📖 Bài 32: Polymer - lớp 9

1. Khái niệm, đặc điểm cấu tạo và phân loại

• Khái niệm: Polymer là những chất có khối lượng phân tử rất lớn do nhiều đơn vị nhỏ (gọi là mắt xích) liên kết với nhau tạo nên. Phân tử nhỏ kết hợp với nhau tạo nên polymer được gọi là monomer.
• Cấu tạo mạch: Mạch polymer có 3 dạng cơ bản: mạch không phân nhánh (như PE, amylose), mạch phân nhánh (như amylopectin, glycogen) và mạng không gian (như cao su lưu hoá).
• Phân loại: Dựa vào nguồn gốc, polymer được chia thành:
  • Polymer thiên nhiên: Có sẵn trong tự nhiên như tinh bột, cellulose, tơ tằm, bông....
  • Polymer tổng hợp: Được tổng hợp bằng phương pháp hoá học như nhựa PE, PP....

2. Tính chất vật lí

• Hầu hết polymer là chất rắn, không bay hơi, không có nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi xác định. Đa số không tan trong nước và các dung môi thông thường.
• Nhiều polymer tổng hợp khi đun nóng sẽ chảy mềm (nhựa nhiệt dẻo), được ứng dụng để đúc, ép thành các đồ vật.
•  

3. Một số vật liệu polymer phổ biến

• Chất dẻo: Là vật liệu polymer có tính dẻo (bị biến dạng khi chịu tác dụng của nhiệt, áp lực và giữ nguyên sự biến dạng đó khi thôi tác dụng).
• Tơ: Là vật liệu polymer có cấu tạo mạch không phân nhánh và có thể kéo dài thành sợi (tơ thiên nhiên và tơ tổng hợp).
• Cao su: Là vật liệu polymer có tính đàn hồi (biến dạng khi chịu lực và trở lại hình dáng ban đầu khi thôi tác dụng). Cao su không thấm nước, cách nhiệt, cách điện, chịu mài mòn tốt.
• Vật liệu composite: Là vật liệu tổ hợp từ hai hay nhiều vật liệu khác nhau, gồm vật liệu nền (thường là polymer) và vật liệu cốt (sợi thuỷ tinh, sợi carbon) giúp tăng độ bền cơ học.

4. Vấn đề ô nhiễm môi trường và cách khắc phục

• Ô nhiễm trắng: Sự lạm dụng chất dẻo (như túi nilon PE, đồ nhựa dùng một lần) gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng vì chúng rất khó bị phân huỷ sinh học. Đốt rác thải nhựa sinh ra nhiều khí độc hại.
• Giải pháp (Quy tắc 5R): Để bảo vệ môi trường, cần áp dụng 5R: Renew (Đổi mới công nghệ sinh học), Refuse (Từ chối đồ nhựa không phân huỷ), Reduce (Giảm thiểu), Reuse (Tái sử dụng) và Recycle (Tái chế).

3. Em đã học

Từ bài học này, em cần ghi nhớ các điểm cốt lõi:

• Polymer là những chất có khối lượng phân tử rất lớn do nhiều mắt xích liên kết với nhau. Phân tử nhỏ kết hợp với nhau tạo nên polymer được gọi là monomer.
• Polymer thường là chất rắn, không tan trong nước, không có nhiệt độ nóng chảy xác định.
• Ứng dụng cực kì rộng rãi với các loại vật liệu: chất dẻo, tơ, cao su, vật liệu composite,.
• Việc sử dụng quá nhiều vật liệu polymer khó phân huỷ gây ô nhiễm môi trường. Cần áp dụng quy tắc 5R để giảm thiểu rác thải nhựa.

4. Em có thể

• Nhận biết được các vật dụng làm từ polymer và biết cách sử dụng, bảo quản một số vật dụng làm bằng chất dẻo, tơ, cao su trong gia đình an toàn, hiệu quả.
• Phân loại được các rác thải sinh hoạt để dễ dàng tái chế.
• Nhận thức được tác hại của rác thải nhựa và thực hành các biện pháp giảm thiểu rác thải nhựa.

5. Ví dụ thực tế ứng dụng kiến thức

• Tại sao không nên bọc ni lông, đồ nhựa vào lò vi sóng? Nhiều loại túi ni lông hay hộp nhựa xốp làm từ chất dẻo (như PVC, PS) không chịu được nhiệt độ cao. Dưới tác dụng của nhiệt trong lò vi sóng, polymer có thể bị nóng chảy hoặc giải phóng ra các chất độc hại ngấm trực tiếp vào thức ăn. Em chỉ nên dùng các hộp nhựa có dán nhãn "An toàn cho lò vi sóng" (Microwave safe).
• Lưu ý khi ủi/là quần áo bằng tơ tổng hợp: Trên mác quần áo lụa nilon hay polyester thường có kí hiệu chiếc bàn là có dấu gạch chéo hoặc chỉ để nhiệt độ rất thấp. Nguyên nhân là do tơ tổng hợp có bản chất là polymer nhiệt dẻo, chúng cực kì kém chịu nhiệt. Nếu em ủi ở nhiệt độ cao, sợi vải sẽ bị chảy sun lại và làm hỏng quần áo ngay lập tức.
• Vật liệu Composite - Bí mật của xe đua và cần câu cá: Tại sao một chiếc cần câu mỏng mảnh lại câu được con cá nặng hàng chục kg mà không gãy? Đó là nhờ vật liệu composite. Lõi của nó là các sợi carbon (vật liệu cốt) siêu cứng và dai, được bọc bên ngoài bởi một lớp nhựa polymer (vật liệu nền) giúp liên kết các sợi lại. Sự kết hợp này tạo ra một vật liệu "nhẹ hơn nhôm nhưng cứng hơn thép", thường dùng làm siêu xe hoặc thiết bị thể thao cao cấp.