Tiểu luận Sử dụng vật liệu hữu cơ

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 1 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP.TPHCM KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC MÔN VẬT LIỆU HỌC NGÀNH HÓA BÀI TIỂU LUẬN: SỬ DỤNG VẬT LIỆU HỮU CƠ Giáo Viên Hướng Dẫn: Thạc Sỹ Nguyễn Thị Mỹ Anh. Sinh Viên Thực Hiện: Nhóm 11. 1. Nguyễn Hà Nhóm Trưởng MSSV: 2. Nguyễn Thị Tường Vi Thành viên MSSV: 3. Phạm Thị Nguyệt Thành Viên MSSV: 4. Nguyễn Thị Hồng Diễm Thành Viên MSSV: 5. Huỳnh Thụy Hải Thanh Thành Viên MSSV: 6. Đào Văn Túc Thành Viên MSSV: 7. Phùng Minh Mẫn Thành viên MSSV: Niên Khóa: 2010 – 2014 TP. Ngày 05 tháng 04 năm 2011. 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 2 Môn vật liệu học nói chung là một lĩnh vực rất rộng, được xây dựng trên cơ sở của khoa học - kỹ thuật. Vì vậy muốn nắm vững về kiến thức, người kỹ sư phải tìm hiểu và nắm bắt được sự phát triển của khoa học - kỹ thuật trong thời đại công nghệ, để vận dụng vào trong thực tế sản xuất. Trong những năm gần đây Vật Liệu Học Ngành Hóa, đặc biệt là vật liệu hữu cơ - polymer đã phất triển lên một tầm cao mới và được ứng dụng rất nhiều trong thực tế như: Trong cuộc sống, khoa học, y học………… Do đó, Người kỹ sư phải nắm vững những kiến thức và vận dụng những kiến thúc đã học, để thích nghi với mọi vị trí cộng việc, đồng thời góp phần phát triển xã hội. Chính vì vậy, việc sử dụng vật liệu hưu cơ – polymer thúc đẩy xã hội vươn đến một tầm cao mới về công nghệ vật liệu polymer. 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 3 Tất Cả Sinh Viên Nhóm 11: xin chân thành cảm ơn: Cô Nguyễn Thị Mỹ Anh đã tận tình hướng dẫn cho Chúng em trong suốt thời gian thực hiện bài tiểu luận. Tất cả các Thầy , Cô trong Khoa Công Nghệ Hóa và đặc biệt là Cô Nguyễn Thị Mỹ Anh, là Người trực tiếp giảng dạy truyền đạt kiến thức cho Chúng em trong suốt học kỳ vừa qua. Mặc dù trong suốt quá trình học tập Chúng em đã có những sai sót nhỏ làm cho Cô không hài lòng nhưng Chúng em mong Cô thông cảm và bỏ qua . Tất cả các Bạn trong Lớp DHHO6BLT đã đoàn kết, góp ý xây dựng và tạo điều kiện cho Nhóm 11 hoàn thành tốt bài tiểu luận này. PHỤ LỤC . 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 4 Chương 1. Nguồn gốc và lịch sử phát triển của hợp chất hữu cơ - polymer…..Trang 5 Chương 2. Một vài khái niệm cơ bản về hợp chất hữu cơ - polymer…….....................6 2.1. Khái niệm cơ bản về hợp chất hữu cơ – polymer………………………................6 2.2: Danh pháp……………………………………………………………...............….8 2.3. Phân loại polymer……………………………………………………................…8 2.4. Sự khác nhau giữa hợp chất cao phân tử và hợp chất thấp phân tử……..........…...9 2.5. Cấu tạo cấu trúc polymer.........................................................................................9 2.5.1. cấu trúc………………………………………………………............….…...9 2.5.2. Liên kết trong vật liệu Polymer…………………………….........................10 2.5.2.1. Phân tử hydrocacbon..…………………………………...............…..10 2.5.2.2. Nhận xét:……………………………………….............………….…15 Chương 3. Tính chất cơ bản của vật liệu hữu cơ - polyme……….………………….16 3.1 Cơ tính của vật liệu hữu cơ....................................................................................16 3.1.1. Giới hạn đàn hồi, môdun đàn hồi, giới hạn bền kéo………...................….16 3.1.2. Ðộ dai va đập.................................................................................................18 3.1.3. Ðộ bền mỏi....................................................................................................19 3.1.4. Ðộ bền xé và độ cứng....................................................................................19 3.1.5. Ðộ bền phá hủy vật liệu polyme....................................................................19 3.2 Lý tính của vật liệu hữu cơ....................................................................................20 3.2.1 Khối lượng riêng.............................................................................................20 3.2.2. Tính chất nhiệt...............................................................................................20 3.2.3. Tính chất điện................................................................................................21 3.2.4. Tính chất quang.............................................................................................21 3.2.5. Tính bất đẳng hướng......................................................................................22 3.2.6. Tính có cực của polymer...............................................................................22 3.2.7. Hình thái cấu tạo và hình thái sắp xếp...........................................................23 3.2.8. Tính mềm dẻo của mạch polymer.................................................................24 3.3. Khái niệm hiện đại về cấu trúc ngoại vi phân tử polymer.....................................27 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 5 3.3.1 Cấu trúc ngoại vi phân tử của polymer vô định hình.....................................28 3.3.2. Cấu trúc ngoại vi phân tử của polymer tinh thể.............................................29 Chương 4. Sử dụng vật liệu hữu cơ – polymer............................................................31 4.1. Chất dẻo.................................................................................................................31 4.1.1. Khái niệm về chất dẻo...................................................................................31 4.1.2. Ðặc điểm và phân lọai chất dẻo....................................................................31 4.1.2.1. Đặc điểm............................................................................................31 4.1.2.2. phân loại chất dẻo…..........................................................................32 4.1.3.Tính chất và ứng dụng một số lọai chất dẻo...................................................33 4.2. Gia công polymer……………………………………………………………..…36 4.2.1. Phối liệu………………………………………………………………….....36 4.2.2. Các phương pháp gia công……………………………………………....…38 4.2.2.1. Đúc ép (Compression moulding)……………………………...……38 4.2.2.2. Đúc trao đổi (Transfer moulding)……………………………...…...38 4.2.2.3. Đúc phun (Injection moulding)…………………………….……….38 4.2.2.4. Đúc đùn (Extrusion)…………………………………………….…..49 4.2.2.5. Đúc thổi (Blow moulding)………………………………………….49 4.2.2.6. Đổ khuôn……………………………………………………...…….40 4.2.2.7. Đúc chân không (Vacuum moulding)………………………………41 4.3. Cao su....................................................................................................................41 4.3.1. Cao su tự nhiên..............................................................................................41 4.3.2. Cao su nhân tạo (Elastome )..........................................................................43 4.3.2.1. Cao su buna, cao su buna –S và cao su buna –N .............................44 4.3.2.3. Cao su isopren. ..................................................................................45 4.2.3. Ứng dụng của cao su....................................................................................46 4.4. TƠ..........................................................................................................................46 4.4.1. Khái niệm......................................................................................................46 4.4.2. Phân loại........................................................................................................47 4.4.3. Tính chất......................................................................................................47 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 6 4.4.4. Một số loại tơ tổng hợp thường gặp..............................................................50 4.4.4.1. Tơ nilon -6,6.......................................................................................50 4.4.4.2. Tơ lapsan............................................................................................50 4.4.4.3. Tơ nitron.............................................................................................50 4.4.4.4.. Tơ poliamit (có nhiều nhóm amit –CO–NH–).................................51 4.4.4.5.. Tơ polieste (có nhiều nhóm este).....................................................51 4.4.4.6. Tơ vinylic (có nhiều nhóm polivinyl)...............................................51 4.4.5. Ứng dụng của tơ............................................................................................51 4.4.6. Một số ứng dụng khác...................................................................................52 4.4.6.1. Màng..................................................................................................53 4.4.6.2. Chất dẻo xốp......................................................................................54 4.5. SƠN......................................................................................................................54 4.5.1. Khái nhiệm và phân loại...............................................................................54 4.3.1.1.Khái niệm............................................................................................54 4.3.1.2. Phân loại.............................................................................................55 4.5.2. Một số loại sơn thông dụng..........................................................................56 4.5.3. Thành phần của sơn......................................................................................58 4.5.3.1. Đơn công nghệ sản xuất sơn alkyd...................................................59 4.5.3.2. Thí dụ Sơn mặt ngoài gốc Silicone Resin.........................................61 4.5.4. Tính năng và ứng dụng của vật liệu: nhóm SƠN..........................................61 4.6. Keo ........................................................................................................................62 4.6.1.Khái quát về keo dán ..................................................................................62 4.6.2. Đặc điểm các loại keo dán............................................................................64 4.6.3. Các loại keo dán............................................................................................65 4.6.3.1. Keo thực vật (Hồ (Keo) tinh bột ).....................................................65 4.6.3.2. Keo động vật (Casein).......................................................................66 4.6.3.3. . Keo UREFOOC...............................................................................67 4.6.3.4. Keo EPOXY.....................................................................................69 4.6.3.4.1. Đặc điểm chung của loại keo epoxy..................................69 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 7 4.6.3.4.2. Keo epoxy biến tính bằng nhựa phenol-foocmaldehyt.......71 4.6.3.4.2.1.. Nhựa phenolfoocmaldehyt...............................71 4.6.3.4.2.2. Keo epoxy biến tính phenolfoocmaldehyt..........72 4.6.3.5. Keo cao su. (Keo elastome)...............................................................72 4.6.3.6. Các loại keo dùng trong dán hộp, dán màng......................................73 4.6.3.6.1. Keo PVAC..........................................................................73 4.6.3.6.2. Keo KORLOR 472.............................................................73 4.6.3.6.3. Keo PRODUCER 4601.......................................................74 4.6.3.6.4. Keo Emulsion Properties DA..............................................75 4.6.3.6.5. Keo Hot Melt Durabond 882..............................................75 4.6.2.5.6. Keo Polyurethane (viết tắt là PUR-adhesive).....................76 4.6.4. So sánh giữa 2 loại keo hot melt và PUR-adhesive..................76 4.6.5. Ứng dụng của các loại keo............................................................................77 4.6.5.1. Keo dán màng PET và HOTFIXTAPE..............................................77 4.6.5.2. Keo PVAC 305 - POLY VINYLACETATE 305..............................77 4.6.5.3. Keo HOTMELT.................................................................................78 4.6.5.4. Keo cán màng gia – 102....................................................................78 4.6.5.5. Keo UV Phủ bóng..............................................................................78 4.6.5.6. Keo POLY URETHANE...................................................................79 4.6.5.7. Keo PVAC 201..................................................................................79 4.6.5.8. Keo chuyên dùng cho nhựa................................................................79 4.6.5.9. Keo dán sử dụng trong ngành in lụa keo chụp bảng.........................79 4.6.5.10. Keo dán giấy và sợi........................................................................80 4.6.5.11. Keo dán gỗ......................................................................................80 4.6.5.12. Keo dán vải và cao su.....................................................................80 4.6.5.13. Keo dán kim loại.............................................................................80 4.6.5.14. Keo dán thủy tinh............................................................................80 Chương 5. Tài liệu tham khảo......................................................................................80 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 8 Chương 1: NGUỒN GỐC PHẤT TRIỂN CỦA HỢP CHẤT HỮU CƠ - POLYMER. 1. Nguồn gốc và lịch sử phát triển của hợp chất hữu cơ - polymer. 3 - Từ thời xa xưa người ta biết sử dụng sợi bông, sợi tơ tầm, sợi len để làm quần áo, gỗ, tre, da..v.v. để phục vụ cuộc sống sinh hoạt hàng ngày. Với sự phát triển của khoa học và công nghệ, ngày nay vật liệu hữu cơ mới - vật liệu polyme đã được đưa vào sử dụng để sản xuất các sản phẩm mở rộng hoạt động của con người. Người ái cập cổ xưa biết sử dụng giấy polymer để viết thư cho đến khi tìm ra được phương pháp điều chế hợp chất cao phân tử khác là giấy - Năm 1833, Gay lussac tổng hợp được polyester khi đun nóng acid lactic, Braconot điều chế được Nitroxenlolozơ bằng phương pháp chuyển hoá đồng dạng. Từ đó mở ra thời kỳ mới, thời kỳ tổng hợp polymer bằng phương pháp hoá học và đi sâu vào nghiên cứu cấu trúc của polymer thiên nhiên. - Đến cuối thế kỹ 19 và đầu thế kỷ 20 việc nghiên cứu hợp chất polymer được phát triển mạnh mẻ. - Nhờ những thành tựu của khoa học kỹ thuật người ta đã áp dụng những phương pháp vật lý hiện đại để nghiên cứu cấu trúc polymer và đưa ra kết luận: - Các hợp chất hữu cơ có khối lượng phân tử lớn gọi là hợp chất cao phân tử hay polymer, đã được hình thành trong thiên nhiên từ những ngày đầu tồn tại của trái đất. thí dụ : xenlulôzơ ( thành phần chủ yếu của thực vật), protit ( thành phần chủ yếu của tế bào sống)… - Hợp chất polymer là tổ hợp của các phân tử có độ lớn khác nhau về cấu trúc và thành phần đơn vị cấu trúc monomer trong mạch phân tử. - Các nguyên tử hình thành mạch chính của phân tử lớn có thể tồn tại ở dạng sợi và có thể dao động xung quanh liên kết hoá trị, làm thay đổi cấu dạng của đại phân tử. - Tính chất của polymer phụ thuộc vào khối lượng phân tử, cấu trúc thành phần hoá học của phân tử, cũng như sự tương tác của các phân tử. 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 9 - Dung dịch polymer là một hệ bền nhiệt động học, không khác với dung dịch của hợp chất thấp phân tử, nhưng lực tổ hợp và solvate hoá lớn ngay trong dung dịch loãng. - Ngày nay với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học đã thúc đẩy sự phát triển mạnh mẽ và ứng dụng rộng rãi của các hợp chất polymer. Thí dụ: cao su là vật liệu không thể thiếu trong ngành giao thông vận tải, nhựa Polyethylene (PE) , polypropylene (PP), ABS, polystyren (PS), poly metyl metacrylat (PMMA), poly butadien (PB), poly etylenterephtalat (PET),… mà sản phẩm gia dụng của nó không thể thiếu trong sinh hoạt hàng ngày. Polyester không no, epoxy, PF, UF … là nhựa nền cho vật liệu composite. Hơn thế nửa có thể tổng hợp được polymer tinh thể lỏng ứng dụng làm màng hình tinh thể lỏng… Chương 2: KHÁI NIỆM CƠ BẢN CỦA HỢP CHẤT HỮU CƠ-POLYMER. 2.1. Khái niệm cơ bản về hợp chất hữu cơ – polymer. 3 - Polymer: là hợp chất cao phân tử chứa nhiều nhóm nguyên tử liên kết với nhau bằng liên kết hoá. - Monomer: là những hợp chất cơ bản ban đầu để chuyển hoá thành polymer. - Olygomer: polymer khối lượng phân tử thấp (hợp chất trung gian), chưa mang những đặc trưng tính chất như polymer. Sự phân biệt giữa oligomer và polymer không rõ ràng, tuy nhiên oligomer không có sự thay đổi rõ ràng với những tính chất quan trọng. - Mắc xích cơ sở: là những nhóm nguyên tử lặp đi lặp lại trong phân tử polymer - Đoạn mạch: là một giá trị trọng lượng của các mắc xích liền nhau sao cho sự dịch chuyển của mắc xích liền sau đó không phụ thuộc vào mắc xích ban đầu. - Nhóm cuối: là nhóm nguyên tử đặc trưng nằm ở cuối mạch polymer. Những olygomer hoạt động có chứa nhóm cuối có khả năng tham gia phản ứng trùng hợp, thường được dùng để tổng hợp copolymer và polymer không gian. - Độ trùng hợp (n): biểu thị số mác xích cơ sở có trong đại phân tử của polymer m M n  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 10 M: khối lượng phân tử trung bình của Polymer m : khối lượng phân tử của mắc xích - Khối lượng phân tử của polymer. + Khối lượng phân tử trung bình số Mn    i i i ii n N MN M Mi : khối lượng phân tử của mạch i Ni : số phân tử có khối lượng Mi có trong hệ Khối lượng phân tử trung bình số thể hiện phần số học các mạch hiện diện trong hổn hợp. + Khối lượng phân tử trung bình khối Mw   i ii ii i NM NM W : Wi Phần khối lượng của mạch phân tử có độ trùng hợp i  i iiw MWM Khối lượng trung bình khối là tổng khối lượng các thành phần tính trung bình theo phần khối lượng của từng loại mạch có độ trùng hợp khác nhau. Chỉ số đa phân tán IP : đặc trưng cho độ phân tán của mẫu polymer n w P M MI   IP = 1 đồng nhất về độ trùng hợp trong toàn mẫu polymer (điều này không có thực)  IP > 1 : mẫu polymer có độ đa phân tán , IP càn lớn mẫu càng phân tán  Thí dụ : Trong cao su tổng hợp Ip = 2 trong khi đó cao su thiên nhiên có độ đa phân tán tương đương 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 11 2.2: Danh pháp: 3 Danh pháp của polymer chủ yếu dựa vào tên của monomer, hợp chất tổng hợp thành polymer và có thêm vào phía trước tử “poly”. Thí dụ Ethylene ( polyethylene) Propylene ( polypropylene) Polyester được hình thành từ phản ứn của di – alcol và di – acid 2.3. Phân loại polymer. 3 Polymer được phân loại theo nhiều cách khác nhau - Phân loại theo nguồn gốc: polymer thiên nhiên ( cao su, celluclose, tinh bột, protide…), polymer tổng hợp + Polymer thiên nhiên có nguồn gốc thực vật hoặc động vật như xenlulô, cao su tự nhiên, protein, enzym v.v. + Polymer tổng hợp được sản xuất từ những loại monomer bằng các sản ứng trùng hợp, trùng ngưng như các loại polyolefin, polyvinylclorit, nhựa henolfoamadehyt, polyamit, v.v - Phân loại theo thành phần hoá học của mạch chính của polymer + Polymer mạch carbon: mạch phân tử được cấu thành từ nguyên tử carbon. Polymer này được hình thành từ các olyfine hay các dẫn xuất của hydrocarbon. + Polymer dị mạch: mạch chính được hình thành từ carbon và các nguyên tố phổ biến như : S, O, N, P… + Polymer vô cơ: mạch chính của polymer không phải là carbon. - Phân loại theo cấu trúc mạch phân tử. + Polymer không phân nhánh: - - - - A – A – A – A- - - - + Polymer phân nhánh. + Polymer mạch có cấu trúc không gian. - Phân loại theo đặc điểm liên kết giữa các phân tử thẳng (hay theo tính chịu nhiệt) người ta chia các polymer thành polymer nhiệt dẻo và polymer nhiệt rắn. 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 12 - Phân loại theo lĩnh vực ứng dụng, vật liệu polymer được chia ra các loại chất dẻo, nylon, sợi, cao su, sơn và keo v.v. 2.4. Sự khác nhau giữa hợp chất cao phân tử và hợp chất thấp phân tử. 3 Về quan điểm hoá học: hợp chất cao phân tử không khác gì so với hợp chất thấp phân tử. nhưng các hợp chất cao phân tử có kích lớn, cồng kềnh khó dịch chuyển chính vì thế khả năng phản ứng của các nhóm chức là chậm so với nhóm chức của hợp chất thấp phân tử. Sự khác nhau cơ bản giữa hợp chất cao phân tử và thấp phân tử là tính chất vật lý. Các polymer có khối lượng phân tử lớn, lực tương tác giữa các phân tử lớn cho nên nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy, tỷ khối cao hơn hợp chất thấp phân tử nhất là đối với polymer có tính phân cực lớn. Dung dịch polymer có độ nhớt cao, ngay cả trong dung dịch loãng của polymer độ nhớt cũng cao hơn độ nhớt của dung dịch đặc của hợp chất thấp phân tử. Khi hoà tan polymer vào dung môi thì quá trình hoà tan thường chậm và phải qua giai đoạn trung gian là trương lên trước sau đó mới hoà tan. Thậm chí có những polymer không tan trong dung môi nào. Các sợi, màng polymer có độ bền cơ học khác nhau, khác với hợp chất thấp phân tử, đặc biệt phụ thuộc vào hình dạng, cấu trúc và bản chất phân bố tương hổ của các phân tử và nhiệt độ. Khi có ngoại lực tác dụng thì các hợp chất cao phân tử không biến dạng hoàn toàn ngay như hợp chất thấp phân tử mà phải trải qua thời gian nhất định. Thời gian này càng dài nếu nhiệt độ thấp. ở một số polymer như cao su sự biến dạng thuận nghịch gấp hàng nghìn lần so với hợp chất thấp phân tử. 2.5. Cấu trúc và liên kết trong vật liệu polymer. 2.5.1. cấu trúc. 3 Polymer là những phân tử mạch lớn, cấu tạo từ nhiều nhóm hoá học có thành phần giống nhau hoặc khác nhau. Các nhóm hoá học này được gọi là mắt xích. Các mắt 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 13 xích sắp xếp trong mạch theo một trình tự đều đặn hay không đều đặn, có thể phân nhánh hay có cấu tạo mạng lưới và cấu tạo không gian bất kỳ. Phân tử mạch dài có mức độ đối xứng lớn. Chiều dài rất lớn so với chiều ngang, chúng uốn khúc hoặc cuộn rối. Sỡ dĩ có hiện tượng này là do chuyển động quay nội tại của phân tử do mạch quá dài và do độ có cực quyết định độ mềm của mạch. Hình dạng phân tử Polymer Hình 1: Một số hình ảnh khác về phân tử Polymer Hình 2:Một số hình ảnh khác về phân tử Polymer. 2.5.2. Liên kết trong vật liệu Polymer. 2.5.2.1. Phân tử hydrocacbon. 5 + Metan CH4 H-C : góp chung 1e => Liên kết cộng hóa trị. (Liên kết đơn). • Liên kết nguyên tử C: • 1S +3P→ SP3: 4 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 14 • Liên kết C: 1S +3P → Lai hóa SP3: 4 Liên kết C-H: 4 SP3 + 4 ngtử H  Liên kết  • Cấu hình: Tứ diện tam giác đều 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 15 + Ethylen C2H4 C-C: góp chung 2 e. Liên kết đôi H H C = C H H C-H: góp chung 1 e . Liên kết đơn. • Liên kết nguyên tử C: 1S +2P→ SP2: 3 P : không lai hóa + Liên kết C-C: 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 16 1 SP2 + 1 SP2 → Liên kết  1 P + 1 P → Liên kêt  + Liên kết C-H: 2SP2 + 2ng tử H → Lkết   Cấu hình: + Axethylen C2H2 C-C : góp chung 3e → Liên kết ba C-H: góp chung 1 e → Liên kết đơn • Liên kết nguyên tử C: 1S +1P → SP: 2 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 17 2 P : không lai hóa Liên kết C-C: 1SP + 1SP → Liên kết  2 P + 2P → Liên kêt  Liên kết C-H: 1SP + 1ng.tử H →Lkết  • Cấu hình : 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 18 2.5.2.2. Nhận xét: 5 - Liên kết nguyên tử : Cộng hóa trị - Liên kết bội (Liên kết 2, 3) : liên kết  : không bền. Tác dụng T, chất xúc tác → Bẻ liên kết : Liên kết 3 → Liên kết 2 → Liên kết đơn. + Liên kết đơn (hay liên kết σ ) do một cặp electron chung tạo nên và được biểu diễn bằng một gạch nối giữa hai nguyên tử. + Liên kết đôi do 2 cặp electron chung giữa hai nguyên tử tạo nên. Liên kết đôi gồm một liên kết σ và một liên kết π. + Liên kết ba do 3 cặp electron chung giữa 2 nguyên tử tạo nên. Liên kết ba gồm một liên kết σ và 2 liên kết π. Liên kết ba được biểu diễn bằng ba gạch nối song song giữa hai nguyên tử. - Liên kết bội (Liên kết 2, 3) : không no Vì nguyên tử cacbon chưa được liên kết tối đa với 4 nguyên tử khác → Hydrocacbon không no : CnH2n  Hydrocacbon no: CnH2n+2 Họ parafin CnH2n+2 Cùng kiểu cấu trúc với Metan (CH4 ) ng.tử C → nhóm CH2 → Hiện tượng đồng đẳng. 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 19 H H H H H H       H-C-H H-C–C-H H- C – C - C-H       H H H H H H Metan CH4. Etan C2H6 Propan C3H8 • Hiện tượng đồng phân: Thành phần giống nhau. Sắp xếp ng.tử khác nhau. H H H H H H-C-H H        H- C – C - C- C-H H - C – C - C – H        H H H H H H H n-butan i-butan Chương 3. TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA HƠP CHẤT HỮU CƠ - POLYME. 3.1 Cơ tính của vật liệu hữu cơ. 1 Tính chất cơ học của vật liệu polymer cũng được đặc trưng bởi một vài thông số vẫn dùng cho vật liệu kim loại như giới hạn đàn hồi, môdun đàn hồi, giới hạn bền kéo, độ dai va đập và độ bền mỏi v.v. Ða số tính chất cơ lý của polyme rất nhạy với tốc độ biến dạng, nhiệt độ, bản chất hóa học của môi trường như sự có mặt của ôxy, nước, dung môi hữu cơ v.v. Trong các polymer tinh thể, kích thước và hình dáng tinh thể phụ thuộc vào điều kiện kết tinh cụ thể, còn tính chất cơ học được quyết định bởi cấu trúc polymer thu được. 3.1.1. Giới hạn đàn hồi, môdun đàn hồi, giới hạn bền kéo. 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 20 Vật liệu polymer có ba dạng đặc trưng khi biến dạng dưới tác dụng của lực như trình bày trong hình vẽ 10.1 Hình vẽ 10.1 Ðường cong biến dạng của vật liệu polymer giòn (đường A) và dẻo (đường B) và đàn hồi cao (Ðường C). Ðường A là đường cong biến dạng của polymer giòn, nó bị đứt ngay khi có biến dạng đàn hồi. Ðường B với polymer dẻo, biến dạng tương tự như của đa số vật liệu kim loại, nghĩa là đầu tiên là biến dạng đàn hồi, tiếp theo là chảy và sau đó là biến dạng dẻo rồi phá hủy. Ðường C là biến dạng hoàn toàn đàn hồi (hay biến dạng hồi phục ở ứng suất thấp) của polymer có độ đàn hồi cao như của cao su và chúng có tên chung là elastomer. Mođun đàn hồi rất khác nhau ở vật liệu polymer. Chẳng hạn các polymer đàn hồi cao có thể rất nhỏ chỉ bằng 7 MPa nhưng polymer rất cứng có thể là 4.103 MPa. Modun đàn hồi của vật liệu kim loại lớn hơn nhiều và dao động trong khoảng từ 48.103 đến 410.103 MPa. Giới hạn bền kéo của polymer vào khoảng 10 MPa, còn của các hợp kim có thể đến 4.100 MPa nên vật liệu kim loại ít khi giãn dài hơn 100%, trong khi đó các polyme đàn hồi cao có thể giãn dài tới 1.000%. 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 21 Ngoài ra, tính chất cơ học của polyme nhạy hơn rất nhiều so với vật liệu kim loại với sự thay đổi nhiệt độ, ngay cả ở nhiệt độ phòng. Hình 10.2 trình bày sự biến dạng của polymetylmetacrylat (plexiglass – thủy tinh hữu cơ) ở một số nhiệt độ trong khoảng từ 4 – 600C. Hình 10.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến đặc điểm biến dạng của polymetylmetacylat. Qua hình vẽ ta thấy tăng nhiệt độ sẽ làm giảm modun đàn hồi và giới hạn kéo nhưng làm tăng độ dẻo và ở 40C vật liệu hoàn toàn giòn, còn ở nhiệt độ 50 – 600C vật liệu có thể biến dạng đàn hồi. Ảnh hưởng của tốc độ biến dạng đến tính chất cơ học cũng rất quan trọng. Nhìn chung giảm tốc độ biến dạng cũng có ảnh hưởng tương tự như tăng nhiệt độ, có nghĩa là vật liệu trở nên mềm dẻo hơn. 3.1.2. Ðộ dai va đập. 1 Polyme có thể bị phá hủy dẻo hoặc giòn trong điều kiện tác dụng của lực va đập phụ thuộc vào nhiệt độ, kích thước mẫu, tốc độ biến dạng và cách tác dụng lực polyme tinh thể và vô định hình giòn ở nhiệt độ thấp và cả hai có độ dai va đập tương đối thấp, chúng có sự chuyển tiếp từ dẻo sang giòn ở khoảng nhiệt độ tương đối hẹp. Tuy nhiên, độ dai va đập giảm dần ở nhiệt độ cao hơn vì polyme bắt đầu mềm. Thông thường, độ dai va đập cao ở nhiệt độ phòng và nhiệt độ chuyển tiếp dẻo – giòn thấp hơn nhiệt độ phòng. 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 22 3.1.3. Ðộ bền mỏi. 1 Polyme có thể bị phá hủy do mỏi khi chịu tác dụng theo chu kỳ. Tương tự như vật liệu kim loại.Mỏi xảy ra trong polyme ở ứng suất tương đối thấp so với giới hạn bền kéo và hiện tượng mỏi của cả hai loại vật liệu gần giống nhau và đường biểu diễn có cùng dạng tuy nhiên độ bền và giới hạn mỏi của vật liệu polyme nhỏ hơn so với vật liệu kim loại nhiều. 3.1.4. Ðộ bền xé và độ cứng. 1 Ðộ bền xé là năng lượng cần thiết để xé rách một mẫu có kích thước chuẩn. Ðộ bền kéo và xé rách có liên quan với nhau. Ðộ bền xé rách là một tính chất quan trọng của một số loại chất dẻo, nhất là những loại dùng ở dạng màng mỏng như bao bì. Ðộ cứng của polyme nói lên khả năng chống cọ xước, xuyên thủng của chúng. Các phương pháp đo độ cứng của polyme đều dựa trên nguyên lý tương tự như dùng cho vật liệu kim loại. Các tính chất này đôi khi có ảnh hưởng rất lớn đến việc lựa chọn polyme trong một số ứng dụng đặc biệt. 3.1.5. Ðộ bền phá hủy vật liệu polyme. 1 Ðộ bền phá hủy của vật liệu polyme tương đối thấp so với vật liệu kim loại và gốm. Nhìn chung sự phá hủy của polyme nhiệt rắn là giòn. Trong quá trình phá hủy hình thành các vết nứt ở những nơi tập trung ứng suất. Polyme nhiệt dẻo có thể bị phá hủy dẻo hoặc giòn và một số lớn của loại polyme này có khả năng chuyển từ dạng dẻo sang dạng giòn. Các yếu tố làm thuận lợi cho quá trình phá hủy giòn là nhiệt độ thấp, tốc độ biến dạng lớn, các vết nứt có sẵn và chiều dày của mẫu lớn. Các loại nhựa nhiệt dẻo giống thủy tinh, chúng giòn ở nhiệt độ tương đối thấp, khi nhiệt độ tăng, chúng trở nên dẻo ở nhiệt độ gần với nhiệt độ thủy tinh hóa và có biến dạng dẻo trước khi bị phá hủy. Ở 40C chất dẻo polymetylmetacrylat PMMA hoàn toàn giòn, còn ở nhiệt độ từ 600C trở lên chúng lại trở nên rất dẻo. Có một hiện tượng khác tham gia vào quá trình phá hủy của các polyme nhiệt dẻo đó là sự rạn nứt giống 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 23 trong thủy tinh. Các vết nứt tế vi được hình thành ở những vùng chịu ứng suất cao, nơi có nhưng tạp chất và các vết xước. Hiện tượng này xảy ra theo chiều vuông góc với lực tác dụng. Ðồng thời với việc rạn nứt, có những vùng chảy cục bộ đưa đến việc hình thành các mạch định hướng và những lỗ nhỏ, chiều dày của các vết nứt này chỉ khoảng 5 m hoặc nhỏ hơn. Khác với những vết nứt vĩ mô, vết nứt tế vi cũng vẫn có thể chịu lực. Đương nhiên lực tác dụng phải nhỏ hơn giá trị khi vật liệu chưa rạn nứt. Nếu lực tác dụng đủ lớn, các vết nứt lớn sẽ hình thành từ các vết nứt tế vi do cấu trúc bị phá hủy và các lỗ rỗ phát triển. Dưới tác dụng tiếp của lực, vật liệu sẽ bị phá hủy dọc theo các vế nứt này. 3.2. Lý tính của vật liệu hữu cơ. 3.2.1. Khối lượng riêng. 1 Polyme có khối lượng riêng không cao lắm và đây chính là một lợi thế và là một trong những yếu tố làm cho loại vật liệu này được ứng dụng rộng rãi khi mà các kỹ sư thiết kế cần những chi tiết nhẹ hoặc những chi tiết không cần độ bền cơ học cao lắm. Khối lượng riêng của polyme nhỏ là do các nguyên tử trong mạch chính (chủ yếu là các bon và hydrô) có khối lượng nguyên tử nhỏ. Giới hạn bền riêng (tỉ lệ giữa giới hạn bền kéo và khối lượng riêng) của một số polyme cao hơn so với giới hạn bền riêng của một số vật liệu kim loại. 3.2.2. Tính chất nhiệt. 1 Polyme có hệ số giãn nở nhiệt cao hơn vật liệu kim loại hoặc các vật lịêu có liên kết ion do liên kết giữa các mạch trong polyme thuộc loại có cường độ yếu. Sự khác nhau lớn về hệ số giãn nở nhiệt của polyme và vật liệu kim loại là một thông số quan trọng cần xét đến trong những thiết kế có dùng đến cả hai loại vật liệu này. Thí dụ, các chi tiết chất dẻo lắp ghép trên trục kim loại khi nhiệt độ nâng cao có thể làm giảm liên kết giữa polyme và vật liệu kim loại và có thể dẫn đến những vết nứt trên bề mặt vật liệu polyme. 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 24 Ðộ dẫn nhiệt của polyme cũng tương đối thấp. Ðặc điểm này cho phép ứng dụng polyme như: chất cách điện, nhất là dưới dạng bọt, mút. Các bọt polyuretan, polystyren, PVC, v.v có độ dẫn nhiệt rất thấp chỉ khoảng 0,035W/m0C. 3.2.3. Tính chất điện. 1 Polyme có đện trở rất cao khoảng từ 1015 – 1018 cm do trong polyme thông thường không có những phần tử tích điện vì thế polyme là những chất các điện tuyệt vời. Do có điện thế xuyên thủng cao (150 – 300 kV/cm) và dễ gia công nên polyme được dùng nhiều để bọc dây điện, cáp và các dụng cụ điện như công tắc hộp điện v.v Người ta cũng dùng polyetylen thật tinh khiết để bọc dây cáp điện viễn thông dưới nước cho đến tần số 30 MHz hay dùng màng polypropylen định hướng với chiều dày khoảng vài micromet để thay thế giấy trong các tụ điện v.v. Những năm gần đây người ta đã hoàn thiện phương pháp sản xuất polyme dẫn điện để làm điện châm (electret). Những chất dẫn điện này là những chất cách điện đã được tích điện (charge) vĩnh cửu, thường làm từ nylon hay polypropylen bằng cách nâng tới nhiệt độ cao hơn nhiệt độ thủy tinh hóa rồi đưa vào điện trường mạnh một chiều hoặc phóng điện trong môi trường ion hóa. Các châm điện này chủ yếu dùng để sản xuất microphon, thực tế là microphon tụ điện. Vì đã được tích điện vĩnh cửu nên không dùng nguồn ở ngoài. 3.2.4. Tính chất quang. 1 Một số polyme có tính chất quang rất thú vị. Thí dụ Polymetylmetacrylat (PMMA) là polyme nhiệt dẻo trong suốt điển hình dùng để làm kính không vỡ có hệ số truyền ánh sánh trông thấy lên tới 50% cho chiều dày 3m. Các polycacbonat có hệ số truyền ánh sáng nhỏ hơn đối với ánh sáng trông thấy nhưng không nhạy cảm với những vết xước do đó được dùng để làm thấu kính cho các máy quang học như ống nhòm, máy ảnh, hay làm mũ bảo hộ lao động, kính bảo hiểm, đèn ô tô, v.v. 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 25 3.2.5. Tính bất đẳng hướng. 3 Khi tác dụng ngoại lực lên mẫu theo hai hướng khác nhau, lực tác dụng theo chiều dọc cần phải lớn thì mẫu mới bị biến dạng hoặc bị đứt. Trong khi đó hướng lực tác dụng ngang nhỏ nhưng mẫu đã bị biến dạng (hoặc bị đứt). Hiện tượng không đồng nhất về tính chất của polymer gọi là tính bất đẳng hướng. Sở dĩ có tính chất đó là do các phân tử định hướng, sắp xếp theo chiều của ngoại lực tác dụng. Muốn làm biến dạng theo chiều dọc các phân từ cần phải tác dụng lực rất lớn tác động lên mối nối hoá học và gốc hoá trị. Như vậy có nghĩa là độ bền theo chiều dọc phân tử khá lớn. Muốn làm biến dạng theo chiều ngang các phân tử chỉ cần dùng một lực thắng được lực tác dụng tương hỗ giữa các phân tử. Năng lượng liên kết này bé hơn rất nhiều so với năng lượng liên kết của các mối nối hoá học, do vậy độ bền cũng kém hơn. Hiện tượng bất đẳng hướng có thể thấy rõ nhất ở tính chất của sợi. 3.2.6. Tính có cực của polymer. 3 Những polymer mà phân tử có các mối nối có cực không đối xứng với nhau, là những polymer có cực ( lưỡng cực). Các phân tử không có mối nối có cực hoặc có những sắp xếp đối xứng và cân bằng với nhau gọi là các polyme không cực. Mối nối giữa các nguyên tử là có cực khi sự phân bố mật độ các đám mây điện tử do mối nối tạo ra không đối xứng. Ví dụ trong phân tử HF, mật độ đám mây điện tử ở nguyên tử F lớn hơn nguyên tử H. Mức độ có cực được đánh giá bằng đại lượng mômen lưỡng cực (µo). Mômen lưỡng cực bằng tích số đại lượng điện tích q và khoảng cách giữa các điện tích : µo = q.l Khoảng cách giữa các điện tích càng lớn, thì momen lưỡng cực càng lớn và phân tử càng có cực. Sự dịch chuyển của điện tử từ không thể vượt khỏi kích thước phân tử và vào khoảng 10-8cm.. 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 26 C C H HH H 5,1A0 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 C C CH2 CH2 CH2CH2 CH2 CH2 CH2C C C CH CH CH CH3 CH3 CH3 8,16A0 H CH3 HH CH3CH3CH3 H Các polymer cấu tạo theo loại hydrocacbon đều không có cực, ví dụ như: polyetylen, polypropylen…các loại có cực lớn như rượu polyvinylic, tinh bột…vì chúng chứa nhiều nhóm có cực mạnh OH. Tuy nhiên, sự có mặt các nhóm có cực trong phân tử không phải luôn luôn thể hiện được mức độ có cực của phân tử. Nếu các mối nối có cực trong phân tử sắp xếp đối xứng thì điện trường của chúng bù trừ lẫn nhau, nên mômen lưỡng cực của phân tử bằng 0. Như thế mức độ có cực của polymer có thể xác định được theo độ có cực của nhóm có trong thành phần polymer, nhưng phải tính đến cách sắp xếp của các nhóm này torng không gian có đối xứng hay không và phải tính đến mật độ phân bố của chúng dọc theo mạch. 3.2.7. Hình thái cấu tạo và hình thái sắp xếp. 3 Hình thái cấu tạo: trong một mạch polymer dài có thể có các hình thái cấu tạo khác nhau. Ví dụ như polyisopren có hai hình thái cấu tạo bền vững: Cấu tạo trans – guttapers Hình 1.1 : cấu tạo trans-guttapersa. Hình 1.2 : cấu tạo cis-cao su thiên nhiên Một ví dụ khác là polypropylen cũng có hai hình thái cấu tạo bền vững là isotactic và syndiotactic : Hình 1.3 : Cấu tạo Isotactic 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 27 H CH3 HH CH3CH3CH3 H Cấu tạo loại syn diotactic có dạng sau (dạng đối xứng) : Hình 1.4 : Cấu tạo Syndiotactic Muốn biến đổi từ trạng thái trans sang trạng thái cis hoặc từ trạng thái isotactic sang trạng thái sindiotactic không thể bằng cách quay nội tại trong phân tử, vì trong cấu tạo của hai polyme này đều có gốc R tương đối lớn, chúng sẽ làm cản trở sự quay của phân tử. Muốn thắng sức cản này, cần phải cung cấp một năng lượng rất lớn. Do đó hai dạng hình thái cấu tạo trên không thể biến đổi lẫn nhau được. Như vậy : hình thái cấu tạo là sự sắp xếp các nguyên tử trong không gian theo những vị trí cố định ứng với cấu tạo hoá học xác định. Hình thái sắp xếp : là sự thay đổi vị trí các nguyên tử trong không gian và năng lượng của phân tử do chuyển động nhiệt làm xuất hiện sự quay nội tại trong phân tử. Trong trường hợp này không làm đứt các liên kết hoá học. Tóm lại : hình thái cấu tạo của polymer là hình thái bền vững, không thể biến đổi lẫn nhau được. Còn hình thái sắp xếp là do chuyển động nhiệt làm cho các nhóm nguyên tử hoặc mắt xích trong phân tử luôn luôn thay đổi vị trí trong không gian. 3.2.8. Tính mềm dẻo của mạch polymer. 3 Các tính chất vật lý của hợp chất cao phân tử thường phụ thuộc vào cấu tạo hoá học của chúng. Mối quan hệ giữa tính chất vật lý và cấu tạo hoá học của polyme rất phức tạp. Muốn hiểu được quan hệ này, trước tiên chúng ta cần xét đến độ mềm dẻo của mạch cao phân tử. 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 28 Nguyên nhân chính làm cho mạch polyme mềm dẻo là từ sự quay nội tại của các phần tử riêng lẻ trong phân tử. Ngoài ra còn do kích thước của mạch polyme không cân đối _ nghĩa là chiều dài của mạch rất lớn so với chiều ngang. Sự quay nội tại trong phân tử là hiện tượng quay của một phần tử tương ứng với phần tử khác trong phân tử. Xét sự quay nội tại trong phân tử polyme đơn giản, độc lập, các nguyên tử cacbon chỉ kết hợp với nhau bằng liên kết δ. Giả thuyết rằng các mắt xích của mạch ở trạng thái chuyển động nhiệt, nghĩa là một mắt xích có thể quay tương đối với mắt xích bên cạnh. Khi góc quay hoá trị trong mạch không cố định và sự quay của liên kết δ là tự do. Như thế các mắt xích có thể chiếm các hình thái sắp xếp bất kỳ, nghĩa là có độ uốn khúc cực đại. Hình 1.5 : hiện tượng quay nội tại của phân tử polyme Trong mạch phân tủ polyme, các góc hoá trị là đại lượng hoàn toàn xác định, khi các mắt xích quay thì góc hoá trị có thể thay đổi nhưng không đáng kể. Như thế vị trí của mắt xích sau phụ thuộc vào mắt xích trước. Như vậy thực tế polyme không thể quay hoàn toàn tự do, như thế mạch phân tử ít thay đổi hình thái sắp xếp hơn, nhưng vẫn có khả năng uốn khúc. Nhưng trong thực tế, polymer là một hệ thống gồm nhiều đại phân tử, trong đó sự quay nội tại của phân tử bị cản trở do lực tác dụng tương hỗ giữa các nguyên tử không có liên kết hoá học với nhau. Nghĩa là có thể do lực tác dụng giữa các nguyên tử trong cùng một mạch (lực nội phân tử), và giữa các nguyên tử của các mạch khác nhau nhưng nằm cạnh nhau (lực tác dụng giữa các phân tử) 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 29 Lực tác dụng giữa các phân tử trong polyme có thể là lực liên kết hydrô, lực Vanderwal (tĩnh điện), lực phân tán, lực định hướng, lực biến dạng... Tuy nhiên, ở đây chúng ta chỉ quan tấm đến lực tương hỗ nội phân tử. + Tác dụng tương hỗ ở khoảng cách gần : là lực tác dụng tương hỗ giữa các nguyên tử hay nhóm nguyên tử gần nhau (giữa các nguyên tử giữa các mắt xích). + Tác dụng tương hỗ ở khoảng cách xa : là lực tác dụng tương hỗ giữa các nguyên tử và nhóm nguyên tử của các mắt xích ở cách xa nhau. Lực này xuất hiện trong trường hợp mạch polyme cong hướng đến các vị trí gần nhau, và như thế giữa các mắt xích xuất hiện lực kéo hoặc lực đẩy. Do đó tác dụng tương hỗ ở khoảng gần gây cản trở quay tự do. Trong quá trình quay của một phần tử tương ứng với phần tủ khác trong mạch, lực nội phân tử sẽ làm thay đổi thế năng của mạch polyme. Nếu một vị trí của mắt xích có thế năng U1 do chuyển động nhiệt đến vị trí có thế năng U2 thì năng lượng chuyển dịch vị trí này đến vị trí khác là ∆U. Và ∆U quyết định tính mềm dẻo của mạch polyme và điều kiện ở cân bằng nhiệt động nên gọi là độ mềm nhiệt động. Tuy nhiên ngoài khả năng uốn khúc, còn có vận tốc chuyển dịch từ vị trí này tới vị trí khác. Và vận tốc biến đổi hình thái sắp xếp phụ thuộc vào tỉ lệ thềm thế năng quay nội tại U0 và năng lượng của ngoại lực. Do đó, U0 còn được gọi là độ mềm động học. Hai độ mềm dẻo nhiệt động và động học có thể không trùng nhau khi độ mềm nhiệt động học lớn, vận tốc quay của các mắt xích có thễ bé (mạch vẫn có thể cứng). Sự quay và sự chuyển dịch của các mắt xích từ một vị trí này tới một vị trí khác chỉ xảy ra khi có năng lượng dự trữ cần thiết. Điều đó có nghĩa không phải các mắt xích có thể chiếm bất kỳ một vị trí nào trong không gian, mà chỉ có một số vị trí cho phép do có mặt lực tác dụng tương hỗ, tuy nhiên nếu đại phân tử không có năng lượng dự trữ cần thiết thì các mắt xích không thể quay, nhưng chúng có thể chuyển động nhiệt đặc trưng (các dao động xung quanh các vị trí có năng lượng cực tiểu). Dao động này cũng tạo cho polyme mềm dẻo, dao động càng lớn mạch càng mềm. 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 30 3.3. Khái niệm hiện đại về cấu trúc ngoại vi phân tử polymer. 3 Như chúng ta đã biết, tính chất các hợp chất thấp phân tử ở trạng thái ngưng tụ không những chỉ phụ thuộc vào thành phần và cấu tạo, mà còn phụ thuộc vào sự sắp xếp tương hỗ giữa chúng với nhau, có nghĩa là cấu trúc của vật thể. Điển hình nhất là hiện tượng chuyển pha (nóng chảy, kết tinh hoặc chuyển từ một dạng tinh thể này về dạng khác...), khi đó hàng loạt các tính chất lý học thay đổi do sự biến đổi cấu trúc. Ở các chất lỏng, các phân tử luôn sắp xếp theo thứ tự gần và khi kết tinh xuất hiện thứ tự xa. Trong nhiều năm, việc nghiên cứu trật tự sắp xếp của các đại phân tử đã giải thích được khả năng tổng hợp polyme ở trạng thái tinh thể hoặc vô định hình và nghiên cứu dạng mạng lưới tinh thể. Cấu trúc của polyme theo thuyết « cấu tạo mixel » , thì mỗi mixel là một tập hợp các đại phân tử mạch cứng dưới dạng bó. Nhưng thuyết này không thể giải thích được các tính chất của polyme và hoàn toàn không thể giải thích được quá trình hoà tan của polyme. Sự phát triển của những giả thuyết về độ mềm dẽo của mạch polyme cũng như những tài liệu thực nghiệm về cấu trúc của chúng đưa đến việc tạo nên giả thuyết về sự sắp xếp tương hỗ trong cấu trúc của polyme. Chẳng hạn người ta coi cao su như là một tập hợp các mạch rất dài và cuộn rối lại với nhau. Dưới ảnh hưởng nhiệt, chúng luôn luôn thay đổi hình dạng. Ngoài ra còn có giả thuyết khác đưa ra mô hình mẫu polyme tinh thể, trong đó cùng tồn tại các vùng tinh thể và vô định hình và một mạch phân tử có thể đi qua các vùng tinh thể và vô định hình. Theo mô hình này, ở các vùng vô định hình các mạch phân tử có thể nằm cuộn rối lại với nhau. Ngày nay, những kết quả nghiên cứu bằng kính hiển vi điện tử, người ta đưa ra những lí thuyết mới – lý thuyết về cấu trúc ngoại vi phân tử polyme : là cấu trúc bất kỳ, được tạo nên do sự sắp xếp khác nhau của các đại phân tử, hay nói một cách khác là polyme được đặc trưng bằng nhiều loại cấu trúc ngoại vi phân tử ở trạng thái tinh thể và bởi khả năng ổn định trình tự sắp xếp ngay từ trong trạng thái vô định hình. 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 31 3.3.1 Cấu trúc ngoại vi phân tử của polyme vô định hình. 3 Nếu như các đại phân tử đủ mềm dẻo, thì chúng sẽ cuộn lại thành những hạt hình cầu và đượi gọi là cấu trúc dạng cầu. Sự sắp xếp tương hỗ các phần của đại mạch phân tử bên trong cấu trúc này không theo thứ tự nào cả. Và nếu như một polyme có cấu dạng hình cầu thì nó nằm ở trạng thái vô định hình. Trong những dung dịch loãng, phần lớn các đại phân tử có dạng hình cầu, cho nên phương pháp chung để đưa polyme về cấu trúc có dạng hình cầu là làm bay hơi dung môi khỏi dung dịch ở nhiệt độ tương đối thấp. Có sự hình thành hình cầu là do nội lực phân tử lớn hơn nhiều so với lực tác dụng tương hỗ giữa các phân tử. Nhưng để chuyển từ dạng thẳng về dạng cầu, mạch phân tử cần có độ mềm dẻo lớn hơn để có thể cuộn tròn lại. Lực tác dụng tương hỗ giữa các nhóm nguyên tử trong mạch càng lớn thì mạch càng có khả năng chuyển vào dạng cầu. Cho nên đôi khi những mạch phân tử rất cứng nhưng có nội lực phân tử lớn nên vẫn có thể ở dạng cầu. Trong khi đó những đại phân tử không cực, mạch mềm vẫn có cấu trúc dạng thẳng. Dung dịch các polyme ở dạng cầu, có độ nhớt thấp hơn và phù hợp với định luật Einstein và nó cũng giống như những dung dịch keo bình thường khác. Ở trạng thái thuỷ tinh chúng không có biến dạng mềm cao nên bắt buộc giòn. Độ bền của chúng phụ thuộc vào giới hạn phân chia bề mặt giữa các hạt hình cầu với nhau. Nếu như kết bó chặt chẽ thì polyme trong suốt và có độ bền cao hơn. Trong trường hợp ngược lại chúng sẽ đục và có độ bền giảm đi. Mạch phân tử có dạng cầu sẽ tạo thuận lợi trong quá trình hoà tan polyme. Ngoài 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 qua ống có nhiều lỗ nhỏ ngâm trong axit sunfuric loãng, dung dịch nhớt (ở dạng tia) bị thủy phân tạo thành những sợi dài và mảnh. Những sợi mới này có bản chất cấu tạo gần giống xenlulozơ, nhưng đẹp, óng mượt như tơ và được gọi là tơ visco. + Tơ axetat : Tơ axetat được chế biến từ hai este của xenlulozơ : * Xenlulozơ điaxetat. * Xenlulozơ triaxetat. Chính vì có tính đàn hồi nên hầu như vật liệu làm bằng xenlulozo có tính bền cơ học khá cao, tuy nhiên lại có nhiều hiện tượng thú vị về tính đàn hồi này. Thứ nhất: xenlulozo tồn tại ở dạng sợi polimer mạch zic zac, khi có tác dụng cơ học vào thì lập tức sợi polimer dạng này sẽ co lại để chống lại lực tác dụng bên ngoài, sự co lại này hình thành nên dạng xoắn khi mạch xenlulozo có xu hướng bị tương tác lực theo hướng xoắn. Quá trình co rút của sợi xenlulozo sẽ được khôi phục trong tình trạng nguyên thủy sẽ dễ dàng hơn khi ta thay đổi các điều kiện bên ngoài. Chính vì lý do đó mà sau khi giặt quần áo và vắt khô theo kiểu xoắn lại quần áo chúng ta sẽ bị nhăn khá nhiều. Sợi xenlulozo khó phục hồi như cũ chính là do quá trình phơi khô, mất nước, nhiệt độ ánh nắng mặt trời làm cho sợi xenlulozo bi cản trở khả năng đàn hồi. 4.4.4. Một số loại tơ tổng hợp thường gặp: 4.4.4.1.Tơ nilon -6,6: 1 Tơ nilon được điều chế bằng phản ứng trùng ngưng hai loại monome là hexametylenđiamin và axit ađipic Tơ nilon có tính dai bền, mềm mại, óng mượt, ít thấm nước, giặt mau khô nhưng kém bền với nhiệt, với axit, với kiềm. Thường được dùng để dệt vải may mặc, vái lót săm lốp xe.... 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 53 4.4.4.2. Tơ lapsan: 1 Tơ lapsan thuộc loại tơ polieste được tổng hợp từ axit terephtalic và etylen glicol . Tơ lasan rất bền về mặt cơ học,bến với nhiệt, axit, bền hơn nilon, được dùng để dệt vải may mặc. 4.4.4.3. Tơ nitron: 1 Tơ nitron thuộc loại tơ vinylic được tổng hợp từ vinyl xianua (acrilonitrin) nên được gọi là poliacrilonitrin: Tơ nitron dai, bền với nhiệt và giữ nhiệt tốt nên thường được dùng để dệt vải may quần áo ấm hoặc bện thành Sợi len đan áo rét. 4.4.4.4. Tơ poliamit (có nhiều nhóm amit –CO–NH–). 1 4.4.4.5. Tơ polieste (có nhiều nhóm este). 1 4.4.4.6. Tơ vinylic (có nhiều nhóm polivinyl).7 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 54 4.4.5. Ứng dụng của tơ. 1 Tơ là loại vật liệu được ứng dụng rất rộng trong đời sống, sinh hoạt của con người. Hầu hết các loại tơ được dệt từ tự nhiên (Tơ tổng hợp: Chế tạo từ các chất đơn giản. Thí dụ: tơ nilon, tơ carpon,... ) hay nhân tạo đều có tính chất, tính dai, bền, mềm mại, óng mượt, giặt mâu khô, nhưng kém bền với nhiệt độ, với axít và kiềm. Như tơ nilon- 6,6 cũng như nhiều loại poliamit khác dùng để dệt vải may mặc, vải săm lốt xe, dệt bít tất, bện làm dây cáp, dây dù, đan lưới, bện thành sợi len đan áo rét. Tơ polyamit dùng để dệt vải lót lốp ôtô,máy bay ; vải may mặc ; bện làm dây cáp, dây dù, lưới đánh cá ; làm chỉ khâu vết mổ... Poliamit còn được dùng để đúc những bộ phận máy chạy êm, không gỉ (bách xe răng cưa, chân vịt tầu thủy, cánh quạt điện...) Một số loại 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 55 Sợi polyamit dùng làm lop xe. Đề nghị: các bạn nào đang giặt đồ bằng tay thì đừng vắt theo chiều xuôi của sợi vải mà hãy vắt theo chiều ngang, đừng vắt theo kiểu xoắn mà hãy vắt bằng cách vò cho rõ nước, sau đó dũ thật mành để quần áo được thẳng. Như vậy sẽ hạn chế được khoảng 80% đồ bị nhăn đó. Giờ thì hãy mặc quần áo tươm tất mà ra đường và đừng đỗ lỗi là không ủi đồ nữa nhé. 4.4.6. Một số ứng dụng khác. 4.4.6.1. Màng. 5 - Đặc điểm. Dày 0.025-0.125nm; Khối lượng riêng: nhỏ Hóa tính: bền với nước và hóa chất Độ bền kéo, xé rách, mềm dẻo : cao - Gia công: Nguyên liệu (PE, PP)  Đùn: lỗ khuôn  Trục cán - Ứng dụng : túi, bao bì thực 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 56 . Màng phủ nông nghiệp Công trình có ý nghĩa xã hội rất lớn, giảm ô nhiễm môi trường canh tác, môi trường sống, kích thích sinh trưởng của cây, giữ độ ẩm cho đất, tăng hàm lượng hữu cơ, đạm, lân-kali trong đất, tăng độ xốp của đất, các doanh nghiệp gia công chế biến màng phủ có thêm nhiều việc làm và lao động nông nghiệp. Điểm mới của sản phẩm này là hoàn toàn thay thế được các sản phẩm chế từ nhựa nhiệt dẻo thông dụng, sau khi sử dụng sản phẩm tự phân hủy thành dạng bột, không gây ô nhiễm môi trường. Trong khi sản phẩm bao bì túi đựng thông thường không tự phân hủy được nên gây ô nhiễm môi trường nặng nề. Đồng thời, công trình đã tạo ra một dãy sản phẩm trên cơ sở nhựa nhiệt dẻo và các polyme tự nhiên dễ phân hủy sinh học có tính chất cơ lý đạt yêu cầu. Đây là loại sản phẩm mới lần đầu tiên có ở Việt Nam.. 6 4.4.6.2. Chất dẻo xốp. 5 - Đặc điểm : độ xốp cao, dễ nóng chảy - Gia công: Polyuretan, cao su, polystyren, PVC…  Nấu chảy  Thổi khí (hoặc chất sinh khí)  Làm nguội  Sản phẩm xốp - 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 57 + Đệm ghế ngồi + Nội thất gia dụng. + Bao gói sản phẩm 4.5. Sơn . 4.5.1. Khái nhiệm và phân loại. 4.5.1.1. Khái niệm.1 Sơn là hợp chất hóa học bao gồm nhựa hoặc dầu chưng luyện có loại có chất màu và có loại không có chất màu. Sơn là vật liệu ở trạng thái dung dịch, thành phần gồm có chất tạo màng, chất mầu (khi cần), chất đóng rắn, dung môi, chất pha loãng và chất làm khô. Khi sơn lên bề mặt sản phẩm dung dịch bay hơi còn lại gốc sơn, qua một quá trình hóa lý tạo thành màng sơn có tác dụng cách ly sản phẩm với mội trường khí quyển làm thành lớp bảo vệ và làm đẹp cho 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 58  Chất tạo màng là thành phần chủ yếu của sơn, nó được chế tạo từ dầu thực vật, mỡ động vật, nhựa tự nhiên như nhựa thông, cánh kiến hoặc nhựa tổng hợp như polyclovinin peclovinin v.v.  Chất tạo màu dùng để tạo ra mầu sắc cho sơn, có thể là màu tự nhiên hoặc các chất màu nhân tạo.  Chất độn có tác dụng nâng cao độ bền cơ học, tăng tính chống ăn mòn, tính chống thấm khí, chống ẩm, v.v. của màng sơn. chất độn thường dùng là bột mica, bột graphít, sợi amiăng, v.v.  Chất hóa dẻo là những chất phụ gia được người ta cho thêm vào nhằm mục đích nâng cao độ dẻo của màng sơn sau khi khô. Tác dụng của chất hóa dẻo tương tự như dung môi không bay hơi. Các chất hóa dẻo thường được sử dụng là đibutilflalat, diaminflalat, trierezyllfotlat, v.v.  Chất đóng rắn là vật liệu chỉ được sử dụng đối với một số lọai sơn đặc biệt có tác dụng đóng mạch không gian của chất tạo màng.  Dung môi dùng để hòa tan chất tạo màng, tạo ra độ nhớt thích hợp để quét sơn lên bề mặt chi tiết bằng chổi quét, hay bằng súng phun sơn v.v. Trong quá trình quét sơn và tạo màng dung môi bay hơi chính vì thế dung môi sử dụng cho sơn đều là các chất hữu cơ bay hơi. Những dung môi thường được sử dụng là dung môi than đá spin trắng, xăng trắng. 4.5.1.2. Phân loại. 1 Sự phát triển của công nghiệp hoá học tạo ra rất nhiều loại nhựa tổng hợp, chất làm dẻo, dung môi hữu cơ đã tạo nhiều điều kiện cho sự phát triển của ngành sơn. Hiện nay người ta đã chế tạo ra được hàng nghìn loại sơn khác nhau đáp ứng và thoả mãn những nhu cầu phát triển của công nghiệp và đời sống sinh hoạt của con người. Trong đó có những loại sơn mới ít độc hại như sơn bột, sơn tan trong nước v.v. Vì sơn có nhiều loại nên có nhiều cách phân loại sơn khác nhau. Cụ thể:  Theo bản chất của chất tạo màng chúng ta có sơn dầu, sơn alkyt, sơn epoxy  Theo công dụng chúng ta có sơn cách điện, sơn chống gỉ, sơn trang trí v.v. 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 59  Theo loại bột màu có sơn trong, sơn đục, sơn màu sắc v.v.  Theo phương pháp sơn người ta chia sơn nhúng, sơn quét v.v.  Theo vị trí lớp sơn người ta chia ra sơn lót, sơn nền và sơn phủ.  Theo phương pháp khô có loại sơn khô nhanh, sơn khô chậm, sơn khô trong không khí, sơn khô ở nhiệt độ cao.  Theo nơi ứng dụng có sơn ngoài trời, sơn lên kim loại, sơn lên đồ gỗ, đồ da v.v  Theo hệ sơn có sơn trong dung môi hữu cơ, sơn có hàm lượng pha rắn cao, sơn khuyếch tán trong nước, sơn khuyếch tán trong môi trường không phải nước và sơn bột. 4.5.2. Một số loại sơn thông dụng. - Sơn được dùng để phủ lên bề mặt sản phẩm với mục đích là bảo vệ cho sản phẩm tránh khỏi tác dụng xâm thực của môi trường ngoài ra còn để cách điện và trang trí tăng tính thẩm mỹ cho sản phẩm. - Sau đây là một vài loại sơn thông dụng. Sơn được chia ra các loại: sơn dầu, sơn men, sơn pha nước, sơn pha nhựa bay hơi. + Sơn dầu: là hỗn hợp của chất tạo màu và chất tạo màu được nghiền mịn trong máy nghiền cùng với dầu thực vật, được sản xuất dưới hai dạng: Sơn đặc chứa 12 - 25% dầu (trước khi dùng phải dùng dầu pha loãng ) và loãng chứa 30-35% dầu so với khối lượng chất tạo màu. Chất lượng sơn dầu được đánh giá bằng hàm lượng chất tạo màu và dầu sơn, được sử dụng phổ biến để sơn các sản phẩm gỗ trang trí nội thất . + Sơn men: là huyền phù chất tạo màu vô cơ hoặc hữu cơ với vecni tổng hợp hoặc vecni dầu. Sơn men chứa nhiều chất kết dính nên bề mặt rất dễ bong tróc, bên cạnh đó sơn men có độ bền ánh sáng và chống mài mòn tốt, thường dùng để sơn các bề mặt kim loại, bê tông và gỗ phía trong và ngoài nhà. Sơn Ankit và Epoxit là hai loại sơn men phổ biến hiện nay. + Sơn nước (sơn pha nước): được chia ra làm nhiều loại ( tuỳ thuộc vào mục đích sử dụng), phổ biến có các loại: sơn vôi, sơn silicat và sơn xi măng. + Sơn vôi: gồm có vôi, bột màu, clorua natri, clorua canxi hoặc muối canxi, axit, dầu lanh. Dùng để sơn tường gạch, bê tông trong và ngoài nhà. Nhược điểm của loại 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 60 này là dễ bị rêu và mảng bám nếu sử dụng ở môi trường nhiều độ ẩm và dễ bạc màu dưới tác động của áng sáng mặt trời. + Sơn silicat: được chế tạo từ bột đá phấn nghiền mịn, bột tan, bột kẽm trắng và bột màu bền kiềm với dung dịch thủy tinh lỏng kali hoặc natri. Sơn silicat rất kinh tế và có tuổi thọ cao hơn sơn peclovinyl, sơn vôi và sơn cazein. + Sơn xi măng: là loại sơn có dung môi và nước, sơn polime – xi măng được chế tạo từ chất tạo màu bền kiềm, bền ánh sáng, cùng với xi măng và nhựa tổng hợp . + Sơn Xenlulô (Sơn NC ): là dung dịch este của xenlulo có màng sơn có tính dẻo nhiệt. Loại sơn có giá trị sử dụng nhất trong họ vật liệu này là sơn nitroxenlulo. Loại này có màng sơn khá bền, có độ bóng, chịu dầu và chịu ẩm tốt. Vì thế chúng được dùng để làm chất tẩm vỏ bọc sợi bông cáp ôtô, máy bay nhằm bảo vệ cao su chống tác dụng của ozôn, dầu benzin. + Sơn nhựa là lọai dung dịch của các nhựa tự nhiên hoặc nhựa tổng hợp nhân tạo. Sơn nhựa được chia làm hai lọai là sơn bakelit và sơn polyviniclorit. * Sơn bakelit là nguyên liệu chủ yếu để sản xuất ra techtolit và ghetinac, nó có độ bền cơ học nhưng có khuynh hướng giảm độ dẻo và gây hóa già nhiệt màng sơn. * Sơn polyviniclorit là lọai sơn có độ bền đối với tác dụng của benzin, dầu và nhiều hợp chất khác. Lọai sơn này được dùng nhiều để phủ lên bề mặt chi tiết để bảo vệ cách điện và dùng làm dung môi. + Sơn đen là lọai sơn có chứa bitum với hàm lượng lớn, vì thế nó có màu đen ở trạng thái dung môi lẫn màng sơn. So với sơn dầu, sơn đen rẻ hơn, có tính chống ẩm, cách điện tốt hơn, ít bị hóa già nhưng màng sơn lại kém đàn hồi hơn. Các màng sơn đen thực tế không chịu dầu, chúng hòa tan trong các dung môi cácbua hydrô và các bua hydrô thơm. Khi nung nóng màng sơn có xu hướng hóa mềm + Sơn cách điện là lọai sơn được dùng lên bề mặt các chi tiết cần cách điện, lọai sơn này bao gồm sơn tẩm, sơn dính và êmay. - Sơn tẩm được dùng để tẩm cho các cuộn dây máy điện với mục đích làm đông cứng các vòng dây lại với nhau, tăng hệ số dẫn nhiệt của cuộn dây và tăng tính chống 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 61 ẩm. Ngòai ra, khi tẩm cách điện, sợi hữu cơ bị hạn chế tiếp xúc với không khí, nên tính chịu nhiệt tăng lên và độ bền nhiệt cũng được cải thiện. + Sơn dính được sử dụng để dính các vật liệu cách điện lại với nhau như dính các tấm mica hay dính chúng với kim lọai. Ngòai tính cách điện cao và tính hút ẩm, sơn dính còn phải đảm bảo khả năng dính kết tốt các vật liệu với nhau. + Êmay cũng là sơn nhưng có thêm chất tạo màu, chất độn vô cơ như. Các chất cho thểm nhằm tăng độ bền cơ học, khả năng chống ẩm, tính chống hồ quang. Theo phương pháp sấy, người ta chia sơn và êmay làm hai lọai là sơn và êmay sấy nóng và sơn và êmay nguội. * Sơn và êmay sấy nóng muốn làm cứng phải đạt tới nhiệt độ 80 -1800C, lọai này có cơ tính và tính cách điện đều cao. * Sơn và êmay sấy nguội có thể khô ở nhiệt độ bình thường. tuy nhiên, để cải thiện tính chất của sơn, người ta cũng thường sấy chúng ở nihệt độ 40-800C. 4.5.3. Thành phần của sơn. 1 - Tùy theo công nghệ sản xuất nhưng dù với công nghệ nào thì cũng phải đảm bảo các thành phần như: chất kết dính (chất tạo màng) chất tạo màu, chất độn và dung môi. + Chất kết dính là thành phần chủ yếu của sơn, nó xác định độ quánh, cường độ, độ cứng và tuổi thọ của sơn. Nguyên liệu chủ yếu của chất kết dính là keo, dầu tổng hợp. + Chất tạo màu và chất độn là những chất vô cơ hoặc hữu cơ nghiền mịm, không tan hoặc tan trong nước; nó dùng cải thiện tính chất và tăng cường tuổi thọ của sơn. + Dung môi là một loại chất lỏng dùng pha sơn, tạo cho sơn đạt nồng độ khi thi công. Dầu thông, dung môi than đá, spirit trắng, este, xăng là những loại dung môi thường được dùng pha với sơn. + Ngoài ra, để tăng nhanh quá trình khô cứng (đóng rắn) cho sơn hoặc vecni, người ta còn sử dụng các chất làm khô. Chất làm khô thường được sử dụng 5- 8% 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 62 trong sơn và đến 10% trong vecni. Trong sơn xây dựng hay dùng dung dịch muối chì- mângan của axit naftalen làm chất làm khô. + Chất pha loãng dùng để pha loãng sơn đặc hoặc sơn vô cơ khô. Khác với dung môi chất pha loãng chứa một lượng cần thiết chất tạo màng để tạo cho màng sơn chất lượng cao. 4.5.3.1. Đơn công nghệ sản xuất sơn alkyd. 8 - Đơn công ngệ: Hàm lượng. (%) + Chất tạo màng. 40% – 50 % + Dung môi. 30% – 45% + Bột màu các loại. 3% - 5% + Bột độn + Các chất phụ gia (Chất làm khô, chất làm bong, chất chống tia UV… 5% - 10% - Thành phần cấu tạo của sơn Hàm lượng Vai trò của từng chất 1. Nhựa alkyd 40-50% Nhựa alkyd là thành phần chính trong sơn ankyd, có tác dụng tạo màng sơn. Nhựa alkyd có màu trắng hoặc màu nâu tùy thuộc vào loại dầu và kỹ thuật để tổng hợp nhựa alkyd. 2. Bột màu (Fe2O3) 3-5% Có tác dụng tạo màu sắc cho sơn. Tùy thuộc vào từng loại màu mà ta có thể tạo nên sự đa dạng màu sắc của sơn. 3. Bột độn (CaCO3, MgSO4) 10% - 20% Làm tăng khối lượng riêng của sơn. Đồng thời làm giảm giá thành và làm 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 63 tăng độ nhớt của sơn. 4. Chất trợ nhớt (ZnO) 3-5% Sơn là dung dịch dạng pass nên độ nhớt rất cần thiết trong sơn, để đảm bảo độ bám dính tốt cho sơn và tránh hiện tượng chảy khi sơn. 5. Chất chống lắng (staerat Zn & StaeratAl ) 1% Hợp chất này giống như chất hoạt động bề mặt, có thể liên kết các thành phần trong sơn để chống hiện tượng lắng của sơn. 6. Chất chống tia UV (BYKA905) 0,5% Có tác dụng chống tia UV . Vì tia UV chiếu vào làm đứt mạch polymer, làm cho màng sơn bong rộp, giòn, biến màu...khi sử dụng ngoài trời. 7. Chất trợ phân tán (BYKA305) 0,5% Làm tăng độ phân tán của các thành phần trong sơn. 8. Chất làm khô mặt ngoài (Co2+) 0,15- 0,5 Có tác dụng làm khô mặt ngoài của sơn sau khi sơn. 9. Chất làm khô mặt trong (Pb2+)&(Mn2+) 0,2-0,5 Có tác dụng làm khô mặt trong của sơn sau khi sơn. 10. Dung môi (xelen hoặc toluene) 30-45% Hòa tan polime và phân tán các thành phần trong sơn, đồng thời tạo độ nhớt thích hợp khi gia công. 4.5.3.2. Thí dụ Sơn mặt ngoài gốc Silicone Resin. 1 + Sơn mặt ngoài là dạng Silicone Resin gốc nước, không dùng dung môi, có thành phần vật liệu chính là 90% silicone resin với đủ 3 chức năng chưá hợp chất vô cơ, chất màu vô cơ chống lại tia cực tím và khoáng tự do + Thành phần. a) Thành phần chất rắn chiếm 33% đến 43% 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 64 b) Trọng lượng riêng 1.3-1.48, phụ thuộc vào độ pH 9.0 b) Không hư hại do tia cực tím c) Không cho nấm mốc phát triển d) Hiệu quả tự rửa sạch - có thể tự rửa sạch bụi không khí e) Kháng cháy f) Kháng nước nhưng cho phép hơi nước bốc ra từ mặt nền g) Không nứt, tróc vỏ, nổi bong bóng h) Tỉ lệ mùi thấp, dị ứng thấp i) Kháng bay màu - AS/NZS 1580.483.1 – không hư hại và tối thiểu sự mủn bụi. j) Thành phần chất vô cơ – DIN 18-363 (TAKD ): hơn 90% chất vô cơ k) Tỉ lệ dẫn nước – AS/NZS 1580 - 0.16 W24- kg/m2h0.5 l) Độ thấm hơi nước – AS/NZS 1580 – 0.04 m) Độ kết dính trên cát – AS/NZS 1580 – 2.33 N/mm2 n) Kháng độ ẩm ướt – AS/NZS 1580 – 800 @ 4 ngày & > 10,000 @ 200 giờ QUV-B o) Độ mờ – AS/NZS 1580.213.3 - >95% ở 16 m2/L p) Độ kết tụ – AS/NZS 1580.211.1 - <1 (score 0-5, 0= best) 4.5.4. Tính năng và ứng dụng của vật liệu: nhóm SƠN. 1 Sơn gai. 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 65 - Ở nước ta có cây sơn trồng nhiều ở vùng Trung Du, nhựa của nó dùng để tạo sơn tương đối đơn giản. Ngoài ra còn có nhiều loại dầu thực vật (dầu trẩu, dầu gai, dầu lanh, dầu thông ) có thể dùng để chế tạo sơn. Là loại vật liệu được sử dụng rất phổ biến, chỉ nói riêng trong ngành xây dựng và trang trí nội thất thì sơn có một vai sắc khoác lên trên nó. - Để đảm bảo tuổi thọ và chất lượng của sơn, cần phải thỏa mãn các yêu cầu sau: sơn phải nhanh khô ( không muộn hơn 24 h sau khi sơn ), và ngày nay thường được sơn dưới dạng dùng pitôlê thổi từng lớp một, sản phẩm được hoàn thành nhanh khô hơn và độ bền cũng cao hơn, rất khó bị trầy tróc. Ngoài ra còn phải đảm bảo yêu cầu cách điện, cách âm, chịu ẩm ướt. - Sơn là vật liệu có nguồn gốc từ thiên nhiên, nhân tạo hoặc tổng hợp ở dạng lỏng, dùng để quét lên bề mặt của sản phẩm, nhằm chống rỉ cho kim loại, chống ẩm và chống mục cho gỗ, bảo vệ khỏi tác động của một số hoá chất, đảm bảo điều kiện vệ sinh và để tăng nét đẹp thẩm mỹ cho sản phẩm. 4.6. Keo. 4.6.1. Khái quát về keo dán. 1 Chất keo: là hợp chất polymer hòa tan trong dung môi, là hỗn hợp dựa trên các liên kết hoá học. Keo có khả năng kết dính các vật liệu khác nhau nhờ vào việc tạo ra một màng keo, đó là dựa vào lực kết dính ngoại và lực kết dính nội. Hầu hết các chất keo là copolymer hoặc polymer với mức độ polymer hóa tối ưu – tức là mức độ mà ở đó chúng đạt kết dính ngoại tốt nhất và độ kết dính nội tương đối bền vững. Cần quan tâm đến mức độ polymer hóa vì nếu quá cao thì sẽ dễ tạo thành dung dịch có độ nhớt quá cao, còn mức độ polymer hóa thấp thì độ kết dính sẽ không bền vững. Thông thường keo dùng trong dán hộp là keo tổng hợp thu được trong quá trình tổng hợp hoá học các khoáng vật, dầu mỏ, khí thiên nhiên, than đá hoặc nguyên liệu thực vật. - Keo tổng hợp có hai loại: 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 66  Keo tổng hợp vô cơ.  Keo tổng hợp hữu cơ:  Keo từ nhựa nhiệt rắn.  Keo từ nhựa nhiệt dẻo. - Keo dán hộp tạo màng nhờ sự thấm hút của vật liệu và bay hơi của môi trường hoà tan. * Yêu cầu của keo dùng trong dán hộp: + Thấm ướt tốt trên bề mặt vật liệu để đạt khả năng kết dính cao. + Màng keo sau khi đông cứng phải chịu được độ biến dạng kéo, cong… có khả năng chống lại tác dụng của vi khuẩn. + Độ nhớt màng keo phải tương thích với tính chất vật liệu cần kết dính và quá trình công nghệ. Màng keo đạt độ mềm dẻo cần thiết và khi khô màng keo có độ cong vênh nhỏ nhất. + Môi trường phân tán keo phải gần như trung tính để không làm ảnh hưởng đến vật liệu cần dán như làm thay đổi màu sắc, làm hư hỏng vật liệu. + Thời gian khô tạm thời của keo phải thích hợp cho từng công đoạn sau:  Keo phải ổn định trong suốt quá trình sự dụng, bền nhiệt, …  Keo không gây mùi khó chịu, không phân tách cho ra các chất ảnh hưởng đến môi trường xung quanh. (Trích diễn đàn in tổng hợp Việt Nam) 4.6.2. Đặc điểm các loại keo dán. 7 Cho đến nay keo dán có thể chia làm hai loại: Loại có nguồn gốc tự nhiên và loại có nguồn gốc tổng hợp. Loại có nguồn gốc tự nhiên như các loại từ nhựa cây, từ xương và da động vật….loại này thường dễ tìm, dễ sử dụng, rẻ tiền, trình độ sử dụng cũng không cần cao lắm. Loại keo này thường dùng vào mục đích dân dụng. keo có nguồn gốc tự nhiên có độ bền không cao, chịu ẩm kém. Ở một nước có độ ẩm cao như nước ta, các vật liệu được kết dính bằng keo tự nhiên thường có tuổi thọ không cao. Để tăng độ bám dính, độ chịu nhiệt, chịu ẩm, người ta thường biến tính (có khi chỉ là hỗn hợp 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 67 cơ học thuần túy, có khi thực hiện bằng phản ứng hóa học) các keo có nguồn gốc tự nhiên. Trong những năm gần đây, do yêu cầu các ngành kinh tế như xây dựng, chế tạo máy, ô tô, hóa học, điện, điện tử….đòi hỏi các nhà nghiên cứu phải tìm ra các loại keo có độ bền cơ học cao, có khả năng chịu được sự thay đổi nhiệt độ lớn (từ âm 70oC đến dương 400 – 500oC ), có khả năng tạo uốn tốt…các chất kết dính có các đặc tính trên hầu hết đều có nguồn gốc tổng hợp. Chúng có thể là các đơn phân (monomer ) hoặc oligome hay có khi là dung dịch các cao phân tử trong dung môi hữu cơ hoặc trong các đơn phân tử. Keo có thể một cấu tử hoặc nhiều các tử. Loại thứ hai có thể pha chế ngay tại nơi sử dụng. Keo có thể ở dạng lỏng, nhảo hoặc bản mỏng. keo có nguồn gốc tổng hợp có độ bám dính cao, trong nhiều trường hợp có thể thay thế được việc hàn, bắt vít…mà giá thành lại rẻ, thao tác gọn nhẹ. Các mối kết dính thường có tuổi thọ từ 30 – 40 năm. Một trong những đăc điểm của keo dán nói chung và keo tổng hợp nói riêng là với thời gian xảy ra sự thay đổi độ bền cơ học, độ dẻo….đều có liên quân mật thiết với quá trình lão hóa do tác dụng của oxy, hơi nước và các điều kiện của môi trường…chính vì vậy, trong nhiều trường hợp, người ta cho vào thành phần của keo các chất chống oxy hóa (antioxidant). Dưới ánh sang của thuyết điện tử, ngày nay các nhà nghiên cứu có thể chủ động tổng hợp các loại keo có tính chất và yêu cầu đạt ra trước. một trong nhũng vấn đề cơ bản là làm thế nào để tăng sự tương tác giữa các nhóm chức có trong thành phần của keo và nhóm chức có trong thành phần của vật liệu cần dán. Để đạt được đều này, người ta không những chú ý đến việc tăng nồng độ các nhóm chức có trong keo (như nhóm hydroxyl, epoxy, cacbonyl…và các nhóm có cực khác có nguyên tử hydro linh động ) mà còn chú ý đến sự sắp xếp các nhóm chức này trong phân tử keo. Cũng cần lưu ý là trong phân tử tạo keo càng có nhiều nhóm có cực thì càng tốt, trong nhiều trường hợp nhiều nhóm có cực có thể dẫn đến lớp kết dính có độ giòn rất cao ( một trong những thí dị là keo phenolfooc. Việc chọn đúng tỉ lệ phân tử giữa phenol và 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 68 foocmaldehyt là một thành công lớn trong việc tạo ra keo có chất lượng cao. Những điều nêu ra ở trên đây đã nảy sinh ra rất nhiều điều lien quan khác: + Không có loại keo nào mà kết dính cho tất cả các loại vật liệu. + Việc lựa chọn keo dán, tùy thuộc vào đối tượng đêm dán. + Việc xử lý bề mặt trước khi dán đóng một vai trò quyết định. 4.6.3. Các loại keo dán: 4.6.3.1. Keo thực vật (Hồ (Keo) tinh bột ). - Phương pháp 1. Cho 100g bột sắn hòa thành huyền phù trong 200ml nước. Sau đó cho vào hỗn hợp trên 50ml dung dịch NaOH có nồng độ 1N và khuấy mạnh trong vài phút. Tiếp theo để yên trong vòng 2 giờ. Gạn bỏ phần nước có lẫn kiềm, rửa lại 3-4 lần nước nữa (mỗi lần khoảng 100ml). Bột được kiềm hóa như trên có thể nấu thành keo có nồng độ rất cao (so với bột chưa kiềm hóa) có độ bám dính tốt, có thể dùng dáng nhãn trên chai, lọ, đồ hộp hoặc giấy lên kim loại. - Phương pháp 2. Cho 100g bột sắn hòa thành huyền phù trong 250ml nước cùng với 50ml dung dịch hypoclorit natri 5% và 50ml dung dịch NaOH 0,5N. khuấy mạnh hỗn hợp trong vòng 15 phút và để yên trong 3 giờ, sau đó gạn và rửa lại bằng nước như Phuong pháp 1. Keo nấu từ bột này có độ nhớt không thay đổi trong thời gian rất lâu và có độ bám dính rất tốt. Dưới tác dụng của hypoclorit natri 5%, có mặt của kiềm, một số nhóm hydroxyl – OH trong phân tử tinh bột đã bị oxy hóa đến nhóm cacboxyl (-COOH): Thường từ 20- 75 mắc xích có chứa một nhóm cacboxyl. Nhờ sự xuất hiện các nhóm ccacboxyl này mà độ bám dính của keo tăng lên khá lớn. - Phương pháp 3. Nấu 100g bột thành keo trong 500ml nước (lượng nước có thể ít hơn hoạc nhiều hơn), sau đó cho 10ml axit clohydric 10% và đun sôi để thủy phân tinh bột cho đến d