ĐỀ tài các KHÁI NIỆM đặc TRƯNG về POLYME

POLYME TRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG KHOA CÔNG NGHỆ HÓA-THỰC PHẨM .……. ĐỀ TÀI : CÁC KHÁI NIỆM ĐẶC TRƯNG VỀ POLYME GVHD: Th.S CAO VĂN DƯ LỚP: 08CH112 NHÓM VI 1. NGUYỄN THÀNH LẬP 2. TRẦN VĂN LÊN 3. ĐOÀN THỊ LIỄU 4. LƯƠNG THỊ MAI LINH THÁNG 4/2011 1 MỤC LỤC Nội dung i I.MỘT SỐ ĐỊNH NGHĨA 1 1.1. Polyme là gì? 1 1.2. Oligome 1 1.3. Monome 1 1.4. Mắt xích cơ bản 2 1.5. Độ trùng hợp (P) 2 1.6.Khối lượng phân tử polyme (M) 2 1.7. Homopolyme 4 1.8. Copolyme 4 II.ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC 5 2.1.Hình dạng phân tử polymer 5 2.2. Đồng phân quang học 7 III. PHÂN LOẠI 8 3.1.Phân loại theo nguồn gốc 8 3.2.Phân loại theo cấu trúc hóa học 9 3.3.Phân loại theo tính chất 10 3.4.Phân loại theo lĩnh vực ứng dụng 11 IV. KẾT LUÂN 11 2 I.MỘT SỐ ĐỊNH NGHĨA: 1.1. Polyme là gì? Polyme 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 bằng liên kết đồng hoá trị.  Monomer = mono + mer  |Polymer = poly + mer  Oligomer = oligos + mer 1.2. Oligome: Polyme khối lượng phân tử thấp (hợp chất trung gian), chưa mang những đặc trưng tính chất như polyme. Sự phân biệt giữa oligome và polyme không rõ ràng, tuy nhiên oligome không có sự thay đổi rõ ràng với những tính chất quan trọng. 1.3. Monome :Là những phân tử hữu cơ đơn giản có chứa liên kết kép (đôi hoặc ba) hoặc có ít nhất hai nhóm chức hoạt động có khả năng phản ứng với nhau tạo thành polyme – tham gia phản ứng trùng hợp. 1.4. Mắt xích cơ bản: Là những phần lặp đi lặp lại trong mạch polyme. 3  Nhóm cuối: là nhóm nguyên tử đặc trưng nằm ở cuối mạch polyme. Những oligome hoạt động có chứa nhóm cuối có khả năng tham gia phản ứng trùng hợp thường được dùng để tổng hợp copolyme và polyme không gian (ví dụ: nhựa epoxy).  Ví dụ cách xác định các mắt xích và monome: Monome Mắt xích cơ bản 1.5. Độ trùng hợp (P): Là số mắt xích cơ bản trong phân tử polymer. M = Mo.P • Trong đó:  Mo khối lượng phân tử của mắt xích cơ bản  M khối lượng phân tử của polymer 1.6.Khối lượng phân tử polyme (M):. • Các phân tử polymer có khối lượng (chiều dài) rất khác nhau: một số phân tử tương đối nhỏ (mạch ngắn), một số lớn (mạch dài), còn đa số là trung bình. Độ dài của mạch có ảnh hưởng lớn đến nhiệt độ chảy và biến mềm, các nhiệt độ nàytăng lên theo sự tăng của khối lượng phân tử tức là chiều dài mạch. Ví dụ polymer với khối lượng phân tử thấp (khoảng 100 g/mol) ở nhiệt dộ thường tồn tại ở dạnglỏng hay khí, trung bình 4 (khoảng 1000 g/mol) ở dạng sáp hay cao su mềm, cao (từ > 10000 tới hàng triệu g/mol) ở dạng chất rắn và đây mới là mục tiêu cần đạt tới. • Sự phân bố khối lượng phân tử theo từng nhóm giá trị: sự phân bố đó càng rộng càng không tốt vì điều đó có nghĩa là có một tỉ lệ cao các phân tử với khối lượng thấp, ở trạng thái lỏng có tác dụng bôi trơn giữa các phân tử lớn làm cho vật liệu polymer trở nên mềm và dễ bị chảy khi chịu tải. Do vậy người ta cố gắng tạo nên polymer với khối lượng phân tử lớn và đồng đều đến mức có thể. • Công thức tính khối lượng phân tử: M = n.m • Trong đó:  M: khối lượng phân tử polyme  m: khối lượng của một đơn vị monome  n: hệ số trùng hợp hoặc hệ số trùng ngưng • Trong khoa học nghiên cứu polyme, người ta thường sử dụng 02 khái niệm khác của khối lượng phân tử: • Khối lượng phân tử trung bình số: • Khối lượng phân tử trung bình khối: Với • Những phân tử polyme của một polyme không có cùng chiều dài hay khối lượng phân tử ◊ khái niệm: độ trùng hợp trung bình 1.7. Homopolyme: Là những polyme được tạo thành từ một loại monomer. 5 1.8. Copolyme: • Polyme được tạo thành từ hai hay nhiều monome khác nhau. Rất nhiều polyme tổng hợp có giá trị thương mại, ví du: ABS, cao su Buna-S, … • 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). II.ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC: 6 2.1.Hình dạng phân tử polymer: • Polyme có hình dạng rất đa dạng bao gồm: mạch thẳng ( hình a), hình sao ( hình b), mạch nhánh (hình c), hình răng cưa (hình d), hình thang ( hình e), mạng lưới ( hình g), hình cây (hình f). • Phân tử hydrocacbon: Trong phân tử hydrocacbon các liên kết giữa các nguyên tử là đồng hoá trị. Mỗi nguyên tử cacbon có bốn điện tử tham gia vào liên kết này, trong đó mỗi nguyên tử hydro chỉ có một điện tử liên kết: liên kết đơn, liên kết đôi, liên kết ba.Từ các phân tử hữu cơ (hydrocacbon) kể trên người ta có thể tổng hợp thành phân tử polymer. Phân tử polymer có bản chất hoá học và mer. So với phân tử hữu cơ vừa trình bày, phân tử polymer tổng hợp nên là khổng lồ so với kích thước và khối lượng phân tử lớn nên còn được gọi là cao phân tử (polymer). Trong phân tử này, các nguyên tử được liên kết bằng liên kết cộng hoá trị. Đa số phân tử polymer có dạng mạch dài và mềm dẻo mà cốt lõi của nó là một chuỗi các nguyên tử cacbon 7 Hình a Hình b Hình c Hình d Hình e Hình g Hình f Trong đó mỗi nguyên tử cacbon liên kết với hai nguyên tử cacbon khácvề hai phía. Phân tử polymer được ký hiệu bằng đường thẳng và được gọi là mạch hay mạch chính. Như vậy nói chung mỗi nguyên tử cacbon có hai liên kết với các nguyên tử hay gốc nằm ở cạnh bên của mạch (gọi là nhánh bên). Nói chung cả trong mạch cũng như nhánh bên có thể chứa liên kết đôi. Rất dễ nhận thấy rằng các phân tử cực lớn polymer này gồm bởi các đơn vị cấu trúc như những mắt xích lặp đi lặp lại và nối với nhau được gọi là mer (mer xuất phát từ tiếng Hy Lạp “meros” có nghĩa là hợp phần). Mer đơn giản nhất được gọi là monomer (tức phân tử chỉ gồm một mer), còn polymer có nghĩa là nhiều mer. • Liên quan đến sự sắp xếp của nguyên tử và nhóm thế trong mạch chính: + Cấu tạo điều hoà: kiểu “đầu nối với đuôi”. + Cấu tạo không điều hoà: kiểu “đầu nối với đầu”, chỗ thì “đầu nối với đuôi”. • Nếu xét về mặt nhiệt động học và cấu trúc không gian thì cấu trúc đầu nối đuôi chiếm đa số, mặc dù đa số polyme chứa một lượng nhỏ cấu trúc đầu nối đầu. • Nếu tổng hợp được hai dạng cấu trúc đầu nối đầu và đầu nối đuôi riêng biệt thi tính chất của 2 polyme khác nhau rất lớn 8 H 2 C CH R H 2 C CH HC R CH 2 R CH 2 CH R HC CH 2 R n H 2 C CH R H 2 C CH R CH 2 CH R H 2 C CH n R • Ví dụ: polyisobutylen (Malanga và Vogl – 1983) , cấu trúc đầu nối đầu có Tm = 1870C, cấu trúc đầu nối đuôi chỉ kết tinh dưới áp suất và Tm = 50 oC. 2.2. Đồng phân quang học: khi có nguyên tử cacbon bất đối trong mạch polymer • Ví dụ: III. PHÂN LOẠI: 3.1.Phân loại theo nguồn gốc: 9 • Polyme thiên nhiên: có thể có nguồn gốc thực vật hoặc động vật như xenlulo, cao su, protein, enzyme… • Ví dụ: • Polymer tổng hợp: được sảnn xuất bằng các phản ứng trùng hợp, trùng ngưng như các loại polylefin, polyvinylclorit, polyamit… + Ví dụ: • Polymer nhân tạo.Ví dụ: 10 [...]... xuất sơn… IV KẾT LUẬN 13 POLYME có nhiều khái niệm và tính chất đặc trưng ,và ngày nay được ứng dụng rộng rãi trong hầu hết các lĩnh vực của cuộc sống 14 TÀI LIỆU THYAM KHẢO 1 Thanh Bình (2002), Hóa học và Hóa lý polymer, NXB Đại Học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh 2 Nguyễn Hữu Niếu, Trần Vĩnh Diệu (2004), Hóa lý polymer, NXB Đại HọcQuốc Gia TP Hồ Chí Minh 3 Modern Analytic Calhemistry 4 Tài liệu.vn 15 ... học: • Polymer mạch thẳng.Ví dụ: • Polymer mạch nhánh.Ví dụ: • Polymer mạch không gian Ví dụ: phenolformandehyt 11 3.3.Phân loại theo tính chất: • Polymer nhiệt rắn: thường là những polymer mạch thẳng như PE, PP,PS,PVC…Ở loại vật liệu này dưới tác dụng của lực ở một nhiệt độ nhất định, các phân tử polymer có thể trượt lên nhau, có nghĩa là phân tử có đủ năng lượng để thắng các lực tương tác giữa các phân... để thắng các lực tương tác giữa các phân tử Nói cách khác, ở một nhiệt độ nhất định nào đó vật liệu có thể chảy, trở thành dẻo và dưới tác nhiệt độ này nó rắn lại + Ví dụ: • Polymer nhiệt dẻo: là những polymer có khối lượng phân tủ không cao lắm, có khả năng tạo thành các polymer không gian như Phenolformaldehyt, ureformaldehyt, nhựa epoxy… để sản xuất polymer nhiệt rắn, nhựa nguyên liệu được đun nóng... chuyển sang trạng thái của polymer không gian Khác với nhựa nhiệt dẻo, nhựa nhiệt rắn ở nhiệt độ cao không thể chảy mềm và cũng không thể hòa tan trong các dung môi.Ví dụ: epoxy 12 R O R CO2 RR'N RCH CH2 CH2 CH O CH2 CH2 CH CH2 CH O O CH2 CHR'' CH O O CH CH O O R CH CH 3.4.Phân loại theo lĩnh vực ứng dụng: chất dẻo, sơn, sợi, cao su, keo dán, CH R' polymer compozit… • Ứng dụng: Polyme có ứng dụng rất phổ . POLYME TRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG KHOA CÔNG NGHỆ HÓA-THỰC PHẨM .……. ĐỀ TÀI : CÁC KHÁI NIỆM ĐẶC TRƯNG VỀ POLYME GVHD: Th.S CAO VĂN DƯ LỚP: 08CH112 NHÓM. LUẬN 13 CH CH 2 O CH 2 O R CH CH 2 O CH 2 CO 2 R CH CH 2 O CH 2 RR'N CH CHR'' O R' RCH CH O O CH CH CH CH O R POLYME có nhiều khái niệm và tính chất đặc trưng ,và ngày nay được ứng dụng rộng rãi trong hầu hết các lĩnh vực của cuộc sống 14 TÀI LIỆU THYAM KHẢO 1. Thanh Bình (2002), Hóa học và Hóa lý polymer,. chiều dài hay khối lượng phân tử ◊ khái niệm: độ trùng hợp trung bình 1.7. Homopolyme: Là những polyme được tạo thành từ một loại monomer. 5 1.8. Copolyme: • Polyme được tạo thành từ hai hay