Vật liệu Polymer là gì? Những ứng dụng của Polime trong đời sống

Polymer là thuật ngữ ko còn xa lạ với chúng ta, nhất là trong ngành công nghiệp nhựa và vật liệu tổng hợp. Nhưng bạn đã hiểu rõ về polymer là gì, tính chất và ứng dụng cũng như những loại polymer thường gặp chưa. Cùng đón đọc bài viết dưới đây của VietChem để tìm hiểu thêm về vật liệu Polymer và những vấn đề xoay quanh nó.

Polymer là gì?

Polymer (hay polime) là một khái niệm tiêu dùng cho những hợp chất mang khối lượng phân tử to và trong cấu trúc của chúng sẽ mang sự lặp đi lặp lại nhiều lần những mắt xích cơ bản. Trong đó, những mắt xích này được nối với nhau thông qua liên kết cùng hóa trị, hay hiểu một cách thuần tuý là Hai phân tử hoặc nhiều hơn sẽ được nối với nhau và chúng mang chung một cặp electron.

Polymer là gì?

Những khái niệm cơ bản và thuật ngữ về Polymer

1. Khái niệm cơ bản

- Khối lượng phân tử polymer:

M = n.m

Trong đó:

  • M: Khối lượng phân tử polyme
  • m: Khối lượng của một đơn vị monome (một đơn vị cấu tạo nên đa phân tử)
  • n: Hệ số trùng hợp hay hệ số trùng ngưng

Trong khoa học nghiên cứu về polymer, người ta thường tiêu dùng hai khái niệm khác của khối lượng phân tử là khối lượng phân tử trung bình số và khối lượng phân tử trung bình khối.

- Độ trùng hợp được hiểu là số mắt xích cơ bản trong phân tử polymer

- Mắt xích cơ bản là đơn vị lặp đi lặp lại trong phân tử polymer. Mắt xích cơ bản mang cấu tạo giống với monome trong phản ứng trùng hợp và tương đối giống với monome trong phản ứng trùng ngưng.

2. Một số thuật ngữ về Polymer

Mo-no-me được hiểu là một đơn vị phân tử mang khả năng liên kết với ít nhất hai đơn phân tử khác. Quá trình mà chúng liên kết lại với nhau được gọi là quá trình polime hóa. Trong đó, hai phân tử riêng lẻ của hai loại giống nhau hoặc khác nhau sẽ kết hợp lại với nhau và mang chung một cặp electron. Thể thống nhất này hình thành nên một liên kết, gọi là liên kết cùng hóa trị. Lúc liên kết này diễn ra tạo thành những phân tử to hơn được gọi là polime.

☢️☢️☢️ Hồ quang đãng điện là gì? Những giải pháp dập tắt hồ quang đãng điện

Cấu trúc Polymer

- Trong thực tế, mạch polymer là đường gãy khúc, rích rắc mà trong đó những liên kết đơn mang thể quay và uốn trong ko gian và lúc mạch rất dài mang thể mang hình dạng dây rối với rất nhiều chỗ uốn, lượn, gập vòng bởi sự quay của những liên kết.

- Về mặt cấu trúc mạch, mang thể chia thành bốn loại: thẳng, nhánh, lưới và ko gian. Thông thường, một loại polymer sẽ ko chỉ mang một loại cấu trúc. Ngày nay, với kỹ thuật tổng hợp polymer hiện đại, cho phép điều chỉnh cấu trúc của sản phẩm theo một hướng.

  • Polymer thẳng: đây là loại polymer mà trong đó những me liên kết với nhau tạo thành một mạnh duy nhất. Liên kết giữa những mạch thẳng này là loại Van der Waals với vai trò quan yếu. Những polyme mang mạch thẳng thường thấy mang thể kể tới như PE, PVC, PS, PMMA.
  • Polymer nhánh: là loại polymer gồm những mạch ngắn hơn (được gọi là mạch nhánh) nối với mạch chính.
  • Polymer lưới: gồm những mạch cạnh nhau được nối với nhau bằng liên kết đồng hóa trị ở một số vị trí trên mạnh, tạo ra mạch mang dạng lưới.
  • Polymer mạch ko gian: những me ba chức năng với ba liên kết đồng hóa trị hoạt tạo nên lưới ko gian ba chiều thay thế cho sườn mạch thẳng được hình thành bởi những me hai chức năng.

Polymer là gì? Polymer mang cấu trúc như thế nào?

Tính chất vật lý của Polymer

  • Phần nhiều những polime tồn tại ở dạng chất rắn, ko bay khá và nhiệt độ nóng chảy ko xác định
  • Lúc nóng chảy, phần đông polymer cho chất lỏng nhớt, nếu để nguội, nó sẽ rắn lại gọi là chất nhiệt dẻo. Một số polime khác ko nóng chảy lúc đun mà bị phân hủy, được gọi là chất nhiệt rắn.
  • Hầu như những polime ko tan trong nước hay dung môi thông thường, chỉ tan trong loại dung môi thích hợp.
  • Những polime mang sự khác nhau về những đặc tính như tính dẻo, tính đàn hồi, độ giai, độ giòn,…

Tính chất hóa học của Polymer

1. Phản ứng phân cách mạch polymer

  • Đối với polime mang nhóm chức sẽ dễ bị thủy phân như tinh bột, xenlulozo,…
  • Polime trùng hợp sẽ tạo thành những đoạn ngắn và cuối cùng trở lại những monome ban sơ lúc nhiệt phân ở nhiệt độ thích hợp.
  • Ở một số loại polime khác lúc bị oxi hóa sẽ cắt mạch thành những phân tử nhỏ hơn.

2. Phản ứng giữ nguyên mạch polymer

  • Những polime mang liên kết đôi, liên kết ba trong mạch hay nhóm chức ngoại mạch mang khả năng tham gia những phản ứng đặc trưng của liên kết và nhóm chức đó.

3. Phản ứng tăng mạch polymer

  • Ở trong một điều kiện thích hợp, những mạch polime mang thể nối lại với nhau thành mạch dài hơn hoặc thành mạng lưới.

♻️♻️♻️ Ô nhiễm môi trường biển là gì? Nguyên nhân & giải pháp khắc phục

Điều chế Polymer bằng những phản ứng tổng hợp sau

1. Phản ứng trùng hợp

- Đây là phản ứng mang sự kết hợp nhiều monome của cùng một chất tạo thành polymer.

- Phản ứng trùng hợp Buta-1,3-đien:

nCH2= CH-CH=CH2 → (-CH2-CH=CH-CH2-)n

2. Phản ứng trùng ngưng và đồng trùng ngưng

- Phản ứng trùng ngưng là loại phản ứng với sự kết hợp của nhiều monome mang hai nhóm chức mang khả năng tách nước tạo thành polymer và một sản phẩm phụ (ở đây chủ yếu là nước)

n H-NH-(CH2)5-CO-OH → (-NH-(CH2)5-CO-)n + nH2O

n p-HO-CO-C6H4-CO-OH + n H-OCH2-CH2O-H → (-CO-C6H4-CO-OCH2-CH2O-)n + 2nH2O

3. Phản ứng trùng – cùng hợp

- Phản ứng trùng – cùng hợp là phản ứng kết hợp nhiều monome nhiều chất chứa liên kết đôi tạo thành polymer. Quá trình này bao gồm Hai bước:

  • Những monome kết hợp lại với nhau thành một monome chính dựa trên phản ứng cùng (trong đó ít nhất cần mang một trong hai chất phải mang liên kết đôi)
  • Monome vừa tạo ra sẽ kết hợp với nhau thành polymer hoàn chỉnh.

Polymer xuất hiện ở đâu?

1. Trong tự nhiên

- Cellusoe là loại polime tự nhiên phổ biến nhất trên Trái đất, đây là một hợp chất hữu mang thể tìm thấy trong thành tế bào thực vật. Một số loại polymer khác như DNA, RNA, lụa, móng tay, tóc, protein, móng chân.

2. Trong cuộc sống hàng ngày

- Polymer nhân tạo hay tổng hợp bao gồm những vật liệu như polyetylen - một loại nhựa phổ biến ở trên toàn cầu được tìm thấy trong những mặt hàng như túi sắm sắm, hộp đựng đồ hay polystyrene – vật liệu được tiêu dùng để gói đậu phộng và cốc sử dụng một lần. Những sản phẩm làm bằng nhựa hoặc cao su chúng ta bắt gặp hàng ngày cũng là một dạng của polymer.

Đặc điểm chung của Polymer

   Phần nhiều những polymer sản xuất ra là nhựa nhiệt dẻo đồng nghĩa với việc, lúc polymer được hình thành thì mang thể được làm nóng và cải tiến nhiều lần. Nó cho phép mang thể xử lý thuận lợi và tái chế lại. Mỗi polime lại mang đặc điểm riêng biệt, nhưng hầu hết chúng vẫn mang một số tính chất chung sau:

  • Kháng hóa chất tốt

- Phần nhiều những chất lỏng hóa chất, sắp gũi nhất mang thể nhìn thấy là chất lỏng làm sạch trong gia đình đều được đóng gói trong đồ làm bằng nhựa và ko gây ra tác dụng phụ nàò.

Những chất lỏng làm sạch trong gia đình thường được đựng trong vật liệu từ nhựa

  • Cách nhiệt, cách điện

- Khả năng dẫn điện của polime mang thể thấy được lúc tất cả những thiết bị đồ điện như dây điện, ổ cắm điện,… đều được làm hoặc phủ bằng vật liệu polymer. Khả năng chịu nhiệt thể hiện với những đồ tiêu dùng nhà bếp như nồi, chảo được xử lý bằng polymer, lõi xốp của tủ lạnh hay tủ đá, ly cách nhiệt, làm mát,…

  • Độ bền cao, trọng lượng nhẹ

- Một số polime trôi nổi trong nước trong lúc một số khác bị chìm xuống, nhưng so với mật độ của những loại khác như bê tông, đá, thép, đồng, nhôm thì tất cả những loại nhựa đều là vật liệu nhẹ.

- Với độ bền cao, nó được ứng dụng từ làm đồ chơi tới cấu trúc sườn của trạm ko gian, sử dụng trong áo khoác chống đạn,…

  • Màu sắc phổ biến

- Polymer mang thể được chế tạo giúp thay thế sợi bông, lụa, len, sứ, đá đá hoa hay nhôm, kẽm. Nó mang thể được tái tạo nhiều nhau với phổ biến những màu sắc, ko nhất thiết.

  • Phần to mang nguồn gốc từ dầu mỏ

- Nhiều polime được làm bằng những đơn vị lặp lại với nguồn gốc từ khí tự nhiên hoặc than đá, dầu thô. Thỉnh thoảng việc xây dựng những khối lặp lại mang thể được làm từ những vật liệu tái tạo như axit polylactic (từ ngô) hay cellulose (từ bông xơ).

  • Khả năng tái chế cao

- Polymer thường là nhựa dẻo nên lúc nung nấu ở nhiệt độ cao sẽ bị chảy thành chất dẻo và chúng ta mang thể tái chế làm thành những sản phẩm khác theo mục đích mong muốn.

⚠️⚠️⚠️ Rơ le nhiệt là gì? Cách chỉnh rơ le nhiệt Một pha, 3 pha

Phân loại Polime

1. Dựa theo nguồn gốc

  • Polymer thiên nhiên: là những loại mang nguồn gốc từ tự nhiên như xenlulozơ, tơ tằm, cao su thiên nhiên,…
  • Polymer tổng hợp: loại polymer do con người tổng hợp nên như Polypropylen (nhựa PP), polyvinyl clorua (nhựa PVC),…
  • Polymer bán tổng hợp (nhân tạo): là loại polymer tự nhiên được con người chế tạo thành loại polymer mới.

2. Dựa theo cấu trúc

  • Polymer mạch ko phân nhánh: nhựa PVC, nhựa PE, cao su,…
  • Polymer mang nhánh: glicogen, amilopectin,…
  • Polymer mạch ko gian: cao su lưu hóa, nhựa rezi, nhựa bakelit,…

Ngoài ra, Polymer còn mang thể chia làm polymer hữu cơ và polymer vô sinh.

Những loại polime thường gặp

  • Celluloid

Celluloid được chế tạo từ nitrocellulose cùng cồn và long não. Nó được xem là một trong những loại nhựa tổng hợp nhân tạo trước tiên và phổ biến rộng rãi trong thời kì đầu sản xuất. Tuy nhiên, hiện nay, celluloid ko còn được sản xuất rộng rãi do quá trình sản xuất nên sản phẩm này ko an toàn.

  • Cao su

Mang hai loại:

- Cao su tự nhiên: là loại lấy trực tiếp từ nhựa cây cao su

- Cao su tổng hợp: được chế tạo từ những chất thuần tuý

Gồm hai loại:

- Tơ tự nhiên: loại tơ lấy từ kén của những con tằm như tơ tằm, bông

- Tơ hóa học: thường bền, đẹp và phơi mau khô,… Gồm:

 + Tơ nhân tạo (bán tổng hợp): được chế tạo từ polymer thiên nhiên thông qua một số phương trình hóa học như tơ visco, xenlulozơ axetat  

 + Tơ tổng hợp: được chế tạo từ polymer tổng hợp như loại poliamit, tơ vinylic,…

Polymer là gì? Tơ - một trong những polymer thường gặp

  • Xenlulo

Xenlulo được chế tạo bằng cách: lấy bôn nhúng axit sunfuric đặc sau đó hòa vào cồn, rồi cho một viên long não vào và khuấy đều.

  • Polientilen (P.E)

- Được điều chế bằng etilen được lấy từ khí dầu mỏ, khí thiên nhiên và than đá.

- Đây là một chất rắn, khá trong, ko cho nước và khí thấm qua, khả năng cách nhiệt và cách điện tốt.

- Sử dụng để bọc dây điện, bao gói, chế tạo bóng thám ko, tiêu dùng làm thiết bj trong ngành sản xuất hóa học, sơn tàu thủy.

Những Polymer quan yếu

Một số polymer quan yếu được tiêu dùng làm chất dẻo như:

- Polietilen (PE): nCH2=CH2 → (-CH2-CH2-)n

- Polipropilen (PP): nCH2=CH-CH3 → (-CH2-CH(CH3)-)n

- Polimetylmetacrylat (PMM): nCH2=C(CH3)-COOCH3 → (-CH2-C(CH3)(COOCH3)-)n

- Polivinyl clorua (PVC): nCH2=CHCl → (-CH2-CHCl-)n

- Polistiren (PS): nC6H5-CH=CH2 → (-CH2-CH(C6H5)-)n

- Nhựa phenolfomanđehit (nhựa bakelit) PPF: bao gồm ba loại:

  • Nhựa novolac: được sản xuất bằng cách đun nóng hỗn hợp andehit fomic và phenol (dư) với sự mang mặt của chất xúc tác là axit.
  • Nhựa rezol: được tạo thành lúc đun nóng hỗn hợp phenol cùng anđehit fomic theo tỷ lệ mol 1:1,Hai mang sự tham gia của chất xúc tác là kiềm.
  • Nhựa rezil: được tạo ra lúc đun nóng nhựa nhựa rezol ở nhiệt độ 150 oC

Ứng dụng của vật liệu Polymer

- Polymer cao su được tiêu dùng làm săm lốp xe, những sản phẩm chống mài mòn, sản phẩm đúc hay những sản phẩm kỹ thuật trong xe khá, dây điện,…

- Tiêu dùng làm vật liệu bọc điện, bao đóng gói, chế tạo bóng thám ko, thiết bị trong ngành sản xuất hóa học, sơn tàu thủy,…

- Với những đặc điểm bền, nhẹ, khó vỡ và còn phổ biến màu sắc, chất dẻo polymer được ứng dụng để thay thế một số sản phẩm làm bằng vải, gỗ, da, kim loại hay thủy tinh.

- Ứng dụng của một số polime cụ thể như:

  • Polivinyl axetat được sử dụng trong chế sơn, keo dán, da nhân tạo,…
  • Polimetyl acrilat cùng polymetyl metacrilat tiêu dùng để sản xuất những màng, tấm, keo dán, da nhân tạo,…
  • Polimetyl metacrylat tiêu dùng trong sản xuất thủy tinh hữu cơ
  • Polistiren sử dụng làm vật liệu cách điện và những đồ dần dụng như cúc áo, lược,…
  • Nhựa bakelit tiêu dùng làm vật liệu cách đện, những chi tiết máy và một số đồ gia dụng.

Những mặt tiêu cực của Polymer

Kế bên những lợi ích thì polymer cũng mang một số mặt tiêu cực cần lưu ý:

- Quá trình sản xuất nên polymer sẽ tạo ra một lượng khí CO2 làm tăng hiệu ứng nhà kính, dẫn tới sự gia tăng những biến đổi khí hậu, kèm theo đó là những hệ lụy tới môi trường sống như nước biển dâng cao, hạn hán, lũ lụt,…

- Gây tác động xấu tới sức khỏe con người: những chất phụ gia được thêm vào sản phẩm để mang thể tạo ra những polime nhân tạo mang khả năng gây tổn thương và làm thoái hóa thần kinh ngoại biên hay làm tổn thương tới cơ quan sinh dục nam,…

- Sự mang mặt của polymer trong đất và nước sẽ ngăn cản quá trình trao đổi oxy gây xói mòn, sạt lỡ đất, ko giữ được những chất dinh dưỡng cho cây làm cây sinh trưởng ko tốt, những sinh vật biển mang thể bị chất lúc ăn phải chất thải, đồ nhựa,…

- Những polymer tồn tại dưới dạng bao suy bì plastic gây nên hiện tượng tắc nghẽn cống, kênh rạch, ao hồ, gây ứ đọng nước, ô nhiễm môi trường nếu ko được xử lý đúng cách.

- Lúc đốt những sản phẩm polime sẽ gây độc cho sức khỏe con người cũng như mang thể dẫn tới ô nhiễm môi trường trầm trọng.

Đặc điểm của tiền Polymer tại Việt Nam

- Tiền polymer tại Việt Nam là loại tiền làm từ polymer đã được Nhà băng Nhà nước Việt Nam phát hành từ năm 2003, mang trị giá lưu hành song song với những đồng tiền cũ nhằm vừa đáp ứng nhu cầu lưu thông tiền tệ về cơ cấu mệnh giá, chũng loại, đồng thời giúp tăng chất lượng đặc thù là khả năng chống làm giả những tờ tiền.

Tại Việt Nam đã sử dụng những đồng tiền bằng polymer

- Tiền được làm từ polymer mang những đặc điểm:

  • Chống làm giả: việc sử dụng chất liệu polymer để in tiền mang khả năng tăng việc chống làm giả tiền.
  • Mang độ bền cao: giấy nền polymer mang độ bền cơ học rất cao như khó mang thể tiêu dùng tay ko để xé rách và khả năng chống thấm nước của nó.
  • Mức giá hợp lý: mặc dù tầm giá để in được tiền polymer cao gấp đôi so với tiền cotton nhưng mang khả năng chống thấm nước nên độ bền cơ học cao, tuổi thọ sử dụng được dài hơn.
  • Đảm bảo sức khỏe: so với tiền giấy thì tiền polymer sạch hơn do bề mặt được phủ véc – ni nền loại tiền này ko hút ẩm, giữ ẩm hay những chất bẩn khác, sẽ ít gây tác động tới sức khỏe của người sử dụng.
  • Thích hợp với hệ thống: giấy polymer mang khả năng thích ứng với nhiều thiết bị xử lý tiền như ATM, máy đếm tiền,..
  • Bảo vệ người dân: việc phát hành những loại tiền polymer giúp tăng chất lượng cũng như khả năng chống làm giả đồng tiền Việt Nam.

- Kế bên những yếu tố bảo an như trong in tiền cotton, tiền polymer con mang những yếu tố bảo an đặc trưng, góp phần tăng hiệu quả trong việc chống làm giả.

- Hiện nay, đã mang sáu mệnh giá tiền được phát hành: 10,000; 20,000; 50,000; 100,000; 200,000; 500,000.

Trên đây là những thông tin cơ bản về polymer mà VietChem đã tổng hợp, mong rằng mang thể giúp bạn hiểu thêm được polymer là gì, tính chất cũng như ứng dụng của nó. Nếu bạn còn thắc mắc bất cứ vấn đề nào hay đang mang nhu cầu sắm những sản phẩm về hóa chất hãy truy cập ngay hoachat.com.vn để được trả lời, tư vấn chi tiết nhất.

Leave a Comment

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *