bài giảng hóa polymer trùng ngưng (tiếp theo)

TRÙNG HỢP( tiếp theo…)  Trùng hợp khối  Trùng hợp dung dịch  Trùng hợp nhũ tương Các phương pháp tiến hành trùng hợp Trùng hợp khối  Là trùng hợp polime ở tướng ngưng tụ, không dùng dung môi. Kết quả của phản ứng trùng hợp loại này là một khối polime rắn, đồng nhất và có hình dạng của bình phản ứng.  Nhược điểm: Trùng hợp khối có thể tiến hành trong điều kiện có năng lượng, và theo mức độ trùng hợp thì độ nhớt của môi trường tăng nhanh và đóng rắn => việc thoát nhiệt sẽ khó khăn nên các điểm khác nhau trong hệ sẽ có nhiệt độ khác nhau nên polime thu được sẽ không đồng nhất về mặt trọng lượng phân tử. Do sản phẩm polime thu được là dạng rắn nên việc đưa polime ra khỏi bình phản ứng và chế biến thành sản phẩm gặp nhiều khó khăn. Ưu điểm: sau khi trùng hợp polime có thể dùng được ngay mà không cần phải chế biến thêm. Ví dụ: cho monome vào khuôn có hình dạng như mong muốn rồi thùng hợp chúng  sản phẩm. Trùng hợp dung dịch  Được tiến hành theo hai phương pháp Phương pháp “Véc-ni”: trong phương pháp này, môi trường phản ứng là dung môi hòa tan được cả monome và polime. Dung dịch polime thu được, được gọi là dung dịch Vé-ni. Nếu muốn tách riêng polime thì ta có thể cho kết tủa hay làm bay hơi dung môi. Phương pháp thứ hai người ta tiến hành trùng hợp trong một chất lỏng, hòa tan monome nhưng không hòa tan được polime. Polime tạo thành ở dạng rắn sẽ lắng xuống và có thể tách ra bằng cách lọc. Ưu điểm: dễ dàng điều chỉnh nhiệt độ phản ứng, sự khuếch tán nhiệt đồng đều. Nhược điểm: Do nồng độ monome giảm dần theo tiến trình phản ứng) và do có các phân tử dung môi sẽ tham gia vào quá trình chuyền mạch nên polime thu được có trọng lượng phân tử thấp. Trùng hợp nhũ tương  Là phương pháp được sử dụng rộng rãi nhất trong công nghiệp để sản suất các loại polime.  Lịch sử phát triển: được ứng dụng lần đầu tiên vào những năm thế chiến thứ II diễn ra. Quá trình này được sử dụng để tổng hợp cao su từ 1,3-butadiene và styrene và trở thành ngành công nghiệp sản xuất cao su tổng hợp ở Mỹ. Vì vào thời gian này, khu vực Đông Nam Á bị phát xít Nhật chiếm đóng, đây là vùng cung cấp mủ cao su, nguyên liệu chính để sản xuất cao su, nhiều nhất thế giới.  Sau đó, trùng hợp nhũ tương được thương mại hóa trong các quá trình trùng hợp từ các monome như: poly vinyl acetate, chloroprene, methacrylates, vinyl chloride, acrylamide, … ; đồng trùng hợp từ các monome acrylate và đồng trùng hợp butadiene với styrene và acrylonitrile.  Phương pháp này có các ưu điểm: Trạng thái vật lý trong hệ trùng hợp nhũ tương là trạng thái keo (colloidal) nên dễ kiểm soát quá trình trùng hợp về nhiệt độ , độ nhớt so với trùng hợp khối. Cụ thể, nhiệt độ phản ứng thấp, tốc độ phản ứng lớn => polime thu được có trọng lượng phân tử trung bình cao và độ đa phân tán tương đối thấp. Sản phẩm trong trùng hợp nhũ tương ở dạng latex nên có thể sử dụng trực tiếp mà không cần phải tách (tuy nhiên, tùy thuộc vào từng điều kiện cụ thể mà ta cần phải thêm vào các phụ gia phù hợp). Ví dụ: sơn (paints), lớp phủ (coating), dung dịch đánh bóng sàn (floor polishes),… Trùng hợp nhũ tương là quá trình polime hóa duy nhất vừa đạt được trọng lượng phân tử cao và tốc độ trùng hợp cao. Đối với quá trình polime hóa khác, ta có tốc độ phản ứng polime hóa (Rp) tỉ lệ nghịch với trọng lượng phân tử của polime ( ~ độ trùng hợp trung bình) theo phương trình: hay [M] 2 [ ] p t k v k M   2 2 [M] 2 R p t p k v k   Hệ trùng hợp nhũ tương . TRÙNG HỢP( tiếp theo…)  Trùng hợp khối  Trùng hợp dung dịch  Trùng hợp nhũ tương Các phương pháp tiến hành trùng hợp Trùng hợp khối  Là trùng hợp polime ở tướng ngưng tụ, không. stabilizing the emulsion  Ví dụ: • Anionic –e.g. RCOO - , RSO 3 - , ROSO 3 - • Cationic –e.g. R 4 N + Cl - • Non-ionic – e.g. polyoxyethylene (-OCH 2 CH 2 O - ) groups • Amphoteric (lưỡng tính: zwitterionic). (floor polishes),… Trùng hợp nhũ tương là quá trình polime hóa duy nhất vừa đạt được trọng lượng phân tử cao và tốc độ trùng hợp cao. Đối với quá trình polime hóa khác, ta có tốc độ phản ứng polime hóa (Rp)