Chemistry Labs
Đại học · 15 phút

Kiến trúc mạch: từ nhiệt dẻo tới nhiệt rắn

Chỉnh mật độ cầu nối trên mạch polyme lược đồ và nối tô-pô đó với đàn hồi cao su, nhiệt dẻo và mạng cứng.

Mục tiêu

Liên hệ phân bố độ dài mạch (MnM_n, MwM_w, Đ) và cầu nối với tính chất cơ học của nhựa, sợi và cao su.

Dụng cụ và hoá chất

Trình xem mạch bên dưới; bảng MnM_n, MwM_w, Đ = Mw/MnM_w/M_n của vài mẫu thật.

Cách làm

  1. Đặt cầu nối = 0: mạch tự do trượt — hình ảnh của nhiệt dẻo như PE hay PVC, mềm khi đun.
  2. Thêm 3–6 cầu nối: đoạn mạch giữa các cầu vẫn cử động, nhưng mạng bật lại — đó là cao su.
  3. Tăng lên 15–20 cầu nối: mạch bị khoá trong mạng 3D cứng — nhiệt rắn như Bakelit hay epoxy.
  4. Liên hệ với phân tử lượng: mạch càng dài càng vướng, tăng độ nhớt và độ bền; Đ cho biết độ dài mạch đồng đều cỡ nào.

Điều cần quan sát

  • Không cầu nối → mạch luồn qua nhau được (nhiệt dẻo); ít → mạng đàn hồi entropi (cao su); nhiều → nhiệt rắn thuỷ tinh.
  • Một "mẫu" polyme là một phân bố: hai lô cùng MnM_n vẫn có thể khác nhau nếu Đ khác nhau.

Giải thích

Tính chất polyme = tô-pô cộng thống kê. Mạch không cầu nối trượt dưới ứng suất (nhiệt dẻo: PE, PP, PVC); ít cầu nối lưu huỳnh hay peroxit tích trữ biến dạng đàn hồi (cao su lưu hoá); cầu nối dày cấm mọi dòng chảy (nhựa phenol, epoxy). Đồng thời mọi mẫu thật trộn nhiều độ dài mạch: MnM_n đếm phân tử, MwM_w cân khối lượng, độ phân tán Đ = Mw/MnM_w/M_n ≥ 1 đo độ trải rộng — quyết định độ nhớt, độ dai và khả năng kết tinh thành sợi.

Nhà hoá học liên quan

Chủ đề liên quan

Thí nghiệm ảo: một mô hình đơn giản hoá để xây dựng trực giác. Nó không thay thế thực hành thật và huấn luyện an toàn; không tự làm lại tại nhà khi không có người hướng dẫn.