Lý thuyết KHTN 9 Bài 30 (Chân trời sáng tạo): Polymer

Lý thuyết KHTN 9 Bài 30: Polymer

1. Khái niệm polymer, cấu tạo hoá học, phân loại, tính chất vật lí và điều chế polymer

a. Khái niệm polymer, monomer, mắt xích, tính chất vật lí của polymer

- Polymer là chất có khối lượng phân tử rất lớn, do các mắt xích liên kết với nhau tạo nên.

- Các phân tử ban đầu tạo nên polymer được gọi là monomer.

Ví dụ: Polyethylic $\sout{(}C{H}_2-C{H}_2\sout{{)}_n}$ được tạo ra từ ethylene. Ethylene (CH₂=CH₂) là monomer, nhóm –CH₂-CH₂- là mắt xích; n là số mắt xích (n là số nguyên rất lớn).

- Hầu hết polymer ở thể rắn, không bay hơi, không tan trong nước, một số ít polymer có thể tan trong chất hữu cơ (aceton, xăng,…).

b. Cấu tạo hoá học của polymer

- Polymer được tạo bởi nhiều monomer liên kết với nhau tạo thành mạch polymer như:

+ Mạch không nhánh (Hình 30.2a) như polyethylene, cellulose,…

+ Mạch phân nhánh (Hình 30.2b) như amylopectin có trong tinh bột,…

+ Mạch polymer có thể liên kết với nhau bằng những cầu nối là các nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử, tạo nên mạng không gian (Hình 30.2c) như cao sư lưu hoá.

c. Phân loại polymer theo nguồn gốc

Theo nguồn gốc, có 2 loại polymer:

- Polymer thiên nhiên: Có sẵn trong tự nhiên như tơ tằm, cellulose (sợi gai, bông vải,…), tinh bột (gạo, lúa mì,…).

- Polymer tổng hợp: Được tổng hợp bằng phương pháp hoá học như polyethylene (PE), polypropylene (PP),…

d. Điều chế polyethylene và polypropylene

PE và PP được tạo ra từ ethylene và propylene theo các phương trình hoá học sau:

2. Chất dẻo, tơ, cao su, vật liệu composite

- Chất dẻo là vật liệu polymer có tính dẻo.

+ Ưu điểm: bền, nhẹ, không dẫn điện, dẫn nhiệt kém, không thấm nước,…

+ Thành phần của chất dẻo có các chất khác: chất phụ gia (chất tạo màu, tạo mùi,…), chất độn (làm tăng độ bền cơ học, tăng khả năng chịu nhiệt,…), chất tạo dẻo (tăng tính dẻo).

+ Khi dùng chất dẻo nên tránh để chất dẻo tiếp xúc trực tiếp với lửa, hạn chế va chạm gây biến dạng,…

- Cao su là vật liệu polymer có tính đàn hồi.

+ Tính đàn hồi là tính biến dạng khi chịu tác động từ bên ngoài và trở lại hình dạng ban đầu khi lực đó thôi tác động.

+ Đặc tính: Không thấm nước, không thấm khí, không dẫn điện, dẫn nhiệt rất kém,…

+ Ứng dụng: sản xuất săm, lốp xe,…

+ Lưu ý khi sử dụng: Ở nhiệt độ quá cao thì cao su sẽ bị chảy, ở nhiệt độ quá thấp thì cao su sẽ bị giảm sự đàn hồi (bị giòn và cứng), dễ bị một số hoá chất ăn mòn.

- Tơ là những polymer thiên nhiên hay tổng hợp, có cấu tạo mạch không phân nhánh và có thể kéo dài thành sợi.

+ Theo nguồn gốc, tơ thường được chia thành: Tơ thiên nhiên (như tơ tằm, len lông cừu, sợi gai,…), tơ tổng hợp (như tơ nylon,…),…

+ Ứng dụng: Dùng để dệt vải may mặc, vải lót săm lốp xe, dệt bít tất, bện làm dây cáp, đan lưới,… Một số loại tơ (tơ tằm, tơ nylon) dùng để dệt vải may mặc.

+ Cần lưu ý khi giặt, là (ủi) theo hướng dẫn của nhà sản xuất để lựa chọn chế độ giặt, là và chất giặt rửa cho phù hợp.

- Composite là vật liệu tổ hợp từ 2 hay nhiều vật liệu khác nhau, gồm vật liệu cốt và vật liệu nến:

+ Vật liệu cốt có vai trò tăng cường tính cơ học của vật liệu, thường ở dạng sợi (sợi thuỷ tinh, sợi carbon,…) và dạng hạt.

+ Vật liệu nền thường là vật liệu có độ dẻo lớn (như một số polymer,…) đóng vai trò liên kết các vật liệu cốt với nhau.

3. Ứng dụng của polyethylene, vấn đề ô nhiễm và các cách hạn chế gây ô nhiễm môi trường khi sử dụng polymer trong đời sống

a. Ứng dụng của polyethylene (PE)

- PE có nhiều tính năng như độ bền cao, khả năng không thấm khí, không thấm nước, cách điện tốt, dễ gia công, giá thành thấp,…

- PE có nhiều ứng dụng trong đời sống và sản xuất.

b. Vấn đề ô nhiễm khi sử dụng polymer không phân huỷ sinh học (polyethylene) và các cách hạn chế gây ô nhiễm môi trường khi sử dụng polymer trong đời sống

- Rác thải polymer là mối nguy lớn về ô nhiễm môi trường.

- Để giảm thiểu ô nhiễm môi trường do polymer, chúng ta nên:

+ Hạn chế sử dụng polymer không phân huỷ sinh học.

+ Có ý thức bảo vệ môi trường (không xả rác, tăng cường sử dụng bao bì tự phân huỷ sinh học,…).

Trắc nghiệm: Polymer

Câu 1. Chất nào sau đây không phải là polymer?

A. Mỡ bò.

B. Cellulose.

C. Poly(vinyl chloride).

D. Polypropylene.

Câu 2. “Polymer là những chất có………………. gồm nhiều mắt xích liên kết với nhau”. Cụm từ được điền vào chỗ “…………….” là

A. khối lượng nguyên tử rất lớn.

B. khối lượng nguyên tử rất nhỏ.

C. khối lượng phân tử rất lớn.

D. khối lượng phân tử rất nhỏ.

Câu 3. Polymer nào sau đây thuộc loại polymer thiên nhiên?

A. Polyethylene.

B. Poly(vinyl chloride).

C. Polypropylene.

D. Protein.

Câu 4. Một mắt xích trong phân tử polytetrafloroethylene là

A. – CH₂ – CH₂ –

B. – CCl₂ – CCl₂ –

C. – CF₂ – CF₂ –

D. – CBr₂ – CBr₂ –

Câu 5. Tên gọi của polymer có công thức:là

A. poly (vinyl chloride).

B. polyethylene.

C. polystyrene.

D. polytetraflorothylene.

Câu 6. Dựa vào nguồn gốc, tơ được phân thành 2 loại là

A. tơ hóa học và tơ tổng hợp.

B. tơ hóa học và tơ thiên nhiên.

C. tơ thiên nhiên và tơ tổng hợp.

D. tơ thiên nhiên và tơ nhân tạo.

Câu 7. Tính chất đặc trưng của cao su là

A. tính đàn hồi.

B. tính dẻo.

C. dễ kéo thành sợi mảnh.

D. dễ tan trong nước.

Câu 8. Đặc điểm của các vật liệu composite là gì?

A. Bền với nhiệt, tuổi thọ thấp.

B. Thường rất bền, nhẹ và tuổi thọ cao.

C. Có tính đàn hồi tốt.

D. Không thấm được, chịu mài mòn, không dẫn điện.

Câu 9. Khi giặt quần áo làm từ len, nylon, tơ tằm thì nên làm theo cách nào dưới đây?

A. Giặt bằng xà phòng có độ kiềm thấp, nước lạnh.

B. Giặt bằng xà phòng có độ kiềm cao, nước nóng.

C. Giặt bằng xà phòng có độ kiềm thấp, nước nóng.

D. Giặt bằng xà phòng có độ kiềm cao, nước lạnh.

Câu 10. PVC là chất rắn vô định hình, cách điện tốt, bền với acid, được dùng làm vật liệu cách điện, ống dẫn nước, vải che mưa...PVC được tổng hợp trực tiếp từ monomer nào sau đây?

A. Styrene.

B. Ethylene.

C. Propylene.

D. Vinyl chloride.

Câu 11.

Câu 12.

Câu 13. Trùng hợp m tấn ethylene thu được 1 tấn polyethylene (PE) với hiệu suất phản ứng là 80%. Giá trị của m là bao nhiêu?

Câu 14.Trùng hợp 1,0 tấn ethylene với hiệu suất 80% thì khối lượng polyethylene (PE) thu được là bao nhiêu kg?

Câu 15: Từ 1,0 tấn mùn cưa chứa 50% cellulose điều chế được bao nhiêu kg ethanol. Biết hiệu suất của mỗi quá trình thủy phân cellulose và lên men glucose đều đạt 80%.