Sinh hoạt hằng ngày của chúng ta được phục vụ bởi vô số những hàng hóa, sản phẩm
được chế biến, gia công từ nhựa, và hầu như điều này trở thành đương nhiên không thể
thiếu trong suy nghĩ của mọi người. Chúng ta cũng có thể gọi thời đại chúng ta đang
sống hiện nay là thời dại của nhựa nhân tạo.
Tuy nhiên chúng ta vẫn biết rất ít về những tính chất khác biệt cùng với những ứng
dụng muôn mặt cũng như dạng suất hiện của nhựa, những tác dụng độc hại cho sức
khỏe, môi trường sống, lại càng ít biết đến thành phần cấu tạo hoá học bên trong của
chúng.
Nhựa nhân tạo cũng được gọi với tên "nhựa tổng hợp" hay “chất dẻo“ ( Plastic ) là một
loại hợp chất hữu cơ, đã được các nhà khoa học tìm ra trong 4 thập kỷ trở lại đây và nó
đã, đang, và sẽ bành trướng mãnh liệt trong các ngành công nghiệp chế biến hàng tiêu
dùng, đóng gói, cơ khí, điện khí và điện tử, xe hơi, hàng không..vv.. Tóm lại nhựa là vật
liệu sẽ thay thế dần các vật liệu cổ điển khác như gỗ, khoáng chất và kim loại.
Các nguyên liệu quan trọng góp phần tạo ra nhựa thường là những chất có sẵn trong
thiên nhiên như Cellulose, mủ caosu
...hay bán thành phẩm của thiên nhiên Ethin,
Benzol, khí Ethen und Propylen. Sau cùng là dầu hỏa, hay các sản phẫm từ dầu hỏa, khí
đốt, vôi, than đá....
Hiện nay xuất hiện rất nhiều loại nhựa khác nhau từ các phòng thí nghiệm, với những
khả năng rất đặc biệt và chuyên sâu cho từng điều kiện và lĩnh vực ứng dụng. Chúng ta
có thể phân biệt ra 2 đặc tính cơ bản của nhựa khi quan sát các mặt hàng tiêu dùng hằng
ngày. Thí dụ: bao nhựa (còn được gọi với tên thông dụng "bao nylon“, mặc dù không
phải tất cả các bao nhựa đều có thành phần cấu tạo hoá học từ Nylon ) sẽ chảy ra khi bị
đốt nóng.
Trong khi đó ổ cấm điện ( bằng nhựa ) không hề hấn gì. Kế đến chúng ta sẽ nhận thấy
tấm nệm mút (
cao su tổng hợp) lót dưới ghế ngồi sẽ biến dạng khi chịu một lực nén và
trở lại dạng lúc ban đầu khi không còn tác động của lực nén. Hai thuộc tính (nhiệt và
cơ) nói trên cho chúng ta phân biệt được ba nhóm nhựa cơ bản.
Nhựanhiệt
( Thermoplast ): Với tác dụng của nhiệt chúng sẽ biến đổi dạng ( nóng chảy
). v/d cốc đựng nước uống ( xem hình bên dưới ).
Nhựacứng
( Duroplast ): Loại nhựa có độ bền cao khi chịu sự tác dụng của nhiệt .v/d ổ
cấm điện
Nhựađànhồi
( Elastomere ): Thể hiện với tên gọi, chúng có tính đàn hồi cao .v/d nệm
caosu
Một vài thí nghiệm đơn giản để phân biệt tính khác nhau của 3 nhóm nhựa: Nhựanhiệt,
nhựacứng
và nhựađànhồi.
Dựa theo cấu trúc phân tử bên trong của 3 nhóm nhựa nói trên cũng giúp chúng ta định
nghĩa được một cách khái quát và phân biệt được thuộc tính khác nhau của chúng
Nhựanhiệt:
Các đơn phân tử có cấu trúc nối tiếp, nằm cạnh nhau, không phân nhánh. Khi bị đun
nóng những phân tử này sẽ trượt xa nhau ra làm cho toàn diện vật thể biến dạng theo.
Khi nguội lại vật thể đông cứng dần và tồn '74ại với hình dạng mới trong điều kiện nhiệt
độ bình thường. Nhờ thuộc tính nóng chảy và đông cứng này nhựanhiệt
có thể được
ứng dụng và tái tạo lại nhiều lần.
Nhựacứng:
Bên trong nó các cao phân tử nối kết nằm cùng với nhau, tạo thành những mạng lưới
nối kết rất chặt chẽ. Với nhiệt độ cao ( tương đối khi so sánh với nhựanhiệt
) không thể
làm cho cấu trúc các phân tử thay đổi, do đó hình dạng vật thể bên ngoài cũng không
thay đổi. Nhựacứng
có độ bền cao với tác dụng của nhiệt và tính cách điện rất tốt. Trái
với nhựa nhiệt, nhựacứng
không thể nấu chảy để xử dụng lại nhiều lần.
Nhựađànhồi:
Bên trong nó các cao phân tử nối kết rối loạn không theo thứ tự với nhau. Khi vật thể bị
nén thì tất cả cấu trúc cao phân tử bên trong cũng biến đổi theo. Khi để vật thể tự do, tất
cả cấu trúc phân tử rối loạn đó sẽ trở về vị trí lúc ban đầu.
Ngoài ra người ta có thể nhận biết, phân biệt các loại nhựa dựa theo các thí nghiệm sau
đây
* Thông suốt ánh sáng: Cấu trúc phân tử và tinh thể giữ vai trò quan trọng cho thuộc
tính của nhựa. Thí dụ: trong suốt ( như thuỷ tinh ), trong vừa, trắng đục..vv..
* Đốt cháy: Hình dáng, màu sắc ngọn lửa và mùi khói sau khi tắt cũng là những đặc
tính quan trọng để xếp loại nhựa. Do phân tử có chứa các nguyên tử C ( carbon ), H (
hydro ) nên nhiều loại nhựa có thể cháy được, và thông qua các chất phụ v/d Halogenen
như Chlor và Fluor bên trong các phân tử sẽ ảnh hưởng đến hiện tượng cháy.
* Hình nổi: Người ta phân biệt hiện tượng vỡ trắng, vỡ to, vỡ nhỏ..vv...Dùng móng tay
hay đinh để xác định độ cứng bề mặt của hình vỡ.
* Tính hoà tan: Nhựa có tính bền cao trong dung môi hữu cơ.
* Tính dẫn điện: rất thấp và được thông qua một lượng nhỏ âm điện tử tự do và những ion
chuyển động. Tuy nhiên nhựa có tính tĩnh điện rất cao do những âm điện tử tự do,
dùng lực chà sát tác dụng lên bề mặt nhựa sẽ tạo ra tĩnh điện .
* Tính dẫn nhiệt: rất thấp và tuỳ thuộc vào cấu trúc không đìều đặn bên trong của các
phân tử. So sánh trị số dẫn nhiệt giữa kim loại đồng = 335 và Polystyrol = 0,14 cho thấy
trị số tương quan 335 : 0,14 = 2400. Đồng dẫn điện nhanh hơn Polystyrol 2400 lần ( với
mẫu thí nghiệm có cùng kích thước ), và Polystyrol cũng cần thời gian làm nguội 2400
lần lâu hơn đồng. Tương tự cũng có thể hiểu nếu dùng nhiệt (năng lượng ) tác dụng 1
giờ cho đồng thì chúng ta cần 100 ngày cho nhựa . Từ đó cho kết luận: Đồng có tính
dẫn điện tốt và nhựa có tính cách điện tốt.
* Tỷ trọng: cho ta điểm tựa để phân biệt các loại nhựa. Tỷ trọng nhựa khoảng 1 g/ cm3.
V/d Polyethylen: 0,96 g / m3
Tỷ trọng của một vài nhóm nhựa điển hình được đánh giá theo bảng kê khai dưới đây.
Tỷ trọng kg/dm3 Các nhóm nhựa
0,9... 1,0 Polyethylen, Polypropylen, Polysobutylen
1,0... 1,2 Polystyrol, Polykarbonate, Polymethylmethacrylate, Polyesterharze,
Epoxidharze, Polyamide
1 ,2 ...1 ,4 Vulkanfiber, PVC hart und weich, Phenolhan ungefüllt und gefüllt mit
organischen Stoffen
1,4... 1,5 Aminoplaste mit anorganischen Füllstoffen, Polyimide
1,5... 1,8 Phenolharze, Epoxidharze, Polyesterharze mit organischen Füllstoffen
> 1,8 Polytetrafluorethylen, Silikone