Mở đầu: Năm 1839, khi trộn cao su thiên nhiên với lưu huỳnh để cải thiện các tính năng của cao su, Charles Goodyear vô tình đánh rơi hỗn hợp này vào bếp đang nóng, ông ngạc nhiên thấy rằng hỗn hợp tạo thành trở nên cứng nhưng linh động. Tiếp tục nghiên cứu quá trình đun nóng cao su với lưu huỳnh và ông gọi đây là quá trình lưu hoá cao su. Cao su là gì? Cao su có những đặc tính nào? Bản chất của quá trình lưu hoá cao su là gì?
Lời giải:
- Cao su là vật liệu polymer có tính đàn hồi.
- Đặc tính của cao su: có khả năng biến dạng khi chịu tác dụng của lực bên ngoài và trở lại trạng thái ban đầu khi dừng tác dụng.
- Lưu hoá cao su là quá trình xử lí cao su với lưu huỳnh, tạo ra các cầu nối disulfide giữa các phân tử polyisoprene tạo thành polymer có cấu tạo mạng không gian.
1. Tơ
Luyện tập: Tơ tự nhiên có nguồn gốc từ đâu?
Lời giải:
Những loại tơ tự nhiên quan trọng gồm: sợi bông, tơ tằm và sợi len:
- Sợi bông lấy từ quả bông.
- Tơ tằm lấy từ kén của con tằm.
- Len lấy từ lông động vật như cừu, dê, thỏ.
Vận dụng: Tơ tằm cấu tạo gồm 2 loại protein chính: sericin và fibroin. Tại sao không nên sử dụng xà phòng có độ pH cao để giặt quần áo bằng tơ tằm?
Lời giải:
- Không nên sử dụng xà phòng có độ pH cao để giặt quần áo bằng tơ tằm vì tơ tằm được cấu tạo từ protein, khi giặt bằng xà phòng có độ pH cao (tức tính kiềm cao) chúng dễ bị thuỷ phân làm quần áo mau hỏng.
Thảo luận 1: Tại sao tơ nylon-6,6 kém bền với acid và kiềm?
Lời giải:
- Tơ nylon – 6,6 thuộc loại polyamide, được điều chế từ adipic acid và hexamethylenediamine.
- Tơ nylon-6,6 kém bền với acid và kiềm do liên kết peptide trong tơ nylon-6,6 có thể bị phân cắt trong môi trường acid và kiềm.
Luyện tập: Tơ nitron được điều chế từ acrylonitrile (CH2=CH-CN). Cho biết công thức của tơ nitron.
Lời giải:
- Công thức của tơ nitron: -(CH2-CH(CN))-n
2. Cao su
Luyện tập: Liệt kê các lĩnh vực ứng dụng của vật liệu cao su.
Lời giải:
Các lĩnh vực sử dụng vật liệu cao su:
- Quân sự: vật liệu làm thùng chứa nhiên liệu máy bay quân sự, túi khí nâng hạ, xuồng cao su, xuồng cứu sinh cho cứu hộ cứu nạn,…
- Y tế: găng tay cao su, nút cao su,…
- Giao thông: Cao su chống va, gờ giảm tốc cao su, cao su chặn lùi xe,…
- Xây dựng: Gối cầu cao su, khe co giãn cầu đường,…
- Thủy lợi – thủy điện: Phớt cao su, Gioăng Đệm Cao Su, Gioăng Cao su P (Zoăng củ tỏi),…
- Công nghiệp: Cao su cửa kính, Thảm cao su, cao su khắc dấu, cao su chịu nhiệt,…
Vận dụng: Cây cao su là cây công nghiệp chủ đạo của nước ta. Em hãy tìm hiểu và cho biết sản lượng cao su của nước ta hiện nay khoảng bao nhiêu? Cao su được trồng nhiều ở các tỉnh nào nước ta và loại cây này phù hợp với loại đất nào?
Lời giải:
- Sản lượng thu hoạch cao su của Việt Nam đạt 1,226 nghìn tấn (năm 2020), chiếm 8,7% sản lượng cao su toàn cầu.
- Các tỉnh, thành phố trồng nhiều cao su: Bình Dương, Bình Phước, Tây Ninh, Đồng Nai.
- Đất trồng thuận lợi cho cây là đất badan.
Luyện tập: Chloroprene là chất có công thức CH2=C(Cl)-CH=CH2. Hãy viết phương trình phản ứng điều chế cao su chloroprene từ chloroprene.
Lời giải:
Phương trình phản ứng điều chế cao su chloroprene từ chloroprene:
Luyện tập: Viết phương trình phản ứng điều chế cao su buna-N từ buta-1,3-diene và acrylonitrile (CH2=CH-CN).
Lời giải:
Phương trình phản ứng điều chế cao su buna-N:
3. Keo dán tổng hợp
Luyện tập: Kể tên thương mại một số loại keo dán thường gặp.
Lời giải:
- Các loại keo dán thường gặp: keo 502, keo con chó, nhựa vá săm 3M, keo sữa, keo epoxy 3M, keo dán gỗ UF,…
Bài tập
Bài tập 1: Loại vật liệu nào sau đây không phải là tơ tự nhiên?
A. Len.
B. Tơ cellulose acetate.
C. Bông.
D. Tơ tằm.
Đáp án: B
Giải thích: Tơ tự nhiên có nguồn gốc từ tự nhiên, những loại tơ tự nhiên quan trọng là: sợi bông, tơ tằm và sợi len. Vậy, tơ cellulose acetate không phải là tơ tự nhiên.
Bài tập 2: Cần bao nhiêu tấn acrylonytrile để điểu chế 1 tấn tơ nitron? Biết hiệu suất của phản ứng trùng hợp là 65%.
Lời giải:
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:
m acrylonytrile phản ứng = m nitron sản phẩm = 1 tấn.
Do hiệu suất của phản ứng trùng hợp là 65% nên khối lượng acrylonytrile cần dùng là:
1,54 tấn.
Bài tập 3: Tìm hiểu quy trình khai thác và chế biến cao su tự nhiên.
Lời giải:
Quy trình khai thác và chế biến cao su thiên nhiên:
- Khai thác mủ: Dùng dao gọt vỏ cây để nhựa cao su chảy ra. Nhựa được thu vào các thùng, bình nhựa. (Có thể bán luôn mủ cao su vừa khai thác).
- Lên men mủ cao su: Nhựa được cho vào bể lên men trong vòng 3-5 ngày để đông đặc.
- Phơi khô mủ cao su: Sau khi lên men xong, nông dân phơi khô mủ cao su ngoài trời trong vòng 1-2 tuần.
- Bán mủ cao su: Sản phẩm được bán cho các đại lý cao su hoặc nhà máy chế biến.
Bài tập 4: Len thường để sản xuất các loại áo len giữ ấm vào mùa đông. Đặc biệt, một số loại áo làm bằng lông cừu rất ấm và có giá thành cao. Nêu các điểm cần chú ý khi giặt quần áo làm bằng len.
Lời giải:
Những chú ý khi giặt quần áo bằng len:
- Tốt nhất nên giặt tay.
- Nếu muốn áo len không bị co rút thì nên cân nhắc dùng nước ấm để giặt.
- Khi xả nước ở bước cuối, để tránh áo bị giãn nên pha vào một ít giấm, áo sẽ giữ được độ đàn hồi cũng như màu sáng vốn có khi mới mua về.
- Nên lộn ngược áo len khi giặt để áo đỡ bị xù.
- Không nên vắt khô áo vì dễ gây giãn.
- Đối với áo len, tuyệt đối không được sấy.
- Khi phơi, không nên dùng kẹp hoặc móc treo mà để áo nằm trên khung phơi.
- Nếu giặt máy, không giặt áo len chung với các loại áo khác chất liệu.