Bài giảng Tiết 24 - Bài 14: Vật liệu polime

Ngày soạn: 3/11/2009	Ngày dạy: 6/11/2009
Tiết 24. 	 Bài 14. VẬT LIỆU POLIME. 
A .Mục tiêu:
1. Kiến thức: Hs biết:- Khái niệm về cao su, keo dán.
 - Một số loại cao su, keo dán: điều chế, tính chất, ứng dụng.
 2. Kĩ năng: Rèn kĩ năng nghiên cứu và vận dụng kiến thức.
B. Phương pháp chủ yếu : Thảo luận, hoạt động nhóm.
C. Chuẩn bị: 
 1. GV : Giáo án.
 2. HS : Nghiên cứu trước nội dung bài học.
D. Tiến trình lên lớp:
I. Kiểm tra sĩ số, ổn định lớp.
II. Kiểm tra bài cũ : Kết hợp với bài học.
III. Bài mới.
Hoạt động của thầy và trò
Nội dung ghi bảng.
Hoạt động 1.
GV: Yêu cầu Hs nghiên cứu SGK, thảo luận, nêu khái niệm cao su.
 HS: Nghiên cứu SGK, thảo luận, nêu khái niệm cao su.
Hoạt động 2.
GV: Trình bày cấu tạo của cao su.
Yêu cầu Hs nghiên cứu SGK, thảo luận, liên hệ thực tế, nêu tính chất và ứng dụng của cao su.
HS: Nghiên cứu SGK, thảo luận, liên hệ thực tế, nêu tính chất và ứng dụng của cao su.
Hoạt động 3.
GV: Yêu cầu Hs nghiên cứu SGK, thảo luận, nêu pư điều chế, tính chất, ứng dụng của cao su buna, cao su isopren.
HS: Nghiên cứu SGK, thảo luận, nêu tên, pư điều chế, tính chất, ứng dụng của cao su buna, cao su isopren.
Hoạt động 4.
GV: Yêu cầu Hs nghiên cứu SGK, thảo luận, nêu khái niệm keo dán, các loại keo dán.
 HS: Nghiên cứu SGK, thảo luận, nêu khái niệm keo dán, các loại keo dán.
Hoạt động 5.
GV: Trình bày cấu tạo của keo dán epoxi.
Yêu cầu Hs nghiên cứu SGK, thảo luận, nêu ứng dụng, cách dùng của keo dán epoxi.
HS: Nghiên cứu SGK, thảo luận, nêu ứng dụng, cách dùng của keo dán epoxi.
Hoạt động 6.
GV: Trình bày pư tạo keo dán ure – fomanđehit. 
Yêu cầu Hs nghiên cứu SGK, thảo luận, nêu ứng dụng, cách dùng của keo dán ure - fomanđehit.
HS: Nghiên cứu SGK, thảo luận, nêu ứng dụng, cách dùng của keo dán ure - fomanđehit.
Hoạt động 6.
GV: Trình bày kiến thức về nhựa vá săm, keo hồ tinh bột.
III- CAO SU
1. Khái niệm 
- Tính đàn hồi là t1inh bíên dạng khi chịu lực tác dụng bên ngoài và
 trở lại dạng ban đầu khi lực đó thôi tác dụng.
- Cao su là vật liệu polime có tính đàn hồi
- Có hai loại cao su : Cao su thiên nhiên và cao su tổng hợp.
2. Cao su thiên nhiên 
Cao su thiên nhiên lấy từ mủ cây cao su. Cây cao su có tên khoa học là Heveabrasiliensis, có nguồn gốc từ Nam Mĩ, được trồng ở nhiều nơi trên thế giới và nhiều tỉnh ở nước ta.
a) Cấu trúc
- Cao su thiên nhiên là polime của isopren : ( CH2 -C =CH -CH2 )n n = 1500 – 15000 CH3
- Nghiên cứu nhiễu xạ tia X cho biết các mắt xích isopren đều có cấu hình cis như sau : 
b) Tính chất và ứng dụng
- Caosu thiên nhiên có tính đàn hồi, không dẫn nhiệt và điện, không thấm khí và nước, không tan trong nước, etanol,...nhưng tan trong xăng và benzen.
- Do có liên kết đôi trong phân tử polime, cao su thiên nhiên có thể tham gia các phản ứng cộng H2, HCl, Cl2,... và đặc biệt có tác dụng với lưu huỳnh cho cao su lưu hóa. Cao su lưu hóa có tính đàn hồi, chịu nhiệt, lâu mòn, không trong dung môi hữu cơ .
- Bản chất của qúa trình lưu hóa (đun nóng ở 1500C hỗn hợp cao su và lưu huỳnh với tỉ lệ khoảng 97 : 3 về khối lượng) là tạo cầu nối 
–S–S– giữa các mạch phân tử cao su làm cho chúng trở thành mạng không gian.
- Cao su có tính đàn hồi vì mạch phân tử có cấu hình cis, có độ gấp khúc lớn. Bình thường, các mạch phân tử này xoắn lại hoặc cuộn tròn vô trật tự. Khi bị kéo căng, các mạch phân tử cao su duỗi ra theo chiều kéo. Khi buông ra các mạch phân tử lại trở về hình dạng ban đầu.
3. Cao su tổng hợp.
- Cao su tổng hợp là loại vật liệu polime tương tự cao su thiên nhiên, thường được điều chế từ các ankađien bằng pư trùng hợp.
- Có nhiều loại cao su tổng hợp, trong đó có một loại thông dụng sau đây :
a) Cao su buna
 - Cao su buna chính là polibutađien tổng hợp bằng phản ứng trùng hợp buta -1,3 - đien có mặt Na:
 nCH2 = CH - CH = CH2 ( CH2 - CH = CH - CH2 )n
- Cao su buna có tính đàn hồi và độ bền kém cao su thiên nhiên .
- Khi đồng trùng hợp buta - 1,3 - đien với stiren C6H5CH = CH2 có mặt Na, ta được cao su buna –S có tính đàn hồi cao; đồng trùng hợp buta - 1,3 - đien với acrilonitrin CNCH = CH2 có mặt Na, ta được cao su buna –N có tính chống dầu cao.
b) Cao su isopren 
- Khi trùng hợp isopren có hệ xúc tác đặc biệt, ta được poliisopren gọi là cao su isopren : ( CH2 - C = CH - CH2 )n
 CH3
-Tương tự người ta còn sản xuất policloropren
 ( CH2 - CCl = CH - CH2 )n và polifloropren ( CH2 -CF =CH-CH2)n
 Các polime này đều có tính đàn hồi nên được gọi là cao su cloropren và cao su floropren . Chúng bền với dầu mỡ hơn cao su isopren.
III- KEO DÁN 
 1. Khái niệm 
- Keo dán (keo dán tổng hợp hoặc keo dán tự nhiên) là loại vật liệu có khả năng kết dính hai mảnh vật liệu giống nhau mà không làm biến đổi bản chất các vật liệu được kết dính.
- Bản chất của keo dán là có thể tạo ra màng hết sức mỏng, bền vững (kết dính nội) và bám chắc vào hai mảnh vật liệu được dán (kết dính ngoại).
2. Phân loại 
Có thể phân loại keo dán theo hai cách thông thường sau:
a) Theo bản chất hóa học, có keo dán hữu cơ như hồ tinh bột, kẹo epoxi,... và keo dán vô cơ như thủy tinh lỏng, matit vô cơ (hỗn hợp dẻo của thủy tinh lỏng với các oxit kim loại như ZnO, MnO, Sb2O3,...) 
 b) Theo dạng keo, có keo lỏng (như dung dịch hồ tinh bột trong nước nóng, dung dịch cao su trong xăng,...), keo nhựa dẻo (như matit vô cơ, matit hữu cơ, bitum,...) và keo dán dạng bột hay bản mỏng (chảy ra ở nhiệt độ thích hợp và gắn kết hai mảnh vật liệu lại khi để nguội).
3. Một số loại keo dán tổng hợp thông dụng 
a) Keo dán epoxi 
Keo dán epoxi gồm 2 hợp phần : hợp phần chính là hợp chất hữu cơ chứa 2 nhóm epoxi ở hai đầu.
 Thí dụ :
 n = 5 - 12
Hợp phần thứ hai gọi là chất đóng rắn, thường là các “tri amin” như H2NCH2CH2NHCH2CH2NH2.
Khi cần dán mới trộn 2 thành phần trên với nhau. Các nhóm amin sẽ phản ứng với các nhóm epoxi tạo ra polime mạng không gian bền chắc gắn kết 2 vật cần dán lại.
Keo dán epoxi dùng để dán các vật liệu kim loại, gỗ thủy tinh, chất dẻo trong các ngành sản xuất ôtô, máy bay, xây đựng và trong đời sống hàng ngày. 
b) Keo dán ure - fomanđehit
Keo dán ure - fomanđehit được sản xuất từ poli(ure - fomanđehit). Poli(ure - fomanđehit) được điều chế từ ure và fomanđehit trong môi trường axit :
 n NH2 -CO -NH2 + n CH2O n NH2 - CO -NH - CH2OH ( NH - CO -NH - CH2 )n + nH2O
 poli(ure - fomanñehit) 
Khi duøng, phaûi theâm chaùt ñoùng raén nhö axit oxalic HOOC-COOH, axit lactic CH3CH(OH)COOH,... ñeå taïo polime maïng khoâng gian, raén laïi, beàn vôùi daàu môõ vaø moät soá dung moâi thoâng duïng. Keo ure - fomanñehit duøng ñeå daùn caùc vaät lieäu baèng goã, chaát deûo.
4. Moät soá loaïi keo daùn töï nhieân 
a) Nhöïa vaù saêm 
Nhöïa vaù saêm laø dung dòch daïng keo cuûa cao su thieân nhieân trong dung moâi höõu cô nhö toluen, xilen,... duøng ñeå noái hai ñaàu saêm vaø vaù choã thuûng cuûa saêm. Hieän nay coøn coù nhieàu loaïi nhöïa vaù saêm laø keo daùn toång hôïp chaát löôïng cao.
b) Keo hoà tinh boät 
Tröôùc kia ngöôøi ta thöôøng naáu tinh boät saén hoaëc tinh boät gaïo neáp thaønh hoà tinh boät laøm keo daùn giaáy. Keo hoà tinh boät hay bò thiu, moác neân ngaøy nay ngöôøi ta thay baèng keo daùn toång hôïp, chaúng haïn nhö keo cheá töø poli(vinyl ancol).
IV. Củng cố bài :
1- Nhấn mạnh kthức, kĩ năng quan trọng.
2- Hs thảo luận, làm bài tập 4, 5 SGK trang 99.