KHÁM PHÁ THẾ GIỚI CHẤT DẺO

Đặt vấn đề:

- Chất dẻo – plastic với ý nghĩa hẹp dùng cho những hợp chất hữu cơ tự nhiên và tổng hợp, có khả năng tạo hình.

- Đặc điểm này làm cho chất dẻo trở thành vật liệu không thể thiếu được khi giải quyết nhiệm vụ kỹ thuật phức tạp: nhẹ và bền, cách ẩm, không dẫn nhiệt, bền nhiệt, bền với các dung môi hữu cơ và các môi trường xâm thực, chúng có thể thoả mãn bất cứ các yêu cầu về thiết kế.

- Chủ tịch của PlasticsEurope là Wilfried Haensel cho rằng: “Chất dẻo sẽ đóng vai trò quan trọng hơn nữa trong cuộc cách mạng công nghệ tương lai. Hiện nay, chất dẻo đã có mặt trong hầu hết các sản phẩm xung quanh chúng ta; từ máy tính, điện thoai di động, ôtô, nhà cửa, máy bay cho đến các tấm pin mặt trời đâu đâu chúng ta cũng nhìn thấy chất dẻo..."

Nội dung:

1. Khái niệm về chất dẻo và vật liệu compozit.

a) Chất dẻo là những vật liệu polime có tính dẻo.

Hình ảnh chất dẻo

b) Vật liệu compozit - K/n : Vật liệu compozit là vật liệu hỗn hợp gồm ít nhất hai thành phần tán vào nhau mà không tan vào nhau.- Thành phần: Chất nền (polime) và chất độn, ngoài ra còn có các phụ gia khác.

+ Chất nền có thể làm nhựa nhiệt dẻo hoặc nhựa nhiệt rắn.

+ Chất độn là chất cho vào hợp chất  compozit  để làm tăng tính cơ học, giảm giá thành sản phẩm, kết dính, chống mòn... Chất độn gồm nhiều loại thường ở dạng bột. Các chất độn hay dùng như than đen kỹ thuật, than hoạt tính...Khi cho chất độn vào hợp chất compozit thì làm cho tính cơ học của sản phẩm tăng lên. Sản phẩm sẽ bền hơn, tuy nhiên không nên cho chất độn vào nhiều quá mà phải cho đúng theo tỉ lệ thích hợp. Chất độn: phân tán (nhưng không tan) vào polime. Chất độn có thể là: sợi (bông, đay, amiăng, sợi thủy tinh…) hoặc chất bột (silicat, bột nhẹ (CaCO3), bột tan (3MgO.4SiO2.2H2O))…

Hình ảnh vật liệu compozit

Hình ảnh nhựa nhiệt dẻo

Hình ảnh nhựa nhiệt rắn

Chất độn có thể là sợi ( bông, đay, poliamit, …) hoặc bột ( silicat), bộ nhẹ (CaCO3), bột tan (3MgO, 4SiO2, 2H2O)…

Hình ảnh sợi và bột nhẹ

2. Một số polime dùng làm chất dẻo

a. Polietilen (PE)

Một trong các chất dẻo phổ biến trên thế giới (hàng năm tiêu thụ toàn cầu đạt 78 triệu tấn) là Polyetylen.

- Công thức:

- Tính chất: chất dẻo mềm, tonc>110oC, màu hơi trong, cách điện, dẫn nhiệt kém có tính “trơ tương đối” của ankan không nhánh.

- Ứng dụng: làm màng mỏng, vật liệu điện, bình chứa...

- Phản ứng điều chế:

Hình ảnh ứng dụng Polietilen

Làm màng mỏng

( CH2 – CH2 )n

n CH2=CH2 ( CH2 – CH2 )n

Vật liệu điện, bình chứa...

b. Poli (vinyl clorua) ( PVC)

Hiện nay PVC là loại nhựa nhiệt dẻo được sản xuất và tiêu thụ nhiều thứ 3 trên thế giới( sau polyetylen-PE và polypropylen-PP).

- Công thức cấu tạo: ( CH2 – CHCl )n

- Tính chất vật lý: Chất bột màu trắng, vô định hình, cách điện, dẫn nhiệt kém.

- Tính chất hóa học: Bền trong dung dịch axit, kiềm.

- Điều chế:

Các lĩnh vực ứng dụng của PVC ở Việt Nam

n CH2=CHCl ( CH2 – CHCl )n

Các lĩnh vực ứng dụng của PVC ở trên thế giới

c) Poli (metyl metacrylat) (PMM)

- Công thức cấu tạo:

- Tính chất vật lý: +Chất rắn, trong suốt (ánh sáng xuyên qua gần 90%). Rất cứng, khó vỡ. Cách điện, dẫn nhiệt kém.

- Tính chất hóa học: Bền trong môi trường axit, kiềm, oxi hóa.

- PTHH điều chế.

Một số hình ảnh về ứng dụng của Poli (metyl metacrylat) (PMM)

d) Poli(phenol-fomanđehit) - PPF

- Công thức cấu tạo:

- Tính chất vật lý: Nhựa novolac chất rắn, dễ nóng chảy, dễ tan trong một sốdung môi hữu cơ, bền cơ học cao, cách điện.

- Tính chất hóa học: Bền trong dung dịch axit, kiềm.

- PTHH điều chế:

Một số ứng dụng của Poli(phenol-fomanđehit) - PPF

3. Tác hại của chất dẻo.

- Chất dẻo là những chất khó tan, khó phân huỷ, chính vì vậy một lượng rác khổng lồ được thải ra hàng ngày như: bao nilon, xăm lốp xe,… các vật dụng làm từ chất dẻo đã làm cho môi trường bị ô nhiễm nghiêm trọng.

Hình ảnh rác thải sinh hoạt tại một số đại phương

Rác thải polime làm ô nhiễm môi trường

- Sự tồn tại của chất dẻo trong đất và nước sẻ ngăn cản oxi đi qua đất. Gây xói mòn đất, làm đất không giữ được nước, dinh dưỡng từ đó làm cây trồng chậm tăng trưởng, các sinh vật biển có thể bị chết do ăn hoặc nuốt phải rác thải từ chất dẻo bị vứt xuống đại dương.

Rác thải polime làm ô nhiễm môi trường

- Một số túi nilon có lẫn lưu huỳnh, đốt cháy, khí thải gặp hơi nước sẽ tạo thành axit sunfuric dưới dạng các cơn mưa axit, rất có hại cho phổi.

Khí đốt rác thải polime làm ô nhiễm môi trường

- Trong quá trình sản xuất polime sẻ tạo ra khí CO2 làm tăng hiệu ứng nhà kính, thúc đẩy biến đổi khí hậu toàn cầu, làm cho mực nước biển dâng cao nắng nóng, bão lụt, hạn hán, phá huỷ hệ sinh thái.

Tác động của quá trình sản xuất đến môi trường

5.Trách nhiệm bản thân trong quá trình sử dụng chất dẻo

Vì vậy hãy thu gom, phân loại, xử lý, tái chế rác thải và sử dụng chúng vào những việc có ích.

Hình ảnh phân loại rác thải

Câu hỏi thảo luận

Câu hỏi 1: PVC có phản ứng với dung dịch AgNO3 không? Tại sao?

Câu hỏi 2: Vì sao đồ nhựa dùng lâu ngày bị biến màu và trở nên giòn?

Câu hỏi 3: Dùng bao bì bằng chất dẻo để đựng thực phẩm có lợi và bất lợi như thế nào? Cách khắc phục những bất lợi đó?

Câu hỏi 4: Vì sao túi nilon lại khó bị phân hủy trong môi trường nước, đất và không khí? Các bạn hãy đề xuất thêm các biện pháp sử dụng túi nilon an toàn, hiệu quả, hạn chế ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường.