Vật liệu hữu cơ

Vật liệu hữu cơ là hợp chất gồm các nguyên tử được hình thành do sự lặp lại nhiều lần của một hay nhiều loại nguyên tử hay một nhóm nguyên tử
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Vật liệu hữu cơ 119 Ch−¬ng 8 vËt liÖu h÷u c¬§Þnh nghÜa: lµ hîp chÊt gåm c¸c ph©n tö ®−îc h×nh thµnh do sù lÆp l¹i nhiÒu lÇncña mét hay nhiÒu lo¹i nguyªn tö hay mét nhãm nguyªn tö (®¬n vÞ cÊu t¹o =monome) liªn kÕt víi nhau víi sè l−îng kh¸ lín ®Ó t¹o nªn mét lo¹t tÝnh chÊt mµnh÷ng tÝnh chÊt nµy thay ®æi kh«ng ®¸ng kÓ khi lÊy ®i hoÆc thªm vµo mét vµi ®¬nvÞ cÊu t¹o.Ph©n lo¹iTheo nguån gèc h×nh thµnh: Polyme thiªn nhiªn, polyme tæng hîp. Polyme thiªn nhiªn: nguån gèc thùc vËt, ®éng vËt: xenlulo, cao su, Protein. Polyme tæng hîp: Ph¶n øng trïng hîp, trïng ng−ng: Polyolefin, Polyamit, nhùaphªnol fomadehit.Theo cÊu tróc: a- th¼ng b- nh¸nh c- l−íi. Polyme m¹ch th¼ng Polyetylen, PolyvinyRelorit, Polystyren.. Polyme m¹ch nh¸nh c¸c nh¸nh xem nh− mé phÇn cña ph©n tö t¹o b»ng tõ c¸cph¶nøng phô trong qu¸ tr×nh tæng hîp polyme cã m¹ch nh¸nh sù s¾p xÕp Ýt chÆtchÏ dÉn ®Õn tû träng cña polyme gi¶m. Polyme m¹ch l−íi c¸c m¹ch c¹nh nhau ®−îc nèi víp nhau b»ng c¸c liªn kÕtcéng ho¸ trÞ c¸c l−íi naú th−êng ®−îc h×nh thµnh nhê cho thªm vµo c¸c nguyªntö, ph©n tö t¹o liªn kÕt ®ång ho¸ trÞ víi m¹ch chÝnh. Cao su m¹ng l−íi t¹o thµnhdo qu¸ tr×nh l−u ho¸. Polyme kh«ng gian c¸c monome cã ba nhãm ho¹t ®éng t¹o nªn polyme kh«nggian ba chiÒu. Thùc tÕ c¸c polyme m¹ng l−íi dµy ®Æc cã thÓ coi lµ polyme kh«nggian: Nhùa epoxy, nhùa phenolfomadehyt.Chó ý: mét polyme kh«ng thÓ thuÇn nhÊt mét lo¹i cÊu trócvÝ dô polyme m¹ch th¼ng cã thÓ vÉn gåm cã cÊu tróc m¹ch nh¸nh vµ m¹ch l−íinh−ng m¹ch th¼ng chiÕm ®a sè§Æc ®iÓm: polyme nhÑ, bÒn nªn ®é bÒn riªng lín, chÞu ¨n mßn tèt HÇu nh− kh«ng dÉn nhiÖt, kh«ng dÉn ®iÖn.Ph©n lo¹i theo tÝnh chÞu nhiÖt:Polyme nhiÖt dÎo (thermoplastic): th−êng lµ c¸c polyme m¹ch th¼ng, ë nhiÖt ®énhÊt ®Þnh d−íi t¸c dông cña lùc c¸c phÇn tö cã thÓ tr−ît lªn nhau cã nghÜa lµ vËtliªô cã thÓ dÎo, ch¶y, nh−ng ë nhiÖt ®é thÊp h¬n nã l¹i r¾n trë l¹i. Gäi lµ polymenhiÖt dÎo v× nhiÖt ®é cµng t¨ng th× tÝnh dÎo cµng t¨ng. Polyme nhiÖt dÎo lµ lo¹ipolyme cã gi¸ trÞ th−¬ng m¹i quan träng nhÊtPolyme nhiÖt r¾n (thermoset): lµ c¸c polyme hay oligome (polyme cã khèi l−îgph©n tö kh«ng cao l¾m) chóng th−êng cã cÊu tróc kh«ng gian. §−îc chÕ t¹o tõc¸c polyme m¹ch th¼ng, hoÆc nh¸nh bÐ nÊu ch¶y+cho thªm vµo c¸c chÊt ®ãngr¾n →t¹o h×nh d−íi t¸c dông xóc t¸c cña c¸c chÊt ®ãng r¾n→ chuyÓn thµnh m¹chkh«ng gian kh«ng thuËn nghÞch 120Kh¸c polyme nhiÖt dÎo, polyme nhiÖt r¾n ë nhiÖt ®é cao kh«ng bÞ ch¶y mÒm vµkh«ng hoµ tan vµo dung m«i thµnh polyme nhiÖt r¾n, kh«ng cã kh¶ n¨ng t¸i sinhPh©n lo¹i theo lÜnh vùc ¸p dông: chÊt dÎo, sîi, cao su, s¬n, keo tÝnh chÊt vµ ¸pdông sÏ ®−îc tr×nh bµy sau. 8.1. §Æc ®iÓm cña vËt liÖu h÷u c¬ 8.1.1. H×nh thµnh vËt liÖu polymeNguyªn vËt liÖu ban ®Çu cho vËt liÖu polymeNgµy nay C«ng nghiÖp ho¸ dÇu cung cÊp nguyªn liÖu s¶n xuÊt ra c¸c polyme do®ã ho¸ dÇu→↑ c«ng nghiÖp polyme→ kÝch thÝch c«ng nghiÖp ho¸ dÇuBa ph−¬ng ph¸p chÝnh ®Ó s¶n xuÊt c¸c hîp chÊt trung gian nµy:. T¸ch c¸cbua hydro riªng biÖt trong dÇu má sau ®ã chuyÓn thµnh c¸c hîp chÊtcÇn thiÕt: n-butan = butaduen vµ xyclohexan b»ng monome nylon. T¸ch c¸c olefin cña qu¸ trÝnh cracking → hydro cacbon m¹ch th¼ng. T¹o c¸c hîp chÊt th¬m: Benzen b»ng qu¸ tr×nh platforming→ hydro cacbon th¬mc¸c hîp chÊt trung gian t¹o b»ng c¸c ph−¬ng ph¸p trªn→ oxy ho¸, halogen ho¸,hydrat ho¸.. → hîp chÊt kh¸c.C¸c ph−¬ng ph¸p tæng hîp polymeI. Ph−¬ng ph¸p trïng hîp: C¸c monome dïng ®Ó trïng hîp lµ c¸c hîp chÊt ®¬ngi¶n cã khèi l−îng ph©n tö thÇp, cã chøa c¸c nèi ®«i vÝ dô n(CH2=CH2) CH2=CH2 → -CH2-CH2-§a sè polyme nhiÖt dÎo trïng hîp theo ph−¬ng ph¸p nµy H H H H H H H H H H H H H H H H C=C -C - C- -C - C- - C- -C C=C -C - C- -C - C--C - C- H H H H H H H H H Cl H Cl H Cl H Cl etylen PE vinylclorit PVC§Ó trïng hîp ph¶i cã c¸c t¸c nh©n: tia giµu n¨ng l−îng, nhiÖt hoÆc dïng chÊt khëit¹o c¬ chÕ trïng hîp dïng chÊt khëi t¹o qua ba giai ®o¹n:. Khëi ®Çu: t¹o c¸c gèc tù do cña beroxytbenzoil: C6H5-C-O-O-C-C6H5 C6H5-C- O + C6H5+CO2 = 2R O O Oc¸c gèc tù do (R ) kÕt hîp víi monome t¹o gèc tù do míi: R + CH2=CH R - CH2- CH = R míi. Giai ®o¹n ph¸t triÓn X XC¸c gèc tù do h×nh thµnh ë giai ®o¹n më ®Çu tiÕp tôc ph¶n øng víi c¸c monomet¹o ra c¸c gèc tù do míi cã m¹ch dµi h¬n vµ ®é ho¹t ®éng ho¸ häc t−¬ng tù ph¶nøng lÆp l¹i hµng ngµn lÇn trong vµi gi©y do ®ã sè monome tham gia vµo mét gèccao ph©n tö phô thuéc vµo ®iÒu kiÖn ph¶n øng vµ yªu cÇu ®èi víi s¶ ...