phenol focmadehyt [PF], nhựa melamin, poly este không no... 1. Sau lần sử dụng I không thể sấy nóng hoặc nấu chảy => không tái sử dụng được  Cấu trúc : vô định hình. 5 Mạch chính (liên kết cộng hóa trị) nối với nhau bằng mạch nhánh (phụ-phân tử-liên kết cộng hóa trị) => Mạng lưới hẹp, mạng không gian  Tính chất 5: Độ dẻo thấp; Độ cứng cao; Tlv ~ 250oC  Ứng dụng: 5 + Đồ dùng sinh hoạt Cần độ cứng cao + Công nghiệp Chế tạo các chi tiết máy : Epoxy, bakelit. 4.1.3.Tính chất và ứng dụng một số lọai chất dẻo. Vật liệu Tên th mại Tính chất Ứng dụng Polyme nhiệt dẻo Acrylic (polymetylmetacrilat,PMMA ) Lucite Plexiglass Truyền ánh sáng Bền với thời tiết Cơ tính: trung bình Kính, cửa máy bay Dụng cụ đo, thiết kế Flocacbon (PTFE hay TFE) Teflon TFE HalonTFE Trơ với môi trường Hệ số ma sát: nhỏ Tvl = 260oC Chất bọc chống ăn mòn Van, đường ống Màng chống dính GVHD:Th.s Nguyễn Thị Mỹ Anh Sinh Viên Thưc hiện: Nhóm 11 Lớp DHHO6BLT. Sưu Tầm Đề Tài“Sử Dụng Vật Liệu Hữu Cơ”. Trang 37 Chi tiết điện tử Tvl -cao Polyamit (PA) Nylon Zytel Plaskon Cơ tính: tốt Hệ số ma sát : nhỏ Hút: nước, chất lỏng Ổ trượt, bánh răng Bàn chải, tay cầm Bọc: dây, cáp điện Vật liệu Tên th mại Tính chất Ứng dụng Polyme nhiệt dẻo Polycacbonat (PC) Merlon Lexan Kich thước: ổn định Trong suốt Cơ tính: ak-tốt Hóa tính: t.bình Bảo hộ lđ: mặt nạ, kính Chụp đèn Mái che nhà, siêu thi Polyetylen (PE) Alathon Petrothene Hi-fax Cách điện tốt Hóa tính: bền Cơ tính: mếm dẻo Chai, lọ, màng b.gói Khay đựng đá, đồ chơi Vỏ ắc quy Polypropylen (PP) Pro-fax Tenite Moplen Cách điện Hóa tính: bền Bền với thay đổi T Chai, lọ đựng dược liệu Màng bao gói Vỏ TV, valy, túi dulịch Vật liệu Tên th.mại Tính chất Ứng dụng GVHD:Th.s Nguyễn Thị Mỹ Anh Sinh Viên Thưc hiện: Nhóm 11 Lớp DHHO6BLT. Sưu Tầm Đề Tài“Sử Dụng Vật Liệu Hữu Cơ”. Trang 38 Polyme nhiệt dẻo Polystyren (PS) Styron Luxtrex Rexolite Cách điện Chịu nhiệt Trong suốt K.thước: ổn định Làm tường Vỏ ắcquy Bảng điện Đồ chơi, đồ gia đình Polyvinyl clorit (PVC) PVC Pliovic Saran,Tygon CứngPhụ gia: chất hóa dẻo Bọc : dây, cáp điện Ống dẫn Thảm tr.nhà;Băng gh.âm Polyeste (PTE) Mylar Celanar Dacron Bền:độ ẩm, axit, chất béo, d. môi Mềm dẻo, bền xé Vải sợi Màng lốp xe Băng từ tính Vật liệu Tên th.mại Tính chất Ứng dụng Polyme nhiệt rắn Epoxy Epon Epi-rez Araldite Cách điện Chống ăn mòn Độ bền , Dính bám : tốt Vật liệu đúc Sơn bảo vệ; Keo dán Vật liệu composite Phenolic Bakelite Durite Resinox K.thước ổn định Tlv = 150oC Trộn: nhựa, chất độn Bọc môtơ, dụng cụ điện Vỏ điện thoại GVHD:Th.s Nguyễn Thị Mỹ Anh Sinh Viên Thưc hiện: Nhóm 11 Lớp DHHO6BLT. Sưu Tầm Đề Tài“Sử Dụng Vật Liệu Hữu Cơ”. Trang 39 Polyeste Selectron Laminac Paraplex Cách điện Chịu nhiệt tốt B.Sung: sợi gia cường Mặt nạ Đ.thuyền composite C.tiết ôtô; Ghế; Quạt Silicon Nhựa DC Cách điện ; Chịu nhiệt Bền hóa Chất dẻo lớp Cách điện ở T-cao 4.2. Gia Công Polymer. 4.2.1. Phối liệu. 5 Hạt nhựa + Chất phụ gia + Chất gia cường. • Hạt nhựa bao gồm: nhựa PVC, PP, PE, PA, PS,…… • Chất độn. - Mục đích : Làm giảm giá thành sản phẩm. - Mùn cưa, đất sét, bột nhẹ…Kích thước ~ 10nm. GVHD:Th.s Nguyễn Thị Mỹ Anh Sinh Viên Thưc hiện: Nhóm 11 Lớp DHHO6BLT. Sưu Tầm Đề Tài“Sử Dụng Vật Liệu Hữu Cơ”. Trang 40 • Chất hóa dẻo. - Mục đích : Xen kẽ giữa các mạch polyme đồng thời làm tăng khoảng cách giữa các hạt nhựa nhưng làm giảm lực liên kết và làm tăng tính dẻo cho sản phẩm. - Các este: phtalat, adipat, sebacat. • Chất ổn định. - Làm chậm quá trình phân hủy (lão hóa). - Muội than. • Chất tạo màu. - Tạo màu sắc. - Thuốc nhuộm. - Bột màu vô cơ.  Mục đích tạo màu sắc đa dạng cho những sản phẩm, phù hợp với thị hiếu người tiêu dùng. • Chất chống cháy. - Cơ chế: Ức chế phản ứng oxy hóa. Tạo Phản ứng thu nhiết. Tạo màng trên bề mặt. - Các chất : Cl  Polyvinylclorit F  Polytetra fluoroetylen • Các chất tăng cường. - Sợi thủy tinh làm tăng độ bền. - Sợi graphit làm tăng độ bền. - Sợi polyamit thơm (Kelva) làm tăng độ bền. - Mica làm tăng khả năng cách điện, bền hóa, bền nhiệt. - Amian có tác dụng làm phanh, khớp nối, lóp cách nhiệt. - Bột graphit làm tăng khả năng bôi trơn. GVHD:Th.s Nguyễn Thị Mỹ Anh Sinh Viên Thưc hiện: Nhóm 11 Lớp DHHO6BLT. Sưu Tầm Đề Tài“Sử Dụng Vật Liệu Hữu Cơ”. Trang 41 4.2.2. Các phương pháp gia công. 4.2.2.1. Đúc ép (Compression moulding) 5 Phôi đặt vào khuôn  Đóng khuôn  Nung Ép  Mở khuôn: lấy sản phẩm. 4.2.2.2. Đúc trao đổi (Transfer moulding). 5 Phôi liệu được nung chảy bên ngoài  Phun vào lỗ khuôn. 4.2.2.3. Đúc phun (Injection moulding). 5 Phễu: nạp nhựa  Pitong: đẩy nhựa  Buồng nung: nhựa chảy lỏng- nhớt  Pitong: đẩy nhựa vào khuôn  Đóng rắn  Mở khuôn: lấy sản phẩm. GVHD:Th.s Nguyễn Thị Mỹ Anh Sinh Viên Thưc hiện: Nhóm 11 Lớp DHHO6BLT. Sưu Tầm Đề Tài“Sử Dụng Vật Liệu Hữu Cơ”. Trang 42 4.2.2.4. Đúc đùn (Extrusion). 5 Phễu: nạp nhựa  Trục vít: đẩy nhựa  Buồng nung: nhựa chảy lỏng-nhớt Trục vít : đùn nhựa qua lỗ khuôn  Đóng rắn  Mở khuôn: lấy sản phẩm. 4.2.2.5. Đúc thổi (Blow moulding).5 4.2.2.6. Đổ khuôn. 5 Nhựa dẻo: nóng chảy  Đổ khuôn. GVHD:Th.s Nguyễn Thị Mỹ Anh Sinh Viên Thưc hiện: Nhóm 11 Lớp DHHO6BLT. Sưu Tầm Đề Tài“Sử Dụng Vật Liệu Hữu Cơ”. Trang 43 4.2.2.7. Đúc chân không (Vacuum moulding) 5 GVHD:Th.s Nguyễn Thị Mỹ Anh Sinh Viên Thưc hiện: Nhóm 11 Lớp DHHO6BLT. Sưu Tầm Đề Tài“Sử Dụng Vật Liệu Hữu Cơ”. Trang 44 4.3. Cao Su. 1 Cao su hay elastome là một loại sản phẩm của polyme. Do đặc điểm cấu tạo, cao su là loại vật liệu có độ đàn hồi rất cao, độ co giãn khi kéo có thể đạt tới 700 – 800%, có tính chống thấm nước, chịu ma sát, ít bị mài mòn và có khả năng giảm chấn động tốt, có độ cách điện, cách nhiệt và cách âm cao v.v. nên cao su là lọai vật liệu có ý nghĩa quan trọng đối với đời sống và kỹ thuật. Cao su theo nguồn gốc hóa học có thể chia làm hai loại là cao su tự nhiên và cao su nhân tạo. 4.3.1. Cao su tự nhiên. 1 + Cấu trúc: - Công thức cấu tạo: n =1500–15000 - Tất cả các mắt xích isopren đều có cấu hình cis như sau: Cao su tự nhiên là sản phẩm lấy từ nhựa cây cao su có tên he- ve – a thường mọc ở những vùng nhiệt đới như Việt Nam, nó là sản phẩm trùng hợp của izopren tự nhiên với công thức hóa học là (C5H8)n và công thức cấu tạo như sau CH2 = CH – C = CH2 CH3 Ðặc điểm nổi bật trong cấu tạo trên là có hai mối liến kết kép nên khi nung đến 500C cao su bị hóa mềm và trở nên dính, còn ở niệt độ thấp nó hóa giòn. Cao su hòa tan trong cacbua hydrô và cacbon disunfua (CS2). GVHD:Th.s Nguyễn Thị Mỹ Anh Sinh Viên Thưc hiện: Nhóm 11 Lớp DHHO6BLT. Sưu Tầm Đề Tài“Sử Dụng Vật Liệu Hữu Cơ”. Trang 45 Cao su là chất vô định hình như khi chịu kéo lại là chất tinh thể có sự sắp xếp trật tự trong không gian. Khi bỏ lực tác dụng cao su trở lại là chất vô định hình. Nhược điểm cơ bản của cao su tự nhiên là dễ bị hóa giòn ở nhiệt độ thấp dễ bị mềm và chảy dính ở nhiệt độ cao, có độ bền cọ sát yếu, hoà tan trong xăng và dầu v.v. vì vậy cao su nguyên chất hầu như không được sử dụng trong thực tế. Ðể có thể sử dụng được, cao su cần phải được tiến hành lưu hóa. Bản chất của quá trình này là các nguyên tử lưu huỳnh kết hợp với những mạch polyme izopren tạo thành những đoạn bắc cầu, làm cho các phần tử polyme của cao su tự nhiên có cấu tạo thành mạch lưới. Ðây là một quá trình thuận nghịch xảy ra ở nhiệt độ cao. Sự kết hợp giữa lưu huỳnh và polyme có thể biểu diễn bằng sơ đồ trên hình 10.5 . Trong quá trình này nguyên tử lưu huỳnh là vòng tròn đen tạo thành những đoạn bắc cầu làm cho các phân tử cao su tự nhiên có cấu tạo lưới. Hình 10.5 Sơ đồ mô tả quá trình lưu hóa cao su tự nhiên. Lưu ý rằng do thực tế không dùng cao su tự nhiên cho nên danh từ cao su dùng trong kỹ thuật cũng như đời sống được hiểu là cao su đã được lưu hóa. Cao su sau khi được lưu hóa, các tính chất được cải thiện rõ rệt, tính chịu nhiệt tăng, cơ tính nâng cao, tính hòa tan được khắc phục. Tùy thuộc vào lượng lưu huỳnh cho vào cao su có thể thu được các loại cao su sau đây:  Cao su mềm (1 – 3% S) có độ đàn hồi và độ bền rất cao ( = 150 – 500%). GVHD:Th.s Nguyễn Thị Mỹ Anh Sinh Viên Thưc hiện: Nhóm 11 Lớp DHHO6BLT. Sưu Tầm Đề Tài“Sử Dụng Vật Liệu Hữu Cơ”. Trang 46  Cao su cứng – êbonít (30 – 35% S) là vật liệu cứng có tính chịu nhiệt, chịu va đập tốt ( = 2 – 6%) 4.3.2. Elastome (Cao su tổng hợp). 1 Cao su nhân tạo là loại cao su được trùng hợp từ chất butadien hay divinyl do Lebeđep thực hiện thành công lần đầu tiên năm 1909. Nguyên liệu để chế tạo ra cao su nhân tạo là cồn, dầu mỏ và khí tự nhiên. Lượng cao su nhân tạo được sản xuất ngày càng tăng thay thế dần cho cao su tự nhiên. Hiện nay trên 50% sản phẩm cao su được chế tạo từ cao su nhân tạo. Các loại cao su nhân tạo điển hình là cao su Styren – butadien (SBR) và cao su silicon. Trong cao su lưu hoá, người ta còn có thể cho thêm một số loại chất độn khác nhau như bột phấn, bột than) hay chất nhuộm mầu, chất xúc tác để tăng nhanh quá trình lưu hóa. Cao su được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp điện làm vật liệu cách điện, dây dẫn các loại cáp Tính đàn hồi của cao su có liên quan đến cấu trúc dicdac của các phân tử như trình bày trên hình 10.6, còn bình thường phân tử cao su xoắn rối như một tập hợp các sợi chỉ như trình bày trên hình 10.7. Hình 10.6 Mô hình cấu tạo phân tử cao su. Hình 10.7 Mô hình biến dạng phân tử cao su Khi chịu tác dụng của lực kéo F nó bị kéo căng ra, phân tử trở nên gần như mạch thẳng. Khi hết lực tác dụng nó trở lại trạng thái ban đầu GVHD:Th.s Nguyễn Thị Mỹ Anh Sinh Viên Thưc hiện: Nhóm 11 Lớp DHHO6BLT. Sưu Tầm Đề Tài“Sử Dụng Vật Liệu Hữu Cơ”. Trang 47 4.3.2.1.. Cao su buna, cao su buna –S và cao su buna –N : 1 - Cao su buna có tính đàn hồi và độ bền kém hơn cao su thiên nhiên. Khi dùng buta-1,3-đien ở 10oC, polime sinh ra chứa 77% đơn vị trans-1,4 và 7% đơn vị cis-1,4 (còn lại là sản phẩm trùng hợp 1,2). Còn ở 100oC sinh ra polime chứa 56% đơn vị trans-1,4 và 25% đơn vị cis-1,4 (còn lại là sản phẩm trùng hợp 1,2) Cao su buna – S Cao su buna –S có tính đàn hồi cao Cao su buna –N Cao su buna – N có tính chống dầu tốt 4.3.2.2. Cao su isopren 1 - Trùng hợp isopren có hệ xúc tác đặc biệt, ta được poliisopren gọi là cao su isopren, cấu hình cis chiếm ≈ 94 %, gần giống cao su thiên nhiên - Ngoài ra người ta còn sản xuất policloropren và polifloropren. Các polime này đều có đặc tính đàn hồi nên được gọi là cao su cloropren và cao su floropren. Chúng bền với dầu mỡ hơn cao su isopren GVHD:Th.s Nguyễn Thị Mỹ Anh Sinh Viên Thưc hiện: Nhóm 11 Lớp DHHO6BLT. Sưu Tầm Đề Tài“Sử Dụng Vật Liệu Hữu Cơ”. Trang 48 • Đặc điểm của cao su tổng hợp: - Cấu trúc: mạng lưới thưa. Đàn hồi cao (max). - Chế tạo : lưu hóa. Polyme + Lưu huỳnh (S)  Nung : T-cao - Gia công bằng các phương pháp: + Đúc ép. + Đúc đùn. Một số polymer thường gặp. Vật liệu Tên th mại Tính chất Ứng dụng Polyizopren Cao su tự nhiên (NR) Cách điện. Bền cắt, khoét, ma sát. Chịu nhiêt, dầu mỡ: kém Săm, lốp Ống, đệm Styren-butadien Buna S (SBR) Cách điện. Bền cắt, khoét, ma sát. Chịu nhiêt, dầu mỡ: kém Săm, lốp Ống, đệm Acrylonitril- Butadien Buna A Nitrile (NBR) Cách điện Chụi dầu mỡ: tốt Ống mềm chịu dầu mỡ, hóa chất Đế gót dày 4.2.3. Ứng dụng của cao su. 1 Nhựa mủ dùng để sản xuất cao su tự nhiên là chủ yếu, bên cạnh việc sản xuất latex dạng nước. Gỗ từ cây cao su, gọi là gỗ cao su, được sử dụng trong sản xuất đồ gỗ. Nó được đánh giá cao vì có thớ gỗ dày, ít co, màu sắc hấp dẫn và có thể chấp nhận các kiểu hoàn thiện khác nhau. Nó cũng được đánh giá như là loại gỗ "thân thiện môi trường", GVHD:Th.s Nguyễn Thị Mỹ Anh Sinh Viên Thưc hiện: Nhóm 11 Lớp DHHO6BLT. Sưu Tầm Đề Tài“Sử Dụng Vật Liệu Hữu Cơ”. Trang 49 do người ta chỉ khai thác gỗ sau khi cây cao su đã kết thúc chu trình sản sinh nhựa mủ. Ngoài ra Cao su tổng hơp con được phát triển lên tầm cao mới về công nghệ, sử dụng trong y khoa, trong công nghệ làm khuôn đúc, đặc biệt ứng dụng nhiều trong vận tải, như lốp xe, ruột xe… Mặt cắt của thân cây cao su. Lụa + cao su tổng hợp 4.4. Tơ (Sợi). 4.4.1. Khái niệm. Tơ là những vật liệu polymer hình sợi dài và mảnh với độ bền nhất định. 4.4.2. Phân loại: 1 Có hai loại tơ : tơ thiên nhiên (có sẵn trong thiên nhiên như tơ tằm, len , bông...) và tơ hóa học (chế biến bằng phương pháp hóa học). Tơ hóa học được chia thành hai nhóm : tơ nhân tạo và tơ tổng hợp. + Tơ nhân tạo được sản xuất từ polime thiên nhiên nhưng được chế biến thêm bằng con đường hóa học. Thí dụ : từ Xenlulozơ đã chế tạo ra tơ visco, tơ axetat, tơ đồng - amoniac. + Tơ tổng hợp được sản xuất từ những polime tổng hợp .Thí dụ : tơ poliamit, tơ polieste. Đặc điểm cấu tạo của tơ là gồm những phân tử polime mạch thẳng (không phân nhánh) sắp xếp song song dọc theo một trục chung, xoán lại với nhau, tạo thành những sợi dài, mảnh và mềm mại. 4.4.3. Tính chất. 5  Đặc điểm GVHD:Th.s Nguyễn Thị Mỹ Anh Sinh Viên Thưc hiện: Nhóm 11 Lớp DHHO6BLT. Sưu Tầm Đề Tài“Sử Dụng Vật Liệu Hữu Cơ”. Trang 50 - Cấu tạo: Khối lượng phân tử : cao Cấu trúc tinh thể : % cao ; Mạch : thẳng - Lý tính: cách điện, cách nhiệt - Hóa tính: axit, kiềm, chất tẩy trắng, dung môi, ánh sáng. Còn Tơ poliamit kém bền với nhiệt và kém bền về mặt hóa học (do nhóm – C – NH–) trong phân tử dễ tác dụng với axit và kiềm). O - Cơ tính: b-lớn trong khoảng T-rộng ; E-cao. Chịu mài mòn và bền xé : tốt vì Tơ poliamit bền về mặt cơ học : dai, đàn hồi, ít thấm nước, mềm mại mà có dáng đẹp hơn tơ tằm, giặt mau khô.  Gia công : Kéo sợi: l/Φ = 100/1 Nguyên liệu (Polyamit, Polyeste PTE) T  Lỏng nhớt  Bơm: khuôn nhiều lỗ  Đông rắn: thổi không khí - Quá trình sản xuất được thực hiện như sau: 1 Về nguyên lý, công nghệ sản xuất sợi tổng hợp là đơn giản: đùn khối nóng chảy hoặc dung dịch polime qua những lỗ rất nhỏ của khuôn kéo vào một buồng chứa không khí lạnh, tại đây, quá trình đóng rắn xảy ra, biến dòng polime thành sợi. Bằng cách đó, ta thu được sợi capron và nilon. Chỉ tơ hình thành liên tục được cuốn vào ống sợi. Nhưng không phải tất cả các loại sợi hoá học đều được sản xuất đơn giản như GVHD:Th.s Nguyễn Thị Mỹ Anh Sinh Viên Thưc hiện: Nhóm 11 Lớp DHHO6BLT. Sưu Tầm Đề Tài“Sử Dụng Vật Liệu Hữu Cơ”. Trang 51 vậy. Quá trình đóng rắn sợi axetat xảy ra trong môi trường không khí nóng, để đóng rắn chỉ tơ của sợ visco và một loại sợi khác lại xảy ra trong các bể đông tụ chứa các hoá chất lỏng được chọn lọc đặc biệt. Trong quá trình tạo sợi, trên các ống sợi người ta còn kéo căng để các phân tử polime dạng chuỗi trong sợi có một trật tự sắp xếp chặt chẽ hơn (sắp xếp song song nhau). Khi đó, lực tương tác giữa các phân tử tăng lên làm độ bền cơ học của sợi cũng tăng lên. Nói chung, tính chất của sợi chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố khác nhau như thay đổi tốc độ nén ép, thành phần và nồng độ các chất trong bể đông tụ, nhiệt độ của dung dịch kéo sợi và của bể đông tụ (hoặc buồng không khí), thay đổi kích thước lỗ của khuôn kéo. Lỗ càng nhỏ thì sợi càng mảnh và lực bề mặt sẽ càng ảnh hưởng nhiều đến tính chất của vải làm từ sợi này. Để tăng những lực đó, người ta thường dùng các khuôn kéo với lỗ có tiết diện hình sao. Đối với các chuyên gia dệt thì độ dài kéo đứt, do sợi bị đứt dưới tác dụng của trọng lượng chính nó, được xem như một đặc trưng quan trọng về độ bền của sợi. Với sợi bông thiên nhiên, độ dài đó thay đổi từ 5 đến 10km, tơ axetat từ 30 đến 35km, sợi visco tới 50 km, sợi polieste và còn dàipoliamit hơn nữa. Chẳng hạn với sợi nilon loại cao cấp, độ dài kéo đứt lên tới 80km. Sợi hoá học đã thay thế một cách có kết quả các loại sợi thiên nhiên là tơ, len, bông và không ít trường hợp vượt các loại sợi thiên nhiên về chất lượng. Sản xuất sợi hoá học có tầm quan trọng lớn lao đối với nền kinh tế quốc dân, góp phần nâng cao phúc lợi vật chất cho con người và có khả năng đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của nhân dân về các mặt hàng thông dụng: vải, các sản phẩm dệt kim và tơ lông nhân tạo. - Ngoài ra sợi xenlulo cũng được ứng dụng dùng để kéo sợi. Trong thiên nhiên Xenlulozo 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 là chất rắn, có dạng sợi, màu trắng,không mùi. Xenlulozơ không tan trong nước và các chất hữu cơ như ete, rượu, benzen...Nhưng tan trong nước Svayde (dung dịch amoniac chứa đồng (II) hiđroxit) - Xenlulozo được ứng dụng trong sản xuất tơ: GVHD:Th.s Nguyễn Thị Mỹ Anh Sinh Viên Thưc hiện: Nhóm 11 Lớp DHHO6BLT. Sưu Tầm Đề Tài“Sử Dụng Vật Liệu Hữu Cơ”. Trang 52 + Tơ visco : Cho xenlulozơ (từ gỗ) tác dụng với dung dịch natri hiđroxit và một số hóa chất khác, thu được dung dịch rất nhớt, gọi là visco. Khi bơm dung dịch nhớt qu