NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ POLYMER

2/26/2018 HÓA HỌC POLYMER GV: TS Cao Xuân Thắng E-mail: xtcao112@gmail.com NỘI DUNG MÔN HỌC Chương 1: Những khái niệm polymer Chương 2: Phản ứng trùng hợp polymer Chương 3: Phản ứng đồng trùng hợp Chương 4: Phản ứng trùng ngưng (trùng hợp bậc) Chương 5: Phản ứng chuyển hóa hóa học polymer Chương 6: Dung dịch polymer tính chất lý polymer 2/26/2018 Chương Phản ứng đồng trùng hợp (copolymerization) 3.1 3.2 Chapter 3.3 Khái niệm đồng trùng hợp Động học phản ứng đồng trùng hợp Phân tử lượng polymer 3.4 Copolymer 3.5 Phân loại copolymer 2/26/2018 3.1 Khái niệm “Đồng trùng hợp (copolymerization) trình trùng hợp đồng thời hai hay nhiều loại monomer với nhau” nA + nB →…-AABABBABABAAAB-… Đồng trùng hợp ứng dụng nhiều thực tế làm thay đổi, cải thiện tính chất polymer theo mục đích sử dụng Copolymerization 2/26/2018 Ví dụ:  PS chịu nhiệt độ cao, giá rẻ  Tuy nhiên, PS có tính dòn khó nhuộm màu  Để cải thiện tính dòn PS ta tiến hành đồng trùng hợp Styrene với Butadien ta có cao su SBR: + styrene butadiene Styrene-butadiene rubber Ví dụ:  Tăng khả nhuộm màu, đồng trùng hợp Styrene vinyl pyridine + styrene vinyl pyridine 2/26/2018  Cao su Butadien – nitrile (NBR) chịu dung môi không phân cực: xăng, dầu  Cao su Butyl (IIR) trùng hợp từ isobutylene lượng nhỏ isoprene có khả chấm thấm khí cao 3.2 Động học phản ứng đồng trùng hợp Động học phản ứng đồng trùng hợp theo thống kê chế gốc Trong hỗn hợp phản ứng có hai loại monomer M1 M2, tiến hành đồng trùng hợp gốc có khả phát triển mạch: 2/26/2018 , K11 R1  M1   R 1 K 12 R 1  M2   R 2 `   R M  V1  K11 R1 M  V2  K12    K 21 R 2  M1   R1 V3  K 21 R2 M  22 R2  M K R2 V4  K 22 R2 M    M1, M2: phân tử monomer R1•, R2• gốc tự polymer với mắt xích cuối M1 M2 K11, K12, K22, K21 số tốc độ phản ứng 11 , Trường hợp lý tưởng: -Độ hoạt động M1, M2 R1•, R2• ` -Khi K11 ≈ K12 K22 ≈ K21 → Thành phần copolymer gần với thành phần hai monomer Thực tế: độ hoạt động monomer khác → Sử dụng r gọi số đồng trùng hợp r1  K 11 K 12 r2  K 22 K 21 12 2/26/2018 Khi đồng trùng hợp có trường hợp sau xảy r1 < 1; r2 < : hai cấu tử có khuynh hướng đồng trùng hợp đẳng phí r1 > 1; r2 < : copolymer giàu cấu tử M1 r2 > 1; r1 < : copolymer giàu cấu tử M2 r1 > 1; r2 > : hỗn hợp hai polymer riêng lẽ, khó tạo thành copolymer r1 = r2 = 0: trùng hợp trật tự r1 = r2 = 1: hỗn hợp đồng đều, có 13 2/26/2018 3.3 Phân tử lượng polymer Phân tử lượng trung bình số (Number average molecular weight): tỉ lệ tổng khối lượng phân tử mẫu polymer tổng số mol phân tử có mẫu Trong đó: Ni số mol có phân tử lượng Mi :Tổng số khối lượng polymer :Tổng số mol polymer Phân tử lượng trung bình khối (Weight average molecular weight): tổng khối lượng thành phần tính trung bình theo phần khối lượng loại mạch có độ trùng hợp khác Trong đó: Ni số mol có phân tử lượng Mi Ví dụ: Một hỗn hợp polymer chứa 95% khối lượng polymer có phân tử lượng 10.000 5% khối lượng có phân tử lượng 100 Tính 2/26/2018 Chỉ số đa phân tán (Polydispersity index): 3.4 Copolymer “Là đại mạch phân tử mà cấu trúc có hai hay nhiều nhóm phân tử (monomer, olygomer, polymer khối lượng phân tử thấp) khác nhau” 18 2/26/2018  Tổng hợp copolymer phương pháp trùng hợp hay trùng ngưng  Sản phẩm tổng hai loại monomer M1 M2 hỗn hợp trộn lẫn n1[M1] + n2[M2] 3.5 Phân loại copolymer  Copolymer mạch thẳng ( Linear copolymer) Linear copolymer loại polymer mà phân tử chúng chứa monomer mắt xích luân phiên 10 2/26/2018 Phản ứng tạo Linear copolymer Copolymer ghép ( graft copolymer) Graft coplymer tổng hợp từ đại mạch phân tử nhiều nhóm hoạt động nằm vị trí nhánh phân tử 22 11 2/26/2018 graft copolymer 12 ... trùng hợp (copolymerization) 3.1 3.2 Chapter 3.3 Khái niệm đồng trùng hợp Động học phản ứng đồng trùng hợp Phân tử lượng polymer 3.4 Copolymer 3.5 Phân loại copolymer 2/26/2018 3.1 Khái niệm “Đồng... loại copolymer  Copolymer mạch thẳng ( Linear copolymer) Linear copolymer loại polymer mà phân tử chúng chứa monomer mắt xích luân phiên 10 2/26/2018 Phản ứng tạo Linear copolymer Copolymer... trùng hợp đẳng phí r1 > 1; r2 < : copolymer giàu cấu tử M1 r2 > 1; r1 < : copolymer giàu cấu tử M2 r1 > 1; r2 > : hỗn hợp hai polymer riêng lẽ, khó tạo thành copolymer r1 = r2 = 0: trùng hợp trật