Giải chi tiết Hóa học 12 cánh diều bài 9 Vật liệu polymer

MỞ ĐẦU

1. Quan sát Hình 9.1, hãy liệt kê các ứng dụng của polymer trong đời sống. 
2. Hãy kể tên một số vật dụng trong đời sống được làm bằng chất dẻo, vật liệu composite. Chất dẻo, composite là gì? Việc lạm dụng chất dẻo có ảnh hưởng như thế nào đến môi trường và sức khỏe con người?

Bài làm chi tiết:

1. Ứng dụng của polymer trong đời sống: nhựa dẻo, lốp xe, dép cao su, vòi nước, ống nhựa...
2. Những vật dụng trong đời sống được làm bằng chất dẻo, vật liệu composite: gỗ nhựa, sợi thủy tinh, giấy tráng nhựa...

Chất dẻo, composite là vật liệu được tổ hợp từ hai hay nhiều vật liệu khác nhau, tạo nên vật liệu mới có tính chất vượt trội so với các vật liệu thành phần.

Việc lạm dụng những chất liệu này có thể gây ảnh hưởng xấu đến môi trường vì sự khó phân hủy của chúng, đồng thời chúng cũng có thể gây ảnh hưởng đến sức khỏe con người nếu không biết cách sử dụng hợp lý.

I. CHẤT DẺO

Câu hỏi 1: Đọc thông tin trong Bảng 9.1, nhận xét đặc điểm chung của các phản ứng điều chế chất dẻo PE, PP, PS, PVC và poly(methyl methacrylate).

Bài làm chi tiết:

Những phản ứng điều chế chất dẻo trong Bảng 9.1 đều là phản ứng trùng hợp.

Câu hỏi 2: Kể tên một số vật dụng trong gia đình em được làm từ chất dẻo.

Bài làm chi tiết:

Một số vật dụng trong gia đình được làm từ chất dẻo như: vải dù, dép, thước dẻo, dây sạc, thìa nhựa dẻo, áo mưa, bàn chải, đồ chơi...  

Câu hỏi 3: Nêu một số tác hại của việc lạm dụng chất dẻo tới đời sống và môi trường.

Bài làm chi tiết:

Việc sử dụng chất dẻo quá mức có thể dẫn đến hành vi xả rác bừa bãi, trong khi chất dẻo rất khó phân hủy trong tự nhiên. Điều này khiến cho môi trường xung quanh bị ô nhiễm, từ đó cuộc sống con người cũng bị ảnh hưởng.

Vận dụng 1: Em đã thực hiện những biện pháp nào để hạn chế sử dụng chất dẻo nhằm bảo vệ môi trường và sức khỏe con người?

Bài làm chi tiết:

Để hạn chế sử dụng chất dẻo, em đã:

• Sử dụng các loại túi vải, túi đan thay vì dùng túi nilon dùng một lần.
• Tái chế lại các vật dụng cũ làm từ nhựa dẻo.
• - Sử dụng đồ vật từ sản phẩm thiên nhiên, thân thiện với môi trường

II. VẬT LIỆU COMPOSITE

Câu hỏi 4: Cho biết vai trò của vật liệu nền và vật liệu cốt trong vật liệu composite.

Bài làm chi tiết:

Vật liệu nền có thể là nhựa nhiệt dẻo hay nhựa nhiệt rắn tùy theo mục đích sử dụng. Có vai trò đảm bảo cho các thành phần cốt của composite liên kết với nhau nhằm tạo nên tính nguyên khối và thống nhất cho composite.

Vật liệu cốt có thể ở dạng sợi hoặc dạng bột. Có vai trò đảm bảo cho composite có được các đặc tính cơ học cần thiết.

Luyện tập 1: Vì sao composte sợi carbon và composite sợi thủy tinh lại được sử dụng nhiều trong lĩnh vực hàng không?

Bài làm chi tiết:

Vật liệu trong lĩnh vực hàng không đòi hỏi phải chịu được áp lực cao, đồng thời phải nhẹ và khó bị biến dạng do tính đặc thù của lĩnh vực. Do đó composte sợi carbon và composite sợi thủy tinh thích hợp để sử dụng trong ngành này vì chúng có bao gồm những tính chất đã nêu trên.

III. TƠ

Luyện tập 2: Hãy chỉ ra các chất có thể được sử dụng làm tơ trong các chất sau: polystyrene, poly(methyl methacrylate), capron, cellulose.

Bài làm chi tiết:

Những chất có thể được sử dụng làm tơ bao gồm: capron, cellulose.

Câu hỏi 5: Nêu một số tính chất của tơ nylon-6,6, tơ capron và tơ nitron.

Bài làm chi tiết:

Tính chất của:

• Tơ nylon-6,6: dai, bền, bóng mượt, mềm mại, ít thấm nước, giặt mau khô nhưng kém bền với nhiệt, acid và kiềm.
• Tơ capron: dai, đàn hồi, ít thấm nước, mềm mại, có dáng đẹp hơn tơ tằm, giặt mau khô nhưng kém bền bởi nhiệt, acid và kiềm.
• Tơ nitron: dai, bền với nhiệt và giữ nhiệt tốt.

Vận dụng 2: Quần áo của em sử dụng được làm từ tơ tự nhiên hay tơ nhân tạo? Tìm hiểu và nêu những ưu điểm và hạn chế của tơ tự nhiên như bông, len hay tơ tằm.

Bài làm chi tiết:

Quần áo của em sử dụng được làm từ cả hai loại tơ, tự nhiên và nhân tạo.

Ưu điểm của tơ tự nhiên: thân thiện với môi trường, mềm mịn, dễ vệ sinh, tính hút ẩm cao.

Nhược điểm của tơ tự nhiên: dễ bay màu, độ bền kém (nhất là với nhiệt độ).

IV. CAO SU

Câu hỏi 6: Cho biết vai trò của quá trình lưu hóa cao su.

Bài làm chi tiết:

Vai trò của quá trình lưu hóa cao su: làm tăng độ cứng, độ bền và những đặc tính khác của cao su, đồng thời cải thiện khả năng chống mài mòn, chịu nhiệt, chống hóa chất và kháng tia UV.

Câu hỏi 7: Nêu tính chất của cao su buna, cao su buna-S, cao su buna-N.

Bài làm chi tiết:

Tính chất của:

• Cao su buna: tính đàn hồi và độ bền kém hơn cao su thiên nhiên.
• Cao su buna-S: tính đàn hồi cao.
• Cao su buna-N: tính chống dầu tốt.

V. KEO DÁN

Vận dụng 3: Keo dán là gì? Hãy tìm hiểu và cho biết vì sao hiện nay keo dán tổng hợp như keo dán epoxy, keo dán poly(urea-formaldehyde) lại được sử dụng phổ biến.

Bài làm chi tiết:

Keo dán là vật liệu có khả năng kết dính bề mặt của hai vật liệu rắn với nhau mà không làm biến đổi bản chất các vật liệu được kết dính.

Keo dán epoxy được sử dụng phổ biến hiện nay nhờ độ kết dính rất cao, chịu nhiệt, chịu nước, chịu dung môi và chịu lực tốt, dễ sử dụng. Tương tự với keo dán poly(urea-formaldehyde) nhờ tính bền với dầu mỡ, các dung môi thông dụng, thấm nước kém nên cũng được ưa dùng.

BÀI TẬP

Bài 1: Vật liệu nào sau đây được chế tạo từ polymer trùng ngưng?

Bài làm chi tiết:

Chọn đáp án D

Bài 2: Nêu các điểm giống nhau và khác nhau giữa các vật liệu polymer sau: chất dẻo, tơ, cao su và keo dán.

Bài làm chi tiết:

Giống: đều là polymer và đa dụng trong đời sống và sản xuất.

Khác: cấu tạo và ứng dụng khác nhau.

Bài 3: Vì sao không nên dùng xà phòng có độ kiềm cao để giặt quần áo làm bằng nylon, len, tơ tằm và không nên giặt bằng nước quá nóng hoặc là (ủi) quá nóng các đồ dùng trên?

Bài làm chi tiết:

Nilon, len, tơ tằm đều có các nhóm CO–NH trong phân tử. Vì vậy, các loại tơ này dễ bị thuỷ phân trong môi trường kiềm và axit. Do đó, độ bền của quần áo làm bằng các loại tơ này sẽ bị giảm đi khi giặt bằng xà phòng có độ kiềm cao.