Bài tập tính chất cơ lý

CHẾ HOÀI PHƯƠNG 1319301 BÀI TẬP TÍNH CHẤT CƠ LÝ Cấu trúc vô định hình Khi các mạch phân tử polymer không thể sắp xếp theo một trật tự nào thì ta có cấu trúc vô định hình. Ví dụ như nhựa PMMA, PC, PS, PVC, SAN, ABS, Polymer bán kết tinh Kết tinh là polymer mà các mạch phân tử sắp xếp trực tự gần trong không gian. Ví dụ như nhựa PE, PP, PET, POM, PA, Teflon, Thực tế không có những polymer có cấu trúc sắp xếp đều đặn trong không gian ba chiều theo dạng bó hoặc tồn tại polymer kết tinh hoàn toàn mà vẫn có vùng không kết tinh, gọi là polymer bán kết tinh. AMORPHOUS PVC Giới thiệu: Polyvinylclorua (viết tắt và thường gọi là PVC) là một loại nhựa nhiệt dẻo được tạo thành từ phản ứng trùng hợp vinylclorua. Công thức cấu tạo PVC được trùng hợp theo cơ chế gốc tự do là sự kết hợp của các phân tử theo “ đầu nối đuôi” thành mạch phát triển. Tính chất cơ lý: PVC là một polymer vô định hình ở dạng bột có màu trắng đục tỉ trọng 1,4÷1,45 g/mc3 với chỉ số khúc xạ 1.544. PVC là nhựa nhiệt dẻo có tc = 800C kém bền nhiệt, kém đồng đều về trọng lượng phân tử, độ trùng hợp có thể từ 100÷2000. PVC bị lão hóa nhanh chóng, do đó làm giảm tính co giãn và tính chất cơ học. Có tính dòn, không mềm dẻo như PE hoặc PP. PVC là loại vật liệu cách điện tốt, các vật liệu cách điện từ PVC thường sử dụng thêm các chất hóa dẻo tạo cho PVC này có tính mềm dẻo cao hơn, dai và dễ gia công hơn. Tỉ trọng của PVC vào khoảng từ 1,25 đến 1,46 g/cm3 (nhựa chìm trong nước), cao hơn so với một số loại nhựa khác như PE, PP, EVA (nhựa nổi trong nước)... PVC cứng là PVC có thành phần chủ yếu là bột PVC, chất ổn định nhiệt, chất bôi trơn, chất phụ gia...(không có chất hóa dẻo). Hỗn hợp của chúng được trộn trong máy trộn, sau đó được làm nhuyễn trong máy đùn, máy cán, ở nhiệt độ 160 - 180oC. Chống thấm hơi, nước kém hơn các loại PE, PP. Ứng dụng: Sử dụng làm nhãn màng co các loại chai, bình bằng nhựa hoặc màng co bao bọc các loại thực phẩm bảo quản , lưu hành trong thời gian ngắn như thịt sống, rau quả tươi. Ngoài ra, PVC được sử dụng để làm nhiều vật gia dụng cũng như các lọai sản phẩm thuộc các ngành khác. Ứng dụng PVC trong đời sống và kĩ thuật rất phong phú Một số ứng dụng của PVC PC Giới thiệu: Polyacbonat (tên thương hiệu Lexan, Makrolon, Makroclear, arcoPlus®) Polycarbonate là một loại nhựa nhiệt dẻo có chứa các gốc cacbonate Công thức phân tử Tính chất cơ lý PC có mật độ: 1,20-1,23 g/cm3 ; độ cứng-Rodwell: Tính chống thấ-m khí, hơi cao hơn các loại PE, PVC nhưng thấp hơn PP, PET. Trong suốt, tính bền cơ và độ cứng vững rất cao, khả năng chống mài mòn (do các yếu tố ảnh hưởng của khối lượng phân tử, bán kính, nhiệt độ và các chất phụ gia) Chịu nhiệt cao (trên 1000C). PC dễ dàng chế tác, đúc và uốn nóng. Tấm PC có khả năng chịu va đập cao, cách âm, kháng cháy và bền trong điều kiện môi trường và thời tiết khác nghiệt. Tấm PC nhẹ, kháng tia tử ngoại (UV) tốt. PC có nhiệt độ chuyển tiếp thủy tinh Tg khoảng 1470C, nhiệt độ chảy nhớt khoảng 1550C. PC có khả năng kháng hóa chất tốt trong acid loãng, rượu, mỡ bôi trơn-dầu PC có độ trong suốt cao, có độ truyền ánh sang tốt hơn nhiều loại kính Ứng dụng Tấm PC được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực: cửa sổ chống đạn, mái lấy sáng, mái che, bảng quảng cáo, tường cách âm, nhà kính, Với khả năng chịu nhiệt cao nên PC được dùng làm bình, chai, nắp chứa thực phẩm cần tiệt trùng. Màng PC có tính chống thấm khí, hơi kém, giá thành PC cao gấp ba lần PP, PET nên ít được sử dụng. Khiêng của cảnh sát An ninh ngân hàng Dùng làm nhà kính Tường cách âm PES Giới thiệu: Polyethersufone (PES) là loại polymer thuộc nhóm polymer nhiệt dẻo, được biết đến với độ bền và ổn định ở nhiệt độ cao, là vô định hình, trong suốt, màu hổ phách. Được giới thiệu năm 1965 bởi Union Carbide, thường được sử dụng trong các ứng dụng đặc biệt và thay thế tốt cho nhựa polycarbonate Công thức phân tử Tính chất cơ lý Polyethersufone cứng, có độ bền va đập cao, trong suốt, giữ tính chất ở khoảng -100°C đến 150°C, có tính ổn định cao, thay đổi kích thước nếu tiếp xúc với nhiệt độ sôi của nước hay nhiệt độ 150°C không khí, độ thay đổi không quá 0.1%. Nhiệt độ thủy tính hóa của PES khoảng 185°C. Polyethersufone có khả năng chống acid kim loại, kim loại kiềm, điện giải, pH dao động từ 2-13, có khả năng chống oxy hóa cho nên có thể tẩy sạch bề mặt, ngoài ra PES còn có khả năng chống chất hoạt động bề mặt và các loại dầu hydrocarbon. Không chịu được dung môi phân cực thấp (ví dụ như xeton và các hydrocacbon clo) và hydrocarbon thơm. Nó cũng có khả năng ổn định trong dung dịch nước axit và bazơ và nhiều loại dung môi không phân cực; Tuy nhiên, nó hòa tan trong dichloromethane và methylpyrrolidone. Sức căng và độ cứng của PES cao hơn so với các loại nhựa vô định hình khác có chứa các nhóm chức béo trong cấu trúc mạch. Độ bền của nó vẫn được giữ nguyên ngay cả khi có kích thước rất nhỏ. Chính vì vậy PES cho phép các sản phẩm được thiết kế với kích thước nhỏ. Ngoài ra, PES có tính mềm dẻo nhất định nên khi ở nhiệt độ thấp độ bền va đập vẫn rất cao. Khả năng chống va đập bị tác động bởi các yếu tố như nhiệt độ, độ ẩm, hình dạng mẫu và điều kiện gia công. Độ bền va đập giảm khi môi trường có độ ẩm thấp, khô và khi có vết khắc càng sâu. Chính bởi điều này mà PES cũng cần được biến tính để giảm thiểu ảnh hưởng của các yếu tố này Polyethersufone có khả năng chống dão tốt ngay cả ở nhiệt độ cao. Khả năng chống dão của các loại nhựa nhiệt dẻo tại 200C được biễu diễn như hình dưới. Qua thời gian thì khả năng chống dão của PES vẫn không thay đổi nhiều. Giống như hầu hết các loại nhựa nhiệt dẻo thì PES là một chất cách điện tốt nhờ có giá trị hằng số điện môi thấp. Ứng dụng: Trong công nghiệp bao bì, vỏ bảo vệ, sử dụng trong  các ngành công nghiệp thực phẩm: rượu, nước khoáng, nước uống, đồ uống và các bộ lọc khác, ứng dụng các ngành công nghiệp điện tử: nước cao, thiết bị nước siêu tinh khiết, hoá chất và lọc đầu cuối khác, ngành công nghiệp điện tử: lọc cuối cùng của nước tinh khiết cao và nguyên liệu hóa học. Lõi lọc giấp xếp PES vật liệu tạo màng bao bì Bộ lọc capsule ứng dụng điển hình SEMI-CRYSTALLINE PP Giới thiệu: Popy Propylen (PP), tên IUPAC là poly(propene), ngoài ra còn được gọi bằng 1 số tên khác như: Polypropylene; Polypropene; Polipropene 25 [USAN]; Propene polymers; Propylene polymers; 1-Propene. Polypropylen là bán tinh thể nhiệt dẻo và thuộc về nhóm các polyolefin.  PP có tỷ trọng vô định hình:  0.85 g/cm3 và tỷ trọng PP kết tinh 0.95 g/cm3 Công thức phân tử: PP được tổng hợp bằng phương pháp trùng hợp monomer propene Poly(propene) Tính chất cơ lý PP không màu không mùi,không vị, không độc. PP cháy sáng với ngọn lửa màu xanh nhạt, có dòng chảy dẻo, có mùi cháy gần giống mùi cao su. Chịu được nhiệt độ cao hơn 100oC. Tuy nhiên nhiệt độ hàn dán mí (thân) bao bì PP (140oC), cao so với PE - có thể gây chảy hư hỏng màng ghép cấu trúc bên ngoài, nên thường ít dùng PP làm lớp trong cùng. Có tính chất chống thấm O2, hơi nước, dầu mỡ và các khí khác. Tính bền cơ học cao độ giãn dài 250-700%, độ bền kéo 30 - 40 N/mm2 , độ bền va đập 3.28-5.9 KJ/m2 Trong suốt, độ bóng bề mặt cao cho khả năng in ấn cao, nét in rõ. PP là kháng với hầu như tất cả hữu cơ dung môi và mỡ bôi trơn, và hầu hết các axit và kiềm. PP là hòa tan cao trong ở nhiệt độ cao hơn xylene, tetralin và decalin, và các dung môi khác. Do năng lượng bề mặt thấp của nó, nó có thể được thanh rất xấu và có nó được in. PP có một nhiệt độ chuyển thủy tinh của 0 đến -10 ° C và do đó trong lạnh giòn. Nhiệt độ sử dụng trên là 100-110 ° C. Phạm vi Crystallite nóng chảy là 160-165 ° C. Ứng dụng Y tế: Polypropylene đã được sử dụng trong thoát vị và cơ quan vùng chậu sửa chữa sa hoạt động để bảo vệ cơ thể khỏi thoát vị mớ, sử dụng phổ biến trong tổng hợp, nonabsorbable khâu Prolene, sản xuất bởi Ethicon Inc. Dụng cụ phòng thí nghiệm: nhiều dụng cụ trong phòng thí nghiệm được sản xuất từ PP vì khả năng chịu nhiệt, chịu lực lớn Quần áo:  sử dụng trong sản phẩm không dệt, với hơn 50% được sử dụng  cho tã hoặc các sản phẩm vệ sinh, nơi nó được xử lý để hấp thụ nước (ưa nước) chứ không phải là tự nhiên đẩy lùi nước (hydrophobic) Một số mẫu ứng dụng của PP PET Giới thiệu: PET: Polyethylene terephthalate còn được viết là poly(ethylene terephthalate)), tên theo danh pháp IUPAC Poly(ethyl benzene-1,4-dicarboxylate), ngoài ra PET con được gọi bằng 1 số tên thương hiệu như Dacron, terylene PET là polymer bán tinh thể nhiệt dẻo, hay được gọi là polyester (dễ gây nhầm lẫn) PET có tỷ trọng 1.370g/cm3 và tỷ trọng đơn tinh thể là 1.455g/cm3 Công thức phân tử PET PET Tính chất cơ lý: Polyethylene terephthalate polyester (PETP) là một polymer cứng, mạnh mẽ, chất liệu chiều ổn định khó hấp thụ rất ít nước.  PET là polymer không màu và trong suốt nhưng ở phần dày PET trông hơi trắng đục Nó có đặc tính cản khí tốt và kháng hóa chất tốt ngoại trừ việc kiềm (trong đó thủy phân nó).  PET có tính chất cứng, nhẹ và chống va đập cao PET có độ bền với nhiệt khá cao: nhiệt độ sôi >2500C, điểm sôi >3500C (phân hủy), và PET gần như không hòa tan trong nước và có độ dẫn nhiệt cao 0.15 đến 0,24 W m-1K-1 Nhiệt chuyển thủy tinh từ 67-810C PET độ dẻo dai và khả năng chống mệt mỏi lên đến 150%, có khả năng chống nhăn, chống mài mòn tốt PET có độ nhớt cao, có khả năng hút ẩm tốt Ứng dụng: Sử dụng nhiều trong công nghệ sản xuất chai nước đóng chai. Sử dụng trong khử trùng nước khử năng lượng mặt trời Sử dụng trong sản xuất quần áo, vận dụng đa dùng Sử dụng thành phần sợi để tạo ứng dụng trong ngành may và điện PPS Giới thiệu PPS: Polyphenylene sulfide, tên thương mại Ryton lần đầu năm 1968 PPS  là một hữu cơ polymer gồm thơm vòng liên kết với các sulfua PPS là một kỹ thuật nhựa được dùng tới ngày nay với hiệu suất cao Công thức phân tử PPS PPS Tính chất cơ lý Ở trạng thái tinh khiết PPS có màu trắng đục PPS là polymer nhiệt dẻo có tính chịu nhiệt cao, cấu trúc phân tử của PPS giúp nó có khả năng chịu trách nhiệm cho các điểm nóng chảy, kháng hóa chất, ổn định nhiệt và không dễ bị cháy, nhiệt độ nóng chảy 315-3430C PPS ổn định, có độ bền cơ học rất cao, có tính cứng lớn, độ bền va đập lớn, cường độ chịu kéo và modulus kéo tốt Chống ẩm tốt, không cháy liên tục ở 2500C Thông số vật lý của PPSTensile Strength 0.50 N / mm² Strength khía Tác động 1.50 Kj / m²Hệ số nhiệt độ mở rộng 70 x 10-6 Mật độ 1,34 g / cm3  Không hòa tan ở bất kì dung môi nào dưới 2000C Có hiệu quả cách điện và trơ với hóa chất cực tốt, dễ dàng duy trì độ biến động về nhiệt và độ ẩm Có tính chống ăn mòn và khả năng cơ học chịu được tải cao, tạo các sợi thủy tinh gia cố tính chất cơ cho vật liệu Kháng từ biến rất tốt thậm chí ở nhiệt độ cao Ứng dụng Linh kiện điện tử: thiết bị chuyển mạch, phích, bobbins, Phụ tùng ô tô: các hệ thống nạp khí, máy bơm, van, vòng đệm, Thiết bị phẫu thuật Ứng dụng trong tương tác với nước uống