Bài giảng Vật liệu phi kim

Bài giảng Vật liệu phi kim thuộc bộ môn Cơ học vật liệu. Bài giảng gồm 6 phần: tổng quan, nhựa nhiệt dẻo, nhựa nhiệt rắn, cao su, composite, phương pháp gia công,... Mời các bạn cùng tham khảo bài giảng..
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Vật liệu phi kimBộ môn Cơ học vật liệuTrường Đại học Bách khoa Hà nội Liên kết kim loại – kim loại Liên kết kim loại – phi kim KIM LOẠI CERAMIC Liên kết phi kim – phi kim POLYMER1. Tổng quan2. Nhựa nhiệt dẻo3. Nhựa nhiệt rắn Chất dẻo Polymer4. Cao su5. Composite6. Phương pháp gia công NhựaPolymer là hợp chất hữu cơ được hình thành do sự liên kết hoá học bền vữnggiữa các đơn vị polymer với cấu trúc phân tử hoàn toàn giống nhau. Các đơn vịnày nối với nhau thành một chuỗi dài (mạch) chứa hàng ngàn đơn vị nên phân tửpolymer được gọi là cao phân tử CH3 CH3 CH3 CH2 CH2 C … … C C CH CH2 CH CH2 CH CH2 NR CH3 … CH2 C = CH CH2 … n: Độ trùng hợp trung bình ~ số mắt xích trung bình trên một n mạch polymerTÍNH CHẤT CHUNG CỦA POLYMER• Polymer nhẹ ( = 0,8 – 2,2 g/cm3)• Polymer là vật liệu mềm dẻo (E nhỏ)• Polymer có khả năng thấu quang tốt• Polymer dễ bị thẩm thấu (bởi các chất khí)• Polymer dẫn nhiệt kém (Độ dẫn nhiệt 4,2.10-2 – 4,2.10-1 W/m.K kém kim loại 3 lần)• Polymer dẫn điện kém (Điện trở suất 1010 – 1018 cm kém kim loại 2.1022 lần)• Polymer bền với hoá chất• Polymer có khả năng tái sử dụng cao (tái sinh, chất đốt)• Polymer có nhiệt độ gia công thấp (250 – 400 0C)• Polymer được gia công bằng nhiều phương pháp (đùn, đúc phun, thổi, ép…) PHỤ GIA TRONG POLYMER• Chất độn trơ: Giảm giá thành sản phẩm…bột đá, đá phấn, đất sét, cao lanh• Chất gia cường: Tăng tính chất cơ-lý…sợi thuỷ tinh, bột kim loại• Chất hoá dẻo: Làm mềm sản phẩm, tăng khả năng gia công…DOP, dầu côngnghiệp• Chất ổn định: Chống lại ảnh hưởng tiêu cực của nhiệt độ, ánh sáng, môi trường…• Chất tạo màu: Tạo màu sắc cho sản phẩm…Ôxit kim loại, bột màu hữu cơ• Chất tạo xốp: Tạo ra vật liệu xốp…Chất tạo xốp vật lý (nhờ nhiệt độ), chất tạo xốphoá học (nhờ phản ứng)• Chất chống cháy: Cản trở khả năng cháy của sản phẩm…Hợp chất Clo, Brom• Chất khâu mạch nhựa nhiệt dẻo• Chất lưu hoá cao su• Chất đóng rắn nhựa nhiệt rắnPHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP POLYMER Trùng hợp Trùng ngưng Cơ chế tạo mạch Phản ứng chuỗi Phản ứng theo bậc Thời gian để tạo ra một mạch Nhanh Lâu cao phân tử Sự phụ thuộc vào phản ứng Có Không trước Sử dụng chất khơi mào Cần thiết Không cần thiết Yêu cầu đối với monomer Có chứa nối đôi Chứa nhóm hoạt tính ở 2 đầu Số nhóm hoạt tính trong một 1 2 monomer Số loại monomer trong một 1 2 đơn vị polymer Sản phẩm phụ Không Có Đặc trưng của mạch polymer Mạch dài Mạch ngắn Mạch nhánh Có Không cóPhản ứngtrùng hợp radical Nèi ®«i Monome Khëi ®éng Ph¸t triÓn Ng¾t m¹ch Polyme ho¸ n. CH2 CH CH2 CH n CH3 CH3 PPNhóm hoạt tínhtrong vật liệu hữu cơ Nhãm chøc Tªn gäi Nhãm chøc Tªn gäi –C=C– Alken O –C–O–H Rîu –C–O–C– Este H O H –N–H Amin –C–N– Amid O O –C–O–H Axit –C–C– Epoxy O –C–O–C– Eter –C– Keton –N=C=O Isocyanat O Vßng th¬m –C–H AldehytPhản ứngtrùng ngưng Phenol Formaldehyde OH Formaldehyde CH2 H H CH2 OH OH OH O H ...