Khóa học LTĐH KIT-3: Môn Hóa học (Thầy Phạm Ngọc Sơn) Polime vật liệu polime POLIME VÀ VẬT LIỆU POLIME (TÀI LIỆU BÀI GIẢNG) Giáo viên: PHẠM NGỌC SƠN Đây tài liệu tóm lược kiến thức kèm với giảng “Polime vật liệu polime” thuộc Khóa học LTĐH KIT-3: Môn Hóa học (Thầy Phạm Ngọc Sơn) website Hocmai.vn Để nắm vững kiến thức phần “Polime vật liệu polime” Bạn cần kết hợp xem tài liệu với giảng I POLIME Khái niệm: Những hợp chất có khối lượng phân tử lớn (từ hàng ngàn tới hàng triệu đvC) nhiều mắt xích liên kết với gọi hợp chất cao phân tử hay polime Polime gồm loại : – Polime thiên nhiên : cao su thiên nhiên, tinh bột, xenlulozơ, peptit, protein, – Polime tổng hợp : polibutađien, polietilen, PVC, Cấu trúc polime Có dạng cấu trúc : mạch không nhánh (thí dụ : polietilen, PVC, xenlulozơ, ), mạch phân nhánh (thí dụ : nhựa rezol) mạng không gian (thí dụ : cao su lưu hoá, amilopectin, nhựa rezit) Tính chất a) Tính chất vật lí Các polime không bay hơi, nhiệt độ nóng chảy xác định, khó bị hoà tan dung môi thông thường, có tính bền nhiệt độ bền học cao b) Tính chất hoá học – Nhiều polime có tính bền vững với tác dụng axit, bazơ chất oxi hoá teflon, polietilen, – Một số polime có phản ứng giữ nguyên mạch polime : xenlulozơ có phản ứng este hoá ; PVC, poli(metyl metacrylat) bị thủy phân ; phản ứng cộng vào liên kết đôi C=C, Thí dụ : H SO , t o [C6H7O2(ONO2)3]n + 3nH2O [C6H7O2(OH)3]+ 3nHNO3 Xenlulozơ Xenlulozơ trinitrat CH2 CH n Cl + CH2 CH nNaOH n + nNaCl OH Poli(vinyl clorua) Poli(vinyl ancol)/ ancol polivinylic – Một số polime có phản ứng phân cắt mạch polime (các polieste, poliamit, tinh bột xenlulozơ,… bị thuỷ phân môi trường axit bazơ xúc tác enzim) : + Tinh bột xenlulozơ bị thuỷ phân (xúc tác axit enzim) tạo thành glucozơ H , t o (C6H10O5)n + nH2O nC6H12O6 + Protein bị thủy phân đến thành –amino axit H , t o NH CH CO NH CH CO NH CH CO + nH2O hay enzim | | | R1 R2 R3 NH2 CH COOH H2 N CH COOH H2 N CH COOH | | | R1 R2 R3 – Polipeptit protein có phản ứng màu với Cu(OH)2, với axit HNO3 ; Tinh bột có phản ứng màu với iot ; Hocmai.vn – Ngôi trường chung học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | - Khóa học LTĐH KIT-3: Môn Hóa học (Thầy Phạm Ngọc Sơn) Polime vật liệu polime Phương pháp tổng hợp polime a) Phản ứng trùng hợp – Quá trình kết hợp liên tiếp nhiều phân tử nhỏ (monome) tạo thành phân tử lớn (polime) gọi phản ứng trùng hợp – Các chất tham gia phản ứng trùng hợp chất phân tử có liên kết bội (đôi ba) vòng bền b) Phản ứng trùng ngưng – Quá trình nhiều phân tử nhỏ (monome) kết hợp với thành phân tử lớn (polime) đồng thời giải phóng phân tử nhỏ khác gọi phản ứng trùng ngưng – Các chất tham gia phản ứng trùng ngưng chất phân tử phải có từ hai nhóm chức có khả phản ứng trở lên Một số polime quan trọng Công thức cấu tạo CH2CH2 n CHCH2 n CH2CH =CHCH2 n COOCH3 CH2C n CH3 HN[CH2]6NHCO[CH2]4CO n CH2 CH n Tên gọi Polietilen Monome CH2=CH2 Ứng dụng Túi đựng Polistiren C6H5CH=CH2 Trần xốp Polibutađien CH2=CH–CH=CH2 Cao su buna Poli(metyl metacrylat) CH2=C(CH3)COOCH3 Thuỷ tinh hữu Nilon–6,6 H2N[CH2]6NH2 HOOC[CH2] 4COOH CH2=CHCl Vải o-HOCH2C6H4OH Vật liệu điện Poli(vinyl clorua) Cl OH CH2 n Poli(phenol – fomanđehit) Ống dẫn, vỏ dây điện a) Polime thiên nhiên: có nguồn gốc từ thiên nhiên: - Xenlulozơ, tơ tằm, sợi - Tinh bột - Cao su iso pren thiên nhiên: có cấu hình cis 100% Chú ý : cao su iso pren tổng hợp phản ứng hóa học cấu hình cis chiếm 70% b) Polime tổng hợp: (do người tổng hợp) - Nhựa PPF (phenol HCHO): bao gồm dạng: + Rezol: dư HCHO, xúc tác kiềm + Rezit: đun nóng rezol 150o C + Novolac (phenol dư, mạch không phân nhánh) - Tơ nilon 6-6: - Tơ capron (nilon – 6): ( NH [CH2 ]5 CO ) n - Tơ e-nang (tơ nilon 7): ( NH [CH2 ]6 CO ) n - Tơ lapsan: axit terephtalic etylen glicol ( OC C6H4 CO O CH2 CH2 O ) n - Tơ nitron (tơ ô-lông) thuộc tơ vinylic: ( CH2 CH ) n | CN Hocmai.vn – Ngôi trường chung học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | - Khóa học LTĐH KIT-3: Môn Hóa học (Thầy Phạm Ngọc Sơn) Polime vật liệu polime - Tơ clorin: PVC + Cl2 - Teflon: ( CF2 -CF2 ) n c) Polime bán tổng hợp/nhân tạo (từ polime thiên nhiên chế biến thêm hóa học): - Tơ visco - Tơ đồng amoniac - Tơ xenlulozo II VẬT LIỆU POLIME Thành phần vật liệu polime polime Ngoài có chất độn, chất tạo màu, chất chống oxi hóa,… Dưới số vật liệu polime tiêu biểu : Cao su Là vật liệu polime có tính đàn hồi Có cao su thiên nhiên (lấy từ nhựa cao su) cao su tổng hợp (sản xuất từ polime ankađien) Ngoài polime thành phần chính, cao su có chất độn, chất chống oxi hoá, chất tăng độ chịu mài mòn, Phổ biến cao su tự nhiên, cao su buna, cao su buna–S, cao su buna–N, cao su butyl, cao su clopren, Chất dẻo Chất dẻo vật liệu polime có tính dẻo Một số polime dùng làm chất dẻo : Polietilen (PE) : (CH2 CH2 )n CH2 C H | Cl Poli(vinyl clorua) (PVC) : n Poli(metyl metacrylat) (PMMA) : CH3 CH2 C | COOCH3 n Poli(phenol–fomanđehit) (PPF) Tơ Tơ polime hình sợi dài mảnh với độ bền định Tơ phân thành hai loại : – Tơ thiên nhiên (sẵn có thiên nhiên) bông, len, tơ tằm – Tơ hoá học (chế tạo phương pháp hoá học) Tơ hoá học lại chia thành hai nhóm : Tơ tổng hợp (chế tạo từ polime tổng hợp) tơ poliamit (nilon, capron), tơ polivinyl (vinilon, ) Tơ bán tổng hợp hay tơ nhân tạo (xuất phát từ polime thiên nhiên chế biến thêm phương pháp hoá học) tơ visco, tơ xenlulozơ axetat, Một số loại tơ tổng hợp thông dụng : - Tơ poliamit: Tơ nilon- 6,6 : (HN[CH2 ]6CO[CH2 ]4CO)n : poli(hexametylen ađipamit) (nilon-6,6) Nilon-6 : (HN[CH2 ]5CO)n Nilon-7 : (HN[CH2 ]6CO)n - Tơ vinylic: Tơ nitron (hay olon) : tổng hợp từ vinyl xianua (hay acrylonitrin) gọi poliacrylonitrin : ROOR ', t o nCH2 C H CH2 C H | | CN CN n - Tơ PVC: Hocmai.vn – Ngôi trường chung học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | - Khóa học LTĐH KIT-3: Môn Hóa học (Thầy Phạm Ngọc Sơn) Polime vật liệu polime ROOR ', t o nCH2 C H CH2 C H | | Cl Cl n - Tơ polieste: tơ lapsan Vật liệu compozit Là vật liệu hỗn hợp gồm hai thành phần phân tán vào mà không tan vào Giáo viên: Phạm Ngọc Sơn Nguồn: Hocmai.vn – Ngôi trường chung học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 Hocmai.vn - Trang | -