Liệt kê các lĩnh vực ứng dụng của vật liệu cao su.
Liên hệ thực tế.
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,…
Các bài tập cùng chuyên đề
Hãy kể tên vật liệu trong gia đình được làm từ cao su. Em hãy tìm hiểu và cho biết chúng được làm từ cao su tự nhiên hay cao su tổng hợp.
Cao su buna-S được sử dụng phổ biến làm lắp xe, băng tải,... Cao su buna-S được tổng hợp từ các chất nào sau đây?
A. CH2=CH2 và C6H5-CH=CH2.
B. CH2=CH–CH=CH2 và lưu huỳnh.
C. CH2=CH–CH2-CH3 và C6H5–CH=CH2.
D. CH2=CH–CH=CH2 và C6H5–CH=CH2.
Cho biết vai trò của quá trình lưu hóa cao su.
Nêu tính chất của cao su buna, cao su buna – S, cao su buna – N.
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?
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?
Chloroprene là chất có công thức CH2=C(Cl)-CH=CH2. Hãy viết phương trình phản ứng điều chế cao su chloroprene từ chloroprene.
Viết phương trình phản ứng điều chế cao su buna-N từ buta-1,3-diene và acrylonitrile (CH2=CH-CN).
Hãy tìm hiểu quy trình khai thác và chế biến cao su thiên nhiên.
Cao su isoprene được tổng hợp từ monomer nào sau đây?
Cao su buna – N được tổng hợp bằng cách trùng hợp buta – 1,3 – diene với chất nào sau đây?
Cao su tổng hợp là loại vật liệu polymer có tính chất đàn hồi tương tự cao su tự nhiên, được điều chế bằng phản ứng trùng hợp. Có nhiều loại cao su tổng hợp, trong đó có một số loại thông dụng sau đây: cao su buna; cao su buna-S; cao su buna-N; cao su chloroprene; cao su isoprene. Phát biểu nào sau đây đúng?
Năm 1839, Charles Goodyear đã được cấp bằng sáng chế cho phát minh về quy trình hóa học để chế tạo ra cao su lưu hóa – một loại cao su có cấu trúc đặc biệt, bền cơ học, chịu được sự ma sát, va chạm, đàn hồi tốt và có thể đúc được. Số phát biểu đúng là?
(a) Cao su lưu hóa còn có tên gọi là cao su buna – S
(b) Bản chất của việc lưu hóa cao su là tạo ra cầu nối disulfide – S – S - giữa các mạch cao su nên cao su lưu hóa có tính chất cơ lí nổi trội hơn.
(c) Trong mủ cao su thiên nhiên, polymer có tính đàn hồi là polyisoprene.
(d) Cao su lưu hóa có cấu trúc mạng không gian nên bền hơn cao su chưa lưu hóa.
Trong công nghiệp để điều chế cao su buna người ta có thể đi từ nguyên liệu khí ethylene thu được từ dầu mỏ theo sơ đồ sau:
Tính số m3 ethylene (ở 25oC và 1 bar) cần lấy để điều chế được 1 tấn cao su buna theo sơ đồ trên. Giả sử hiệu suất phản ứng của mỗi quá trình (1), (2) và (3) trong sơ đồ trên lần lượt là 65%, 50% và 70%.
Năm 1839, Charles Goodyear đã được cấp bằng sáng chế cho phát minh về quy trình hóa học để chế tạo ra cao su lưu hóa – một loại cao su có cấu trúc đặc biệt, bền cơ học, chịu được sự ma sát, va chạm, đàn hồi tốt và có thể đúc được. Những phát biểu nào sau đây là đúng?
(a) Cao su lưu hóa còn có tên gọi là cao su buna – S.
(b) Bản chất của việc lưu hóa cao su là tạo ra cầu nối disulfide – S – S – giữa các mạch cao su nên cao su lưu hóa có tính chất cơ lí nổi trội hơn.
(c) Trong mủ cao su thiên nhiên, polymer có tính đàn hồi là polyisoprene.
(d) Cao su lưu hóa có cấu trúc mạng không gian nên bền hơn cao su chưa lưu hóa.
Cao su buna – N được tổng hợp bằng cách trùng hợp buta – 1,3 – diene với chất nào sau đây?
A. Isoprene B. Natri C. Acrylonitrile D. Styrene.
Cao su isoprene được tổng hợp từ monomer nào sau đây?
A. CH2=C(CH3)CH=CH2 B. CH3CH=C=CH2.
C. (CH3)2C=C=CH2 D. CH2=CHCH=CH2.
Cao su butyl có khả năng chống thấm khí tốt, chống chịu hóa chất nên được sử dụng làm lớp lót trong săm lốp, găng tay cao su,… Cao su butyl thường được sản xuất bằng cách trùng hợp 98% monomer X với 2% monomer Y. Dưới đây là một đoạn mạch của cao su butyl:
X và Y lần lượt là các chất nào sau đây?
A. C(CH3)2=CH – CH =CH2 và CH2=CH(CH3).
B. CH2=C(CH3)2 và CH2=C(CH3) – CH=CH2.
C. CH2=C(CH3) – CH=CH2 và CH2=C(CH3)2.
D. CH2=C(CH3)2 và C(CH3)2=CH – CH=CH2.
Cao su buna – S (hay còn gọi là cao su SBR) là loại cao su tổng hợp được sử dụng rất phổ biến, ước tính 50% lốp xe được làm từ SBR. Thực hiện phản ứng trùng hợp các chất nào dưới đây thu được sản phẩm là cao su buna – S?
A. CH2=CHCH=CH2 và C6H5CH=CH2.
B. CH2=CHCH=CH2 và sulfur.
C. CH2=CHCH=CH2 và CH2=CHCl.
D. CH2=CHCH=CH2 và CH2=CHCN.
Trùng hợp nào sau đây thu được cao su buna?
A. CH2 = CH – CH = CH2. B. CH2 = CCl – CH = CH2
C. CH2 = C(CH3) – CH = CH2 D. CH2 = C(CH3) – CCl = CH2.
Cao su lưu hóa thu được khi cho cao su tác dụng với chất nào sau đây?
A. Lưu huỳnh B. Na2SO3 C. Na2SO4 D. Styrene.
Hãy chọn đúng hoặc sai cho mỗi ý a, b, c, d ở các câu sau
a) Các polymer nhiệt rắn bị nóng chảy khi đun nóng.
b) Mạch polymer trong tơ thường có cấu tạo không phân nhánh.
c) Cao su buna – S thu được khi cho cao su buna tác dụng với sulfur.
d) Vật liệu cốt đảm bảo cho composite có được các đặc tính cơ học cần thiết.
a) Polypropylene là một polymer có cấu trúc mạch phân nhánh.
b) Cao su sau khi lưu hóa có các tính chất vật lí, hóa nổi trội hơn cao su ban đầu.
c) Tơ nylon – 6,6 kém bền trong môi trường kiềm mạnh.
d) Nhựa polymer thường được làm vật liệu nền trong composite.
Cao su buna – N (hay còn gọi là cao su nitrile, có kí hiệu là NBR) là loại cao su tổng hợp có khả năng chịu dầu mỡ tốt nên được dùng làm ống dẫn nhiên liệu, gioăng phớt làm kín trong các máy móc. Thực hiện phản ứng trùng hợp các chất nào dưới đây thu được sản phẩm là cao su buna – N?
A. CH2 = CHCH = CH2 và C6H5CH = CH2.
B. CH2 = C(CH3)CH = CH2 và CH2=CHCN.
C. CH2 = CHCH = CH2 và N2.
D. CH2 = CHCH = CH2 và CH2 = CHCN.
Polymer nào sau đây không thuộc loại cao su?
A. Poly(methyl methacrylate) B. Polychloroprene.
C. Polyisoprene. D. Polybuta – 1,3 – diene.
Trùng hợp chất nào sau đây thu được cao su isoprene?
A. CH2=CH-CH=CH2 B. CH2=CCl-CH=CH2.
C. CH2=C(CH3)-CH=CH2. D. CH2=C(CH3)-C(CH3)=CH2.
Tính chất đặc trưng của cao su là
A. tính đàn hồi. B. tính dẻo.
C. dễ kéo thành sợi mảnh. D. dễ tan trong nước.
Cao su chloroprene có thể tổng hợp từ acelylene theo sơ đồ
Acelylene\( \to \) vinyl acelylene \( \to \) chloroprene\( \to \) cao su chloroprene
a) Xác định công thức cấu tạo của vinyl acetylene
b) Cần bao nhiêu tấn chloropren để sản xuất 1 tấn cao su chloroprene ? Giả sử hiệu suất của phản ứng trùng hợp là 78%.
Cao su butyl là cao su có tính không thấm khí tốt, chịu được ánh nắng và nhiều loại hóa chất. Loại cao su này được sử dụng nhiều làm săm xe đạp, xe máy và ô tô. Cao su butyl được tổng hợp qua phản ứng đồng trùng hợp của buta-1,3-diene và isobutylene. Hãy cho biết công thức cấu tạo của cao su butyl
Tìm hiểu và so sánh công thức cấu tạo của cao su thiên nhiên và polymer trong cây guttapecha.
