HÓA HỌC HÓA LÝ POLYMER - CHƯƠNG 1 docx

TS. Nguyen Quang Khuyen nqkhuyen@yahoo.com HP: 0908 207020 Môn Học HÓA HỌC HÓA LÝ POLYMER 3 ĐVHT 112/23/2010 1MaMH 605002 Khái niệm về polymer [1]. Nguyễn Hữu Niếu v Trần Vĩnh Diệu, Hóa lý polymer, Đại học Quốc gia, Tp.HCM, 2004. [2]. Phan Thanh Bình, Hóa học và hóa lý polymer, Đại học quốc gia Tp.HCM, 2002. [3]. Thái Doãn Tĩnh , Hóa học các hợp chất cao phân tử, NXB Khoa Học Và Kỹ Thuật Hà Nội, 2005. [4] Hans R. Kricheldorf, Oskar Nuyken and Graham Swift, Handbook of Polymer Synthesis, Marcel Dekker, 2005. [5] David I. Bower, An Introduction to Polymer Physics, Cambridge University, 2002. [6] Encyclopedia of Polymer Science and Technology, 3rd Edition, 12 Volume, John Wiley & Sons, 2004. SCH THAM KHO 2212/23/2010 2MaMH 605002 Khái niệm về polymer [7] Krzysztof Matyjaszewski and Thomas P. Davis, Handbook of Radical Polymerization, John Wiley & Sons, 2002. [8] Fred J. Davis, Polymer Chemistry, Oxford University, 2004. [9] J. Brandrup, E. H . Immergut and E. A . Grulke, Polymer Handbook, John Wiley & Sons, 1999. [10] Michael Rubinstein and Ralph H. Colby, Polymer Physics, Oxford University, 2003. [11] Igor Galaev and Bo Mattiasson, Smart Polymers Applications in Biotechnology and Biomedicine, by Taylor & Francis, 2008. [12] Graham Swift, Charles E. Carraher and Christopher N. Bowman, Polymer Modification, Springer, 1997. SCH THAM KHO 33312/23/2010 3MaMH 605002 Khái niệm về polymer Chương 1 KHÁI NIỆM V POLYMER 44412/23/2010 4MaMH 605002 Khái niệm về polymer •Từ thời xa xưa người ta biết sử dụng sợi bông, sợi tơ tầm, sợi len để làm quần áo. • Cao su thiên nhiên được phát hiện vào cuối thế kỷ 17 bởi nhà khoa học châu âu. •1820 Thomas Hancock phát hiện ra cán do cao su, dễ trộn hợp với chất độn và dễ tạo hình. •1839 Charles Goodyear nhận thấy tính chất đn hồi của cao su tự nhiên có thể tăng lên, v độ dính bị loại b khi lưu hóa bng lưu hunh. •Năm 1833, Gay lussac tổng hợp được polyester khi đun nóng acid lactic, Braconot điều chế được Nitroxenlolozơ bng phương pháp chuyển hoá đồng dạng. 1.1 Lch s pht trin ngnh polymer 55512/23/2010 5MaMH 605002 Khái niệm về polymer • Đến cuối thế kỹ 19 và đầu thế kỷ 20 việc nghiên cứu hợp chất polymer được phát triển mạnh m. • 1910 nhựa Bakelit phenol-formadehyt (Leo Baekeland) là polyme tổng hợp hoàn toàn được sản xuất công. • 1835 Renoult điều chế đưọc vc (vinyl clorua) và 1937 mới đưa vào sản xuất trong công nghệp. • 1933 R.O. Gibson và E.N.Faweet của ICI đã trùng hợp etylen thành polyetylen ở nhiệt độ và áp suất cao. 1939 – nhà máy đã chính thức hoạt động sản xuất PE. • Cao su nhân tạo đầu tiên được tổng hợp từ 2,3 dimetyl butadien (BR) ở Đức trong chiến tranh thế giới thứ I. 666612/23/2010 6MaMH 605002 Khái niệm về polymer  Những lý thuyết và thực nghiệm của Paul Flory về polymer, ông đã nhận giải Nolben Hoá học 1974 vì những đóng góp lâu dài và quan trọng của ông trong lĩnh vực khoa học polyme. Năm 1953 Staudinger đã nhận giải Nobel vì những công trình nghiên cứu tiên phong trong lĩnh vực này.  Một lượng lớn những polyme tổng hợp được thương mại hoá như: polystyren, poly(metyl metacrylat), nylon 6,6, PE, PVC, ….  Ngy nay polymer l vật liệu đóng góp rất nhiều trong các lĩnh lực khoa học kỹ thuật và đời sống: Các sản phm dân dụng, công nghiệp, y tế, phục vụ ngnh khoa học kỹ thuật… 777712/23/2010 7MaMH 605002 Khái niệm về polymer  Một số lĩnh vực ứng dụng tiên tiến của polyme:  Polymer chịu nhiệt, oxy hóa ứng dụng trong tu vũ trụ.  Nhựa kỹ thuật thay thế cho kim loại.  Polyme không cháy, giảm tối thiểu lượng khói hoặc hơi độc.  Polyme phân huỷ sinh học.  Polyme ứng dụng trong sinh học ví dụ: chỉ tự tiêu, cơ quan nội tạng nhân tạo.  Polyme dẫn điện. 888812/23/2010 8MaMH 605002 Khái niệm về polymer  Tnh hnh phát triển ngnh nhựa ở VN:  Nhựa nhiệt do : sản xuất từ nguồn dầu khí dầu m (m khí dầu m và m khí thiên nhiên) VD: công ty misuvina sản xuất PVC.  Các trung tâm nghiên cứu vật liệu mới và ứng dụng nhựa nhiệt rắn đặc biệt nhà lắp ghép ở Miền Tây Nam Bộ, tàu đánh bắt thủy sản xa bờ bng composite, canô …  Xu thế phát triển nghành polyme ở việt nam : ngành nhựa nhiệt rắn đã và đang phát triển đã gia nhập khối ASIAN tên gọi chung cho ngành là VINAPLAST. 999912/23/2010 9MaMH 605002 Khái niệm về polymer •Polymer là hợp chất cao phân tử được cấu tạo từ rất nhiều nhóm có cấu tạo hoá học giống nhau lặp đi lặp lại và chúng nối với nhau bng liên kết đồng hoá trị. PS PVC PP 1.2 Đnh ngha, khi niệm 10 10101012/23/2010 10MaMH 605002 Khái niệm về polymer [...]... bản khác nhau) 12 /23/2 010 MaMH 605002 Khái niệm về polymer 19 Copolyme đều đặn Copolyme khối Copolyme ngẫu nhiên Copolyme ghép 12 /23/2 010 MaMH 605002 Khái niệm về polymer 20 Nguyên liệu (khí đồng hành, tự nhiên) tổng hợp polymer 12 /23/2 010 MaMH 605002 Khái niệm về polymer 21 Nguyên liệu dầu mỏ tổng hợp polymer 12 /23/2 010 MaMH 605002 Khái niệm về polymer 22 22 Hình dạng phân tử polyme mạch thẳng... mạng lưới không gian 12 /23/2 010 MaMH 605002 Khái niệm về polymer 23 1. 3 Phân loại Polymer được phân loại theo nhiều cách khác nhau: • Phân loại theo nguồn gốc: polymer thiên nhiên (cao su), polymer tổng hợp, polymer nhân tạo (nitrocellulose, CAB…) • Phân loại theo thành phần hoá học của mạch chính của polymer: o Polymer mạch carbon: mạch phân tử được cấu thành từ nguyên tử carbon Polymer này được hình... phân nhánh o Polymer phân nhánh o Polymer mạch có cấu trúc không gian 12 /23/2 010 MaMH 605002 Khái niệm về polymer 25 • Phân loại theo tính chất Polymer Polymer nhiệt dẻo Tinh thể Cao Su Polymer nhiệt rắn Vô định hình • Phân loại theo lĩnh vực ứng dụng: chất dẻo, phủ bảo vệ, sơn, sợi, cao su, keo dán, polymer composite… 12 /23/2 010 MaMH 605002 Khái niệm về polymer 26 1. 4 Sự khác nhau giữa hợp chất cao... và NR = 2 và tương đương5 12 /23/2 010 MaMH 605002 Khái niệm về polymer 16 Danh Pháp: Danh pháp của polymer chủ yếu dựa vào tên của monomer, hợp chất tổng hợp thành polymer và có thêm vào phía trước tử “poly” •Ethylene ( polyethylene) •Propylene ( polypropylene) •Polyester được hình thành từ phản ứn của di – alcol và di – acid 12 /23/2 010 MaMH 605002 Khái niệm về polymer 17 •Homopolyme là những polyme... hoặc ba, độ chức) hoặc có ít nhất hai nhóm chức hoạt động có khả năng phản ứng với nhau tạo thành polymer – tham gia phản ứng trùng hợp 12 /23/2 010 MaMH 605002 Khái niệm về polymer 12 •Mắt xích cơ sở: là những nhóm nguyên tử lặp đi lặp lại trong phân tử polymer 12 /23/2 010 MaMH 605002 Khái niệm về polymer 13 Đoạn mạch: là một giá trị trọng lượng của các mắc xích liền nhau sao cho sự dịch chuyển của mắc... phân tử có độ trùng hợp i 12 /23/2 010 MaMH 605002 Khái niệm về polymer 15 Khối lượng trung bình khối là tổng khối lượng các thành phần tính trung bình theo phần khối lượng của từng loại mạch có độ trùng hợp khác nhau Chỉ số đa phân tán IP: đặc trưng cho độ phân tán của mẫu polymer IP = 1 đồng nhất về độ trùng hợp trong toàn mẫu polymer (điều này không có thực) IP > 1 : mẫu polymer có độ đa phân tán... cơ sở có trong đại phân tử của polymer n = M/m M: khối lượng phân tử trung bình của Polymer m : khối lượng phân tử của mắt xích 12 /23/2 010 MaMH 605002 Khái niệm về polymer 14 Khối lượng phân tử của polymer Khối lượng phân tử trung bình số Mn: Mi : khối lượng phân tử của mạch i Ni : số phân tử có khối lượng Mi có trong hệ Khối lượng phân tử trung bình số thể hiện phần số học các mạch hiện diện trong... o Polymer dị mạch: mạch chính được hình thành từ carbon và các nguyên tố phổ biến như : S, O, N, P… o Polymer vô cơ: mạch chính của polymer không phải là carbon 12 /23/2 010 MaMH 605002 Khái niệm về polymer 24 polyoxymetylen polyeste H2C O O n CH2 x O C CH2 O polyuretan C NH CH2 O x NH C y O C n O O CH2 O y n R polysiloxan Si R O n • Phân loại theo cấu trúc mạch phân tử: o Polymer không phân nhánh o Polymer. ..•Oligomer (polymer) khối lượng phân tử thấp là hợp chất trung gian, chưa mang những đặc trưng tính chất như polymer Sự phân biệt giữa oligomer và polymer không rõ ràng, tuy nhiên oligomer không có sự thay đổi rõ ràng với những tính chất quan trọng 12 /23/2 010 MaMH 605002 Khái niệm về polymer 11 •Monomer là những phân tử hữu cơ đơn giản có chứa liên kết... monome 12 /23/2 010 MaMH 605002 Khái niệm về polymer 18 Copolyme là polyme được tạo thành từ hai hay nhiều monome khác nhau Rất nhiều polyme tổng hợp có giá trị thương mại, ví du: ABS, NBR … Sự sắp xếp của các monome trên mạch copolyme phụ thuộc vào phương pháp và cơ chế tổng hợp Có thể chia thành các loại sau (các vị dụ sau trong trường hợp copolyme có chứa 2 loại mắt xích cơ bản khác nhau) 12 /23/2 010 MaMH . Học HÓA HỌC HÓA LÝ POLYMER 3 ĐVHT 11 2/23/2 010 1MaMH 605002 Khái niệm về polymer [1] . Nguyễn Hữu Niếu v Trần Vĩnh Diệu, Hóa lý polymer, Đại học Quốc gia, Tp.HCM, 2004. [2]. Phan Thanh Bình, Hóa. thành polymer – tham gia phản ng trùng hợp. 12 1 212 12/23/2 010 12 MaMH 605002 Khái niệm về polymer •Mắt xích cơ sở: là những nhóm nguyên tử lặp đi lặp lại trong phân tử polymer. 13 1 313 12/23/2 010 13 MaMH. alcol và di – acid. 17 1 717 12/23/2 010 17 MaMH 605002 Khái niệm về polymer •Homopolyme là những polyme được tạo thành từ một loại monome. 18 1 818 12/23/2 010 18 MaMH 605002 Khái niệm về polymer Copolyme