ĐỀ CƯƠNG CAO PHÂN TỬ

ĐỀ CƯƠNG CAO PHÂN TỬ Câu 1: Hãy nêu sự ảnh hưởng của cấu trúc của monome đến khả năng phản ứng trùng hợp của nó? Monomer là những hợp chất thấp phân tử. Cácmonomer muốn tham gia vào phản ứng tạo polymerthì phải là hợp chất đa chức (ít nhất là hai chức). Chứccủa monomer có thể là hợp chất chứa nối đôi, nối bahoặc các nhóm chức ( –OH , –COOH , –CHO , – NH2,– SO3H, C2H4,…). • CH2 = CH2 : 2 chức ( có khả năng kết hợp với 2H). • CH ≡ CH : 4 chức ( có khả năng kết hợp với 4H ). Câu 2:Cơ chế trùng hợp gốc. 1. Khơi mào: Khơi mào là bước đầu tiên trong tổng hợp polyme bằng gốc tự do. Quá trình này sinh ra GTD khởi động pu trừng hợp. Khơi mào gồm có hai giai đoạn: + Tạo thành gốc tự do ban đầu + Gắn gốc tự do lên monome VD1: a. Peoxit benzoil dưới tác dụng nhiệt tạo ra GTD: b. Hydropeoxit tert butyl cũng bị nhiệt phân hủy thành GTD: c. Peoxit hydro với muối sắt II: Với gốc OH●là chất khơi mào. d. HC azo diizobutyronitril dưới tác dụng nhiệt diễn ra phức tạp và nhiều sp phụ. Gốc xyanoizopropyl đóng vtro chất khơi mào

1 Hãy nêu ảnh hưởng cấu trúc monome đến khả phản ứng trùng hợp nó?( 65) Cơ chế phản ứng trùng hợp gốc?( T46) Các phương pháp kích thích phản ứng trùng hợp gốc?(26) Các yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng trùng hợp gốc?(56) Cơ chế chất phụ gia kìm hãm (ức chế) phản ứng trùng hợp? Hãy nêu phản ứng trùng hợp cation?(56) Hãy nêu phản ứng trùng hợp anion?(61) Hãy nêu phương pháp trùng hợp khối?(68) Hãy nêu phươngpháp trùng hợp dung dịch?(69) ĐỀ CƯƠNG CAO PHÂN TỬ Câu 1: Hãy nêu ảnh hưởng cấu trúc monome đến khả phản ứng trùng hợp nó? Monomer hợp chất thấp phân tử Các monomer muốn tham gia vào phản ứng tạo polymer phải hợp chất đa chức (ít hai chức) Chức monomer hợp chất chứa nối đôi, nối ba nhóm chức ( –OH , –COOH , –CHO , – NH2,– SO3H, C2H4,…) • CH2 = CH2 : chức ( có khả kết hợp với 2H) • CH ≡ CH : chức ( có khả kết hợp với 4H ) Câu 2: Cơ chế trùng hợp gốc Khơi mào: - Khơi mào bước tổng hợp polyme gốc tự - Quá trình sinh GTD khởi động pu trừng hợp - Khơi mào gồm có hai giai đoạn: + Tạo thành gốc tự ban đầu + Gắn gốc tự lên monome VD1: a Peoxit benzoil tác dụng nhiệt tạo GTD: b Hydropeoxit tert butyl bị nhiệt phân hủy thành GTD: c Peoxit hydro với muối sắt II: Với gốc OH● chất khơi mào d HC azo diizobutyronitril tác dụng nhiệt diễn phức tạp nhiều sp phụ Gốc xyanoizopropyl đóng vtro chất khơi mào Phát triển mạch: - Tương tác với nối đôi monome - Tạo gốc tự nằm cuối mạch Thu hỗn hợp GTD, chúng tương tác với sau xr pu trình ngắt mạch VD2: a Đối với gốc oxybenzoil phenyl peoxit benzoil b Đối với gốc OH● peoxit hydro: Ngắt mạch: chế - Cơ chế 1: kết hợp: GTD tương tác với tạo lk mới, tạo phân tử lớn - Cơ chế 2: phân ly: proton mạch chuyển sang mạch khác với trình xếp lại electron Xảy trình chuyển mạch Câu 3: Các phương pháp kích thích phản ứng trùng hợp gốc - Tăng nhiệt độ trình phản ứng => vận tốc phản ứng trùng hợp gốc tăng Tăng nồng độ chất khởi đầu => khối lượng phân tử polymer tạo thành giảm => - vận tốc pứ trùng hợp gốc tăng Tăng nồng độ monomer => vận tốc pứ trùng hợp gốc tăng Tăng áp suất => vận tốc pứ trùng hợp gốc tăng (vì rút ngắn khoảng cách phân tử hỗn hợp, đưa đến xác suất gặp gỡ phân tử tăng) Câu Các yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng trùng hợp gốc? Nhiệt độ: - Tăng nhiệt độ, vận tốc tất phản ứng trình trùng hợp tăng, mức độ tăng chúng khác - Khi vận tốc khơi mào tăng, nồng độ gốc tự tăng Điều dẫn đến tăng vận tốc trùng hợp Và vận tốc đứt mạch: - Nhưng vận tốc đứt mạch tăng nhanh vận tốc phát triển mạch Chiều dài động học giảm cách tương ứng Nồng độ chất khởi đầu: Khi tăng nồng độ chất khởi đầu, khối lượng phần tử polyme tạo thành giảm vì: Nồng độ monome: Khi tiến hành trùng hợp dd, vận tốc trùng hợp khối lượng phân tử polyme tăng theo nồng độ monome Câu 5: Cơ chế chất phụ gia kìm hãm (ức chế) phản ứng trùng hợp? Chất hãm chất dễ dàng tham gia chuyển mạch với gốc ban đầu gốc phát triển kết tạo thành gốc khả khơi mào trùng hợp monome Có thể xảy trình sau: - Chất hãm tương tác với gốc khởi đầu tạo gốc không hoạt động khả khơi mào trùng hợp R + A-B R-A + B - Chất hãm tương tác với gốc phát triển tạo gốc không hoạt động R + A-B R-A + B Gốc B tạo thành khả khơi mào phản ứng trùng hợp Gốc B kết hợp với gốc khởi đầu gốc phát triển làm ngừng trình phát triển mạch R + B R-B R + B R-B Kết làm ngừng phát triển mạch Câu 6: Hãy nêu phản ứng trùng hợp cation? - Phản ứng trùng hợp cation: Là phản ứng trùng hợp chuỗi, trug tâm hoạt động ion dương - Các giai đoạn phản ứng trùng hợp cation: VD: phản ứng trùng hợp iso buten với hệ chất khơi mào-đồng khơi mào (/O) *Gđ 1: Khơi mào *Gđ 2: Phát triển mạch *Gđ 3: Đứt mạch: Phản ứng đứt mạch xảy tách proton nguyên tử cacbon liền kề cation kèm theo phân ly phức chất: bảo toàn lại sau phản ứng nên đóng vai trò xúc tác phản ứng trùng hợp có tên trung hợp xúc tác H2O, HCl có tên gọi khác chất trợ xúc tác Câu 7: Hãy nêu phản ứng trùng hợp anion? a Chất khơi mào - Chất khơi mào trùng hợp anion thông dụng bazơ KOH, NaOH, KNH , NaNH2… - Tuỳ thuộc vào độ phân cực môi trường mà trung tâm hoạt động phản ứng trùng hợp anion ion tự hay cặp ion b Các giai đoạn trùng hợp anion Ví dụ: Trùng hợp acrylonitril tác dụng amit kali môi trường amoniắc Khơi mào: Phát triển mạch: Đứt mạch : Câu 8: Hãy nêu phương pháp trùng hợp khối? - Đặc điểm: phương pháp trùng hợp đơn giản , trình thực phản ứng cần monome chất khơi mào chí cần khơi mào xạ lượng cao (tia tử ngoại) trình trùng hợp tự xảy - Ưu điểm: + Polyme hình thành có độ tinh khiết cao, không bị nhiễm bẩn cấu tử khác + Đầu tư vào dây chuyền công nghệ (vì xử lý nước thải hay lọc tách polyme khỏi môi trường phản ứng) - Nhược điểm: + Hiệu ứng gel hóa nhược điểm phương pháp: nhiệt độ tăng -> gây nhiệt cục -> phân hủy làm tối màu, thay đổi tính chất polyme + Phản ứng chuyển mạch với polyme tăng lên -> phân bố khối lượng phân tử nhận rộng lớn -> tính chất polyme giảm - Ứng dụng: sản xuất thủy tinh hữu cơ, sản phẩm đơn giản cần gia công khí xong bánh răng,… Câu Hãy nêu phương pháp trùng hợp dung dịch? - Ưu điểm: + Khắc phục nhược điểm trùng hợp khối (quá trình nhiệt cục bộ) Nhiệt pu nung nóng làm bay phần dm tốc độ pu giảm + Độ nhớt hỗn hợp giảm không xảy tượng gel + Sản phẩm trình trùng hợp dung dịch dung dịch polyme (nếu polyme tan dung môi) polyme pha rắn riêng rẽ (nếu polyme không tan dung môi) + Polyme tách khỏi dung môi cách bổ sung chất kết tủa, chất kết tủa hoà tan dung môi monome, không hoà tan polyme + Polyme nhận từ dung dịch cách chưng cất loại bỏ dung môi theo nước polyme không tương tác với nước nhiệt độ nâng cao - Nhược điểm: + Quá trình trùng hợp dung dịch phải sử dụng dung môi hữu với độ tinh khiết cao, thêm công đoạn tách polyme khỏi dung môi + Khi pha loãng dung môi, nồng độ monome giảm làm giảm độ trùng hợp polyme (khối lượng phân tử polyme), đồng thời làm giảm vận tốc trình trùng hợp Ngoài ra, độ trùng hợp giảm phản ứng chuyển mạch lên dung môi 10 Hãy nêu phương pháp trùng hợp nhũ tương?(70) 11 Đặc tính chung phản ứng trùng ngưng?(152) 12 Đặc tính trùng ngưng cân bằng?(155) 13 Các yếu tố ảnh hưởng đến trùng ngưng cân bằng? 14 Độ uốn dẻo yếu tố ảnh hưởng đến độ uốn dẻo mạch? 15 Hãy nêu biến dạng dẻo chảy nhớt?(223) 16 Hãy nêu biến dạng đàn hồi cao? 17 Hãy nêu đặc tính polyme thủy tinh hóa? 18 Hãy nêu trạng thái kết tinh polyme? 19 Hãy nêu tính trương tính tan polyme?(253) 20 Các yếu tố ảnh hưởng đến tính tan polyme? 21 Độ bền polyme với dung môi? 22 Hãy nêu phản ứng phân hủy hóa học polyme? Câu10: Hãy nêu phương pháp trùng hợp nhũ tương ? - Để sd pp, ta sd chất nhũ hóa - Đầu tiên chất nhũ hóa đc hòa tan vào môi trường phân tán (nước) Chất nhũ hóa thường muối ax béo - Sau hòa tan monome + c.khởi đầu cho vào hỗn hợp nhũ hóa - Chất nhũ hóa cấu tạo gồm: đầu ưa nước (có cực), đầu kị nước (ko cực) - Khi hòa tan chất nhũ hóa vào nước, chúng có hướng tạo thành mixen hình cầu với phần kị nước vào trong, ưa nước quay Đầuquay kị nước Đầu ưa nước - Khi hòa ta monome vào môi trường có nhũ hóa monome chui vào phần bên (kị nước), làm monome phân tán tốt - Ưu điểm: + to pu thấp trùng hợp khối + Mức độ đa phân tán - Nhược điểm: phải loại bỏ chất nhũ hóa sau pu Câu 11 Đặc tính chung phản ứng trùng ngưng? - Thành phần mắt xích polymer tạo thành không trùng với thành phần monome ban đầu - Trong trình trùng hợp, phân tử chứa từ 1000 đến 10.000 mắt xích hình thành khoảng thời gian cực ngắn (~ 0,1s) ≠ trình trùng ngưng, dù thời gian phản ứng kéo dài, kích thước cao phân tử tương đối thấp (khoảng chừng 200 đến 300 mắt xích bản) - Cứ sau động tác phát triển mạch polyme có hai trung tâm phản ứng (nhóm chức) triệt tiêu Câu 12: Đặc tính trùng ngưng cân bằng? - Trùng ngưng cân phản ứng trùng ngưng hợp chất thấp phân tử tạo thành trình phản ứng có khả tương tác với polyme (trong điều kiên phản ứng trùng ngưng) Kết quả: Sự tương tác dẫn đến phá vỡ liên kết đoạn phân tử mạch phân tử polyme hình thành nhóm chức đặc trưng cho phân tử ban đầu - Để nâng cao hiệu suất tạo polyme cần dịch chuyển cân phía phải ( tạo thành hợp chất cao phân tử) cách đuổi hợp chất thấp phân tử (thông thường nước) khỏi hỗ hợp phản ứng Điều đạt cách thực phản ứng nhiệt độ cao kèm theo tách loại hợp chất thấp phân tử - Để dừng phản ứng phát triển mạch tạo polyme có KLPT mong muốn, tiến hành tương tác polyme phát triển với họp chất đơn chức (đưa vào hỗn hợp từ bên ngoài) Kết tạo nhóm chức không hoạt động cuối mạch làm ngừng phản ứng phát triển mạch Câu 13 Các yếu tố ảnh hưởng đến trùng ngưng cân bằng? - Các hợp chất thấp phân tử sản phẩm phụ sinh từ trình trùng ngưng, chất tham gia vào trình phá vỡ liên kết đoạn phân tử mạch phân tử polyme hình thành lại nhóm chức đặc trưng cho phân tử ban đầu - Nhiệt độ phản ứng: Hiệu ứng nhiệt phản ứng trùng ngưng không lớn, nhiên, không nên thực phản ứng nhiệt độ cao, phản ứng tạo hợp chất vòng chiếm ưu Thông thường trình trùng ngưng tiến hành nhiệt độ từ 100 oC đến 200oC - Cấu tạo monomer: tiến hành phản ứng trùng ngưng monome mà thân có khả tạo hợp chất vòng 5, sản phẩm polyme khó tạo thành mà xác suất tạo hợp chất vòng chủ yếu - Nồng độ monomer: Tốc độ phản ứng trùng hợp cân tăng tăng nồng độ monomer, giảm thời gian tạo cân thu monome có KLPT lớn - Xúc tác: làm tăng tốc độ phản ứng, thường dùng xúc tác axit bazo Câu 14: Độ uốn dẻo yếu tố ảnh hưởng đến độ uốn dẻo mạch? - Độ uốn dẻo: Nhờ có mạch phân tử dài, bề dày nhỏ, đại phân tử polyme có độ uốn dẻo lớn, dễ dàng uốn lượn không gian - Yếu tố ảnh hưởng, xét polyme gồm toàn lk đơn C-C, không xét lk bội: + Đa phần lk phân tử polyme lk đơn, số polyme chứa lk đôi tỷ lệ lk đôi không đáng kể + Lk đôi có chứa mp vuông góc mp phân tử gây hạn chế quay Đặc điểm lk : cho phép ngtu nối với quay tự quanh trục lk mà không làm thay đổi NL lk góc hóa trị, gây nhiều chỗ uốn lượn đại phân tử  Độ mềm dẻo đại phân tử polyme biểu khả quay quanh trục lk tạo thành mạch đại phân tử  Vì khoảng cách đầu mạch nhỏ nhiều so với chiều dài mạch Hình dáng đại phân tử polyme thẳng hoàn toàn mà có dạng sợi rối Câu 15: Hãy nêu biến dạng dẻo chảy nhớt?  Biến dạng dẻo (biến dạng dư): thay đổi hình dạng vật liệu chịu lực tác động ngoại lực, mà phục hồi lại phục hồi lại phần  Sự chảy nhớt: trường hợp đặc biệt biến dạng dư không thuận nghịch, tăng liên tục tác dụng ứng suất tiếp tuyến không đổi polymer Thường quan sát tượng trạng thái chảy lớp mỏng Đặc điểm: - Độ nhớt dung dịch cao VD: polyisobutylen (M~106) có độ nhớt ~3.1011 Pa.s Giá trị độ nhớt cao polymer nóng chảy kết cấu trúc mạch đại phân tử - dài Sự chảy kèm với trình biến dạng mềm cao vật liệu polymer Trong trình chảy polymer, độ nhớt tăng lên tác dụng duỗi thẳng mạch đại phân tử biến dạng mềm cao Sự tăng độ nhớt trình chảy đẳng nhiệt đặc trưng riêng có polymer có Đặc điểm sở khả tạo - màng tạo sợi polymer nóng chảy điều kiện đẳng nhiệt Sự chảy polymer kèm theo trình hóa Độ dài lớn mạch polymer đòi hỏi phải có nhiệt độ cao ứng suất lớn để gây nên chảy Vì nhiệt độ chảy cho trước có thời điểm mà lượng học đặt vào hệ thống đủ cao để phá vỡ liên kết hóa học polymer, trình gọi cracking – hóa Do trình hóa, độ nhớt giảm chảy thúc đẩy nhanh Câu 16 Hãy nêu biến dạng đàn hồi cao? Biến dạng thuận nghịch xảy phân tử polime biến dạng hồi phục lại hình dạng cũ ngừng tác dụng ngoại lực Những polyme loại polyme đàn hồi Có loại biến dạng cho polyme loại này: - Biến dạng đàn hồi Biến dạng mềm cao (đàn hồi cao) Đặc trưng biến dạng đàn hồi cao: -Biến dạng mềm cao có tăng chậm tăng nhanh so với biến dạng đàn hồi - Biến dạng mềm cao xảy với polyme Nguyên nhân: biến dạng mềm cao chuyển động nhiệt đoạn mạch, mắc xích phân tử (do nhiệt độ tăng tăng) trạng thái cân mchj uốn dẻo dạng gấp khúc Nếu có lực tác dụng, mạch duỗi ra, chuyển động mắc xích chống lại lực bên Song lực không lớn nên có ứng suất không lớn mạch duỗi làm thay đổi cấu dạng nên kéo dài mẫu lớn không tác dụng lực mạch hồi phục lại chiều dài ban đầu, gấp khúc trở lại biến dạng mềm cao mang tính thuận nghịch Đặc điểm biến dạng mềm cao: - Biến dạng mềm cao giống biến dạng đàn hồi: thuận nghịch Biến dạng mềm cao giống biến dạng dẻo: khoảng cách trung bình phân tử không đổi, có thay đổi hình thái (do chuyển động nhiệt) Do chất - biến dạng mềm cao chuyển động nhiệt nên mang chất động Biến dạng đàn hồi xảy tức thời với ứng suất biến dạng mềm cao phát triển chậm so với ứng suất( cần phải có thời gian) Câu 17: Đặc tính polyme thủy tinh hóa - Tỉ lệ lượng tương tác nội phần tử với lượng chuyển động nhiệt mắt xích polyme - Khi làm lạnh chất nóng chảy tìm thấy tinh thể hay thủy tinh - Sự chuyển chất lỏng thành thủy tinh chuyển pha - Vật thể thủy tinh khác với thể lỏng: Độ linh động trạng thái lượng - Liên quan chặt chẽ với độ uốn dẻo - Khác polyme thủy tinh thường khả biến dạng giảm, tinh giòn đàn hồi tăng Câu 18: Hãy nêu trạng thái kết tinh polymer - Trạng thái pha kết tinh đặc trưng cấu trúc không gian chiều “trật tự xa” (hàng trăm đến hàng ngàn kích thước phân tử) Pha lê có cấu trúc trật tự xa chiều - Polyme kết tinh xếp đặn phân tử (không phải cố định nguyên tử kim loại, độ đặn theo chiều dài mạch thẳng góc với chiều dài mạch khác) - Polyme phức tạp kết tinh khó khăn, polymer đơn giản kết tinh làm nguội nhanh Mạch nhánh gây khó khăn cho trình dịch chuyển xếp lại nên k bao h có mức độ kết tinh cao, mạch có nhiều polymer k kết tinh Polyme lưới kết tinh mức độ thấp, polymer k gian hoàn toàn vô dịnh hình - Còn loại polymer đồng trùng hợp, xếp ngẫu nhiên làm giảm khuynh hướng kết tinh nên loại xen kẽ có khả kết tinh cao, loại ghép hoàn toàn vô định hình Câu 19: Hãy nêu tính trương tính tan polyme? Tính trương: Là trình thâm nhập phân tử nhỏ dung môi vào pha polymer có KLPT lớn, xen vao chỗ trống hay xốp tương tự hấp thụ chất lỏng bay chất rắn Tính trương liên quan đến chuyển chỗ mạch polymer nghĩa có thay đổi cấu trúc làm tăng thể tích mẫu, không xảy phân cắt liên kết dọc theo mạch mà phá hủy liên kết mạch cao phân tử Tính trương chia làm loại: Tính trương giới hạn - Là tương tác dung môi polymer không đủ mạnh, đưa đến hòa tan không hoàn toàn, mạch phân tử tách rời Kết trương giới hạn tạo thành pha hỗn hợp: pha dung môi polymer pha có dung môi ( polymer không hòa tan hoàn toàn) - Hai pha tách cách rõ ràng ổn định - Phân biệt trương giới hạn polymer mạch thẳng polymer mạch không gian →Polymer mạch thẳng: + Giống tròng hợp hòa tan có giới hạn hợp chất thấp phân tử thay điều kiện nhiệt độ, áp suất chuyển sang trương không giới hạn + Nguồn gốc trương giới hạn polymer mạch thẳng lực liên kết polymer dung môi nên mạch polymer tách cách hoàn toàn Khi nhệt độ tăng tạo điều kiện cắt đứt liên kết phân tử trương chuyern sang không giới hạn →Polymer mạch không gian Các liên kết hóa học dễ bị phá vỡ nhiệt độ nhỏ nhiệt độ phân hủy polymer Do đó, chúng không tan dung môi Tuy nhiên, tùy theo mật độ nối ngang chúng tạo trương dung môi để tạo thành gel Tính trương không giới hạn - Là giai đoạn đầu trình tan tự xảy mạch polymer tách xa trộn lẫn với phân tử chất lỏng thấp phân tử - Trương không giới hạn tương tự trộn lẫn chất lỏng thấp phân tử, khác thời gian, kích thuosc polymer gấp hàng ngàn lần kích thước dung môi Tính tan: -Sau trình truong trình tan polymer Quá trình xảy theo phương trình nhiệt động học với giảm lượng tự do: ∆G = ∆H - T∆S ˂ - Ở to không đổi, trình xảy với biến đổi entropi ∆S ∆H hệ Câu 20 : Các yếu tố ảnh hưởng đến tính tan polyme? 1, chất polymer dung môi - Polymer phân cực mạnh hòa tan dung môi phân cực mạnh Polymer phân cực trung bình hòa tan dung môi phân cực trung bình Polymer phân cực yếu hòa tan dung môi phân cực yếu 2, độ uốn dẻo mạch polymer - Cơ chế hòa tan polymer tách phân tử xa khuếch tán vào dung môi Nếu phân tử uốn dẻo phần riêng mạch chuyển động không cần power lớn Nếu mạch cứng di chuyển theo phần để tách mạch cứng cần tiêu - tốn lượng lớn Vì mạch polymer có mạch uốn dẻo nguyên tắc tan trương , khối lượng phân tử polymer: Độ tan giảm khối lượng phân tử tăng Trong hỗn hợp polymer phân tử nhỏ hòa tan 4, Thành phần hóa học polymer: Thành phần hóa học mạch polymer loại polymer khác trình chuẩn bị , đưa đến khả hòa tan chúng khác 5, Cấu trúc tinh thể polymer: Polymer kết tinh khó hòa tan polymer vô định hình chúng cần lượng để phá vỡ cấu trúc tinh thể , nhiệt độ: Nhiệt độ giúp cho polymer hòa tan tốt hay tách pha tùy theo chất polymer dung môi nhìn chung độ hòa tan tăng ta tăng nhiệt độ 7, liên kết cầu nối hóa học Câu 21: Độ bền polyme với dung môi? - Polyme phân cực trương hòa tan dung môi phân cực mạnh Polyme phân cực trung bình trương hòa tan dung môi phân cực trung - bình Polyme phan cực yếu trương hòa tan dung môi phân cực yếu Tuy nhiên polyme phân cực mạnh trương phần dung môi phân cực mạnh polyme có mạch phân tử cứng Vd: polyme hydrocacbon vô định hình không phân cực (polyisobutylen, polyisopren, polyisobutadien) dễ dàng tan dung môi hidrocacbon bão hòa hỗn hợp polyme không tan trương dung môi phân cực axeton Polyme có chứa nhóm phân cực xenlulozo, nitrat, polyacrylamit… không tan dung môi không phân cực tan dung môi phân cực Tuy nhiên có ngoại lệ ta thay đổi điều kiện tăng nhiệt độ Câu 22: Hãy nêu phản ứng phân hủy hóa học polyme? - Phản ứng phân hủy hóa học polyme phản ứng làm đứt liên kết hóa học mạch phân tử polyme, làm giảm giá trị trọng lượng phân tử trung bình polyme dẫn đến làm thay đổi tính chất vật lý, không làm thay đổi lớn đến thành phần hóa học - Tác động dẫn đến phản ứng phân hủy hóa học polyme: + Tác dụng nhiệt: Nhiệt độ cao thúc đẩy trình oxi hóa mãnh liệt + Tác dụng thời tiết ánh sáng: Phản ứng oxi hóa bề mặt xảy mạnh mẽ + Tác dụng lực : Khi bị nén, ép, gấp… tạo nên lão hóa phụ thuộc tần số biến dạng polyme có yếu tố bên tác động thêm vào ( nhiệt độ, oxy không khí,…) - Theo thời gian điều kiện bảo quản, sử dụng, sản phẩm polyme (nhựa, cao su) giảm dần biến tính chất lý tính chất cảm quan bên chảy nhão hay cứng dần lên, tượng lão hóa, ổn định polyme - Nguyên nhân trình đứt mạch, biến đổi cấu trúc mạch phân tử polyme nhiều yếu tố tác động khác mà chủ yếu trình oxy hóa oxy không khí - Phản ứng phân hủy hóa học polyme đặc trưng phản ứng oxy hóa phản ứng ozon hóa 23 Hãy nêu phản ứng phân hủy oxy hóa polyme? 24 Phản ứng phân hủy polyme tác nhân nhiệt? 25 Phân hủy polymr quang hóa xạ ion? 26 Cấu trúc tính chất polyme polyetylen (PE)? 27 Cấu trúc tính chất polyme polypropylen (PP)? 28 Cấu trúc tính chất polyme polystyren (PS)? 29 Cấu trúc tính chất polyme polyvinylclorua (PVC)? 30 Cấu trúc tính chất polyme polytetrafloetylen? Câu 23 Hãy nêu phản ứng phân hủy oxy hóa polyme? Quá trình phân hủy polyme oxy hóa tượng kết hợp nhiều yếu tố: oxy, xạ, nhiệt độ, độ ẩm… Sự phân hủy oxy hóa xảy hydrocacbon dị mạch mạch C-C, thường xảy với liên kết kề cận yếu, dễ đứt tác dụng oxy không khí chất oxy hóa khác - Độ bền polyme phụ thuộc vào cấu trúc, số nhóm chức, liên kết dễ bị oxy hóa: liên kết đôi, ete, axetan… - Phân hủy oxy hóa có chọn lọc thấp tạo nhiều sản phẩm với điều kiện phản ứng phân cắt liên kết hóa trị, làm nhóm chức, thay đổi cấu trúc gây khâu mạch tạo mạch nhánh - Khi oxy hóa polyme oxy làm giảm khối lượng phân tử, thành phần polyme thay đổi xuất nhóm cacboxyl, peroxit… - Kết trình oxy hóa tạo sản phẩm thấp phân tử (sản phẩm chảy nhão), giải phóng oxy đồng thời tạo thành nhóm chức làm cho polymer có độ đục tăng - Quá trình oxy hóa nghiên cứu, mà thường sử dụng ozon để nghiên cứu cấu trúc cao su phản ứng oxy hóa nối đôi O C O C O O O C C O3 O O C C ozonit khoâ ng beà n C O C O ozonit beà n O C H Câu 24: Phản ứng phân hủy polymer dó tác dụng nhiệt Nhiệt độ có khả phân hủy polymer, nhiệt độ cao thúc đẩy trình oxy hóa mãnh liệt Trong trình gia công nhiệt độ cao làm phân hủy vật liệu Câu 25: Phân hủy polyme quang hóa xạ ion? Sự phân hủy quang hóa: Nhiều vật liệu polyme sử dụng trời chịu tác dụng lượng ánh sáng mặt trời mà oxi không khí, độ ẩm, pH môi trường,… Cơ chế phân hủy trình xem xét Thật trình phân hủy tác dụng ánh sáng mặt trời xảy phức tạp, nhiều trình phân hủy xúc tác trình khác, thí dụ: Những gốc tạo thành xúc tiến cho trình phân hủy ánh sáng Vì lí nêu nên vật liệu có bền nhà, lại không bền trời Cơ chế phân hủy chiếu sáng sau: Sự phân hủy tác dụng xạ ion Dưới tác dụng xạ ion polyme chịu biến đổi sâu sắc thành phần hóa học cấu trúc phân tử dẫn đến thay đổi tính chất hóa lí, lí vật liệu Bằng cách điều chỉnh cường độ chiếu xạ làm thay đổi tính chất polyme theo ý muốn thí dụ làm cho không hòa tan, không chảy hay làm giảm phân tử khối Đặc tính trình xảy tác dụng xạ ion phục thuộc vào cấu tạo polyme Dưới tác dụng xạ ion polyme bị phân hủy thành gốc tự với đứt liên kết C – C, C – H,… Gốc tự đại gốc gốc linh động như: H , CH3 , C2H5 ,… gốc linh động tách hidro từ phân tử polyme tạo thành sản phẩm bay thoát vào không khí VD: PE xảy trình sau: Câu 26 : Cấu trúc tính chất polyme polyetylen (PE)? * Cấu trúc: * Tính chất: - Tính chất vật lý : có màu sắc suốt, pha chút mờ, bề mặt phía bóng láng có độ mềm dẻo cao PE có ưu điểm chống thấm nước nước tốt Nhưng PE có nhược điểm khả chống thấm khí O2, CO2, N2 dầu mỡ - Độ bền hóa học : nhiệt độ thường PE bền vững với H 2SO4 HNO3 (ở nông độ loãng) với HCl , H3PO4 CH3COOH đặc Với NH3 muối amoni , dung dịch kiềm bền vũng với môi trường HNO3 , H2SO4 đặc , không bền với axit cromic - Độ bền thời tiết : PE dễ bị oxihoa oxi không khí , tia cực tím ánh nắng mặt trời … (hiện tượng não hóa) Để chống tượng não hóa người ta cho them muội công nghiệp có kích thước 30 khoảng 1–2 % - Tính chất nhiệt học : độ chịu lạnh cao -70 0C bắt đầu hóa giòn Tuy nhiên nhiệt độ nóng chảy thấp - Tính cách điện : PE có tính cách điện chất lượng cao dung kỹ thuật điện tần số cao Tuy nhiên tính cách điện PE thay đổi theo nhiệt độ Câu 27: Đặc điểm tính chất polypropylen (PP) * Tính chất - Tính chất nhiệt: t0nc = 160 - 1700C Nếu tác dụng tải trọng từ bên sản phẩm PP giữ nguyên dạng tới 1500C PP chịu lạnh kém( -5 – -150C bị giòn ) Khoảng nhiệt độ làm việc thích hợp PP (-5 – 400C) - Tính chất hóa học: Với nhiệt độ bình thường PP không tan dung môi, trương nở cacbua thơm cacbua clorua hóa Nhưng nhiệt độ 800C PP bắt đầu tan hai loại dung môi PP không tan dầu thực vật Độ bền hoá chất: Polymer có kết tinh lớn > polymer có độ kết tinh bé PP thực tế xem không hút nước, mức hút ẩm < 0,01% - Tính chất học: PP cứng nhiều so với PE Độ bền học PP phụ thuộc mạnh vào tốc độ chất tải PP chịu lạnh PE, dễ bị oxi hóa t0 = 200C k = 5660N/mm2 t0 = 1200C k = 89N/mm2 E = 670 - 1190N/mm2 Độ dai va đập 3,3 Ncm/cm2 Độ cứng Brinen 63N/mm2 Câu 28: Cấu trúc tính chất polyme polystyren (PS) * Cấu trúc: * Tính chất: - Độ hòa tan: + dễ tan dung môi, tan dung môi, tan trong dung dịch cacbon thơm, cacbua clo hóa, xeton, este,… + PS có phân tử lượng cao khó tan PS có phân tử lượng thấp - Độ bền hóa: PS loại vật liệu có độ bền hóa học tốt nhờ có bão hòa cacbon mạch cacbon cộng với có mặt gốc phenyl làm cho PS có độ bền hoàn hảo với nhiều dung dịch hoạt hóa - Tính chất nhiệt: + Độ bền nhiệt độ PS theo Mactanh 80oC theo Vic 105 – 110oC + Nhiệt độ làm việc tối đa khoảng thời gian liên tục PS 70-75oC - Tính chất cách điện: Cấu trúc mạch PS hoàn toàn cacbua hydro nên tạo cho PS tính cách điện hoàn hảo - Tính chất học: + Tính chất học PS phụ thuộc vào mức độ trùng hợp hay phân tử lượng + Giới hạn bền kéo phụ thuộc vào tốc độ chất tải trọng với tốc độ chất taỉ nhỏ cho ta giá trị bền nhỏ + PS loại chất dẻo cứng, giòn nên độ giãn dài nhỏ + Độ giãn dài tăng mạnh 80oC PS bắt đầu mềm dính cao su Khi nhiệt độ tăng modun giảm Khi nhiệt độ lớn 80oC modun = Câu 29: Cấu trúc tính chất polyme polyvinylclorua (PVC)? * Cấu trúc: Polyvinylclorua loại nhựa tổng hợp cách trùng hợp monomer vinylclorua(MVC) Phản ứng trùng hợp sản Hiện PVC loại nhựa nhiệt dẻo xuất tiêu thụ nhiều thứ giới ( sau polyetylen-PE polypropylen-PP) PVC có dạng bột màu trắng màu vàng nhạt PVC tồn hai dạng huyền phù (PVC.S - PVC Suspension) nhũ tương (PVC.E - PVC Emulsion) PVC.S có kích thước hạt lớn từ 20 - 150 micron PVC.E nhũ tương có độ mịn cao * Tính chất: - Tính hòa tan PVC + Đối với PVC có n ≤ 500 dễ tan axeton, este, RH đươc clorua hóa + Đối với PVC có n cao mức độ hòa tan bị hạn chế - Phân tử lượng độ phân tán + PVC có độ khuếch tán cao ( n =1002500 mắt xích) + n ˃ 1000 chiến 70% có tính chất lí hoàn hảo, chất lượng sản phẩm tốt + n ≤ 1000 chiếm 30% sản phẩm có tính chất lý chất lượng sản phẩm - Tính ổn định nhiệt: PVC vật liệu nhạy nhiệt t0 ≥ 1400 bắt đầu phân hủy, đến t0 = 1700 trình phân hủy nhanh cho HCl độ sẫm màu tăng dần từ trắng vàng => da cam => đỏ nâu => đen - Tính phối hợp với loại nhựa chất dẻo khác: PVC phối hợp với loạt polyeste mạch sợi hoạc mạch ancid Câu 30 Cấu trúc tính chất polyme polytetrafloetylen? * Cấu trúc: Nhựa Teflon PTFE polyme với chuỗi lặp lặp lại –(CF2–CF2)– n Polymetetrafloetylen hay Teflon, floroplast – polyme trùng hợp nhũ tương từ tetrafloetylen 70 – 80ºC, áp suất 40 – 100 atm có chất kích thích * Tính chất: - Teflon polime có độ tinh khiết cao với Tnc= 320 ÷ 327ºC, d=2,1÷2,3g/cm3, tính chất thay đổi từ -100ºC  250ºC, có mômen lưỡng cực nên chất cách điện hoàn toàn không chịu ảnh hưởng từ trường - Độ hòa tan độ bền hóa: nhựa teflon không tan loại dung môi hịu hóa chất tốt, PTFE không phản ứng với hóa chất ( không tác dụng với dung dịch axit, kiềm đậm đặc, với tác nhân oxi hóa mạnh – nước cường thủy, nhiều không bị biến dạng thay đổi màu sắc ) - Độ bền nhiệt độ bền học: + Polytetrafloetylen (teflon) chất dẻo bền nhiệt cao,( tới 400ºC bắt đầu thăng hoa), có độ bền kéo cao(245-315kg/cm2), mềm hóa 450ºC + Hệ số ma sát thấp(0,04) , đứng thứ hai sau kim cương Teflon hoàn toàn thích hợp để làm tốt lót cho phễu chứa, hộp chứa, máng trượt thiết bị vận chuyển trọng lực nhằm tăng cường khả trượt giảm thiểu khả tắc nghẽn Vật liệu dùng để chế tạo chi tiết máy ổ trượt cần có hệ số ma sát, không bám dính, có khả chạy rà tốt… + Không bám dính bề mặt với loại vật liệu - Chịu tia cực tím tốt không thấm nước, dầu nên dễ dàng làm Không độc hại, PTFE sử dụng nhiều công nghiệp thực phẩm dược phẩm