GIÁO TRÌNH HÓA HỌC POLYME

GIÁO TRÌNH HÓA HỌC POLYME

Khi đọc qua tài liệu này, nếu phát hiện sai sót hoặc nội dung kém chất lượng xin hãy thông báo để chúng tôi sửa chữa hoặc thay thế bằng một tài liệu cùng chủ đề của tác giả khác. Tài li󰗈u này bao g󰗔m nhi󰗂u tài li󰗈u nh󰗐 có cùng ch󰗨 đ󰗂 bên trong nó. Ph󰖨n n󰗚i dung b󰖢n c󰖨n có th󰗄 n󰖲m 󰗠 gi󰗰a ho󰖸c 󰗠 c u󰗒i tài li󰗈u này, hãy s󰗮 d󰗦ng ch󰗪c năng Search đ󰗄 tìm chúng. Bạn có thể tham khảo nguồn tài liệu được dịch từ tiếng Anh tại đây: http://mientayvn.com/Tai_lieu_da_dich.html Thông tin liên hệ: Yahoo mail: thanhlam1910_2006@yahoo.com Gmail: frbwrthes@gmail.com 1 Hóa hc polyme Tài liu tham kho: 1. A.A Xtrepikheep. “C  hoá hc các p cht cao phân t”, NXB Khoa hc và K thut, Hà ni, 1997 2. R.J. Young, P.A. Lowell, “Introduction to Polymers”. Chapman &Hall, London, NY, Tokyo, Mellbour, 1991. 3. P.C. Painter, M.M. Coleman. “Fundermentals of polymer Science”. Elsevier, 1994. Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e w w w . t r a c k e r - s o f t w a r e . c o m Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e w w w . t r a c k e r - s o f t w a r e . c o m 2 i dung môn hc CHNG 1: NHNG KHÁI NIM C BN 1.1 Lch s phát trin 1.2 Sn xut và tiêu th cht d  Vit Nam và th gii 1.3 Các khái nim c n trong hoá hc polyme 1.3.1 nh ngha 1.3.2 Nguyên liu ban u cho polyme 1.3.3 Cu to polyme 1.3.3.1 Khi lng phân t và s phân b khi ng phân t 1.3.3.2 Hình dng phân t polyme 1.3.3.3 Cu trúc phân t polyme 1.3.3.4 Hình thái cu to 1.4 Phân loi polyme 1.5 Cách gi tên polyme CHNG 2: CÁC PHNG PHÁP TNG HP POLYME 2.1 Ph ng trùng hp chui 2.1.1 Trùng hp gc 2.1.1.1 S  ph ng 2.1.1.2 Các giai n ph ng * Khi mào * Phát trin mch * t mch * Chuyn mch Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e w w w . t r a c k e r - s o f t w a r e . c o m Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e w w w . t r a c k e r - s o f t w a r e . c o m 3 i dung môn hc (tip theo) 2.1.1.3 Ph ng hãm trùng hp 2.1.1.4 ng hc quá trình trùng hp gc 2.1.1.5 Các yu t nh hng n quá trình trùng hp gc 2.1.2 Trùng hp ion 2.1.2.1 Trùng hp cation * Xúc tác * Các giai n ca ph ng * ng hc ca ph ng *  m ca ph ng 2.1.2.2 Trùng hp anion * Xúc tác *  m ca ph ng * Trùng hp anion di tác dng ca xúc tác + KNH 2 trong môi trng phân cc + Hp cht c kim + Na kim loi 2.1.3 Các phng pháp tin hành trùng hp 2.1.3.1 Trùng hp khi 2.1.3.2 Trùng hp dung dch 2.1.3.3 Trùng hp huyn phù 2.1.3.4 Trùng hp nh ng 2.2 Ph ng trùng ngng 2.2.1 Các khái nim c n 2.2.1.1 nh ngha 2.2.1.2 Monome ca ph ng trùng ngng 2.2.1.3 S  ph ng 2.2.1.4 Chc và nhóm chc 2.2.1.5 Chc riêng 2.2.1.6 M  chuyn hoá 2.2.1.7  trùng hp 2.2.2 Các dng ph ng trùng ngng 2.2.2.1 Trùng ngng có cân bng monome 2 nhóm ch    ng ng 2.2.2.2 Trùng ngng không cân bng: ph ng trùng ngng phenol vi fomandehyt Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e w w w . t r a c k e r - s o f t w a r e . c o m Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e w w w . t r a c k e r - s o f t w a r e . c o m 4 – 1820 Thomas Hancock phát hin ra rng khi nghin cao su chy tt hn, d trn hp vi ch n và  o hình. – 1839 Charles Goodyear nhn thy tính ch àn hi a cao su t nhiên có th ng lên, và  dính b loi b khi  un nóng vi lu hunh - c p bng sáng ch  u hoá cao su t nhiên – 1851 Nelson Goodyear (anh trai ca Charles) ng kí sáng ch khi lu hoá cao su t nhiên vi mt ng ln lu hunh to thành vt liu rt cng (thng gi là cao su cng) – ebonit hay vulcanit – Xenlulo nitrat (nitroxenlulo) • Christian Schonbein phát hin nm 1846, c dùng ph bin làm thuc n.  ng dng quan trng hn ca Xenlulonitrat là làm cht do do có tính ch àn hi, d tan trong dung môi thích hp và to hình di tác ng ca nhit và áp sut. Ví d: hn hp ca Xenlulonitrat và long não làm phim ch nh – 1892 t nhân to viscoza, màng xellofan – 1910 nha Bakelit phenol-formadehyt (tác gi là Leo Baekeland) là polyme tng hp hoàn toàn c sn xut công nghip và thng mi hoá. – Cao su nhân t u tiên c tng hp t 2,3 dimetyl butadien  c trong chin tranh th gii I. Chng 1: NHNG KHÁI NIM C BN 1.1 Lch s phát trin Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e w w w . t r a c k e r - s o f t w a r e . c o m Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e w w w . t r a c k e r - s o f t w a r e . c o m 5 • S phát trin ca ngành công ngip polyme b n ch vì s n ch hiu bit v n cht ca polyme. Các nhà khoa hc ch nhn bi c mt s tính cht bt bình thng ca polyme và nhìn chung h coi tính cht ca polyme là tp hp ca nhng phân t nh n. • Hermann Staudinger (1920)  a ra mt s gi thuyt và nhng khái nim quan trng trong ngành khoa hc polyme: – Polyme c to bi nhng phân t t ln là nhng chui nhng n v hoá h n gin liên kt vi nhau bng liên t cng hoá tr  a ra khái ni i phân t  mô t polyme. – Các thc nghim nghiên cu v phng pháp tng hp, tính cht, cu trúc ca polyoxymetylen và polystyren ã cho mt n c ng chc v quan  i phân t. – Các gi thuyt ca Staudinger  c chng minh xa hn a bng nhng nghiên cu tinh th c ca các polyme t nhiên Herman Mark, Kurt Meyer và các công trình ca Wallace Carothers v ch o polyamit và polysyren.  u thp k 1930 hu ht các nhà khoa h u b thuyt phc v u trúc i phân t a polyme. • Trong vòng 20 nm sau, nhng công trình v polyme tng nhanh chóng, S ra i tp chí Polymer Science ng nhng công trình nghiên cu khoa hc ca polyme và nhng khái nim c n ca ngành khoa hc polyme.Nhng lý thuyt và thc nghim ca Paul Flory ni bt trong giai n này, và ông ã nhn gii Nolben Hoá c 1974 vì nhng óng góp lâu dài và quan trng ca ông trong nh vc khoa hc polyme. Nm 1953 Staudinger ã nhn gii Nobel vì nhng công trình nghiên cu tiên phong trong lnh vc này. • Mt lng ln nhng polyme tng h c thng mi hoá nh: polystyren, poly(metyl metacrylat), nylon 6,6, PE, PVC, …. • Mt s nh v ng dng tiên tin ca polyme: – Polyme chu nhit, chu oxy hóa t ng dng trong tu v tr – Nha k thut thay th cho kim loi – Polyme không cháy, gim ti thiu lng khói hoc h c – Polyme phân hu sinh hc – Polyme ng dng trong sinh hc ví d: ch  tiêu, c quan i tng nhân to – Polyme d n Chng 1: NHNG KHÁI NIM C BN 1.1 Lch s phát trin (tip theo) Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e w w w . t r a c k e r - s o f t w a r e . c o m Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e w w w . t r a c k e r - s o f t w a r e . c o m 6 Chng 1: NHNG KHÁI NIM C BN 1.3 Các khái nim c n trong hoá hc polyme 1.3.1 1.3.1     nh nh ngh ngh   a a *  khác nhau gia hp cht thp phân t và hp cht cao phân t CH H H H CH H C H H H H CH H C H H C H H H H CH 2 H H n metan etan propan polyetylen ng tay m, áo chng n i3 - 6 x10 5 Màng,  dân dngng rn - dai1000 - 5000 p ph, chng thm ng rn – bán tinh th50 - 1000 Sáp prafinng rn – tinh th25 - 50 u và mCht lng có  nht cao16 - 25 u laCht lng có  nht trung bình 9 - 16 ngng5 - 11 Khí t (gas)Khí1-4 ng dngTrng thái và tính chtnguyêntC Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e w w w . t r a c k e r - s o f t w a r e . c o m Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e w w w . t r a c k e r - s o f t w a r e . c o m 7 1.3.1 1.3.1     nh nh ngh ngh   a a Chng 1: NHNG KHÁI NIM C BN  Polyme là hp cht cao phân t c cu to t t nhiu nhóm có cu to hoá hc ging nhau l i lp li và chúng ni vi nhau bng liên k ng hoá tr.  Oligome – polyme khi lng phân t thp (hp cht trung gian), cha mang nhng c trng tính cht nh polyme. S phân bit gia oligome và polyme không rõ ràng, tuy nhiên oligome không có s thay i rõ ràng vi nhng tính cht quan trng.  Monome là nhng phân t u c n gin có cha liên kt kép (ôi hoc ba) hoc có ít nht hai nhóm chc ho ng có kh ng ph ng vi nhau to thành polyme – tham gia ph ng trùng hp. CHH 2 C CHH 2 C CHH 2 C CHH 2 C n C CH 2 C O N H CH 2 O N H 4 6 C CH 2 C O N H CH 2 O N H 4 6 n polystyren Polyamit 6,6  t xích c n (repeating unit or monomeric unit): là nhng phn l i lp li trong mch polyme. Ví d: Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e w w w . t r a c k e r - s o f t w a r e . c o m Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e w w w . t r a c k e r - s o f t w a r e . c o m 8  Nhóm cui (end groups) là nhóm nguyên t c trng   cui mch polyme. Nhng oligome ho ng có cha nhóm cui có kh ng tham gia ph ng trùng p thng c dùng  ng hp copolyme và polyme không gian (ví d: nha epoxy).   trùng hp (P) (degree of polymerizaion) làst xích c n trong phân t polyme M = M o .P Trong ó: M o khi lng phân t a mt xích c n M khi lng phân t a polyme Nhng phân t polyme ca mt polyme không có cùng chiu dài hay khi lng phân t  khái nim:  trùng p trung bình Chng 1: NHNG KHÁI NIM C BN Homopolyme là nhng polyme c to thành t t loi monome  Copolyme là polyme c to thành t hai hay nhiu monome khác nhau. Rt nhiu polyme tng hp có giá tr thng mi, ví du: ABS, cao su Buna-S, …  p xp ca các monome trên mch copolyme ph thuc vào phng pháp và c ch ng hp. Có th chia thành các loi sau (các v  sau trong trng hp copolyme có cha 2 loi t xích c n khác nhau) Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e w w w . t r a c k e r - s o f t w a r e . c o m Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e w w w . t r a c k e r - s o f t w a r e . c o m 9 Chng 1: NHNG KHÁI NIM C BN Copolyme  n Copolyme khi Copolyme ngu nhiên Copolyme ghép 1.3.2 Nguyên liu ban u cho polyme – monome - Quá trình tng hp polyme bao gm 2 giai n: u ch monome và chuyn hoá chúng thành polyme -Nguyên liu quan trng nh  u ch monome là du , khí t nhiên, khí ng hành, sn phm ca quá trình chng than á. (s  kèm theo) Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e w w w . t r a c k e r - s o f t w a r e . c o m Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e w w w . t r a c k e r - s o f t w a r e . c o m [...]... KHÁI NI M C ww ww k Ch F -X C h a n ge O W ! PD O W ! PD k e r- s o ft w a re F -X C h a n ge N y bu k lic 1.4.1 Phân lo i polyme a) Phân lo i theo ph ng pháp t ng h p + Polyme t nhiên + Polyme trùng h p + Polyme trùng ng ng b) Phân lo i theo c u t o hoá h c + Polyme m ch cacbon + Polyme d ch: trong m ch chính ngoài nguyên t cacbon còn có các nguyên t khác nh O, N, S … polyoxymetylen H 2C O polyeste... C h a n ge N y bu 1.3.3 C u t o polyme 1.3.3.1 Kh i l ng phân t và s phân b kh i l ng phân t • R t nhi u tính ch t c a polyme ph thu c vào kích th c a m ch polyme n ph i mô t kích th c c a chúng • M t phân t polyme riêng l có kh i l ng r t nh , kho ng 10-19 n 10-18 g • Kh i l ng phân t ph n mol, M, (g i t t là kh i l ng phân t ) có n v g.mol-1 ho c kg mol-1 • Vì m ch polyme có chi u dài khác nhau nên... tính ch t polyme Polyme nhi t d o Tinh th Vô elastome Polyme nhi t n nh hình d) Phân lo i theo l nh v ng d ng: ch t d o, l p ph o v , s n, s i, cao su, keo dán, polyme compozit, 20 ac c tr om to re C c om N y bu to lic C k e r- s o ft w a ac B N w w tr ng 1: NH NG KHÁI NI M C ww ww k Ch F -X C h a n ge O W ! PD O W ! PD k e r- s o ft w a re F -X C h a n ge N y bu k lic 1.4.2 Cách g i tên polyme Cách... (polydispersity or heterogeneity index) M w Mn * Ý ngh ob ng c a s phân tán kh i l ng phân t M w M n = 1,5 – 2,0 có nhi u polyme nh ho c l n h n r t nhi u giá tr trung bình n M w M n = 1 (phân tán n - monodisperse) phân t polyme có kích th c g n b ng nhau i v i polyme ng th c t o thành t t lo i polyme) có quan h gi a kh i l ng phân t trung bình và trùng h p trung bình s và trung bình kh i Pn Pw • Các ph bình... t polyme (a) m ch th ng (b) m ch nhánh (c) m ng l i (c) hình sao (d) hình r ng l c (e) hình thang (e) hình cây (dendrimers and hyperbranched polymer) 16 ac c tr om to re C c om N y bu to lic C k e r- s o ft w a ac B N w w tr ng 1: NH NG KHÁI NI M C ww ww k Ch F -X C h a n ge O W ! PD O W ! PD k e r- s o ft w a re F -X C h a n ge N y bu k lic 13.3.2 Hình d ng phân t polyme 13.3.3 C u trúc phân t polyme. .. w a re F -X C h a n ge N y bu k lic 1.4.2 Cách g i tên polyme Cách g n gi n nh t tên polyme = poly + tên c a monome Ví d : etylen polyetylen Vinylclorua polyvinyl clorua Polyme i t n xu t th 1 l n c a etylen có ch a g c vinyl CH2 = CH - g i là polyme vinylic CH 2 CH polyvinylalcol OH n CH 2 CH polyvinyl florua F n Polyme i t n xu t nhóm th 2 l n c a etylen có ch a c vinyliden có tên g i: poly + vinyliden... a re F -X C h a n ge N y bu k lic 1.3.3.4 Hình thái c u t o • Do s p x p c a nh ng nguyên t , nhóm th trên ch polyme b ng các quay xung quanh liên k n mà ch polyme có th m trên m t m t ph ng (b kéo dãn hoàn toàn), hình xoán c, nh ng “bó” ng u nhiên • Ví d : = = Chuy ng nhi ng h c c a phân t polyme tr ng thái cô l p (th ng t n t i trong dung d ch loãng ho tr ng thái nóng ch y 19 ac c tr om to re C c... không gian thì u trúc u n uôi chi a s , m c dù a s polyme ch a m t l ng nh u trúc u n u u t ng h c hai d ng c u trúc u n u và un uôi riêng bi t thi tính ch t c a 2 polyme khác nhau tl n Ví d : polyisobutylen (Malanga và Vogl – 1983) u trúc u n u có Tm = 1870C u trúc u n uôi ch t tinh d i áp su t và Tm = 50C b) ng phân quang h c: khi có nguyên t i trong m ch polyme H H n H2C C H2C H C CH2 C H H2C C izotactic... CH polyvinyl florua F n Polyme i t n xu t nhóm th 2 l n c a etylen có ch a c vinyliden có tên g i: poly + vinyliden + tên nhóm th Cl CH2 C polyvinyliden clorua Cl CN n CH2 C polyvinyliden xianua CN n Polyme d ch: ti u ng poly r ch t Ví d : polyeste, polyamit, polyuretan n tên g i h p 21 ac c tr om to re C c om N y bu to lic C k e r- s o ft w a ac B N w w tr ng 1: NH NG KHÁI NI M C ww ww k Ch F -X . NOW! P D F - X C h a n g e w w w . t r a c k e r - s o f t w a r e . c o m 9 Chng 1: NHNG KHÁI NIM C BN Copolyme  n Copolyme khi Copolyme ngu nhiên Copolyme ghép 1.3.2 Nguyên liu ban u cho polyme – monome - Quá trình tng hp polyme bao gm 2 giai n: u ch. i phân t a polyme. • Trong vòng 20 nm sau, nhng công trình v polyme tng nhanh chóng, S ra i tp chí Polymer Science ng nhng công trình nghiên cu khoa hc ca polyme và nhng khái. (degree of polymerizaion) làst xích c n trong phân t polyme M = M o .P Trong ó: M o khi lng phân t a mt xích c n M khi lng phân t a polyme Nhng phân t polyme ca mt polyme