Bài giảng Hóa học 12 - Vật liệu Polime tổng hợp

Phần tổng hợp Nội dung trình bày của nhóm A. KEO DÁN B. POLIME DẪN ĐIỆN C. MỘT SỐ LOẠI POLIME KHÁC A. KEO DÁN I. Khái niệm và phân loại keo dán: - Khái niệm: Keo dán là một loại vật liệu có khả năng kết dính hai mảnh vật liệu giống nhau hoặc khác nhau mà không làm biến đổi bản chất của các vật liệu được kết dính. Bản chất của keo dán là tạo ra màng hết sức mỏng, bền vững và bám chắc vào hai mảnh vật liệu được dán. - Phân loại: 	+ Keo thiên nhiên: hợp chất sẵn có trong thiên nhiên có nguồn gốc động vật, thực vật và khoáng chất + Keo tổng hợp: Thu được qua quá trình chế biến hóa học. Keo tổng hợp có hai dạng là: keo tổng hợp vô cơ(thủy tinh nước…) Keo tổng hợp hữu cơ(thuộc nhóm hợp chất cao phân tử). II. Keo epoxy: 	1. Thành phần: 	-Keo dán epoxy gồm hai hợp phần: 	+Hợp phần chính là hợp chất hữu cơ chứa 2 nhóm epoxy ở hai đầu. 	+Hợp phần thứ hai gọi là chất đóng rắn.	 	- Cách dùng: Khi cần dán mới trộn hai thành phần trên với nhau. Các nhóm amin sẽ phản ứng với các nhóm epoxy tạo ra polime mạng không gian bền chắc gắn kết hai vật cần dán lại. A. KEO DÁN 	2. Điều chế: 	-Keo epoxy được chế tạo từ oligome epoxy bằng phương pháp ngưng tụ ancol đa chức (hay dùng là bis_phenol) với epyclohydrin có xúc tác kiềm. 	 	-Sản phẩm thu được là polime có mạch thẳng với hai đầu là hai nhóm epoxy A. KEO DÁN 3. Chất đóng rắn 	Để đóng rắn Epoxy người ta có thể dùng chất đóng rắn như phenol, ancol, amin, axit cacboxilic và anhidrit của axit cacboxilic. 4. Tính chất 	-Độ bám dính cao thích hợp dùng cho nhiều vật liệu như kim loại, thủy tinh, gốm sứ, chất dẻo... 	-Độ co thấp nên đường keo khá bền. 5. Ứng dụng: 	-Keo dán epoxy là trong những loại keo được ứng dụng rộng rãi nhất, dùng để dán các vật liệu khó dán, mang lại hiệu quả lớn cho nhiều lĩnh vực khác nhau như sản xuất ôtô, máy bay, xây dựng và trong đời sống hàng ngày. 	-Giá thành khá rẻ. Dao động tứ 60.000-70.000/thùng 5 lít. A. KEO DÁN III. Keo Urefomandehit (UF): 	1. Khái niệm: 	- Keo urefocmaldehit (UF) là loại keo tổng hợp được dùng phổ biến ở nước ta và trên thế giới. 	- Keo UF có nhiều ưu điểm như: độ bám dính tốt, giá thành rẻ, dễ sử dụng…nhưng có nhược điểm là kém bền nước. A. KEO DÁN 2. Tổng hợp keo UF: 	Keo UF được tổng hợp qua 2 giai đoạn. 	Giai đoạn 1: Trùng ngưng Ure với Focmalin: Phản ứng xảy ra trong môi trường kiềm. 	 	Giai đoạn 2: Đa tụ các oligome : Phản ứng xảy ra trong môi trường axit yếu. A. KEO DÁN 3. Ứng dụng: 	-Keo UF được sử dụng rộng rãi trong đời sống. 	-Dùng trong sản xuất gỗ ván. A. KEO DÁN IV. Một số loại keo khác: 	- Keo polivinyl axetat (PVAc) dùng để dán sách, hợp chất cách nhiệt, đệm,... 	-Keo poli uretan (PU) dán bao bì, dán tấm thạch cao, thanh dầm trên sàn nhà... 	-Hồ tinh bột: nấu tinh bột sắn hoặc tinh bột gạo nếp thành hồ tinh bột làm keo dán giấy. 	 A. KEO DÁN B. POLIME DẪN ĐIỆN I. Khái quát chung về polime dẫn điện 	-Polyme dẫn điện là polyme hữu cơ có tình dẫn điện tốt. - Ưu điểm cung cấp tính dẫn điện cao với các tính chất điện có thể được tinh chỉnh bằng cách sử dụng phương pháp tổng hợp hữu cơ và bằng các kỹ thuật phân tán tiên tiến.  -Hạn chế: Chi phí sản xuất, mâu thuẫn vật chất, độc tính, độ hòa tan kém trong dung môi nên phải xử lí bằng phân tán , không ổn định đối với độ ẩm không khí II. Polianilin (PANi): 1. Giới thiệu chung: -Polianilin là hợp chất cao phân tử được trùng hợp từ nhiều monome 	 	anilin. -Đây là polime dị hình, các mắt xích được nối với nhau bởi liên kết N-C. 	Trong cấu trúc mạch polime có chứa các liên kết π liên hợp Cấu trúc: B. POLIME DẪN ĐIỆN 2) Tính chất   -Tồn tại ở 3 trạng thái có thể chuyển đổi qua lại với nhau : 	+Leucoemaraldine. 	+Emaraldine. 	+Pernigraniline. -Tính dẫn điện đặc trưng, có thể chuyển thành trạng thái bán dẫn và không dẫn diện B. POLIME DẪN ĐIỆN 3. Tổng hợp polianilin 	- Thực hiện phản ứng tổng hợp polyaniline trong môi trường axit HCl như sau: 	+Cần dung dịch HCl, anilin sạch, K2S2O8 	+Khuấy đều 2 dung dịch HCl và anilin bằng máy khuấy đến khi thu được dung dịch trong suốt đồng nhất. 	+Sau đó hòa tan dung dịch K2S2O8 vào dung dịch anilin trong môi trường axit tại nhiệt độ 290C, áp suất 1 atm. Làm lạnh bình phản ứng để giữ nhiệt độ ổn định. 	+Sản phẩm thu được để lắng trong 72h. 	+Lọc lấy kết tủa và rửa lại bằng nước cất, lọc 1 lần với ete đểloại bỏchất hữu cơ còn dư và lọc lần cuối với nước cất. Bảo quản sản phẩm trong bình thủy tinh kín. 	-Ngoài ra phương pháp điện hóa cũng được làm phổ biến vì khá dễ làm và rẻ tiền 	 B. POLIME DẪN ĐIỆN 4. Ứng dụng:	-Phim dẫn điện trong suốt 	-Vật liệu phủ chống tĩnh điện	-Mực dẫn điện (mạch khuôn mẫu, RFIC, ăng-ten, vv) 	-Vật liệu catốt cho tụ 	-Vật liệu điện cực cho pin (pin thứ cấp, pin quang điện) 	-Vật liệu chuyển đổi nhiệt điện hữu cơ, vv 	-Vật liệu điện tử 	-Vật liệu OLED 	-Vật liệu điện cực trong suốt 	-Nhựa polycarbonate đặc biệt 	-Vật liệu phủ B. POLIME DẪN ĐIỆN Vật liệu cho tụ điện Phim dẫn điện Tơ siêu dẫn Vi mạch Sensor cảm biến Lớp phủ II. Polithiophene và dẫn xuất 1. Khái quát chung: 	- Polithiophene là vật liệu có độ bền nhiệt và độ dẫn nhiệt cao dùng để làm tấm pin năng lượng. 	 -Dẫn xuất của polithiophene là Poli (3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) là một loại polime dẫn điện rất cao. B. POLIME DẪN ĐIỆN 2. Tính chất - Ứng dụng: 	-Polithiophene là một polime dẫn điện điển hình. 	-PEDOT-PSS có độ truyền quang tốt trong trạng thái dẫn điện, độ ổn định cao. 	-Có độ dẫn cao có thể dùng làm catot trong tụ điện. 	-Có thể sử dụng lớp phủ kim loại để chống sự thoái hóa, ăn mòn của các vật liệu do tia tử ngoại, nhiệt độ, độ ẩm gây ra. 	-Dùng trong cảm biến sinh hóa. Đo hàm lượng glucozo trong máu dùng để chẩn đoán tiểu đường. 	 B. POLIME DẪN ĐIỆN B. POLIME DẪN ĐIỆN 3. Điều chế: -Nguyên liệu là 2,5-dibromo-3,4-ethylenedioxythiophene, dung môi sử dụng là toluen ở nhiệt độ là 35°C, BF3-O(Et)3 -Cho từ từ BF3-O(Et)3 vào dung môi rồi khuấy đều. -Tiếp tục khuấy đều hỗn hợp ở 30°C trong 2 giờ và sau đó đun nóng trong thời gian là 24h. - Trong quá trình thực hiện phản ứng sẽ có sinh ra khí Br, khí Br được hấp thụ vào nước. -Kết thúc phản ứng trong dung dịch phản ứng xuất hiện một dạng bột rắn màu xanh-đen sẽ được mang đi lọc, rửa nhiều lần bằng alcol và nước, và cuối cùng là rửa bằng cloroform. -Sau khi lọc sản phẩm ở dạng bột thì làm khô tự nhiên ngoài không khí và lò chân không ở 40°C. Đèn OLED Vật liệu điện cực trong suốt Pin năng lượng mặt trời Màng chọn lọc ion C. Một số loại polime khác * Poli (4-metyl-1pentene) là một polime có độ trong suốt quang học cao, ổn định nhiết tốt, đặc tính điện môi tốt. Công thức phân tử (C6H12)n * Ứng dụng: Lớp phủ cho hộp đựng thức ăn giấy cho lò vi sóng và lò nướng thông thường. Làm lớp phủ da tổng hợp. Thiết bị phòng thí nghiệm y tế… * Polyallylamine hydrochloride được sử dụng kết hợp với một số polime khác để ứng dụng trong y sinh học. Sử dụng làm điện cực hydrogen… C. Một số loại polime khác *	Poly benzimidazole sợi (PBI) được sử dụng trang phục bảo hộ như áo khoác lính cứu hỏa, găng tay chịu nhiệt, quần áo thợ hàn, vải phủ trên thành máy bay… C. Một số loại polime khác *	Nhựa Styrene-Acrylonitrile (SAN) được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực do có khả năng chịu nhiệt cao. C. Một số loại polime khác *	Polyelectroactive có tính dẻo cao. Được sử dụng làm cơ bắp nhân tạo, màn hình xúc giác (dùng cho người khiếm thị), thiết bị vi lỏng… C. Một số loại polime khác