BÀI 10. CHẤT DẺO VÀ VẬT LIỆU COMPOSITE

MỞ ĐẦU

Chất dẻo đầu tiên là poly(vinyl chloride), được phát triển vào năm 1838. Tiếp theo đó là các chất dẻo sản xuất từ polystyrene vào năm 1839,... Nhưng cho đến khi nhà khoa học người Mỹ, Leo Baekeland khám phá ra poly(phenol formadehyde) vào năm 1907 thì chất dẻo mới phát triển mạnh mẽ.

Chất dẻo là gì? Chúng có thành phần và các tính chất cơ lí gì?

Giải nhanh:

- Chất dẻo là vật liệu có tính dẻo.

- Thành phần: polymer, chất hóa dẻo và chất độn.

- Tính chất: biến dạng khi chịu tác dụng của nhiệt, áp lực bên ngoài mà vẫn giữ được sự biến dạng đó khi thôi tác dụng.

1. CHẤT DẺO

Thảo luận 1: Hệ thống ống dẫn và thoát nước sinh hoạt chủ yếu làm từ chất dẻo PVC (Hình 10.1). Hãy cho biết ưu điểm và nhược điểm của vật liệu này.

Giải nhanh:

- Ưu: cách điện tốt, bền với acid, giá thành rẻ.

- Nhược: cứng, kém ổn định và khó gia công.

Luyện tập: Viết phản ứng điều chế PE, PP, PVC từ các monomer tương ứng.

Giải nhanh:

PE: nCH₂=CH₂ (-CH₂-CH₂-)_n.

PP: nCH₂=CHCH₃ (-CH₂-CH(CH₃)-)_n.

PVC: nCH₂=CH-Cl   (-CH₂-CH(Cl)-)_n.

2. VẬT LIỆU COMPOSITE

Luyện tập: Nêu ưu điểm của vật liệu composite so với vật liệu polymer ban đầu.

Giải nhanh:

Ưu điểm: có tính chất vượt trội hơn so với vật liệu ban đầu.

3. SỬ DỤNG CHẤT DẺO VÀ BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG

Thảo luận 2: Nêu các vật dụng bằng chất dẻo thường được sử dụng hàng ngày mà có thể tái chế.

Giải nhanh:

Các vật dụng: túi, bao bì nhựa, hộp đựng thực phẩm, đồ chơi, bình đựng nước,...

Thảo luận 3: Để hạn chế sử dụng túi nylon làm bằng chất dẻo, em có thể dùng biện pháp nào?

Giải nhanh:

- Khi đi chợ thay vì sử dụng túi nylon thì ta có thể sử dụng túi vải tái sử dụng.

- Chọn các sản phẩm được đóng gói trong vật liệu thân thiện với môi trường.

- Tuyên truyền và giáo dục để mọi người.

Vận dụng: Thuật ngữ 3R bao gồm Reduce (tiết giảm), Reused (tái sử dụng) và Recyle (tái chế) nhằm hạn chế rác thải (trong đó chủ yếu là các vật liệu polymer) đã xuất hiện và thực hiện từ lâu trên thế giới. Những năm gần đây, ở Việt Nam khẩu hiệu này cũng đã được tuyên truyền và áp dụng. Tuy nhiên, khâu tái chế rác vẫn còn rất hạn chế. Hãy nêu những hạn chế trong quá trình tái chế rác thải ở địa phương em.

Giải nhanh:

- Hệ thống tái chế được xây dựng và phát triển để đáp ứng nhu cầu.

- Phần lớn mọi người vẫn chưa nhận thức đầy đủ về ý nghĩa và lợi ích của việc tái chế rác thải.

BÀI TẬP

Bài 1: Hãy nêu một số biện pháp tránh lạm dụng chất dẻo trong cuộc sống thường ngày.

Giải nhanh:

- Hạn chế chất dẻo ra môi trường. Sử dụng đồ dùng bền và có thể dùng được nhiều lần.

- Sử dụng đồ dùng làm bằng chất dẻo nhiều lần.

- Phân loại, thu thập và tái chế chất dẻo góp phần quan trọng bảo vệ môi trường.

Bài 2: Các polymer thiên nhiên như tinh bột, cellulose có khả năng phân hủy sinh học rất tốt. Hơn nữa, chúng được xem là các vật liệu xanh, có thể tái tạo. Hãy tìm hiểu và liệt kê một số vật dụng được làm từ loại polymer này.

Giải nhanh:

Một số vật dụng: bàn ghế, giường, tủ, giấy, sách, vở,...

Bài 3: Trong công nghiệp, PVC dùng làm chất dẻo được sản xuất từ ethylene với hiệu suất giả định cho từng bước theo sơ đồ sau:

C₂H₄ C₂H₄Cl₂ CH₂=CHCl PVC

Cần bao nhiêu tấn ethylene để sản xuất 1 tấn PVC theo sơ đồ hiệu suất trên?

Giải nhanh:

Hiệu suất của quá trình phản ứng là: H = 45,662%

mol =

Số tấn ethylene để sản xuất 1 tấn PVC là: tấn.