Bài 10. Chất dẻo và vật liệu composite trang 74, 75, 76 SBT Hóa 12 Chân trời sáng tạo

10.1

Chất dẻo nào sau đây có khả năng phân hủy sinh học tốt?

A. PVC

B. Cao su.

C. Poly(lactic acid).

D. PS

Phương pháp giải:

Dựa vào tính chất của chất dẻo.

Lời giải chi tiết:

Poly(lactic acid) có khả năng phân hủy sinh học tốt.

Đáp án C

10.2

Thành phần của chất dẻo chứa

A. polymer.

B. chất hóa dẻo.

C. các chất phụ gia khác.

D. polymer, chất hóa dẻo và các chất phụ gia khác.

Phương pháp giải:

Dựa vào cấu tạo của chất dẻo.

Lời giải chi tiết:

Thành phần của chất dẻo chứa polymer, chất hóa dẻo và các chất phụ gia khác.

Đáp án D

10.3

Nêu ưu điểm của vật liệu composite so với các polymer thuần túy.

Phương pháp giải:

Dựa vào đặc điểm của vật liệu composite.

Lời giải chi tiết:

So với các polymer ban đầu, vật liệu composite có nhiều ưu điểm như: nhẹ hơn, cách nhiệt và cách điện tốt, độ bền cao hơn….

10.4

Polymer phân hủy sinh học thường chứa những loại liên kết nào trong mạch chính của polymer? Cho ví dụ minh họa.

Phương pháp giải:

Dựa vào tính chất của polymer.

Lời giải chi tiết:

Polymer phân hủy sinh học thường chứa các liên kết ester, peptide (amide) hoặc ether trong đoạn mạch chính của polymer.

10.5

Poly(lactic acid) (PLA) là polymer có khả năng phân hủy sinh học tốt được sử dụng nhiều trong công nghệ in 3D và trong y học để làm các bộ phận cấy ghép, được sản xuất với quy mô lớn bằng quá trình lên men carbohydrate trong cây ngô theo sơ đồ dưới đây:

Viết phương trình phản ứng xảy ra khi thủy phân polymer này trong môi trường kiềm.

Phương pháp giải:

Dựa vào phương pháp điều chế polymer.

Lời giải chi tiết:

Poly(lactic acid) (PLA) là một polymer loại polyester. Phương trình phản ứng xảy ra khi thủy phân loại polymer này trong môi trường kiềm:

10.6

Adipic acid được sử dụng để tổng hợp vật liệu như nylon – 6,6. Các nhà khoa học đã thành công trong việc tổng hợp adipic acid từ glucose theo sơ đồ dưới đây:

Phương pháp này tránh sử dụng các sản phẩm từ dầu mỏ và thu hút sự quan tâm của nhiều khoa học. Biết rằng hiệu suất của giai đoạn (1) là 80%, giai đoạn (2) là 75%. Hãy tính khối lượng glucose cần để điều chế 1 tần adipic acid.

Phương pháp giải:

Dựa vào phương pháp điều chế polymer.

Lời giải chi tiết:

Hiệu suất của hai giai đoạn là 60%

Khối lượng glucose cần theo lí thuyết là: m glucose = \(\frac{{180}}{{146}} = 1,233\)(tấn)

Khối lượng glucose thực tế cần dùng là: 1,233 : 60% = 2,055 (tấn)

10.7

Tìm hiểu và cho biết chất dẻo PET thường được sử dụng để sản xuất các vật dụng gì. Khi tái chế, PET có thể được sử dụng để sản xuất các vật dụng gì?

Phương pháp giải:

Dựa vào đặc điểm của chất dẻo.

Lời giải chi tiết:

Chất dẻo PET thường được sử dụng để sản xuất các vật dụng:

- Vật đựng đồ uống, chai lọ, bình đựng nước có gas, có thể ép phun để tạo thành các loại bao bì đóng gói,…

- Khay nhựa đựng hoặc đóng gói các loại thực vật ăn nhanh như pizza, xúc xích,…

- Sợi thủ công, trong ngành công nghiệp dệt, nhuộm, may mặc, túi xách. Cụ thể là vải polyester với ưu điểm ít nhăn, co rút tốt, trọng lượng nhẹ, chống giãn,…

10.8

Nêu thành phần của chất dẻo và cho biết vai trò của chúng

Phương pháp giải:

Dựa vào cấu tạo của chất dẻo.

Lời giải chi tiết:

Trong chất dẻo có nhiều thành phần khác như chất kết dính (polymer), chất độn, chất hóa dẻo, chất tạo màu.

- Chất kết dính là các polymer trùng hợp hoặc trùng ngưng. Chất kết dính gây nên đặc tính chủ yếu cho chất dẻo.

- Chất độn thường sử dụng ở dạng bột, sợi và vẩy, đảm nhận vai trò tạo cho chất dẻo có nhiều giá trị hơn như khả năng bền nhiệt, bền với các tác nhân hóa học và cũng có thể nâng cao độ cứng, tăng độ bền và giảm giá thành cho sản phẩm

- Chất hóa dẻo được sử dụng với mục đích tăng tính dẻo cho nhựa polymer, trơ về mặt hóa học, ít bay hơi và không độc.

- Chất tạo màu có công dụng mang lại cho nhựa polymer màu sắc nhất định, cũng như nâng cao độ bền màu cho sản phẩm trước tác động của ánh nắng mặt trời.

10.9

Saran (thành phần chính poly(vinylidene chloride)) là chất dẻo cách nhiệt tốt và có tính thấm rất thấp đối với hơi nước, phân tử hương liệu và oxygen nên được làm vật liệu sản xuất màng bọc thực phẩm. Saran được điều chế bằng phản ứng trùng hợp 1,1 – dichloroethylene. Hãy cho biết công thức cấu tạo của poly(vinylidene chloride).

Phương pháp giải:

Dựa vào cấu tạo của chất dẻo.

Lời giải chi tiết:

Công thức cấu tạo của poly(vinylidene chloride) là:

10.10

Cellulose triacetate được điều chế từ cellulose và acetic anhydride. Tính khối lượng cellulose triacetate tạo thành từ 1 tấn cellulose nếu hiệu suất của quá trình điều chế là 67%.

Phương pháp giải:

Dựa vào phương pháp điều chế polymer.

Lời giải chi tiết:

\({({C_6}{H_{10}}{O_5})_n} \to {({C_6}{H_7}{{\rm{O}}_2}{({\rm{OOCC}}{{\rm{H}}_{\rm{3}}}{\rm{)}}_{\rm{3}}}{\rm{)}}_{\rm{n}}}\)

Khối lượng cellulose cần dùng thực tế là: \(\frac{{180}}{{229}}:67\%  = 1,17\)(tấn)

10.11

Hãy tìm hiểu các lĩnh vực ứng dụng của polymer phân hủy sinh học.

Phương pháp giải:

Dựa vào ứng dụng của polymer.

Lời giải chi tiết:

Trong công nghiệp thực phẩm, polymer phân hủy sinh học được ứng dụng chủ yếu làm bao bì cho ngành công nghiệp thực phẩm. Yêu cầu của bao bì làm từ tổ hợp polymer phân hủy sinh học là phải đạt được các tính chất gần như của polymer tổng hợp. Polymer thiên nhiên phân hủy sinh học dùng để sản xuất bao bì phổ biến là polysaccharide, bao gồm tinh bột, cellulose và chitosan.

Polymer phân hủy sinh học đã được thực nghiệm làm mô cấy phẫu thuật trong phẫu thuật mạch máu và chỉnh hình, làm vật liệu nền để giải phóng thuốc lâu dài (có thể điều khiển được) bên trong cơ thể và được xếp vào nhóm vật liệu sinh học

Polymer phân hủy sinh học được định hướng sử dụng để làm màng che phủ trong nông nghiệp nhờ khả năng tự phân hủy sau một thời gian nhất định dưới tác động của nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng và các vi sinh vật trong đất.

10.12

Nhựa ABS được sử dụng rộng rãi để sản xuất đồ chơi trẻ em. Công thức cấu tạo của ABS được trình bày dưới đây:

Hãy cho biết để sản xuất ABS cần có những nguyên liệu nào.

Phương pháp giải:

Dựa vào phương pháp điều chế polymer.

Lời giải chi tiết:

Các nguyên liệu (monomer) cần thiết để điều chế chất dẻo ABS bao gồm: CH₂=CH-CN;

CH₃ – CH = CH – CH₃ ; C₆H₅ – CH = CH₂.

10.13

Polytetrafluoroethylene (teflon), một loại chất dẻo được dùng nhiều làm vật liệu chống dính, được sản xuất từ methane theo quy trình sau:

Hãy viết các phương trình phản ứng xảy ra.

Phương pháp giải:

Dựa vào phương pháp điều chế chất dẻo.

Lời giải chi tiết:

10.14

PHA là tên gọi chung của nhóm polymer phân hủy sinh học có cấu trúc chung dưới đây. Các polymer này khác nhau do cấu trúc của gốc R. PHA có nhiều ứng dụng như dùng để đóng gói thực phẩm, làm cốc, đĩa và các sản phẩm y tế như chỉ khâu, gạc, vỏ thuốc. Liên kết nào trong phân tử polymer làm cho chúng dễ dàng bị phân hủy dưới tác động của vi khuẩn?

Phương pháp giải:

Dựa vào ứng dụng của polymer.

Lời giải chi tiết:

PHA có thể xem là sản phẩm trùng ngưng của các β – hydroxyl acid. Mạch polymer được cấu thành bởi liên kết ester. Chính liên kết này làm cho PHA dễ bị phân hủy sinh học và ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực y tế.