Bài giảng Vật liệu học - Chương 2: Vật liệu hữu cơ

Bài giảng Vật liệu học - Chương 2: Vật liệu hữu cơ trình bày các khái niệm vật liệu hữu cơ, phân loại vật liệu hữu cơ, phương pháp tổng hợp vật liệu hữu cơ, phụ gia, cấu trúc và liên kết trong vật liệu polymer,... Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

• Polymer hình thành từ nhiều đơn vị cơ sở lặp lại, có

KLPT từ 10000 đến hơn 1 triệu g/mol

• Polymer: tự nhiên, tổng hợp

2

Đơn vị cơ sở (Repeat unit)

3

4

5

7

 Theo ứng dụng:

1 Nhựa thông dụng : là loại nhựa được sử dụng số lượng lớn, giá rẻ, dùng nhiều trong những vật dụng thường ngày, như :

PP, PE, PS, PVC, PET, ABS,

2 Nhựa kỹ thuật : Là loại nhựa có tính chất cơ lý trội hơn

so với các loại nhựa thông dụng, thường dùng trong các mặt hàng công nghiệp, như : PC, PA,

3 Nhựa chuyên dụng : Là các loại nhựa tổng hợp chỉ sử dụng riêng biệt cho từng trường hợp

8

Sự polymer hóa: các phân tử nhỏ chứa 1 nhóm đơn

vị cơ sở (monomer) hay vài nhóm đơn vị cơ sở (oligomer) kết nối hóa học với nhau để tạo ra hợp chất cao phân tử

9

3 PP tổng hợp (polymer hóa): trùng hợp, trùng

ngưng

 Trùng hợp: dựa trên nối đôi

 Trùng ngưng: dựa trên hai loại monomer khác nhau phản ứng với nhau Mỗi monomer có ít nhất 2 nhóm chức

10

Addition Polymerization

Addition polymers form:

•when unsaturated carbon (organic) molecules

react to form a long chain polymer molecule

•and no small molecules or atoms are eliminated

during the reaction

The general reaction can be represented as:

where R and R' can represent hydrogen atoms,

halogen atoms, alkyl or other carbon-containing

side chains

11

Condensation Polymerization

Condensation polymers form:

• when bifunctional monomers react to form a long

chain polymer molecule

• small molecules, such as water, are eliminated

during the reaction

Polyesters, polyamides, proteins and polysaccharides such as cellulose, are all examples of condensation

polymers

12

Polyesters form when the -OH functional group of one

monomer reacts with the -COOH functional group of another monomer

An ester link (-COO-) is formed between monomers during

the reaction

H2O is eliminated in the reaction

General reaction between a dicarboxylic acid and a diol:

13

4 Phụ gia

 Chất hóa dẻo (plasticiser): VD: cho PVC

 Chất chống oxy hóa (antioxidant)

 Chất ổn định (ultraviolet, heat stabiliser)

 Chất chống cháy (flame retardant)

 Chất tạo màu, tạo mùi (colorant, pigment, fragrance)

 Chất gia cường (fiber)

 Chất độn

 …

15

b) Mạch không gian

16

17

18

19

c) Cấu trúc tinh thể

20

d) Liên kết trong polymer

 Liên kết trong mạch polymer: cộng hóa trị: , 

 Liên kết giữa các mạch polymer: Van der

Waals, tĩnh điện (hydro), cầu nối lưu huỳnh (cao

su lưu hóa)

22

 KLPT trung bình số

23

 Mức độ polymer hóa (degree of polymerization)

 Ví dụ:

24