Bài giảng Vật liệu học: Chương 3 - TS. Nguyễn Văn Dũng

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:0

Thêm vào BST

Báo xấu

69
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Vật liệu học - Chương 3: Cấu trúc vật liệu hữu cơ" cung cấp cho người học các kiến thức: Hợp chất cao phân tử, polymer tự nhiên và tổng hợp, khối lượng phân tử polymer, phụ gia,... Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Vật liệu học: Chương 3 - TS. Nguyễn Văn Dũng

CHƯƠNG 3: CẤU TRÚC VẬT LIỆU HỮU CƠ CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
2 Monomer: phân tử nhỏ tổng hợp ra polymer Đơn vị cơ sở = Mer = Repeat unit: phần tử nhỏ nhất c a chuỗi polymer, khi lặp l i sẽ t o ra phân tử polymer Monomer CuuDuongThanCong.com Polymer https://fb.com/tailieudientucntt
3 Polymer tự nhiên: có nguồn gốc từ động thực vật  Tinh bột  Gỗ  Bông  Tơ  Da  Len  Cao su  ADN Polyme tổng hợp: PE, tơ nilon, cao su buna, nhựa phenol formaldehyde, PVC, PS, PP, ABS, silicone,… polydimethylsiloxane (PDMS) CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
4 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
5 Có 2 cách xác định khối lượng trung bình phân tử polymer: - Tính theo phần mol: 𝑴 - Tính theo phần khối lượng: 𝑀 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
6 Ni is the number of molecules with molecular weight, M i Ni = số phân tử i có khối lượng Mi xi = phần mol của số phân tử i có khối lượng trong khoảng Mi wi = phần khối lượng của số phân tử i có khối lượng trong khoảng Mi CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
7 Ví dụ: tính khối l ợng trung bình c a sinh viên trong lớp Sinh viên Khối l ợng (lb) 1 104 2 116 Tính khối lượng trung bình c a sinh 3 140 viên: 4 143 a) Dựa trên tỉ lệ số sinh viên trong 5 180 mỗi kho ng khối lượng? 6 182 b) Dựa trên tỉ lệ khối lượng c a sinh 7 191 viên trong mỗi kho ng khối lượng? 8 220 9 225 10 380 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
8 Gi i: Đầu tiên chia SV theo kho ng khối l ợng cách nhau 40 lb. Khoảng K. lượng Phần số Phần k.lượng Số SV trung bình lượng k.lượng Ni NiWi xi  wi  Ni Wi xi wi  Ni  NiWi 81-120 2 109 0.2 0.117 121-160 2 142 0.2 0.150 2 161-200 3 184 0.3 0.294 x81120   0.2 201-240 2 223 0.2 0.237฀ 10 ฀ 241-280 0 - 0 0.000 281-320 0 - 0 0.000 2 x 110 321-360 0 - 0 0.000 w 81120   0.117 361-400 1 380 0.1 0.202 1881 ฀ S Ni S N iWi M n   x M  188 lb 10 1881 i i 187.9 217.63601 Mw   wi Mi  218 lb CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
9 Ví dụ: Xác định khối lượng trung bình PVC theo số liệu cho kèm? CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
10 Mức độ trùng hợp (Degree of polymerization): số mer hay số mắt xích trong phân tử polymer m là khối lượng của 1 mắt xích (mer) VD: tính DP của PVC theo số liệu bảng trước m = 62.496 g/mol CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
11 Chất làm đầy – Fillers: + Mục đích: tăng c ng cơ tính (kéo và nén), chống mài mòn, tính bền dai, tính dẽo, bền nhiệt và gi m giá thành,… + VD: mùn c a, bột silica (cát), vụn th y tinh, đất sét, bột talc, đá vôi, polymer khác,… Chất làm dẻo – Plasticizers: + Mục đích: chất hóa dẻo làm gi m nhiệt độ th y tinh hóa Tg, và nhiệt độ nóng ch y Tm c a polyme. Nó làm gi m tính c ng nh ng tăng tính bền, dai, dẽo, mềm c a vật liệu. + Chất hóa dẻo th ng là este c a các hợp chất hữu cơ nh DBP - dibutyl Phtalat, DOP - dioctyl phtalat, DIOP - diizooctyl phtalat... + ng dụng: màn mỏng, áo m a, ống, màn cửa,… CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
12 Chất tạo màu – Colorants: thuốc nhuộm (dye) hoặc bột màu (pigment) Chất ổn định – Stabilizers: + Mục đích: giúp tăng tuổi thọ c a polymer khi làm việc d ới môi tr ng ánh sáng, nhiệt, b c x Chất chống cháy – Flame Retardants: + Mục đích: chất chống cháy ph i có nhiệm vụ là làm chậm, ngăn c n và dập tắt quá trình cháy + T o lớp b o vệ trên bề mặt pha rắn: ngăn c n sự tiếp xúc c a oxi với bề mặt polymer, t o thành một lớp cách nhiệt. + Dập tắt gốc tự do ho t động trên pha khí: phụ gia có ch a halogen và photpho có thể tác dụng với các gốc tự do này để t o ra các chất ít ho t động góp phần ngăn c n sự cháy. CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
13  Hình d ng c a chuỗi polymer nh hình gấp khúc và xoắn, các nguyên tử cacbon có thể quay quanh trục liên kết C-C.  Chuỗi polymer cũng có thể cuộn l i theo hình d ng khác nhau CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
14 M ch thẳng (linear) VD: HDPE, PVC, Nylon, Cotton M ch nhánh (branch) VD: LDPE Liên kết ngang (crosslink) VD: cao su lưu hóa M ng lưới (network) CuuDuongThanCong.com VD: nhựa epoxy, phenol formaldehyde https://fb.com/tailieudientucntt
15 + Sắp xếp ngẫu nhiên (random) VD: cao su SBR, NBR Ngẫu nhiên + Sắp xếp xen kẽ (alternating) VD: nhựa PET + Sắp xếp theo nhóm (block) Xen kẽ VD: Pluronic P123, triblock polymer HO(CH2CH2O)20(CH2CH(CH3)O)70(CH2CH2O)20H Nhóm + Sắp xếp dạng nhánh ghép (graft) VD: HIPS (high-impact polystyrene) Tạo thành từ nhánh chính styrene và nhánh Nhánh ghép ghép butadien CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
16 Bao gồm các liên kết C-H, C-F, C-Cl, C-C, C=C, C≡ C, C=O, C-N,… Gồm các liên kết σ và liên kết π CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
17  Gồm liên kết Van der Waals, liên kết hydro, liên kết cộng hóa trị  Liên kết ngang làm tăng độ bền nhiệt, độ bền cơ, khó hòa tan, gi m tính dẻo c a vật liệu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
18 Khi có lực tác dụng, polymer bị biến dạng không thuận nghịch (mạch thẳng) hay thuận nghịch (mạch có liên kết ngang)  tạo tính đàn hồi Kéo Stretch Cross-Linked Polymer The chains can be stretched, which causes Kéo Stretch Relax Co l i The cross-links hold the chains together. Với biến dạng thuận nghịch có 3 trường hợp: đàn hồi cao, hiện tượng hồi phục và hiện tượng trể (hồi phục không hoàn toàn) CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
19 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
20 Fe3C – cấu trúc tinh thể trực thoi (Orthorhombic) CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt