Polime tổng hợp: do con người tổng hợp bằng phản ứng trùng hợp hoặc trùng ngưng.. Phản ứng trùng hợp: Trùng hợp là quá trình kết hợp nhiều phân tử nhỏ monome giống nhau hay tương tự nha
Trang 1Chương 4 POLIME VÀ VẬT LIỆU POLIME
A Tĩm tắt kiến thức
ĐẠI CƯƠNG VỀ POLIME
I – KHÁI NIỆM, PHÂN LOẠI:
1 Các khái niệm:
* Polime: hợp chất có phân tử khối lớn do nhiều mắt xích liên kết với nhau tạo nên.
2 Phân loại: 3 loại
a Polime thiên nhiên: có sẵn trong tự nhiên: Tinh bột, Xenlulozơ, tơ tằm.
b Polime bán tổng hợp (nhân tạo): polime thiên nhiên được chế biến một phần: Tơ visco,
tơ axetat
c Polime tổng hợp: do con người tổng hợp bằng phản ứng trùng hợp hoặc trùng ngưng.
* Polime Trùng hợp: polietilen, teflon, poli(vinyl clorua), poli(metyl metacrylat); cao su buna; tơ nitron, …
* Trùng ngưng: các loại tơ nilon(nilon-6, nilon-7, nilon-6,6), tơ capron, tơ lapsan, poli(ure-fomandehit)
II – ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC
* Mạch không phân nhánh: amilozơ, …
* Mạch phân nhánh: amilopectin, glicogen,…
* Mạng không gian: cao su lưu hoá, nhựa bakelit
III – TÍNH CHẤT VẬT LÍ
* Polime là chất rắn, không bay hơi, không có nhiệt độ nóng chảy xác định
* Đa số polime không tan trong các dung môi thông thường
IV – TÍNH CHẤT HOÁ HỌC
1 Phản ứng phân cắt mạch cacbon
* Polime có nhóm chức trong mạch dễ bị thuỷ phân (trong H+ hoặc OH-): Xenlulozơ, poliamit, polieste
* Polime trùng hợp bị nhiệt phân thành monome ban đầu (phản ứng đepolime hoá)
2 Phản ứng giữ nguyên mạch cacbon
* Phản ứng cộng vào liên kết đôi của polime, …
3 Phản ứng tăng mạch polime
* Cao su thô →+S cao su lưu hóa (mạng không gian)
* Phản ứng chuyển nhựa rezol thành nhựa rezit (mạng không gian)
V – PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ
1 Phản ứng trùng hợp: Trùng hợp là quá trình kết hợp nhiều phân tử nhỏ (monome) giống
nhau hay tương tự nhau thành phân tử lớn (polime).
* Điều kiện cần về cấu tạo của monome: phải có liên kết bội (CH2=CH2, CH2=CH-Cl, ) hoặc là vòng kém bền có thể mở ra như:
Trang 2nCH2 CH Cl
Cl
xt, t0, p
n
vinyl clorua poli(vinyl clorua)
H2C
CH2
CH2
CH2
CH2
C NH
O
NH[CH2]5CO
t0, xt
n
caprolactam capron
2 Phản ứng trùng ngưng: Trùng ngưng là quá trình kết hợp nhiều phân tử nhỏ (monome)
thành phân tử lớn (polime) đồng thời giải phóng những phân tử nhỏ khác (thí dụ H 2 O).
* Điều kiện cần về cấu tạo của monome: phân tử phải có ít nhất hai nhóm chức có khả
năng phản ứng.
n H2N[CH2]5COOH trung ngung→ (-HN[CH2]5CO-)n + n H2O axit ε –aminocaproic tơ nilon-6
n HOOCC6H4COOH + n HOCH2CH2OH trung ngung→(-COC6H4CO—OCH2CH2O-)n + 2n H2O axit terephtalic etylen glicol poli(etylen terephtalat)- Tơ lapsan
VI – ỨNG DỤNG: Làm vật liệu polime: Chất dẻo, tơ sợi, cao su, keo dán.
VẬT LIỆU POLIME
I – CHẤT DẺO
1 Khái niệm về chất dẻo và vật liệu compozit
- Chất dẻo là vật liệu polime có tính dẻo.
- Vật liệu compozit là vật liệu hỗn hợp gồm ít nhất hai thành phần phân tán vào nhau và
không tan vào nhau Thành phần gồm: chất nền (polime) và chất độn.
2 Một số polime dùng làm chất dẻo
b) Poli (vinyl clorua) (PVC): CH2 CH
n
Cl
CH3
n
Là chất rắn trong suốt cho ánh sáng truyền qua tốt, dùng chế tạo thuỷ tinh hữu cơ plexiglas
d) Poli (phenol fomanđehit) (PPF)
Có 3 dạng: Nhựa novolac, nhựa rezol và nhựa rezit
* Nhựa novolac: khi đun hỗn hợp phenol và HCHO (xúc tác axit), thu được nhựa novolac
* Nhựa rezol: khi đun hỗn hợp phenol và HCHO dư (xúc tác bazơ), thu được nhựa rezol.
* Nhựa rezit(bakelit):
Nhựa rezol >để nguội1400C Nhựa rezit
II – TƠ
1 Khái niệm: Polime hình sợi dài và mảnh với độ bền nhất định.
2 Phân loại:
a Tơ thiên nhiên (có sẵn trong thiên nhiên): bông, len, tơ tằm.
Trang 3b Tơ hoá học (chế tạo bằng phương pháp hoá học)
- Tơ bán tổng hợp (nhân tạo) (xuất phát từ polime thiên nhiên nhưng được chế biến thêm):
tơ visco, tơ axetat
- Tơ tổng hợp (do con người tổng hợp): tơ poliamit (nilon, capron), tơ vinylic (nitron,…)
3 Một số loại tơ tổng hợp thường gặp
a Tơ nilon-6,6
n H2N[CH2]6NH2+nHOOC[CH2]4COOHtrung ngung→(-NH[CH2]6NH-CO[CH2]4CO-)n + 2nH2O hexametylenđiamin axit ađpic Tơ nilon-6,6
Lưu ý: Tơ nilon thuộc loại tơ poliamit, nên kém bền với nhiệt, với axit và kiềm.
b Tơ nitron (hay olon)
CN
RCOOR', t0 CH2 CH
n
acrilonitrin poliacrilonitrin
Bền với nhiệt và giữ nhiệt tốt, nên may quần áo ấm, đan áo rét
c Tơ lapsan: thuộc loại tơ polieste, được trùng ngưng từ axit terephtalic và etilenglycol.
III – CAO SU
1 Khái niệm: là vật liệu polime có tính đàn hồi
2 Phân loại: Cao su thiên nhiên và cao su tổng hợp.
a Cao su thiên nhiên:
Cao su thiên nhiên là polime của isopren:
CH3
n
Tính chất:
- Tính đàn hồi, không dẫn điện và nhiệt, tan trong xăng, benzen
- Phản ứng cộng (H2, HCl, Cl2,…) do trong phân tử có chứa liên kết đôi
b Cao su tổng hợp: thường được điều chế từ các ankađien bằng phản ứng trùng hợp.
Cao su buna:
t0, xt CH2 CH CH CH2 n
Cao su buna có tính đàn hồi và độ bền kém cao su thiên nhiên
Cao su buna-S và buna-N:
C6H5
n
C6H5CH2
t0 xt
n
CH2 CH CH CH2+ n
buta-1,3-đien acrilonitrin cao su buna-N
CH2 CH
IV – KEO DÁN TỔNG HỢP
1 Khái niệm: Keo dán là vật liệu có khả năng kết dính hai mảnh vật liệu rắn giống hoặc khác
nhau mà không làm biến đổi bản chất của các vật liệu được kết dính.
2 Một số loại keo dán tổng hợp thông dụng
a Nhựa vá săm: Là dung dịch đặc của cao su trong dung môi hữu cơ.
b Keo dán epoxi: Làm từ polime có chứa nhóm epoxi
O
Trang 4c Keo dán ure-fomanđehit
nH2N-CO-NH2 + nCH2=O t0, xt HN CO NH CH2 n+ nH2O
Poli(ure-fomandehit)
B Bài tập
Câu 1: Nhận xét nào dưới đây về tính chất vật lý chung của polime là khơng đúng?
A Hầu hết là các chất rắn, khơng bay hơi.
B Đa số nĩng chảy ở một khoảng nhiệt độ rộng hoặc khơng nĩng chảy mà bị phân huỷ khi đun
nĩng
C Đa số khơng tan trong các dung mơi thơng thường, một số tan trong dung mơi thích hợp, tạo
dung dịch nhớt
D Hầu hết polime đồng thời cĩ tính dẻo, tính đàn hồi và cĩ thể kép thành sợi dai, bền
Câu 2: Theo cách tổng hợp, thì polime nào sau đây cùng loại polime với poli butađien?
A Poli (vinyl clorua) B Nhựa phenol-fomanđehit.
Câu 3: Theo nguồn gốc, thì tơ axetat cùng loại với tơ nào dưới đây?
A Tơ lapsan B Tơ visco C Tơ nilon -6,6 D Tơ tằm
Câu 4: Theo cách tổng hợp, thì Polime nào sau đây cùng loại polime với nilon-6,6?
A Poli (vinyl clorua) B Poli acrilonitrin.
Câu 5: Cho các polyme sau đây : (1) tơ tằm; (2) sợi bông; (3) sợi đay; (4) tơ enang; (5) tơ visco;
(6) nilon-6,6; (7) tơ axetat Loại tơ có nguồn gốc xenlulozo là?
Câu 6: Cho các loại tơ: (1) nilon-6; (2) nilon -6,6; (3) nitron; (4) tơ visco, (5) tơ lapsan
Tơ thuộc loại poliamit?
Câu 7: Tơ visco khơng thuộc loại
A tơ hĩa học B tơ tổng hợp C tơ bán tổng hợp D tơ nhân tạo.
Câu 8: Trong các loại tơ dưới đây, tơ nhân tạo là
A tơ visco B tơ capron C tơ nilon -6,6 D tơ tằm.
Câu 9: Trong số các loại tơ sau:
(1) [-NH-(CH2)6-NH-OC-(CH2)4-CO-]n (2) [-NH-(CH2)5-CO-]n
(3) [C6H7O2(OOC-CH3)3]n Tơ thuộc loại poli amit là
A (1),(2) B (1), (2), (3) C (3) D (2)
Trang 5Câu 10: Tơ được sản xuất từ xenlulozơ là
A tơ tằm B tơ capron C tơ nilon-6,6 D tơ visco.
Câu 11: Tơ lapsan thuộc loại
A tơ poliamit B tơ visco C tơ polieste D tơ axetat.
Câu 12: Tơ nitron thuộc loại
A tơ nhân tạo B tơ bán tổng hợp C tơ thiên nhiên D tơ tổng hợp.
Câu 13: Tơ tằm và nilon – 6,6 đều
A cĩ cùng phân tử khối B thuộc loại tơ tổng hợp.
C thuộc loại tơ thiên nhiên D chứa các loại nguyên tố giống nhau trong phân tử Câu 14: Nhĩm vật liệu nào được chế tạo từ polime thiên nhiên?
A Tơ visco, tơ tằm, cao su buna, keo dán gỗ.
B Tơ visco, tơ tằm, phim ảnh.
C Cao su isopren, tơ visco, nilon – 6, 6, keo dán gỗ.
D Nhựa bakelit, tơ tằm, tơ axetat.
Câu 15: Nhĩm vật liệu nào sau đây đều được chế tạo từ polime thiên nhiên?
A Tơ visco, tơ tằm, cao su buna, thuỷ tinh hữu cơ
B Tơ axetat, bơng y tế, giấy, tơ tằm.
C Tơ axetat, da thuộc, caosu buna, gốm
D Đồ thuỷ tinh, tơ tằm, bơng y tế, gốm sứ.
Câu 16: Nhận xét nào sau đây đúng?
A Tơ nilon-6,6 là tơ nhân tạo B Tơ visco là tơ tổng hợp.
C Tơ xenlulozơ axetat là tơ hĩa học D Các loại sợi vải, sợi len đều là tơ thiên nhiên.
Câu 17: Polime cĩ cấu trúc mạng khơng gian (mạng lưới) là
Câu 18: Polime nào sau đây có cùng cấu trúc mạch với caosu lưu hóa?
A Tơ capron B Nhựa bakelit C nhựa novolac D amilozơ.
Câu 19: Hai polime đều cĩ cấu trúc mạng khơng gian là:
A nhựa rezit, cao su lưu hĩa B amilopectin, glicozen.
C nhựa rezol, nhựa rezit D cao su lưu hĩa, keo dán epoxi.
Câu 20: Cho các polime: PE, PVC, polibutadien, poliisopren, amilozơ, amilopectin, xenlulozơ, caosu
lưu hố Các polime cĩ cấu trúc mạch khơng phân nhánh là :
A PE, PVC, polibutadien, poliisopren, amilozơ, amilopectin, xelulozơ.
B PE, PVC, polibutadien, poliisopren, xenlulozơ, caosu lưu hố.
Trang 6C PE, PVC, polibutadien, poliisopren, amilozơ, xenlulozơ.
D PE, polibutadien, poliisopren, amilozơ, xenlulozơ, caosu lưu hoá.
Câu 21: Quá trình nhiều phân tử nhỏ (monome) kết hợp với nhau thành phân tử lớn (polime) đồng thời
giải phóng những phân tử nước gọi là phản ứng
A nhiệt phân B trao đổi C trùng hợp D trùng ngưng.
Câu 22: Chất không có khả năng tham gia phản ứng trùng hợp là
Câu 23: Chất không có khả năng tham gia phản ứng trùng ngưng là
A hexametylenđiamin B axit terephtaric
C axit axetic D etylen glycol.
Câu 24: Chất không có khả năng tham gia phản ứng trùng hợp là
A butađien-1,3 B accrilonitrin C glyxin D caprolactam.
Câu 25: Chất hoặc cặp chất dưới đây không thể tham gia phản ứng trùng ngưng là
A phenol và fomanđehit B buta-1,3-đien và stiren.
C axit ađipic và hexametilenđiamin D axit ε-aminocaproic.
Câu 26: Nhựa novolac được điều chế bằng cách đun nóng phenol (dư) với dung dịch
A HCOOH trong môi trường bazơ B CH3CHO trong môi trường axit
C HCHO trong môi trường bazơ D HCHO trong môi trường axit
Câu 27: Polime dùng để chế tạo thuỷ tinh hữu cơ (plexiglas) được điều chế bằng phản ứng
A trùng hợp CH2=C(CH3)COOCH3 B trùng hợp CH2 =CHCOOCH3
C trùng ngưng CH2=C(CH3)COOCH3 D trùng ngưng CH2 =CHCOOCH3
Câu 28: Dãy gồm các chất được dùng để tổng hợp cao su Buna-S là:
A CH2=C(CH3)-CH=CH2, C6H5CH=CH2 B CH2=CH-CH=CH2, C6H5CH=CH2
C CH2=CH-CH=CH2, lưu huỳnh D CH2=CH-CH=CH2, CH3-CH=CH2
Câu 29: Chất nào sau đây có thể trùng hợp thành polime dùng sản xuất cao su?
A CH3CH=CH-CH3 B CH2=CH2 C CH≡CH D CH2=CCl-CH=CH2
Câu 30: Cho các polime sau: (-CH2 – CH2-)n ; (- CH2- CH=CH- CH2-)n ; (- NH-CH2 -CO-)n
Công thức của các monome để khi trùng hợp hoặc trùng ngưng tạo ra các polime trên lần lượt là
A CH2=CHCl, CH3CH=CH-CH3, CH3-CH(NH2)-COOH
B CH2=CH2, CH2=CH-CH= CH2, NH2CH2- COOH
C CH2=CH2, CH3- CH=C= CH2, NH2CH2COOH
D CH2=CH2, CH3- CH=CH-CH3, NH2- CH2-CH2-COOH
Câu 31: Tơ nilon-6,6 được tổng hợp từ phản ứng
A trùng hợp giữa axit ađipic và hexametylen đi amin
Trang 7C trùng hợp từ caprolactam
B trùng ngưng giữa axit ađipic và hexametylen đi amin
D trùng ngưng từ axit ε -amino caproic
Câu 32: Quá trình điều chế tơ nào dưới đây là quá trình trùng hợp ?
A tơ nitron (tơ olon) từ acrilo nitrin
B tơ nilon-7 từ axit ω -amino enantoic
C tơ nilon-6,6 từ hexametilen diamin và axit adipic
D tơ nilon-6 từ axit ε -amino caproic
Câu 33: Monome được dùng để điều chế cao su là
A CH2=CH-CH3 B CH2=CH2 C CH≡CH D CH2=CH-CH=CH2
Câu 34: Polivinyl clorua (PVC) điều chế từ vinyl clorua bằng phản ứng
A trao đổi B oxi hố - khử C trùng hợp D trùng ngưng.
Câu 35: Polime nào sau đây được tổng hợp bằng phản ứng trùng ngưng?
A Nilon-7 B Polistiren C Poli(acrylonitrin) D teflon.
Câu 36: Tơ được điều chế bằng phản ứng trùng hợp là
A tơ nilon- 6,6 B tơ nitron C tơ axetat D tơ enang(nilon-7)
Câu 37: Nhóm các vật liệu được chế tạo từ polime trùng ngưng là:
A cao su, nilon-6,6, tơ nitron
B tơ axetat, nilon-7.
C nilon-6,6, tơ lapsan, thủy tinh plexiglas.
D nilon-6,6, tơ lapsan, nilon-6.
Câu 38: Cơng thức phân tử của cao su thiên nhiên
A (C5H8)n B (C4H8)n C (C4H6)n D (C2H4)n
Câu 39: Qua nghiên cứu thực nghiệm cho thấy cao su thiên nhiên là polime của monome
A buta- 1,2-đien B buta- 1,3-đien
C 2- metyl buta-1,3-đien D buta- 1,4-đien.
Câu 40: Polivinyl clorua cĩ cơng thức là
A (-CH2-CHCl-)2 B (-CH2-CH2-)n C (-CH2-CHBr-)n D (-CH2-CHF-)n
Câu 41: Cơng thức cấu tạo của polibutađien là
A (-CF2-CF2-)n B (-CH2-CHCl-)n C (-CH2-CH2-)n D (-CH2-CH=CH-CH2-)n
Câu 42: Teflon là tên của một polime được dùng làm
A chất dẻo B tơ tổng hợp C cao su tổng hợp D keo dán.
Trang 8Câu 43: Loại tơ nào dưới đây thường dùng để dệt vải may quần áo ấm hoặc bện thành sợi “len” đan
áo rét?
A Tơ nilon-7 B Tơ nilon -6,6 C Tơ capron D Tơ nitron.
Câu 44: Poli(hexametylen-adipamit) là một polime dùng làm
A chất dẻo B tơ tổng hợp C cao su tổng hợp D keo dán.
Câu 45: Poli(ure-fomanđehit) là một polime dùng làm
A chất dẻo B tơ tổng hợp C cao su tổng hợp D keo dán.
Câu 46: Cao su thiên nhiên không tham gia phản ứng nào sau đây?
A tác dụng với lưu huỳnh, đun nóng B tác dụng với HCl.
C phản ứng đề polime hóa D tác dụng với dung dịch NaOH.
Câu 47: Tính chất nào dưới đây khơng phải là tính chất của cao su tự nhiên?
A Tính đàn hồi B Khơng thấm khí và nước.
C Khơng tan trong xăng và benzen D Khơng dẫn điện và nhiệt
Câu 48: Khối lượng của một đoạn mạch tơ nilon-6,6 là 27346 đvC và của một đoạn mạch tơ capron là
17176 đvC Số lượng mắt xích trong đoạn mạch nilon-6,6 và capron nêu trên lần lượt là:
A 113 và 152 B 121 và 114 C 121 và 152 D 113 và 114.
Câu 49: Một loại polietylen cĩ phân tử khối là 50000 Hệ số trùng hợp của loại polietylen đĩ xấp xỉ
A 1230 B 1529 C 920 D 1786.
Câu 50: Từ 4 tấn C2H4 cĩ chứa 30% tạp chất cĩ thể điều chế bao nhiêu tấn PE ? (Biết hiệu suất phản ứng là 90%)
A 2,55 B 2,8 C 2,52 D 3,6.
ĐÁP ÁN