Chất dẻo

1.Khái niệm&đặc tính và ứng dụng

Chất dẻo - còn được gọi là nhựa hay plastic - là vật liệu hữu cơ được tổng hợp nhân tạo. Chúng được chế tạo từ nguyên liệu thô, thí dụ như dầu thô, qua sự biến đổi hóa học (tổng hợp). Chất dẻo còn được gọi là chất hữu cơ vì chúng hình thành từ sự kết nối các chất hữu cơ như carbon hay silic.

Ngày nay chất dẻo giữ một vị trí quan trọng trong kỹ thuật. Sự ứng dụng đa dạng của chất dẻo dựa vào đặc tính cũng như khả năng có được nhiều tính chất rất khác biệt (Bảng 1).
 

2 Thành phần hóa học của chất dẻo

Chất dẻo được cấu tạo chủ yếu từ các kết nối carbon tạo thành đại phân tử. Bên cạnh carbon chúng còn chứa các phân tử hydro cũng như một phần nhỏ oxy, nitơ, clor và fluor. Chất dẻo được chế tạo từ các nguyên liệu chính là khí thiên nhiên hay dầu thô theo trình tự hai bước (Hình 1):

• Tổng hợp tạo ra các bán sản phẩm có khả năng tạo phản ứng. Chúng gồm những phân tử đơn và được gọi là monome hay đơn thể (từ tiếng Hy Lạp mono = riêng rẽ).
• Kết nối hàng ngàn monome tạo thành đại phân tử (polyme). Người ta gọi chất được tạo nên này là polyme (từ tiếng Hy Lạp poly = nhiều).
Cấu trúc của polyme từ các monome tùy theo nhiều loại phản ứng khác nhau sau đây: trùng hợp, trùng ngưng, trùng cộng.

2.1. Phản ứng trùng hợp
Polyme được tạo nên bằng sự kết nối thành chuỗi dài của các monome do sự tách các liên kết đôi của các monome thành liên kết đơn và dùng các liên kết vừa được tách ra để kết nối với monome khác tạo thành chuỗi dài.
Thí dụ: Sự tạo thành polyetylen từ etylen. Đây là sự hình thành các polyme có dạng nối đơn (dạng sợi).

2.2.Phản ứng đa trùng ngưng
Trong phản ứng trùng ngưng các phân tử giống nhau hoặc khác nhau tự kết nối thành polyme do sự phân ly một chất có nguyên tử thấp, thí dụ như nước (H2O) hoặc amoniac (NH3) tách ra.
Thí dụ: Sự hình thành nhựa polyeste*. Phản ứng này hình thành các polyme kết mạng dày chặt với nhau.

2.3.Phản ứng đa trùng cộng
Trong phản ứng trùng cộng các monome giống nhau hoặc khác nhau kết nối lại với nhau thành polyme mà không có sự tách ra của một chất nào khác. Thí dụ: Sự hình thành polyuretan*. Phản ứng này tạo nên polyme do sự kết mạng dày chặt hay mỏng của các monome với nhau.

3 Sự phân loại và cấu trúc của chất dẻo

3.1.Nhựa nhiệt dẻo (chất dẻo nhiệt)
Nhựa nhiệt dẻo được hình thành từ các polyme có dạng sợi không liên kết ngang với nhau (Hình 1).

Các loại nhựa này có độ bền do sự đan kết của các polyme và các lực ma sát tác động giữa chúng. Ở nhiệt độ bình thường nhựa nhiệt dẻo có tính đàn hồi cứng. Khi nhiệt độ gia tăng tính đàn hồi tăng lên, ở nhiệt độ cao tiếp tục chúng trở nên mềm dẻo và cuối cùng sẽ chuyển sang thể lỏng. Khi làm nguội khối nhựa nóng này, chúng sẽ thay đổi trạng thái từ lỏng sang mềm rồi đàn hồi và cuối cùng trở lại thành cứng.

Nhựa nhiệt dẻo có tính biến dạng nóng và có thể và hàn được.
Vì các vật liệu này trở nên mềm khi được gia nhiệt nóng nên người ta gọi chúng là nhựa nhiệt dẻo (từ tiếng Hy Lạp thermo= nhiệt). Khi sự gia nhiệt vượt quá ngưỡng nhiệt độ giới hạn, chúng tự phân hủy
3.2.Nhựa nhiệt rắn
Nhựa nhiệt rắn (Chất dẻo cứng, nhựa phản ứng nóng) hình thành từ các polyme được kết mạng dày chặt với nhau tại nhiều vị trí bằng các liên kết hóa học (Hình 2).

Nhựa nhiệt rắn thay đổi cơ tính rất ít khi bị nung nóng vì các liên kết ngang không để các polyme chuyển dịch. Do sự bền vững của độ cứng và độ bền cả trong khi nung nóng nên người ta gọi các vật liệu này là nhựa nhiệt rắn (từ tiếng Latin: durus = cứng). Khi nung nóng vượt qua khỏi nhiệt độ phân hủy, các nhựa nhiệt rắn này sẽ tự phân hủy mà không qua trạng thái mềm. Chất dẻo nhiệt rắn không thể biến dạng và không thể hàn được.

3.Nhựa đàn hồi (Elastomere)
Nhựa đàn hồi được cấu tạo từ các chuỗi polyme cuộn tròn lại với nhau và thêm vào đó, được kết mạng thưa tại một vài vị trí (Hình 3).

Qua sự tác động của lực bên ngoài, nhựa đàn hồi có thể biến dạng đàn hồi nhiều lần so với kích cỡ ban đầu và trở lại dạng ban đầu sau khi không còn lực tác động. Người ta gọi chất dẻo mang tính đàn hồi này như cao-su là nhựa đàn hồi. Khi bị nung nóng tính chất đàn hồi cao su chỉ bị thay đổi rất ít, chúng chỉ trở nên mềm hơn một tí. Khi nung quá cao chúng sẽ tự phân hủy. Nhựa đàn hồi có tính co giãn như cao su, không thể biến dạng nóng và không thể hàn được.

Van hơi khí nén bến cát bình dương, Bạc đạn bến cát bình dương, Dây cu ro bến cát bình dương, Van thủy lực bến cát bình dương, ống dầu bến cát bình dương, Xy lanh hơi bến cát bình dương, Bơm thủy lực bến cát bình dương, Ống hơi bến cát bình dương, Xích công nghiệp bến cát bình dương