Giải bài tập Hóa 12 Bàì 14: Vật liệu polime

§14. VẬT LIỆU POLIME
A. TÓM TẮT Lí THUYẾT
CHẤT DẺO
Khái niệm: Chất dẻó là những vật liệu polimc có khả năng bị biến dạng khi chịu tác dụng của nhiệt, áp suất, vẫn giữ được sự biến dạng đó khi thôi tác dụng.
Thành phần châ't dẻo:
Chất dẻo là hỗn hợp của : Polimc + chất hóa dẻo + chất độn + châ't phụ gia.
Vật liệu compozit: là vật liệu gồm polimc làm nhựa nền tổ hợp với các vật liệu vô cơ và hữu cơ khác.
Một sô' polime dùng làm chất dẻo
Polictilcn (PE) :	nCH2=CH2 —(_CH2 -CH2-)„
Polictilcn có tính chất hóa học như hiđrocacbon no: Không tác dụng với các dung dịch axit, kiềm, thuốc tím và nước brom.
Polistircn (PS):	nCH2=(jlH —1 "xl,p -> (-CH2-(^H-)n
CfiHs	CfiHs
Polivinyl clorua (PVC): nCH2 = CH-C1——>(-CH2-CH-)n
C1
d) Poll (mctyl mctacrylat) (thủy tinh hữu cơ) CH,
CH.,
nCH2=C
r'.xl.p
COOCH,
COOCH,
c) Nhựa phcnolfomadchit I
(n+2)jY~y|+(n+l)CH2=O -
OH
H*,l"
OH
ơrH2 TO
H?
OH
+(n+l)H2O
Chú ý :
Nếu lấy dư phenol, dùng xúc tác axit và đun nóng thu được polimc mạch không nhánh gọi là nhựa phcnolfomandchit.
Nếu lây dư anđchit fomic, dùng xúc tác là kiềm và đuư nóng thu được polimc có mạng lưới không gian (nhựa bakclit).
II. Tơ TỔNG HỢP và Tơ nhân tạo
Định nghĩa: Tơ là những polimc thiên nhiên hay tổng hợp keo thành sợi dài và mảnh, vơi độ bền nhất định.
Phân loại: Tơ gồm hai loại: Tơ thiên nhiên và tơ hóa học.
Tơ thiên nhiên: là tơ lấy trực tiếp từ thiên nhiên (động vật, thực vật...) mà tiêu biểu là những tơ sau: bông; len lông cừu; tơ tằm.
Tơ hóa học gồm tơ nhân tạo và tơ tổng hợp.
Tơ nhân tạo hay bán tổng hợp được sản xuất từ polimc thiên nhiên nhưng được chế biến thêm bằng con đường hóa học làm cho câu trúc và tính chât của polime thay đổi một phần tạo nên những ưu điểm mà tơ thiên nhiên không có.
Ví dụ: Từ xcnlulozơ đã chế tạo ra tơ visco, tơ axctat...
Tơ tổng hợp là loại tơ được sản xuất từ polime tổng hợp.
Tơ poliamit được điều chế từ polimc loại poliamit, lức là có chứa các
nhóm chức amit -CO-NH- trong phân tử. Ví dụ: Nilon 6-6; nilon-6; nilon-7	
Tơ poliestc được điều chế từ polimc là loại polieste.
Tơ vinylic được điều chế từ các polime sinh ra khi trùng hợp các dẫn xuất vinyl. Ví dụ: Điều chốancol polivinylic
nNaOH + (-CH2-CH-)„ —» nCH,COONa + (-CH2-CH-)„ (ancol polivinylic) OCOCH,	ốH
Ghi cluí ; Khi đề thi yêu cầu điều chế ancol polivinylic không nên trùng hợp ancol vinylic CH2=CH-OH vì trên thực tế không tồn tại loại ancol trên. Ancol trên được điều chê hằng sự thủy phân PVA hoặc PVC
Điều chế to' polinmit
Tơ nilon -6,6: Điều chê bằng phản ứng trùng ngưng của hai loại monome: Hexamelilendiamin H2N[CH2] NH2 và axil adipic HOOC[CH2 j^COOH.
nH2N-|CH2|6-NH2 + nHOOC-[CH2)4-COOH ——>
——-> (-HN-[CH2|6-NH-C-|CH2]4-C-)n + 2nH2O
O	O
Tơ capron: Điều chế từ nutuome caprolactan.
CH2-CH2-CH2
ị	^C = O pl" > |-C - [CH2]5 - NH-Ịn
CH2-CH2-NH	O
Caprolactam
Tơ poliamit kém bền đôi với nhiệt và kem bền về mặt hóa học (do nhóm -Cjj-NH- dễ tác dụng vơi axit và kiềm).
CAO SU
Khái niệm: Cao su là loại vật liệu polime có lính đàn hồi.
Phân loại: Có hai loại là cao su thiên nhiên và cao su lổng hợp.
Cao su thiên nhiên: Lây từ mil cây cao su. Cao su thiên nhiên là polime của isoprcn.
Cao su tồnỊỊ hợp: Được điều chê tir các ankađicn bằng phản ứng trùng hựp.
KEO DÁN
Kco dán là loại vật liệu có khả năng kèt dính hai mánh vật liệu gióng nhau hoặc khác nhau mà không làm thay đổi bán chât các vạt liệu được kêl dính
B. BÀI TẬP SÁCH GIÁO KHOA
7. Kếl luận Iiiin Seal (lũy không Itfvtti It'll II ilting '!
A. Cao su lù những polinie có ỉ inh dàn hòi:
li. Vật liệu conipoz.it có thành phần rlúnh lù pollute :
c. Milan - 6.6 thuộc loại tơ tồng hợp :
Ị). Tơ lòm thuộc loại lơ thiên nhiên.
Tơ tằm và Iiilon - 6,6 dền /V có cùng phân tứ khối II. thuộc loại tơ tống liợp c. thuộc loại tơ thiên nhiên
ỉ), chứa cóc loại nguyên lô giống nhớn â trong phún rũ’
a) Có những (Hem gì giống nhau và khác nhau giữa các vật liệu poliine : chái de'', tơ, cao su và keo dán ? h) Phân hiệt elicit deo và vật liệu conipirit.
Viết các phương trình hóa học cửa các phân ứng tổng ItỢp.
PVC, poll (vinyl axetat) từ etilen.
polibutadien đồng trùng hợp giữa butadien và stiren từbutan và etyl benzen.
Phân từ khối trung hình của poll (hexametylen adipamit) để chê tơ niton -6,6 là 3IKKK), cùa cao su tự nhiên lù ll)5.IKXI. Hãv linli sô' mát xích (trị số li) gần đúng trong công thức phán từ cùa mỗi loại polinie trẽn
Cao su lưu hoủ có 2% lưu huỳnh. Khoang bao nhiêu mất xích isopren có một cẩu disunfua - s - s. Giã thiết
ràng s đã thay thế cho H ờ cầu inetylen trong mạch cao su ?
Hưởng dẫn giải
Chọn B. Compo7.it là vật liệu gồm polimc làm nhựa nền tổ hợp với các vật liệu vô cơ và hữu cơ khác
Chọn D. Tơ tằm và nilon-6,6 đều chứa các nguycn tố giống nhau ỡ trong phân tử.
a) • Điểm giông nhau: Đều có thành phần chính là polimc, có khối lương
phân tử lớn, dẫn điện và dẫn nhiệt kém,.... • Điểm khác nhau :
Cấu tạo
Thành phần nguyên tố
Tính chất
Chất dẻo
Polimc tổng hợp
c, H, 0 và có thể N, s
Dai, dẻo
Tơ
Polime thiên nhiên hoặc tổng hợp
c, H, 0 và N
Mềm và dễ kéo sợi
Cao su
1
Polime thiên nhiên hoặc tổng hợp
c, H và có thể có s, p
Có tính đàn hồi
|—"	. —
Keo dán
Polime tổng hợp
c, H, 0 và nguyên tố vô cơ khác
Kết dính vật liệu
b) Phân hiệt chất dẻo và vật liệu coinpozit :
Chất dẻo và vật liệu compozit đều là vật liệu polimc nhưng khác nhau về thành phần, dẫn đến khác nhau về tính chât. Điểm khác biệt về cơ bản là vật liệu compozit gồm nhiều thành phần (cá hữu cơ, vô cơ, cả chất dẻo hoặc không deo) trong đó chất dẻo không cần phải là chủ yêu. Nên vật liệu compo7.it thường không có tính deo. còn chất deo nhất thiết phải có tính deo nổi bật.
a) PVC và PVA được điều chế từ hai sơ đồ sau đây:
Từ etilcn điều chế PVC:
CH2=CH2	CH,-CH,	> CH;=CH '"-x1'p > PVC
Cl C1
CH3CHO +|0|'Mnĩ'al1 > CH3COOH +CHaCH"T.. > CH3COOCH=CH2 -> PVA Học sinh tự viết phương trình phản ứng.
b) Poll butađientcao su buna), cao su buna-S
Cao su buna
CH,-CH2-CH2-CH3 —!>. > CH2=CH--CH=CH2 + 2H.
nCH2=CH-CH2=CH; —) <-CH2-CH=CH-CH2-)„
Cao sư buna-S
CftH3-CH2-CH3 + Cl2	> CftH5-CH-CH3 + HC1
C1
CfiHs-CH-CH, + K.OH toe	CfiH5-CH=CH2 + KC! + H2O.
I	>"
C1
nCH2=CH-CH=CH2+nCH2=CH	■ > «CH2-CH=CH-CH2-CH2-CH)„-
CftHs	c„h5
. Nilon-6,6: (-HN[CH2|fiNHCOfCH2]4CO-)n có M = 226n
=>	226n = 30000 => n = 133
Cao su thiên nhiên :	(-CH2-C=CH-CH2-)„ có M = 68n
CH,
=>	68n = 105.000 => n = 1554
nCH2=C-CH=CH2	<-CH2-C=CH-CH2-)n
CH,	CH;
Đặt X là số mắt xích giữa 2 cầu đisuníua (-CH2-C=CH-CH2-)
i •
f .<
s
1
(-CH2-C=CH-CH2-I
Một cầu nối đisuíua -S-S- sẽ làm cho một mát xích tăng thèm 32.2-1.2 gam. 64	 ,
Ta có: 	—	. 100 = 2 => X = 46 (mắt xích)
68x + 64-2