Bài 11. Tơ - Cao su - Keo dán tổng hợp

Trang 59

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?

Gợi ý

Nêu khái niệm, tính chất của cao su. Nêu bản chất của quá trình lưu hóa cao su.

Đáp án

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

- Cao su có khả năng bị biến dạng khi chịu tác dụng của lực bên ngoài và trở lại trạng thái ban đầu khi lực 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 phần tử polyisoprene tạo thành polymer có cấu tạo mạng không gian.

Luyện tập 1

Tơ tự nhiên có nguồn gốc từ đâu?

Gợi ý

Nêu nguồn gốc của các loại tơ tự nhiên thường gặp bao gồm bông, len và tơ tằm.

Đáp án

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 1

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?

Gợi ý

Protein bị thủy phân bởi các base.

Đáp án

Tơ tằm được cấu tạo bởi protein, khi sử dụng xà phòng có độ pH cao (môi trường base), protein trong tơ tằm bị thủy phân, làm quần áo mau hỏng. Do đó ta không nên sử dụng xà phòng có độ pH cao để giặt quần áo bằng tơ tằm.

Câu 1

Tại sao tơ nylon-6,6 kém bền với acid và kiềm?

Gợi ý

Tơ nylon-6,6 thuộc loại polyamide, được điều chế từ adipic acid và hexamethylenediamine. Tơ nylon-6,6 có tính dai, mềm mại, óng mượt nhưng kém bền với acid và kiềm.

Đáp án

- Công thức của nylon-6,6:

\(\left(\mathrm{NH}-\left[\mathrm{CH}_{2}\right]_{6} \cdot \mathrm{NH}-\mathrm{C}-\left[\mathrm{CH}_{2}\right]_{4} \cdot \mathrm{C}\right)_{\mathrm{O}}^{\mathrm{O}}\)

- Tơ nylon-6,6 có liên kết peptide (-CO-NH-) trong phân tử, liên kết peptide phản ứng được với cả acid và kiềm, nên tơ nylon-6,6 kém bền với acid và kiềm.

Luyện tập 2

Tơ nitron được điều chế từ acrylonitrile (CH2=CH-CN). Cho biết công thức của tơ nitron.

Gợi ý

Tơ nitron được điều chế từ phản ứng trùng hợp acrylonitrile (CH2=CH-CN).

Đáp án

Luyện tập 3

Liệt kê các lĩnh vực ứng dụng của vật liệu cao su.

Gợi ý

Liên hệ thực tế.

Đáp án

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 2

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?

Gợi ý

Liên hệ thực tế, tìm hiểu từ internet, sản lượng sẽ khác theo từng năm.

Đáp án

- Theo Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, năm 2023, diện tích cây cao su trên cả nước đạt 910,2 nghìn ha; sản lượng mủ cao su khô khai thác đạt 1,29 triệu tấn.

- Cao su được trồng nhiều ở các tỉnh miền Đông Nam Bộ như Bình Phước, Bình Dương, Tây Ninh, Vũng Tàu.

- Cây sao su phù hợp với đất đỏ bazan và đất xám.

Luyện tập 4

Chloroprene là chất có công thức CH2=C(Cl)-CH=CH2. Hãy viết phương trình phản ứng điều chế cao su chloroprene từ chloroprene.

Gợi ý

Viết phản ứng trùng hợp chloroprene.

Đáp án

Luyện tập 5

Viết phương trình phản ứng điều chế cao su buna-N từ buta-1,3-diene và acrylonitrile (CH2=CH-CN).

Gợi ý

Cao su buna-N được điều chế từ phản ứng đồng trùng hợp buta-1,3-diene và acrylonitrile.

Đáp án

Luyện tập 6

Kể tên thương mại một số loại keo dán thường gặp.

Gợi ý

Keo dán tổng hợp thông dụng gồm keo dán epoxy, keo dán urea-formaldehyde, nhựa vá săm.

Đáp án

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 1

Loại vật liệu nào sau đầy không phải là tơ tự nhiên?

A. Len.

B. Tơ cellulose acetate.

C. Bông.

D. Tơ tằm.

Gợi ý

Tơ thường được phân loại dựa vào nguồn gốc và quy trình chế tạo: tơ tự nhiên, tơ tổng hợp và tơ bán tổng hợp.

Đáp án

Len, bông, tơ tằm là tơ tự nhiên, tơ cellulose acetate là tơ bán tổng hợp.

→ Chọn B.

Bài tập 2

Cần bao nhiêu tấn acrylonytrile để điểu chế 1 tấn tơ nitron? Biết hiệu suất của phản ứng trùng hợp là \(65 \%\).

Gợi ý

Sử dụng công thức:

\[\mathrm{H} \%=\mathrm{H}_{1} \times \mathrm{H}_{2} \times \mathrm{H}_{3}\]

Với chất phản ứng: \(\mathrm{m}_{(\mathrm{TT})}=\mathrm{m}_{(\mathrm{LT})} \times \frac{100 \%}{\mathrm{H} \%}\)

Đáp án

Theo định luật bảo toàn khối lượng: \(m_{\text {acrylonytrile }}=m_{\text {tơ nitron }}=1\) (tấn)P Khối lượng thực tết cần dùng để điểu chế 1 tấn tơ nitron: \(1 \times \frac{100 \%}{65 \%} \approx 1,54\) (tấn)

Bài tập 3

Hãy tìm hiểu quy trình khai thác và chế biến cao su thiên nhiên.

Gợi ý

Liên hệ thực tế, tìm hiểu từ internet.

Đáp án

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.

Gợi ý

Len là polypeptide chứa các amino acid, được lấy từ lông động vật như cừu, dê, thỏ. Sợi len mềm mịn, bền và cách nhiệt tốt. Len được sử dụng rộng rãi để may quần áo ấm, chàn, mũ, thảm.

Đáp án

Các điểm cần chú ý khi giặt quần áo làm bằng len:

- Len được làm từ lông động vật, thành phần chính là protein, do đó dễ bị thủy phân trong môi trường kiềm nên ta không sử dụng bột giặt có pH quá cao.

- Giặt với nước có nhiệt độ thấp (không quá 30 oC).

- Nhiệt độ cao từ chế độ sấy sẽ làm co rút sợi len. Do đó, nên hạn chế sấy đồ len.