hoa hoc cao phan tu

HÓA HỌC CAO PHÂN TỬ Nội dung Chương Những khái niệm hợp chất Polyme Chương Các phản ứng tổng hợp chất Polyme Chương 3: Những tính chất vật lý đặc trưng Polyme Chương Độ bền vật liệu Polyme Chương Dung dịch Polyme Chương 6: Tổng quan phân loại công nghệ gia công polyme Chương Những khái niệm hợp chất Polyme Bài 1: Lịch sử phát triển ngành polyme xu phát triển ngành polyme Việt Nam 1.1 Lịch sử phát triển ngành polyme *) Hợp chất cao phân tử - Tự nhiên - Tổng hợp *) Lịch sử - Đầu năm 20 kỷ XX - Nhà hóa học người Đức Staudinger *) Xu hướng phát triển - Ở thời kì đầu, chủ yếu nghiên cứu cấu tạo, tính chất khả ứng dụng polyme thiên nhiên - Giai đoạn từ năm 1838 1.2 Xu hướng phát triển ngành polyme Việt Nam Chương Những khái niệm hợp chất Polyme Bài 2: Khái niệm tên gọi nhiệm vụ ngành cao phân tử 2.1 Khái niệm: - Hợp chất cao phân tử (polyme) hợp chất có khối lượng phân tử lớn cấu tạo từ nhiều nhóm có cấu tạo hóa học giống lặp lặp lại nhiều lần liên kết với liên kết cộng hóa trị Ví dụ: polyetylen PE: (-CH2-CH2-)n - Oligome: khối lượng phân tử thấp, chưa mang đặc trưng tính chất polyme Chương Những khái niệm hợp chất Polyme - Monome: phân tử hữu đơn giản, có chứa liên kết đôi ba có hai nhóm chức hoạt động có khả phản ứng với để tạo thành phân tử polyme - Mắt xích bản: nhóm nguyên tử lặp lặp lại phân tử polyme - Đoạn mạch: giá trị trọng lượng mắt xích liền cho dịch chuyển mắt xích liền sau không phụ thuộc vào mắt xích ban đầu - Độ trùng hợp: biểu thị số mắt xích sở có đại phân tử polyme Chương Những khái niệm hợp chất Polyme 2.2 Tên gọi: - Tên gọi dựa theo tên gọi monome: Ví dụ: polyetylen, polypropylen, polyvinylclorua, poly(6-amino hexanoic axit) - Tên gọi dựa theo thành phần hóa học: polyme tổng hợp theo phương pháp trùng ngưng từ hai loại monome: Ví dụ: polyamit, polyeste, polyurethan - Tên gọi thương mại cách gọi tên khác Ví dụ: nilon, cao su thiên nhiên, nhựa phenol, polyme phenolformandehit… Chương Những khái niệm hợp chất Polyme 2.3 Nhiệm vụ ngành - Nghiên cứu tính chất hóa lý vật liệu polyme - Tìm hiểu phương pháp, công nghệ tổng hợp vật liệu polyme - Tìm hiểu phương pháp gia công chế tạo vật liệu từ polyme Chương Những khái niệm hợp chất Polyme Bài 3: ĐẶC ĐIỂM CỦA HỢP CHẤT CAO PHÂN TỬ 3.1 Đặc điểm - Giá trị phân tử khối lớn, khoảng 104 ÷ 106 không đồng Lực tương tác mạch phân tử lớn nên độ nhớt, nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy, tỷ khối cao hợp chất thấp phân tử, polyme có tính phân cực lớn - Không thể dùng phương pháp thăng hoa, kết tinh lại, chưng cất để tinh chế hợp chất cao phân tử Chương Những khái niệm hợp chất Polyme 3.1 Đặc điểm - Khi loại dung môi khỏi dung dịch polyme hay polyme nóng chẩy gia công tạo màng sợi polyme - Tính chất polyme phụ thuộc vào xếp mạch phân tử Sự xếp tạo vùng vô định hình (vùng trật tự thấp) vùng tinh thể (vùng trật tự cao) - Khả polyme trương lên hòa tan dung môi Chương Những khái niệm hợp chất Polyme 3.1 Đặc điểm -Polyme chia làm loại:nhựa nhiệt rắn nhựa nhiệt dẻo Nhựa nhiệt rắn (thermalsetting) - - Nhựa nhiệt dẻo (thermalplastic) Khi gia nhiệt, nhựa trở lên mềm - Khi gia nhiệt đến nhiệt độ nóng chẩy không chẩy (nhiệt độ thủy tinh), chẩy mềm làm nguội đến mềm gia nhiệt lần nhiệt độ kết tinh cứng lại Chu kỳ Có cấu trúc cố định, mức độ liên kết lặp lại nhiều lần ngang cao - Dễ dàng tạo dáng cho sản phẩm - Có độ cứng giòn - Bao gồm vùng tinh thể vùng vô - Đều nhựa vô định hình - Chu trình đúc khuôn kéo dài - Ví dụ: phenolformadehyt định hình - Vi dụ: PVC, PE, PET… Chương Những khái niệm hợp chất Polyme 3.1 Đặc điểm -Polyme chia làm loại:nhựa nhiệt rắn nhựa nhiệt dẻo Chương Những khái niệm hợp chất Polyme 3.3 Cấu tạo điều hòa polyme -Cấu tạo điều hòa: Nếu mắt xích mạch polymer nối với theo trật tự định, chẳng hạn theo kiểu ‘’đầu nối với đuôi” - Cấu tạo không điều hòa: Nếu mắt xích mạch polymer nối với không theo trật tự định, chẳng hạn chỗ theo kiểu ‘’đầu nối với đầu”, chỗ “đầu nối với đuôi” n H2C CH H2C R R n H2C CH R CH H2C CH R HC CH2 CH2 CH R R CH2 CH R H2C HC R CH R CH2 Chương Những khái niệm hợp chất Polyme 3.3 Cấu tạo điều hòa polyme -Nếu xét mặt nhiệt động học cấu trúc không gian cấu trúc đầu nối đuôi chiếm đa số, đa sô polyme chứa lượng nhỏ cấu trúc đầu nối đầu Tính chất hai dạng cấu trúc khác lớn Ví dụ: polyisobutylen với cấu trúc đầu nối đầu có Tm = 187 0C cấu trúc đầu nối đuôi có Tm = 50 0C Chương Những khái niệm hợp chất Polyme Bài 4: ĐẶC ĐIỂM VỀ TRỌNG LƯỢNG CAO PHÂN TỬ 4.1 Đặc điểm trọng lượng phân tử polyme - Khối lượng phân tử polyme lớn không đồng đều, khối lượng phân tử xác định giá trị trung bình, kí hiệu M - Khối lượng phân tử polyme số liên quan đến tính chất nhiệt động hệ, có ảnh hưởng định đến tính chất lí polyme Chương Những khái niệm hợp chất Polyme 4.2 Khối lượng phân tử trung bình hợp chất polyme, số đa phân tán - Khối lượng phân tử trung bình số thể phần số học mạch diện hỗn hợp, tính theo công thức: Mi khối lượng phân tử mạch i Ni số phân tử có khối lượng Mi có hệ Chương Những khái niệm hợp chất Polyme 4.2 Khối lượng phân tử trung bình hợp chất polyme, số đa phân tán - Khối lượng phân tử trung bình khối tổng khối lượng thành phần tính trung bình theo phần khối lượng loại mạch có độ trùng hợp khác Với Mi khối lượng phân tử mạch i Ni số phân tử có khối lượng Mi có hệ Chương Những khái niệm hợp chất Polyme 4.2 Khối lượng phân tử trung bình hợp chất polyme, số đa phân tán - Giá trị trung bình số đánh giá dựa vào số phân tử hệ, phương pháp nghiệm lạnh nghiệm sôi, áp suất thẩm thấu, phương pháp mà giá trị phân tử khối phụ thuộc vào số phân tử có hệ - Giá trị trung bình khối đánh giá dựa vào kịch thước hay trọng lượng phân tử, gồm phương pháp đo tốc độ khuếch tán phân tử, siêu li tâm, tán xạ ánh sang, phương pháp mà giá trị phân tử khối trung bình phụ thuộc vào kích thước phân tử Chương Những khái niệm hợp chất Polyme 4.2 Khối lượng phân tử trung bình hợp chất polyme, số đa phân tán -Chỉ số đa phân tán: đặc trưng cho độ phân tán polyme +) IP = 1: đồng độ trùng hợp toàn mẫu polyme (hệ đơn phân tán) +) IP > 1: hệ đa phân tán, IP lớn mẫu phân tán - Nếu có mẫu polymer cách tách phần chiết khác xác định khối lượng phần chiết giá trị phân tử khối trung bình xây dựng đường cong phân bố phân tử khối Chương Những khái niệm hợp chất Polyme 4.2 Khối lượng phân tử trung bình hợp chất polyme, số đa phân tán - Đường cong biểu diễn phân bố khối lượng phân tử hai polyme có giá trị khối lượng phân tử trung bình khác độ phân tán Đường cong 1: Khối lượng phân tử tương đối đơn phân tán Đường cong 2: Khối lượng phân tử đa phân tán Chương Những khái niệm hợp chất Polyme 4.2 Các phương pháp xác định khối lượng phân tử trung bình hợp chất polyme - Phương pháp nghiệm lạnh - Phương pháp đo độ nhớt - Phương pháp áp suất thẩm thấu Chương 2: Các phản ứng tổng hợp chất polyme BÀI 1: KHẢ NĂNG PHẢN ỨNG CỦA MONOME 1.1 Độ chức monome - Monome hợp chất thấp phân tử Các monome muốn tham gia vào phản ứng tạo polyme phải hợp chất đa chức (ít hai chức) Chức monome hợp chất chứa nối đôi, nối ba nhóm chức –OH, -COOH, -CHO, -NH2, -SO3H, CH2=CH2… Chương 2: Các phản ứng tổng hợp chất polyme 1.2 Điều kiện phản ứng a) Tỉ lệ cấu tử - Tỉ lệ cấu tử tham gia phản ứng định số chức hoạt động Ví dụ phản ứng tổng hợp nhựa phenolformadehyde +) Nếu pH số mol formadehyde, polymer tạo thành dạng mạch thẳng (nhựa Novolac) +) Nếu pH>7 số mol phenol < số mol formadehyde, polymer tạo thành có cấu trúc nhánh (resol) không gian (rezit) Chương 2: Các phản ứng tổng hợp chất polyme 1.2 Điều kiện phản ứng b) Nhiệt độ: - Nhiệt độ yếu tố quan trọng phản ứng tổng hợp hợp chất cao phân tử Nhiệt độ khác xẩy phản ứng khác có nhiều phản ứng xẩy hỗn hợp… c) Xúc tác: - Hơn 90% phản ứng hóa học sử dụng xúc tác Xúc tác làm giảm nhiệt độ phản ứng, làm tăng tốc độ phản ứng Xúc tác định hướng tạo sản phẩm, hiệu suất chuyển hóa… Chương 2: Các phản ứng tổng hợp chất polyme 1.3 Nguồn nguyên liệu - Các monomer nguồn nguyên liệu để tổng hợp polymer Nguồn nguyên liệu thu trực tiếp từ khí thiên nhiên hay trình chưng cất dầu mỏ etylen, propylene… Chương 2: Các phản ứng tổng hợp chất polyme 1.3 Nguồn nguyên liệu Chương 2: Các phản ứng tổng hợp chất polyme 1.3 Nguồn nguyên liệu [...]... khác nhau rất lớn Ví dụ: polyisobutylen với cấu trúc đầu nối đầu có Tm = 187 0C và cấu trúc đầu nối đuôi có Tm = 50 0C Chương 1 Những khái niệm cơ bản về hợp chất Polyme Bài 4: ĐẶC ĐIỂM VỀ TRỌNG LƯỢNG CAO PHÂN TỬ 4.1 Đặc điểm trọng lượng phân tử polyme - Khối lượng phân tử của polyme là lớn và không đồng đều, do đó khối lượng phân tử xác định được là giá trị trung bình, kí hiệu M - Khối lượng phân tử... thành có cấu trúc nhánh (resol) hoặc không gian (rezit) Chương 2: Các phản ứng tổng hợp chất polyme 1.2 Điều kiện phản ứng b) Nhiệt độ: - Nhiệt độ là yếu tố quan trọng trong phản ứng tổng hợp các hợp chất cao phân tử Nhiệt độ khác nhau có thể sẽ xẩy ra các phản ứng khác nhau nếu có nhiều phản ứng xẩy ra trong hỗn hợp… c) Xúc tác: - Hơn 90% các phản ứng hóa học đều sử dụng xúc tác Xúc tác có thể làm giảm ... Chương Những khái niệm hợp chất Polyme Bài 2: Khái niệm tên gọi nhiệm vụ ngành cao phân tử 2.1 Khái niệm: - Hợp chất cao phân tử (polyme) hợp chất có khối lượng phân tử lớn cấu tạo từ nhiều nhóm... CỦA HỢP CHẤT CAO PHÂN TỬ 3.1 Đặc điểm - Giá trị phân tử khối lớn, khoảng 104 ÷ 106 không đồng Lực tương tác mạch phân tử lớn nên độ nhớt, nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy, tỷ khối cao hợp chất... phân tử, polyme có tính phân cực lớn - Không thể dùng phương pháp thăng hoa, kết tinh lại, chưng cất để tinh chế hợp chất cao phân tử Chương Những khái niệm hợp chất Polyme 3.1 Đặc điểm - Khi