Vật liệu polymer

Cần nhớ

• ✦Chất dẻo là vật liệu polymer có tính dẻo: bị biến dạng khi chịu lực và giữ nguyên hình dạng đó khi thôi tác dụng lực.
• ✦Chất dẻo gồm polymer (thành phần chính) và có thể thêm chất hoá dẻo, chất độn, chất màu để thay đổi tính chất.
• ✦Thông dụng: PE (túi, màng bọc), PVC (ống nước, vỏ dây điện), PS (hộp xốp), PMMA (thuỷ tinh hữu cơ, kính máy bay), nhựa PF (bakelite: vỏ ổ cắm, tay cầm).
• ✦Vật liệu composite là vật liệu tổ hợp từ hai hay nhiều vật liệu khác nhau: nền (thường là polymer) và cốt (sợi thuỷ tinh, sợi carbon…). Ví dụ vỏ thuyền, cần câu bằng sợi thuỷ tinh – nhựa epoxy.
• ✦Dẻo ≠ đàn hồi: dẻo thì biến dạng rồi giữ nguyên; đàn hồi thì biến dạng rồi trở lại.

Cần nhớ

• ✦Tơ là những polymer hình sợi dài, mảnh, bền, ít giãn (kéo giãn quá ~40 % là đứt) và có thể kéo thành sợi.
• ✦Tơ thiên nhiên: có sẵn trong tự nhiên — bông, len, tơ tằm. Tơ bán tổng hợp (nhân tạo): chế biến hoá học từ polymer thiên nhiên — tơ visco, tơ acetate (từ cellulose). Tơ tổng hợp: tổng hợp hoàn toàn từ monomer — nylon-6,6, nylon-6, tơ nitron, tơ lapsan.
• ✦Tiêu chí phân loại là mạch polymer do ai tạo ra, không phải "làm từ chất gì": bông và tơ visco đều từ cellulose nhưng bông là tơ thiên nhiên, visco là bán tổng hợp.
• ✦Nylon-6,6, nylon-6, PET (lapsan) điều chế bằng trùng ngưng; tơ nitron (–CH₂–CH(CN)–)ₙ điều chế bằng trùng hợp acrylonitrile.
• ✦Phân biệt bằng đốt thử: tơ tằm, len (protein) có mùi tóc cháy; bông, visco có mùi giấy cháy; nylon co lại, chảy thành giọt.

Cần nhớ

• ✦Cao su là polymer có tính đàn hồi: biến dạng khi chịu lực và trở lại hình dạng ban đầu khi thôi tác dụng lực.
• ✦Cao su thiên nhiên lấy từ mủ cây cao su, là polyisoprene (–CH₂–C(CH₃)=CH–CH₂–)ₙ, monomer isoprene CH₂=C(CH₃)–CH=CH₂.
• ✦Cao su tổng hợp: buna từ buta-1,3-diene; buna-S đồng trùng hợp buta-1,3-diene với styrene; buna-N với acrylonitrile.
• ✦Lưu hoá: đun cao su với lưu huỳnh tạo cầu nối –S–S– giữa các mạch ⇒ cao su bền, đàn hồi, chịu nhiệt tốt hơn, không bị chảy dính (lốp xe đều là cao su lưu hoá).
• ✦Nhiều lưu huỳnh quá (khoảng 30 %) thì được ebonit cứng, mất đàn hồi: lưu hoá không phải để làm mềm.

Cần nhớ

• ✦Keo dán là vật liệu polymer (hoặc tạo ra polymer khi đóng rắn) có khả năng tạo màng bám chắc giữa hai bề mặt vật liệu.
• ✦Keo epoxy (hai thành phần: nhựa + chất đóng rắn trộn khi dùng), keo urea–formaldehyde và keo phenol–formaldehyde (dán gỗ ép), hồ tinh bột (keo dán tự nhiên).
• ✦Keo dán khác chất dẻo: không dùng để tạo hình mà để nối hai vật; lực dán lớn nhưng màng keo vẫn bong khi lực bóc vượt giới hạn (sim: keo bong khi kéo quá khoảng 60 %).
• ✦Rác thải nhựa rất khó phân huỷ (hàng trăm năm), vỡ thành vi nhựa vào chuỗi thức ăn; đốt PVC sinh HCl độc. Hướng xử lí: giảm – tái sử dụng – tái chế, và dùng polymer phân huỷ sinh học.

• ✦🚗 Lốp xe làm từ cao su lưu hoá (trộn thêm muội than): bền, đàn hồi, không chảy dính khi nóng vì có cầu nối –S–S–.
• ✦👕 Áo thun polyester là PET (tơ lapsan), áo len là protein, áo cotton là cellulose — khi lỡ cháy xém, polyester co lại chảy ra rất dễ dính da, nên đồ bảo hộ thường tránh polyester.
• ✦🥡 Hộp xốp là PS, ống nước là PVC, chai nước là PET: dùng xong phân loại đúng thùng để tái chế, không đốt.
• ✦🏠 Cần câu, vỏ thuyền bằng sợi thuỷ tinh – nhựa epoxy (composite): nhẹ mà bền. Hồ tinh bột vẫn là keo dán giấy an toàn nhất cho trẻ nhỏ.

⚖️ Kiểm tra bảo toàn

• ✦Trùng hợp: m polymer = m monomer đã phản ứng; trùng ngưng: m polymer + m nước = m monomer (nylon-6,6: 22,6 + 3,6 = 26,2 kg).
• ✦Nhiều bước: m sản phẩm = m đầu · H₁ · H₂ · (M sản phẩm / M đầu theo tỉ lệ mol).
• ✦Theo nguyên tố: 2C₂H₅OH → C₄H₆ + 2H₂O + H₂ có 4 C, 12 H, 2 O mỗi vế.
• ✦Lưu hoá: %S = 64 / (68k + 62) phải nhỏ (vài phần trăm) — ra hàng chục phần trăm là sai.