Bài 30. Polymer
Trang bìa
Trang bìa
Ảnh
BÀI 30. POLYMER
Mở đầu
Câu hỏi
Ống nhựa dẫn nước, chai nhựa, săm, lốp, vỏ bọc dây điện, … là những sản phẩm được tạo ra từ polymer. Polymer là gì? Polymer có cấu tạo, tính chất và ứng dụng gì?
- Polymer là những hợp chất hữu cơ, có khối lượng phân tử rất lớn do nhiều đơn vị nhỏ (gọi là mắt xích) liên kết với nhau. - Tính chất vật lí: Đa số polymer ở thể rắn, không bay hơi, không tan trong nước, một số polymer có thể tan trong xăng. - Ứng dụng: Sản xuất vải, màng bọc thực phẩm, đồ dùng bằng nhựa, ống nước bằng nhựa, túi đựng, …
1. Khái niệm polymer, cấu tạo hóa học, phân loại, tính chất vật lí và điều chế polymer
1.1.Khái niệm
Polime là những hợp chất có phân tử khối rất lớn do nhiều đơn vị nhỏ (gọi là mắt xích) liên kết với nhau. Các phân tử ban đầu tạo nên từng mắc xích của polime gọi là monome. Ví dụ: Polietilen (–CH2 – CH2–)n thì –CH2–CH2– là mắc xích; n là hệ số trùng hợp. - Chỉ số n gọi là hệ số polime hóa hay độ polime hóa n càng lớn thì phân tử khối của polime càng cao.
1.2.Phân loại
Phân loại: có thể chia thành 3 loại - Dựa vào nguồn gốc: + Polime thiên nhiên như cao su, xelulozơ... + Polime tổng hợp như polietilen, nhựa phenol-fomanđehit. + Polime nhân tạo hay bán tổng hợp như xenlulozơ trinitrat - Dựa vào cách tổng hợp: + Polime trùng hợp được tổng hợp bằng phản ứng trùng hợp: (–CH2–CH2–)n và (–CH2–CHCl–)n + Polime trùng ngưng được tổng hợp bằng phản ứng trùng ngưng: (–HN–[CH2]6–NH–CO–[CH2]4–CO–)n - Dựa vào cấu trúc: + Polime có mạch không phân nhánh (PVC, PE, PS) + Polime có mạch nhánh (amilopectin, glicogen) + Polime có cấu trúc mạng không gian (rezit, cao su lưu hóa).
1.3.Danh pháp
- Tên của các polime được cấu tạo bằng cách ghép từ poli trước tên monome. Ví dụ: (–CH2–CH2–)n là polietilen và (–C6H10O5–)n là polisaccarit,... - Nếu tên monome gồm 2 từ trở lên hoặc từ hai monome tạo nên polime thì tên monome phải để trong ngoặc đơn. Ví dụ: (–CH2–CHCl– )n; (–CH2–CH=CH–CHn–CH(C6H5)–CH2–)n - Một số polime có tên riêng (tên thông thường). Ví dụ: (–CF2–CF2–)n: Teflon; (–NH–[CH2]5–CO–)n: Nilon-6; (C6H10O5)n: Xenlulozơ;...
1.4.Tính chất vật lí
- Polime là những chất rắn, không bay hơi, không có nhiệt độ nóng chảy xác định, không nóng chảy cho chất lỏng nhớt, để nguội rắn lại (chất nhiệt dẻo). - Hầu hết polime không tan trong nước. - Một số polime có tính dẻo, một số có tính đàn hồi, một số dai, bền, có thể kéo sợi.
1.5.Câu hỏi thảo luận 1
Phân tử nhỏ nhất tạo ra polymer có tên gọi là gì? Khối lượng mỗi mắt xích của polyethylene bằng bao nhiêu amu?
- Phân tử nhỏ nhất tạo ra polymer có tên gọi là monomer. - Khối lượng mỗi mắt xích của polyethylene bằng 28 amu. (mắt xích: - CH2 – CH2 -)
1.6.Câu hỏi thảo luận 2
Tinh bột và cellulose thuộc loại polymer gì?
Tinh bột và cellulose đều thuộc polymer thiên nhiên.
1.7.Câu hỏi thảo luận 3
Áo mưa, vỏ bút bi, bao tay,... thường được làm từ loại vật liệu polymer. Theo em, chúng thuộc loại polymer gì?
Áo mưa, vỏ bút bi, bao tay,... thường được làm từ loại vật liệu polymer tổng hợp.
1.8.Câu hỏi củng cố
Hãy liệt kê một số sản phẩm được tạo ra từ polymer thiên nhiên và từ polymer tổng hợp.
- Polymer thiên nhiên: tơ tằm, cellulose, tinh bột, … - Polymer tổng hợp: polyethylene (PE), polypropylene(PP), … - Một số sản phẩm tạo ra từ polymer thiên nhiên: vải sợi bông, lụa tơ tằm … - Một số sản phẩm tạo ra từ polymer tổng hợp: màng bọc thực phẩm, ống dẫn nước, túi nylon …
1.9.Câu hỏi thảo luận 4
Công thức cấu tạo của các monomer tạo thành PE và PP có chung đặc điểm gì?
- Monomer tạo thành PE là CH2 = CH2. Monomer tạo thành PP là CH2 = CH – CH3. → Trong phân tử các monomer này đều có 1 liên kết đôi C = C.
2. Chất dẻo, tơ, cao su, vật liệu composite
2.1.Lý thuyết
- Chất dẻo là những vật liệu polime có tính dẻo. Tính dẻo là tính bị biến dạng khi chịu tác dụng của nhiệt, áp lực bên ngoài và vẫn giữ nguyên được sự biến dạng đó khi thôi tác dụng - Tơ là những vật liệu polime hình sợi dài và mảnh với độ bền nhất định. - Cao su là vật liệu polime có tính đàn hồi Cao su có tính đàn hồi. Tính đàn hồi là tính biến dạng khi chịu lực tác dụng bên ngoài và trở lại dạng ban đầu khi lực đó thôi tác dụng. - Vật liệu composite, còn gọi là Vật liệu tổ hợp, Vật liệu compozit, hay composite là vật liệu tổng hợp từ hai hay nhiều vật liệu khác nhau tạo nên vật liệu mới có tính chất vượt trội hơn hẳn so với các vật liệu ban đầu, khi những vật liệu này làm việc riêng rẽ.
2.2.Câu hỏi thảo luận 5
Em hãy cho biết vì sao vật liệu làm bằng chất dẻo được dùng nhiều trong đời sống và sản xuất.
Vật liệu làm bằng chất dẻo được dùng nhiều trong đời sống và sản xuất vì nó bền, nhẹ, không dẫn điện, dẫn nhiệt kém, không thấm nước, …
2.3.Câu hỏi thảo luận 6
So với các vật liệu kim loại, gỗ, thuỷ tinh thì chất dẻo có những ưu điểm và nhược điểm gì?
* Ưu điểm - Bền, nhẹ, không dẫn điện, dẫn nhiệt kém, không thấm nước, … - Sản xuất với đa dạng mẫu mã * Nhược điểm - Dễ bắt lửa - Độ chịu lực có giới hạn
2.4.Vận dụng
Trên vật dụng làm bằng chất dẻo thường có các kí hiệu như hình bên. Tìm hiểu tài liệu học tập, em hãy giải thích các kí hiệu này.
Ảnh
Ảnh
2.5.Câu hỏi thảo luận 7
Ngoài các vật dụng ở Hình 30.5, em hãy cho biết thêm một số vật dụng bằng cao su thường gặp.
Một số vật dụng bằng cao su thường gặp như săm xe, gioăng cao su, bi cao su, màng bơm cao su, ống cao su, …
Ảnh
2.6.Câu hỏi thảo luận 8
Hãy cho biết cách bảo quản đồ dùng làm từ cao su.
Cách bảo quản đồ dùng bằng cao su: Không bảo quản đồ dùng bằng cao su ở nơi có nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp, gần những hóa chất ăn mòn, …
2.7.Câu hỏi củng cố
Chọn thông tin đúng cho chất dẻo hay cao su điền dấu (✔) để hoàn thành bảng theo mẫu sau:
Ảnh
Ảnh
Ảnh
2.8.Câu hỏi thảo luận 9
Hãy kể tên một số vật dụng trong đời sống được làm bằng tơ.
Một số vận dụng trong đời sống được làm bằng tơ như quần áo, vải lót săm lốp xe, bít tất, lưới, dây cáp, …
2.9.Câu hỏi củng cố
Theo em, lĩnh vực thể thao có sử dụng vật liệu composite không? Nếu có, hãy kể tên một số vật dụng mà em biết.
Lĩnh vực thể thao có sử dụng vật liệu composite như - Trong đua xe, sợi carbon được dùng để tạo khung xe đạp (giúp khung cứng và nhẹ), làm gầm xe đua, … - Trong môn lướt sóng, ván lướt sóng thường được làm bằng xốp polyurethane lõi với mật độ cao và được phủ một lớp mỏng composite.
Ảnh
2.10.Câu hỏi thảo luận 10
Kể tên một số vật dụng trong đời sống được làm bằng vật liệu composite.
Một số vật dụng trong đời sống được làm bằng vật liệu composite như vỏ ca nô, vải làm bằng sợi thủy tinh, bồn chứa dung dịch acid, bồn chứa dung dịch kiềm (sử dụng epoxy), …
3. Ứng dụng của polyethylene, vấn đề ô nhiễm và các cách hạn chế gây ô nhiễm môi trường khi sử dụng polymer trong đời sống
3.1.Ứng dụng
Với những tính năng độc đáo của mình, VLDPE là sự lựa chọn lý tưởng cho đa dạng ứng dụng. Dưới đây là một số ứng dụng phổ biến: Bao bì mềm : Màng bọc thực phẩm, túi co và lớp lót, bao bì thực phẩm chịu được nhiệt độ đông lạnh. Bao bì y tế: Thích hợp cho nhiều ứng dụng y tế như túi truyền dịch và túi máu. Xây dựng: Màng VLDPE được dùng làm rào cản độ ẩm trong xây dựng và thi công. Ống và đường ống: Tính linh hoạt và khả năng chống hóa chất của VLDPE làm cho nó phù hợp với ống nước và ống thoát nước. Cách điện: VLDPE được sử dụng trong việc cách điện dây và cáp điện áp thấp. Phụ tùng ô tô: Gioăng, phớt và ống mềm, đặc biệt phù hợp với yêu cầu về linh hoạt và chống hóa chất.
3.2.Vấn đề ô nhiễm
Theo đánh giá của Bộ Tài nguyên và Môi trường, thực trạng ô nhiễm rác thải nhựa, túi nilon hiện nay rất nghiêm trọng, lượng chất thải nhựa và túi nilon ở Việt Nam hiện vẫn ở mức rất cao, chiếm khoảng 8-12% chất thải rắn sinh hoạt. Thống kê cho thấy, nếu trung bình 10% lượng chất thải nhựa và túi nilon ở Việt Nam không được tái sử dụng mà thải bỏ hoàn toàn thì lượng chất thải nhựa này có thể đạt gần 2,5 triệu tấn/năm. Bên cạnh đó, công nghệ tái chế chất thải nhựa của Việt Nam cũng chưa phát triển, chi phí cao và gây ô nhiễm môi trường. Đáng lo ngại là người dân vẫn chưa có thói quen phân loại rác sinh hoạt hàng ngày, đã khiến việc xử lý rác thải nhựa càng thêm khó khăn.
3.3.Cách hạn chế gây ô nhiễm
Để giải quyết những thách thức ô nhiễm chất thải nhựa-nilon hiện nay, các nhà khoa học Hội Bảo vệ Thiên nhiên và Môi trường Việt Nam cho rằng, trước hết Nhà nước nên ban hành những chính sách giáo dục, tuyên truyền tác hại của chất thải nhựa đối với môi trường một cách sâu rộng; đồng thời áp dụng những chính sách kinh tế như tăng thuế, không khuyến khích sản xuất các sản phẩm nhựa, nhất là các bao bì nhựa. Hội khuyến nghị, tăng cường tái sử dụng sản phẩm nhựa thông qua các giải pháp về thiết kế sản phẩm và chính sách thu hồi sản phẩm; từng bước hạn chế hay cấm sử dụng bao bì nhựa, thay thế bằng các loại bao bì thân thiện với môi trường, có thể phân hủy nhanh trong điều kiện tự nhiên; giảm thiểu tối đa hoặc cấm sử dụng các loại bao bì sử dụng một lần mà không tái sử dụng được, như các loại túi nilon sử dụng một lần, ống hút, thìa nhựa…
3.4.Câu hỏi thảo luận 11
Em hãy liệt kê một số vật dụng trong đời sống được sản xuất từ PE.
Một số vật dụng trong đời sống được sản xuất từ PE là các loại bao bì màng, túi nhựa, vỏ bọc dây đồng, rổ, giá, thùng gạo, thùng rác, chai, lọ, cốc, …
3.5.Vận dụng
Quan sát Hình 30.8, em hãy trình bày cảm nghĩ của mình về ô nhiễm môi trường và cách hạn chế ô nhiễm môi trường do rác thải polymer.
Ô nhiễm môi trường do rác thải polymer là một thách thức đáng lo ngại. Chúng ta đều biết, rác thải có nguồn gốc từ nhựa đều mất rất nhiều thời gian để phân hủy. Thông thường, một chiếc chai lọ hay ống hút nhựa hoặc túi nylon nếu sử dụng bằng biện pháp chôn lấp thì phải mất đến hàng trăm năm mới có thể phân hủy hoàn toàn.
Ảnh
Ảnh
Điều này gây hại cho môi trường sống của con người rất nhiều. Rác thải nhựa được phát sinh từ nhiều nguồn gốc khác nhau và chủ yếu là từ các hoạt động sản xuất, sinh hoạt của con người. Để giảm thiểu tác động tiêu cực này, mỗi chúng ta cần nâng cao ý thức khi sử dụng đồ nhựa. Chúng ta cần hạn chế sử dụng đồ dùng bằng nhựa, thay vào đó chọn những sản phẩm thân thiện với môi trường. Cần chú trọng hơn trong việc phân loại và tái chế rác thải nhựa. Mỗi chúng ta cùng chung tay, góp một phần nhỏ để bảo vệ môi trường và hệ sinh thái cho thế hệ tương lai.
4.Dặn dò
Dặn dò
Ảnh
Dặn dò:
Các em nhớ đọc kĩ bài mới nhé!
Cảm ơn
Ảnh