Nhựa là vật liệu có khả năng biến dạng khi chịu tác dụng của nhiệt và áp suất và vẫn giữ nguyên tính biến dạng đó khi ngừng hoạt động. Hãy cùng tìm hiểu về nhựa và thành phần cấu tạo của nó.
1. Nhựa là gì?
– Chất dẻo hay còn gọi là nhựa polime là hợp chất cao phân tử được dùng làm vật liệu để sản xuất nhiều loại vật dụng trong đời sống hàng ngày cho đến các sản phẩm công nghiệp gắn liền với cuộc sống hiện đại. của con người. Nhựa là vật liệu có khả năng biến dạng khi chịu tác dụng của nhiệt và áp suất và vẫn giữ nguyên tính biến dạng đó khi ngừng hoạt động.
– Có một số loại nhựa chỉ chứa polyme, nhưng hầu hết các loại nhựa đều chứa các thành phần khác ngoài polyme, bao gồm chất độn (như muội than, cao lanh, mùn cưa, bột amiăng, sợi thủy tinh, v.v.) chất làm dẻo và hạ giá thành sản phẩm) và chất hóa dẻo (có tăng độ dẻo và dễ gia công hơn).
2. Thành phần trong nhựa
Hầu hết các loại nhựa có chứa polyme hữu cơ. Hầu hết các polyme này có nguồn gốc từ các chuỗi chỉ nguyên tử carbon hoặc kết hợp với oxy, lưu huỳnh hoặc nitơ. Để tạo nên đặc tính và tính chất của nhựa, các nhóm phân tử khác nhau được liên kết với chuỗi carbon ở những vị trí thích hợp.
– Thành phần chính của nhựa có thể có thêm một số chất khác như: chất hóa dẻo, chất độn, chất phụ gia, chất tạo màu:
Chất hóa dẻo: Chất hóa dẻo là chất làm tăng tính dẻo của chất dẻo, trơ về mặt hóa học, ít bay hơi, không độc hại và thuận tiện cho quá trình gia công sản phẩm.
+ Chất độn: Chất độn thường là khoáng chất như phấn. Một số chất làm đầy có mức độ hoạt động cao hơn và được gọi là chất tăng cường sức mạnh. Vì nhiều polyme hữu cơ quá cứng đối với một số ứng dụng đặc biệt nên chúng phải được trộn với chất hóa dẻo (nhóm chất phụ gia lớn nhất là các hợp chất gốc dầu được sử dụng để cải thiện tính lưu biến.
Chất phụ gia: Hầu hết các loại nhựa đều chứa các hợp chất hữu cơ hoặc vô cơ khác. Lượng chất phụ gia dao động từ 0% đối với polyme được sử dụng trong thực phẩm đến hơn 50% để sử dụng trong các ứng dụng điện tử. Thành phần phụ gia trung bình chiếm khoảng 20% trọng lượng của polyme. Chất tạo màu là chất phụ gia phổ biến mặc dù trọng lượng của chúng nhỏ. Nhiều tranh cãi liên quan đến nhựa kết hợp với chất phụ gia. Các hợp chất hữu cơ đặc biệt độc hại. Chất tạo màu cho nhựa một màu nhất định. Màu sắc phải ổn định, không bị bạc màu dưới tác dụng của ánh sáng.
3. Phân loại nhựa
một. Sắp xếp theo nguồn gốc:
– Polime thiên nhiên: Là loại có nguồn gốc thực vật hoặc động vật như xenlulozơ, cao su, protein, enzim.
Polyme tổng hợp: Là loại polime được sản xuất từ các monome bằng phản ứng trùng hợp và trùng ngưng như polyolefin, polyvinylclorit, nhựa fenolformandehit, poliamit, v.v.
b. Sắp xếp theo tính chất:
Nhựa nhiệt dẻo: Chất dẻo khi đun nóng sẽ hóa dẻo
Ví dụ: PP, PE, PVC, PS, PC, PET, v.v.
Nhựa nhiệt rắn: Là loại nhựa cứng lại khi đun nóng
Ví dụ: PF, MF, v.v.
c. Phân loại theo cấu tạo hóa học:
Polyme chuỗi carbon: Polyme có chuỗi chính là các phân tử carbon liên kết với nhau
– Polyme dị mạch: Các polyme trong mạch chính ngoài nguyên tố cacbon còn có các nguyên tố khác như: O, N, S,…
Ví dụ: Polyoxymethylene, polyester, polysiloxane, polyurethane.
đ. Phân loại theo cấu trúc: Theo cấu trúc phân tử, người ta phân biệt polyme mạch thẳng, polyme mạch nhánh, polyme mắt lưới và polyme mạch không gian.
đ. Sắp xếp theo ứng dụng:
– Nhựa thông dụng: là loại nhựa được sử dụng với số lượng lớn, giá thành rẻ, được dùng nhiều trong các vật dụng hàng ngày như: PP, PE, PS, PVC, PET, ABS,…
– Nhựa kỹ thuật: Là loại nhựa có tính chất cơ lý ưu việt hơn các loại nhựa thông thường, thường được sử dụng trong các sản phẩm công nghiệp như PC, PA,…
– Nhựa chuyên dụng: Là loại nhựa tổng hợp chỉ được sử dụng riêng cho từng trường hợp.
4. Một số polime dùng làm chất dẻo
a) Polyetylen (PE)
– PE là loại nhựa mềm, dùng làm màng mỏng, hộp đựng, túi xách…
b) Poly(vinyl clorua) (PVC)
– PVC là loại nhựa cứng, cách điện tốt, bền với axit, được dùng làm vật liệu điện, ống dẫn nước, giả da…
c) Poli(metyl metacrylat) (thủy tinh hữu cơ PEXIGLAS)
– Poly(metyl metacryit) là chất dẻo trong suốt, cứng, không vỡ, có độ truyền sáng tốt (trên 90%) nên được dùng để chế tạo thủy tinh hữu cơ plexiglas.
– Dùng để chế tạo máy bay, ô tô, kính bảo hiểm, răng giả…
d) Poly(phenol–formaldehyde) (PPF) (xem thêm phần tổng quan về polyme)
PPF có sẵn ở ba dạng: nhựa novolac, nhựa rezol và nhựa resite
Nhựa Novolac:
– Đun nóng hỗn hợp fomanđehit và phenol dư với xúc tác axit thu được nhựa novolac mạch không phân nhánh (cầu metylen-CH2- có thể ở vị trí ortho hoặc para)
– Nhựa nhiệt dẻo, dễ nóng chảy, tan trong một số dung môi hữu cơ, dùng để sản xuất vecni, sơn…
– Mạch không phân nhánh:
Nhựa phân giải:
– Đun nóng hỗn hợp phenol và fomanđehit theo tỉ lệ mol 1 : 1,2 có xúc tác kiềm. Nhựa rezol không phân nhánh, một số nhân phenol có nhóm –CH2OH gắn ở vị trí 4 hoặc 2
– Nhựa nhiệt rắn, dễ nóng chảy, tan trong nhiều dung môi hữu cơ dùng để sản xuất sơn, keo dán, nhựa rezit
– Mạch phân nhánh:
Nhựa Resite (nhựa bakelite):
– Nung nhựa rezol ở 150oC thu được nhựa resite (hoặc bakelite) có cấu trúc mạng không gian.
– Không nóng chảy, không tan trong nhiều dung môi hữu cơ, dùng để sản xuất đồ điện, vỏ máy…
5. Ứng dụng của chất dẻo
– Nhựa được ứng dụng rộng rãi trong cuộc sống hiện nay, đặc biệt được sử dụng trong việc chế tạo các sản phẩm nội thất như bàn ghế nhựa, giường tủ, vách ngăn… dùng để trang trí nội thất nhà phố, biệt thự hay chung cư…
– Bên cạnh đó, nhựa là nguyên liệu chính được sử dụng trong xây dựng như sản xuất nhựa, v.v.
– Trong ngành quảng cáo, nhựa được dùng làm nguyên liệu để làm các ấn phẩm truyền thông như pano, áp phích, băng rôn,…
– Nhựa còn là vật liệu “thân thiện” trong y tế như kim tiêm, ly, cũng như dùng trong bao bì, vỏ nhựa….
– Thông thường nhất, nhựa có mặt trong các vật dụng sinh hoạt hàng ngày, vật dụng trong sinh hoạt, đồ dùng gia đình, v.v.
– Nhựa đóng vai trò quan trọng trong cuộc sống hiện đại, là vật liệu làm cho cuộc sống phong phú và đầy đủ hơn.
Nhớ để nguồn bài viết: Chất dẻo là gì? Thành phần của chất dẻo? của website Trường THCS – THPT Âu Lạc