Hóa lý là môn khoa học nghiên cứu về các hiện tượng vĩ mô và hạt trong các hệ thống hóa học về các nguyên tắc, thực tiễn và các khái niệm vật lý như chuyển động, năng lượng, lực, thời gian, nhiệt động lực học, hóa học lượng tử, cơ học thống kê, động lực học phân tích và cân bằng hóa học. Hóa lý, trái ngược với vật lý hóa học, chủ yếu (nhưng không phải luôn luôn) là một khoa học vĩ mô hoặc siêu phân tử, vì phần lớn các nguyên tắc mà nó được thành lập liên quan đến khối lượng chứ không phải là cấu trúc phân tử / nguyên tử (ví dụ, cân bằng hóa học và chất keo). Một số mối quan hệ mà hóa lý cố gắng giải quyết bao gồm các tác động của: Các lực liên phân tử tác động lên các tính chất vật lý của vật liệu (độ dẻo, độ bền kéo, sức căng bề mặt trong chất lỏng). Động học phản ứng về tốc độ của một phản ứng. Nhận dạng của các ion và tính dẫn điện của vật liệu. Khoa học bề mặt và điện hóa của màng tế bào.[1] Sự tương tác của một cơ thể với một cơ thể khác về số lượng nhiệt và công việc được gọi là nhiệt động lực học. Sự truyền nhiệt giữa một hệ thống hóa học và môi trường xung quanh trong quá trình thay đổi pha hoặc phản ứng hóa học diễn ra gọi là nhiệt hóa học Nghiên cứu tính chất chung của số lượng loài có trong dung dịch. Số lượng pha, số thành phần và mức độ tự do (hoặc phương sai) có thể tương quan với nhau với sự trợ giúp của quy tắc pha. Phản ứng của các pin điện hóa.
Chỉång I: CẠC KHẠI NIÃÛM CÅ BN I Âënh nghéa Polymer: Polymer l cạc häøn håüp m cạc phán tỉí âỉåüc tảo thnh tỉì mäüt säú lỉåüng låïn cạc nhọm ngun tỉí näúi våïi bàịng cạc liãn kãït họa hc tảo thnh mäüt dy di Cọ thãø âënh nghéa Polymer theo mäüt cạch räüng hån sau: Polymer l nhỉỵng håüp cháút m cạc cháút váût l ca chè thay âäøi chụt êt âải phán tỉí tiãúp tủc tàng II.Mäüt säú cháút cå l ca váût liãûu Polymer: - Khäúi lỉåüng riãng bẹ, âäü bãưn riãng cao (Âäü bãưn riãng l âäü bãưn trãn mäüt âån vë khäúi læåüng) - Mäüt säú Polymer cọ âäü bãưn họa hc ráút cao Vê dủ: Poly tetraflo ethylene khäng bë phạ hy båíi nỉåïc cỉåìng toan F F C C F F n - Âäü caïch âiãûn cao (âäúi våïi nhỉỵng Polymer khäng phán cỉûc) - Coï cháút quang hoüc: Mäüt säú Polymer coï âäü sút cao PMMA (thy tinh hỉỵu cå) âỉåüc dng lm cạc dủng củ quang hc, kênh mạy bay - Mäüt säú Polymer cọ kh nàng bạm dênh ráút täút våïi nhiãưu loải váût liãûu khạc (vê dủ Epoxy) nãn dỉåüc ỉïng dủng âãø lm keo dạn, sån - Mäüt säú Polymer cọ âäü ma sạt låïn, êt bë mi mn (nhỉ cao su lỉu họa) Mäüt säï khạc lải êt bë ma sạt Ploy tetraflo ethylene nãn âỉåüc ỉïng dủng âãø lm bảc cạc äø trủc khäng thãø dng bi - Mäüt säú Polymer cọ ân häưi låïn (cao su) CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt - Âäü bãìn nhiãût khäng cao Pháưn låïn âỉåüc sỉí dủng åí nhiãût âäü khong tỉì âãún 1400C - Cạch nhiãût, cạch ám cao (váût liãûu Polymer xäúp) III.Phán loải Polymer: Cọ thãø phán loải Polymer theo mäüt säú chè tiãu sau: - Theo thnh pháưn cọ thãø chia lm loải: Polymer hỉỵu cå (organic Polymer), Polymer vä cå (inorganic Polymer) v Polymer bạn hỉỵu cå (semi- organic Polymer) + Polymer hỉỵu cå l Polymer chè cọ cạc ngun tỉí : C, H, O, N, S, X (halogen) phán tỉí, âọ cọ thãø cọ O, N, X tham gia hỗnh thaỡnh maỷch chờnh CH Vờ dủ: PVC CH n Cl Polymer hỉỵu cå cng cọ thãø l nhỉỵng Polymer cọ chỉïa cạc ngun täú khạc cạc ngun täú trãn nhỉng nhỉỵng ngun täú ny khäng nàịm mảch chênh v khäng liãn kãút våïi cạc ngun tỉí cacbon Vê dủ: cạc múi ca cạc polyacid CH CH n COONa + Polymer vä cå: laì nhỉỵng Polymer khäng chỉïa ngun tỉí cacbon, cạc ngun tỉí liãn kãút våïi âãø tảo thnh Polymer bàịng liãn kãút họa hc (liãn kãút cng họa trë) Vê dủ: - Mg- O- Mg-O-Mg-O-Mg-OTỉì âënh nghéa ny ta tháúy kim loaỷi khọng phaới laỡ Polymer vọ cồ vỗ lión kóỳt kim loải l liãn kãút kim loải + Polymer bạn hỉỵu cå: l nhỉỵng Polymer thüc cạc trỉåìng håüp sau: + Mảch phán tỉí bao gäưm C v cạc ngun täú khạc (trỉì N, O, S) + Mảch chênh l mảch cacbon v cọ nhọm thãú chỉïa cạc ngun täú khạc (trỉì N, S, O, X) liãn kãút trỉûc tiãúp våïi ngun tỉí cacbon mảch chênh (cạc polymer cå kim) CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt + Mảch chênh l mảch vä cå nhỉng cọ cạc nhọm thãú cọ cacbon ngun tỉí näúi trỉûc tiãúp våïi mảch chênh R Vê dủ: polysiloxanes R Si O Si R O R - Theo cáúu tảo mảch cọ thãø chia thnh loải: Polymer mảch thàóng, Polymer mảch nhạnh v Polymer khäng gian + Polymer mảch thàóng: l nhỉỵng Polymer m cạc âải phán tỉí l nhỉỵng dy di våïi âäü báït âäúi xỉïng cao A A A A + Polymer mảch nhạnh: gäưm mäüt dy di (gi l mảch chênh) cọ cạc nhạnh thãú låïn Säú lỉåüng v kêch thỉåïc ca nhạnh thãú thay âäøi phaûm vi räüng A A A A A A A A A A A A + Polymer khäng gian: l Polymer gäưm nhỉỵng dy di näúi våïi thnh mảng lỉåïi khäng gian A A A A A A A A A A A A A A A A A A A - Dỉûa vo säú lỉåüng cạc loải Monomer tảo thnh Polymer cọ thãø chia thnh loải: + Polymer âäưng nháút (Homopolymer): L nhỉỵng Polymer chè chỉïa mäüt loải Monomer âải phán tỉí CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Vê duû: CH CH CH n + Copolymer (hồûc mixed Polymer): l nhỉỵng Polymer cọ chỉïa tỉì loải Monomer tråí lãn âải phán tỉí Polymer Copolymer gäưm cọ loải: Copolymer khäúi v Copolymer ghẹp Copolymer khäúi: A A Copolymer gheïp: A A B A B A A A A B B B B B - Ngoi dỉûa vo thỉï tỉû sàõp xãúp ca cạc mừc xờch maỷch quaù trỗnh taỷo thaỡnh polymer m ta cọ Polymer mảch âiãưu hay khäng âiãưu Tênh báút âiãưu ca Polymer cọ thãø nhiãưu ngun nhán gáy (chiãưu di mảch chênh, nhọm thãú ) nhỉng âiãưu âạng quan tám åí âáy l cáúu tảo âiãưu khäng gian ca Polymer Nhỉỵng Polymer m táút c cạc màõc xêch v cạc nhọm phủ sừp xóỳp theo nhổợng trỗnh tổỷ nhỏỳt õởnh goỹi laỡ Polymer âiãưu khäng gian Ty thüc vo cạch sàõp xãúp v mỉïc âäü âäúi xỉïng m cọ thãø chia lm loải: Isotactic, Syndiotactic v Atactic Isotactic: H H R R C C H H C H H H H R C R C C H H R C C H C H H H R H Syndiotactic H C C C H H C C H H CuuDuongThanCong.com C R H R H H H C C H H C H R https://fb.com/tailieudientucntt Atactic: H R H H C C C C H H C C H H R H R R H H C C H H C H H IV Trảng thại váût l (táûp håüp) v trảng thại pha: Trảng thại váût l (táûp håüp): Váût cháút cọ thãø täưn tải åí trảng thại váût l: Ràõn, lng v khê Cạc trảng thại ny khạc vãư âàûc trỉng chuøn âäüng v máût âäü ca cạc phán tỉí hồûc ngun tỉí a Trảng thại khê: ÅÍ trảng thại ny, nàng lỉåüng chuøn âäüng nhiãût ca cạc phán tỉí låïn hån nhiãưu so våïi nàng lỉåüng tạc dủng tỉång häù giỉỵa chụng Do âọ âàûc trỉng ca trảng thại náưy l sỉû chuøn âäüng häøn loản ca cạc phán tỉí (bao gäưm chuøn âäüng tënh tiãún, chuyãøn âäüng quay vaì chuyãøn âäüng dao âäüng), mỏỷt õọỹ phỏn tổớ beù, khọng coù hỗnh daỷng rióng vaì dãù thay âäøi thãø têch nhiãût âäü thay âäøi b Trảng thại lng: L trảng thại trung gian giỉỵa trảng thại khê v trảng thại ràõn Åí trảng thại ny lỉûc hụt tỉång häù giỉỵa cạc phán tỉí xáúp xè bàịng nàng lỉåüng chuøn âäüng nhiãût ca chụng, khong cạch giỉỵa cạc phán tỉí xáúp xè bàịng kêch thổồùc phỏn tổớ Do vỏỷy chỏỳt loớng coù hỗnh daỷng riãng (dảng cáưu khäng chëu tạc dủng lỉûc) nhỉng dỉåïi tạc dủng ca lỉûc dãø dng thay õọứi hỗnh daỷng (do caùc phỏn tổớ luọn luọn chuyóứn âäüng v vë trê cán bàịng ln ln thay âäøi) Thãø têch háưu khäng âäøi dỉåïi tạc dủng ca lỉûc c Trảng thại ràõn: Trong trảng thại ràõn, máût âäü phán tỉí cao (khong cạch giỉỵa cạc phán tỉí bẹ) Cạc phán tỉí khäng thay âäøi vë trê v chuøn âäüng quay nhỉng cọ sỉû dao âäüng xung quanh vë trê cán bàịng, thỉåìng vo khong 1013 âãún 1014 dao âäüng / giáy Do âäü linh âäüng cuía caùc phỏn tổớ beù nón khoù thay õọứi hỗnh daỷng Sỉû khạc biãût vãư âäü linh âäüng ca phán tỉí dáùn âãún sỉû khạc vãư cå chãú khúch tạn ọỳi vồùi traỷng thaùi loớng vaỡ traỷng thaùi khờ thỗ sỉû khúch tạn xy sỉû thay âäøi vë trê ca cạc phán tỉí (khi phán tỉí ny âãún trờ mồùi thỗ trờ cuợ cuớa noù õổồỹc thay thãú bàịng mäüt CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt phán tỉí khạc) Âäúi våïi trảng thại ràõn sỉû khúch tạn xy ch úu sỉû chuøn âäüng (nhy) ca ngun tỉí âãún vë trê träúng bãn cảnh Nhỉỵng vë trê träúng ny ln ln täưn tải váût thãø nhỉỵng sai sọt cáúu trục ca mảng lỉåïi tinh thãø Chênh vỗ cồ chóỳ khaùc nhổ vỏỷy nón sổỷ khuóỳch tạn cháút ràõn xy cháûm hån cháút lng v cháút khê Trảng thại pha: Cọ hai quan âiãøm vãö pha: -Theo quan âiãøm nhiãût âäüng hoüc: Pha l mäüt pháưn âäưng nháút ca hãû thäúng âỉåüc tạch riãng våïi cạc pháưn khạc nhåì bãư màût phán chia giỉỵa chụng v khạc vãư cháút nhiãût âäüng Mäüt pha phi cọ thãø tiïch riãng ỉïng våïi âiãưu kiãûn ạp sút, nhiãût âäü v cạc cháút nhiãût âäü âäüng khạc - Theo quan âiãøm cáúu tảo cạc pha khạc l cạch sàõp xãúp ca cạc phán tỉí Phủ thüc vo cạch sàõp xãúp ny m cọ thãø cọ hai trảng thại pha : Pha tinh thóứ vaỡ pha vọ õởnh hỗnh + Pha tinh thãø : Âỉåüc âàûc trỉng båíi sỉû sàõp xãúp theo tráût tỉû xa ba hỉïång ca cạc phán tỉí hoỷc nguyón tổớ + Pha vọ õởnh hỗnh : Trong pha vọ õởnh hỗnh coù tọửn taỷi trỏỷt tổỷ gỏửn (tráût tỉû gáưn l tráût tỉû cọ khong cạch xáúp xè bàịng kêch thỉåïc phán tỉí) Cạc phán tỉí åí gáưn mäüt phán tỉí xạc âënh cọ thãø cọ mäüt tráût tỉû xạc âënh nhỉng åí khong cạch xa hån thỗ trỏỷt tổỷ naỡy khọng tọửn taỷi Pha tinh thóứ pháưn låïn täưn tải åí trảng thại táûp håüp ràõn (trổỡ tinh thóứ loớng), coỡn pha vọ õởnh hỗnh coù thãø åí c ba trảng thại ràõn, lng hồûc khê V cạc khại niãûm hiãûn âải vãư cáúu tảo phán tỉí polymer : Khại niãûm mảch di: Phán tỉí Polymer cọ chiãưu di låïn hån ráút nhiãưu so våïi kêch thỉåïc ca mäüt màõc xêch (chiãưu ngang) Mảch di ny cọ thãø bë ún cong hồûc cün räúi do: +Chuøn âäüng nhiãût ca âoản mảch hồûc màõc xêch CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt +Mảch quạ di so våïi chiãưu ngang 2.Tênh báút âàóng hỉåïng: Khi tạc dủng lãn máøu Polymer bàịng lổỷc thỗ ta thỏỳy lổỷc taùc duỷng theo chióửu doỹc cỏửn phaới lồùn thỗ mỏứu mồùi bở bióỳn daỷng hoỷc õổùt coỡn theo chióửu ngang thỗ chố cỏửn mọỹt lổỷc nh hån Hiãûn tỉåüng cháút ca polymer khäng âäưng nháút váûy gi l cháút báút âàóng hỉåïng σK dc σK dc σK ngang Tênh cọ cỉûc ca polymer: Liãn kãút cọ cỉûc: l liãn kãút cng hoạ trë ca cạc ngun tỉí cọ âäü ám âiãûn khạc Âäü cọ cỉûc ca mäüt liãn kãút âỉåüc âạnh giạ bàịng mämen lỉåỵng cỉûc: M0 = q.l q: âiãûn têch l: Khong cạch giỉỵa âiãûn têch Khong cạch giỉỵa cạc âiãûn têch ≈ 10-8 Cm v q ≈ 10-10 âån vë âiãûn têch ⇒ M ≈ 10-8 1010 = 10-18 âån vë ténh âiãûn = debye Cạc M0 thay âäøi tỉì 1÷ 10 debye - Âäúi våïi cạc polymer: + Cạc loải polymer cọ cáúu tảo theo loải H- C coi khäng phán cỉûc: PE, PP,Polybutadien, Polyizopren, Polyizobutylen Cạc polymer phán cỉûc: PVR, cellulo ( cọ chỉïa nhiãưu nhọm OH) polyacrylonitrit chỉïa nhọm -CN cọ âäü phán cæûc cao, polyacrilic acid, polymetacrylic acid (COOH) Tuy nhiãn sỉû cọ màût ca cạc nhọm phán cỉûc phán tỉí khäng phi ln lm cho phán t bë phán cỉûc Nãúu cạc liãn kãút phán cỉûc phỏn tổớ õổồỹc sừp xóỳp õọỳi xổùng thỗ M0 = ( CF CF ) 2 n Vỗ vỏỷy sỉû phán cỉûc ca mäüt polymer cọ thãø âỉåüc quút âënh båíi âäü phán cỉûc ca cạc nhọm thãú, mỉïc âäü âäúi xỉïng ca sỉû sàõp xãúp cạc nhọm ny khäng gian v máût âäü phán bäú ca chụng doỹc theo maỷch CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Hỗnh thaùi cỏỳu taỷo, hỗnh thaùi sừp xóỳp cuớa maỷch phỏn tổớ polymer: a Hỗnh thaùi cỏỳu taỷo ( cỏỳu hỗnh: configuration): Laỡ sổỷ sàõp xãúp ca cạc nhọm ngun tỉí khäng gian theo nhỉỵng vë trê cäú âënh ỉïng våïi cáúu tảo xạc âënh Sỉû sàõp xãúp ny khäng thãø biãïn âäøi cho âỉåüc v âỉåüc quy âënh båíi cå chóỳ cuớa quaù trỗnh truỡng hồỹp vỗ thóỳ khọng thóứ thay âäøi vë trê m khäng b gy liãn kãút õồn Caùc cỏỳu hioỡnh bao gọửm caớ õọửng phỏn hỗnh hc (cis, trans) v âäưng phán láûp thãø Trong mäüt maỷch polymer daỡi coù thóứ coù caùc hỗnh thaùi cỏỳu taỷo khaùc Vờ duỷ:Polyizopren coù hỗnh thaùi cỏỳu tảo bãưn vỉỵng: - Cáúu tảo trans - guttapersa: CH3 CH2 CH2 CH2 C = CH CH2 C = CH CH2 CH3 - Cáúu taûo sis - polyizopren: CH3 CH3 C = CH CH2 CH2 CH C = CH C CH2 CH2 CH2 CH Âäưng phán ny chênh l cao su thión nhión ã PS coù hỗnh thaùi cáúu taûo: + izotactic: CH2 R R CH2 CH + Syndiotactic: CH CH CH2 CH R CH2 R CH2 CH CH2 CH R CH2 CH R Hai loải ny âỉåüc gi l cáúu tảo âiãưu ho CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt CH2 + Actactic: R CH2 CH2 CH CH R R CH2 CH CH2 CH R b Hỗnh thaùi sừp xóỳp (cỏỳu dảng: conformation): l sỉû thay âäøi vë trê ca cạc ngun tỉí ( nhọm ngun tỉí) khäng gian chuøn âäüng nhiãût gáy Vê dủ: phán tỉí C2H6 cọ thãø thay âäøi cáúu dảng tỉì cis sang trans bàịng cạch quay quanh liãn kãút C-C m khäng bë b gy liãn kãút trans Nhỉ váûy, cáúu dảng nọi lãn sỉû thay âäøi vë trê ca cạc ngun tỉí khäng gian Nọi cạch khạc cáúu dảng l kh nàng âënh hỉåïng khäng gian ca cạc dy Polymer, âỉåüc tảo båíi sỉû quay ca cạc dy Polymer quanh cạc liãn kãút âån, âàûc trỉng nhiãût âäüng ca quạ trỗnh naỡy laỡ sổỷ thay õọứi entropy cuớa hóỷ CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt SỈÛ MÃƯM DO CA MẢCH POLYMER Cho âãún nàm 1934 cạc âải phán tỉí polymer váùn âỉåüc coi l ráút di v cỉïng que âa Tuy nhiãn quan niãûm ny khäng thãø gii thêch âỉåüc nhiãưu cháút váût l ca váût liãûu polymer, vê dủ kh nàng phủc häưi biãún dảngca cao su thiãn nhiãn ráút lồùn Ngaỡy khaùi nióỷm vóử hỗnh daỷng cuớa õaỷi phán tỉí xút phạt tỉì sỉû quan sạt biãøu âàûc th ca chuøn âäüng nhiãût gi l sỉû quay näüi tải ca nhỉỵng pháưn riãng biãût ca phán tỉí so våïi cạc pháưn khạc II Sỉû quay näüi tải ca phán tỉí, Thãưm thãú nàng quay: Sỉû quay näüi tải ca håüp cháút tháúp phán tỉí: Âãø âån gin ta xẹt phán tỉí C2H6 v dáùn xút ca */ C2H6: Cáúu tảo ca C2H6 khäng gian cọ thãø âæåüc biãøu diãùn nhæ sau: Van’t Hoff cho ràịng nhọm CH3 cọ thãø quay quanh liãn kãút σ C-C v thãú chuøn âäüng nhiãût âäü, sỉû sàõp xãúp ca cạc ngun tỉí khäng gian thay âäøi liãn tủc, tải cạc trờ cuớa caùc nguyón tổớ thỗ phỏn tổớ seợ cọ mäüt thãú nàng xạc âënh Giạ trë ny phủ thüc vo sỉû tỉång tạc giỉỵa cạc phán tỉí, electron Khi nhoùm -CH3 quay quanh lión kóỳt C-C thỗ thãú nàng u thay âäøi: u= f(ϕ) ϕ : goïc quay CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Vo nỉỵa cúi tháûp niãn 30 Mark, Houwink õaợ õổa phổồng trỗnh thổỷc nghióỷm vóử mọỳi quan hãû giỉỵa âäü nhåït näüi v trng lỉåüng phán tổớ trung bỗnh cuớa polymer: [ ] = K.M a âọ K v a l cạc hàịng säú âäúi våïi mäüt càûp dung mäi - polymer taûi mäüt nhiãût õọỹ xaùc õởnh Phổồng trỗnh naỡy ngaỡy õổồỹc sổớ dủng räüng ri âãø xạc âënh khäúi lỉåüng phán tỉí trung bỗnh cuớa polymer óứ xaùc õởng K vaỡ a ta laỡm nhổ sau: - chuyóứn phổồng trỗnh trón vóử daûng logaric: log[η ] = log K + a log M - Âo âäü nhåït näüi ca nhiãưu dung dëch polymer cọ phán tỉí lỉåüng khạc nhau, sau âọ sỉí dủng phỉång phạp chênh xạc tạn xả ạnh sạng hồûc li tám siãu täúc tháøm tháúu âãø xạc âënh khäúi lỉåüng phán tỉí ca cạc máùu ny - thiãút láûp âäư thë sỉû phủ thüc ca âäü nhåït vo khäúi lỉåüng phán tỉí polymer Tỉì âäư thë ny suy âỉåüc K v a Sau âáy l mäüt säú giạ trë ca K v a âäúi våïi mäüt säú càûp polymer - dung mäi: */ Cạc úu täú nh hỉåíng âãún âäü nhåït ca dung dëch Polymer : CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Troỹng lổồỹng phỏn tổớ vaỡ hỗnh daỷng phỏn tổớ ca Polymer : Theo cäng thỉïc thỉûc nghiãûm: [ η] = K.Ma a = 0,6÷0,8 a : l âải lỉåüng âãún âäü cün trn ca cạc phán tỉí Polymer dung dëch K: hàịng säú âàûc trỉng cho dy Polymer âäưng âàóng v säú dung dëch nháït âënh Theo cọng thổùc trón suy M tng thỗ η tàng η M1 M2 M1>M2>M3>M4>M5 M3 M4 M5 Näöng õọỹ + Hỗnh daỷng cuớa caùc õaỷi phỏn tổớ cuợng nh hỉåíng âãún âäü nhåït: mảch dùi thàóng s cho âäü nhåït cao hån mảch cün trn nh hỉåíng ca loải dung mäi: Do cạc dung mäi khạc thỗ mổùc õọỹ trổồng cuớa caùc cuọỹn Polymer (coil) khaùc dáùn âãún kêch thỉåïc ca chụng khạc suy âäü nhåït khạc CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Chỉång VII: HOẠ DO PLYMER Hoạ l mäüt nhỉỵng phỉång phạp quan trng lm thay âäøi cáúu trục ca váût liãûu Polymer Cạc cháút họa theo âënh nghéa c âỉåüc dng våïi mủc âêch cå bn: tråü giụp cho quaù trỗnh gia cọng vaỡ thay õọứi tờnh chỏỳt cuớa sn pháøm cúi cng Hai mủc dêch ny cọ thãø dỉåüc chia nh hån ty thüc vo tỉìng tạc dủng củ thãø åí bng sau: Mäüt säú chỉïc nàng váût l ca cháút họa Tạc dủng häø tråü gia cäng Gim nhiãût âäü gia cäng Tàng sỉû khä bãư màût Gim âäü nhåït chy Ci thiãûn cháút chy (âäúi våïi sån) Tàng nhåìn Ci thiãûn tháúm ỉåït Gim dênh nghiãưn Gim nhiãût âäü tảo mng ( ca latex) Gim dênh khn Tạc dủng l cháút họa khong näưng âäü họa Lm mãưm nhỉûa Tàng khong nhiãût âäü sỉí dủng Gim modun Tàng âäü bạm dênh Gim âäü bãưn kẹo Ci thiãûn sỉû trỉåüt hồûc gim ma sạt Tàng âäü gin di Ci thiãûn quan bãư màût, âäü bọng Tàng âäü bãưn rạch Gim tènh âiãûn Tàng âäü Tàng âäü bãưn va âáûp Gim nhiãût âäü họa thy tinh Trong khong näưng âäü thãø hiãûn hiãûu ỉïng họa ngỉåüca (antiplasticization) CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Tàng môun Tàng âäü cỉïng Tàng âäü bãưn kẹo Tàng âäü dn a Chè mäüt vi loải nhỉûa PVC v Polycacbonate v åí näưng âäü cháút họa tháúp mäüt vi loải nhỉûa khạc cọ thãø thãø hiãûn ráút êt hồûc khäng cọ hiãûu ỉïng ny Theo bảng ta thấy chất hóa dẻo chất bơi trơn, chất cải thiện va đập… Thơng thường chất hóa dẻo dùng cho mục đích làm mềm ảnh hưởng đến tất yếu tố Ngược lại chất hổ trợ gia cơng lại có tác dụng hóa dẻo Hình sau ảnh hưởng chất hóa dẻo chất hổ trợ gia cơng i vi nha trng hp lý tng: Hỗnh trón khọng coù õổồỹc thổỷc tóỳ Hỗnh bióứu dióứn aớnh hổồớng thổỷc tóỳ nhổ sau: CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Tổỡ hỗnh cho thỏỳy thóm di-2-ethylhexyl phtalate (DOP) vaỡo PVC thỗ khoaớng mãưm cao nåïi räüng nhỉng Tf cng gim âạng kãø nhỉûa PVC êt xy trỉåìng håüp ny, mäüt säú loaỷi nhổỷa khaùc thỗ hỏửu nhổ khoaớng móửm cao khọng nåïi räüng âỉåüc bao nhiãu Ngỉåüc lải thãm diphenyl phtalate (DPP) l cháút häø tråü gia cäng vo copolymer StyrenAcrylonitril (SAN) cho tháúy sỉû gim Tf âạng kãø nhỉng Tg chè gim mäüt êt Cạc cháút häù tråü gia cäng thỉåìng l cạc cháút cọ kh nàng kãút tinh cháûm lm lảnh hồûc dãù bay håi II Cạc l thuút họa do: L thuút bäi trån: L thuút ny cho ràịng âải phán tỉí chuøn õọỹng tổồng õọỳi so vồùi õaỷi phỏn tổớ khaùc thỗ cháút họa s bäi trån cạc màût phàóng trỉåüt näüi ny L thuút bäi trån cọ thãø âåüc mä taớ trón hỗnh sau: CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Lyù thuyóỳt gel: L thuút ny cho ràịng âäü cỉïng ca nhỉûa l cáúu trục täø ong hỉåïng nhỉûa Gel ny âỉåüc tảo thnh sỉû kãút håüp chàût ch hồûc lng lo tải nhiãưu âiãøm dc theo phán tỉí plymer Kêch thỉåïc cạc ä lủc giạc ca nhỉûa l nhoớ vỗ caùc õióứm tổồng taùc rỏỳt gỏửn Chờnh vỗ vỏỷy chởu taùc duỷng cuớa ngoaỷi lổỷc thỗ ráút khọ xy cạc di chuøn bãn mäüt täø chỉïc váûy âãø lm biãún dảng máùu váûy mãưm cao ca máùu bë giåïi hản Cạc nhỉûa nhiãût do, tháûm chê l nhiãût ràõn våïi cạc õióứm lión kóỳt tổồng õọỳi xa thỗ móửm deớo m khäng cáưn họa vê dủ crep thiãn nhiãn v cao su lỉu họa mãưm Cháút họa s b gy cạc liãn kãút ny v che chàõn cạc vë trê liãn kãút ny bàịng cạch solvat họa chn lc dy polymer tải cạc âiãøm ny v váûy s gim âäü cỉïng ca cáúu trục gel Âäưng thåìi cọ cạc phán tỉí cháút họa khäng liãn kãút våïi polymer (trỉì trỉåìng håüp liãn kãút giạn tiãúp thäng qua phán tỉí cháút họa khạc) Sỉû cọ màût ca cạc phán tỉí ny nh hỉåíng âãún sỉû trỉång ca gel v häø tråü cho sỉû di chuøn ca cạc phán tỉí polymer v âiãưu âọ lm tàng sỉû mãưm L thuút thãø têch tỉû do: Thãø têch tỉû hồûc khäng gian tỉû ca tinh thãø, váût liãûu thy tinh hồûc cháút lng âỉåüc xem l hiãûu thãø têch tải nhiãût âäü no âọ v taûi 00K V f = Vt − V Vf: thãø têch tỉû Vt: thãø têch riãng (cc/g) tải nhiãût âäü t V0: thãø têch riãng taûi mäüt nhiãût õọỹ chuỏứn naỡo õoù Hỗnh sau õỏy phaùt hoỹa khaùi niãûm thãø têch tæû do: CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Trong tinh thãø l tỉåíng tải 00 tuût âäúi ta cọ thãø tỉåíng tỉåüng táút c cạc ngun tỉí hồûc phán tỉí sàõp xãúp âàûc khêt mäüt mảng lỉåïi hon ho Trong tinh thóứ thổỷc thỗ chuùng khọng phaới nhổ vỏỷy, õióửu ny âỉåüc cho l sỉû dao âäüng khäng âiãưu (nonharmonic vibrations) v sỉû khäng hon ho ca cỏỳu truùc maỷng lổồùi Trong chỏỳt loớng thỗ sọỳ lổồỹng hồûc thãø têch ca cạc läù träúng ny ráút nhiãưu Vỗ vỏỷy thóứ tờch tổỷ õổồỹc chia thaỡnh hai pháưn: pháưn liãn tủc - l kãút qu ca sỉû dao âäüng âiãưu (oscillations) v pháưn khäng liãn tủc goỹi laỡ caùc lọự trọỳng Hỗnh dổồùi õỏy giồùi thióỷu mäüt vi khại niãûm cå bn ca thãø têch tỉû do: CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Tổỡ hỗnh trón ta thỏỳy thóứ tờch thỉûc ca váût cháút V0 s nàịm giỉỵa VL0 v VG0 v diãûn têch giỉỵa âỉåìng cong b v a âải diãûn cho thãø têch tỉû Mäüt pháưn nh ca thãø têch tỉû ny l sỉû dao âäüng khäng âiãưu (nonharmonic osillation) ca cạc ngun tỉí, pháưn thãø têch ny gi l thãø têch tỉû dao âäüng (osillation free volume) hoàûc thãø têch träúng giỉỵa cạc ngun tỉí (interstitial volume) âỉåüc thãø hiãûn giỉỵa hai õổồỡng cong b vaỡ c trón hỗnh C Phỏửn ny âải diãûn cho pháưn låïn sỉû gin nåí nhiãût ca váût liãûu thy tinh nhỉng khäng phi l ton bäü ngun nhán ca sỉû gin nåí nhiãût Do tàng thãø têch tỉû cho phẹp tàng sỉû váûn âäüng cuớa phỏn tổớ polymer, vỗ vỏỷy nghión cổùu sổỷ hoùa l nghiãn cỉïu cạc cạch âãø tàng thãø têch tỉû Vãư ngun tàõc, thãø têch tỉû âỉåüc tảo nãn tỉì ngun nhán sau: sỉû váûn âäüng ca dy cúi, sỉû váûn âäüng ca mảch nhạnh v sổỷ vỏỷn õọỹng cuớa maỷch chờnh Vỗ vỏỷy õóứ tng Vf thỗ tng caùc vỏỷn õọỹng naỡy bũng caùch: Tàng säú nhọm cúi (gim M) tàng säú lỉåüng hồûc chiãưu di ca nhạnh (họa näüi) Tàng sỉû váûn âäüng ca cạc dy bàịng cạch gim cn tråí khäng gian v gim tỉång tạc giỉỵa cạc phán tỉí (họa näüi) Âỉa vo hãû thäúng mäüt håüp cháút (häøn håüp) thêch håüp, cọ trng lỉåüng phán tỉí tháúp hån m håüp cháút ny cọ kh nàng tảo cạc hiãûu qu åí trãn (họa ngoải) Tng nhióỷt õọỹ (sổỷ deớo hoùa) Hỗnh dổồùi õỏy minh hoỹa bũng hỗnh veợ caùc vỏỷn õọỹng ồớ trón, âọ tỉì A âãún D gàõn liãưn våïi quạ trỗnh hoùa deớo nọỹi vaỡ ngoaỷi Mổùc õọỹ taỷo thóứ tờch tổỷ caùc hỗnh A, B, C âỉåüc thãø hiãûn mäúi quan hãû giỉỵa Tg v cáúu trục phán tỉí nhỉûa âỉåüc họa näüi CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Kanig â täøng håüp cạc nh hỉåíng ny phổồng trỗnh sau: Trong õoù: Tgp, Tgs lỏửn lổồỹt l nhiãût âäü họa thy tinh ca polymer tinh khiãút v ca cháút họa tinh khiãút Cạc âải lỉåüng ngoỷc coù thóứ tỗm õổồỹc qua caùc thờ nghióỷm Khi âãø so sạnh hiãûu qu ca viãûc họa thọng qua sổỷ giaớm Tg thỗ coù thóứ duỡng phổồng trỗnh õổồỹc suy tổỡ phổồng trỗnh trón vồùi õióửu kiãûn näưng âäü cháút họa bàịng v tháúp: CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Trong âọ k1, k2, k3 l cạc hàịng sọỳ Tổỡ phổồng trỗnh naỡy coù thóứ dổỷ õoaùn: 1.Phỏn tỉí cháút họa cng nh (tỉång âỉång våïi Vs* caỡng nhoớ) thỗ chỏỳt hoùa deớo õoù caỡng hióỷu quaớ viãûc gim Tg Âiãưu ny ph håüp våïi l thút Zhurkov ràịng cạc cháút họa cọ säú mol bũng thỗ hióỷu quaớ hoùa deớo gỏửn bũng Hiãûu qu họa t lãû våïi Tg ca polymer âỉåüc họa Nọi cạch khạc l hiãûu qu họa s cao Tg ca nhỉûa cao v vỗ vỏỷy mọỹt lổồỹng chỏỳt hoùa deớo õỏửu seợ coù hiãûu qu låïn nháút v tàng lỉåüng cháút họa deớo thỗ hióỷu quaớ seợ giaớm dỏửn Aẽilổỷc giổợa cháút họa v polymer cng nh so våïi ại lổỷc giổợa polymer vaỡ polymer thỗ hióỷu quaớ cuớa chỏỳt họa cng cao Âiãưu ny cọ nghéa l mäüt cháút họa täút s l mäüt dung mäi kẹm Ại lỉûc cháút họa do-cháút họa cng tháúp so vồùi aùi lổỷc polymer -polymer thỗ hióỷu quaớ hoùa ca cháút họa âọ cng cao Âiãưu ny âụng våïi nháûn xẹt ca Leilich trỉåïc âọ l âäü nhåït ca cháút họa phi tháúp Nhỉỵng kãút lûn ny ráút hỉỵu dủng viãûc lỉûa chn cháút họa Tuy nhiãn thỉûc tãú ngoi hiãûu qu họa thỗ vióỷc hoùa deớo coỡn phaới õaớm baớo nhổợng vỏỳn âãư quan trng khạc kh nàng träün láùn ca cháút họa våïi polymer, kh nàng täưn tải äøn âënh ca cháút họa sn pháøm III nh hỉåíng ca cháút hoạ lãn nhiãût âäü hoạ thu tinh Tg v sỉû chy (fluidity): Cháút hoạ âỉåüc âỉa vo Polymer v nh hỉåíng âãún cháút váût l v hoạ hc ca Polymer Khi tàng hm lỉåüng chỏỳt hoaù deớo thỗ Tg vaỡ Tf seợ giaớm Nhổ váûy Polymer s giỉỵ âỉåüc cháút mãưm cao åí nhiãût âäü tháúp (sỉí dủng Polymer ch úu åí khong mãưm cao) Tuy nhiãn nãúu thãm quạ nhiãưu cháút hoạ deớo thỗ Tf seợ giaớm maỷnh laỡm thu heỷp phaỷm vi nhiãût âäü sỉí dủng Hm lỉåüng cháút hoạ thỉåìng dng tỉì 20÷30% CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Nhiãût âäü Tf-Tg 160 120 Tf 80 40 20 40 Hoạ Tg (PVC v tributyrin II nh hỉåíng ca cháút hoạ âãún cháút cå lyï: Vãö nguyãn tàõc thãm cháút hoaù deớo thỗ tờnh chỏỳt cồ lyù cuớa Polymer giaớm chè trỉì ε Tuy nhiãn thỉûc tãú cho tháúy nãúu hm lỉåüng ca cháút hoạ cn tháúp (≤ 8%) thỗ õọỹ bóửn cuớa Polymer tng ióửu naỡy coù thóứ hm lỉåüng cháút hoạ cn tháúp xen vo giỉỵa cạc cáúu trục lm cho sỉû âënh hỉåïng ca mảch tàng Cn nãúu thãm vo quạ nhiãưu thỗ noù seợ chui vaỡo bón caùc cỏỳu truùc lm cho mảch tråí nãn quạ mãưm lm gim âäü bãön ε σ σ’br σ ’f σ’’br σ’’f T’br σmax εmax T’’g T’’br T ’g Pháưn kim loải DBP/100 pháưn kim loải PVC σbr: ỉïng sút phạ hu dn σf: æïng suáút mãöm cao bàõt buäüc CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt ‘ (/)’: Polymer chỉa hoạ “//”: Polymer â hoạ Tỉì õọử thở ta thỏỳy hoaù deớo thỗ caớ br v σf âãưu gim nhỉng σ’’f = f(T) gim mảnh hån suy khong mãưm cao bàõt büc bë thu hẻp, Tbr tàng lãn Tuy nhiãn Tbr cng cọ thãø gim nãúu thãm mäüt lỉåüng ráút låïn cháút hoạ v âọ kh nàng chëu nhiãût cng âäü bãưn cå hc gim ráút nhiãưu åí nhiãût âäü tháúp Gim âäü bãưn láu tàng hãû säú cáúu trục nhỉng U0 = const III nh hỉåíng ca cháút hoạ deío âãún cháút âiãûn mäi cuía Polymer : Polymer âỉåüc sỉí dủng räüng ri lm váût liãûu cạch âãûn v cọ âiãûn tråí cao, tháøm tháúu âiãûn mäi v täøn tháút âiãûn mäi nh, chëu âỉåüc âiãûn thãú cao Viãûc thãm cháút hoạ vo s nh hỉåíng khäng täút âãún cạc cháút ny Vê dủ: Khi thóm chỏỳt hoaù deớo thỗ õọỹ nhồùt cuớa hóỷ thọỳng gim dáùn âãún thåìi gian häưi phủc gim v gọc täøn tháút âiãûn mäi s chuøn tåïi giạ trë nhiãût tháúp hån: tgδmax T0 nh hỉåíng ca ca hm lỉåüng hoạ âãún tgδmax ca 1: PVC khäng hoạ 2: 1% hoạ 3: 6% 4:20% Thỉûc tãú tgδmax cọ liãn quan âãún Tg */ Khi thóm hoaù deớo vaỡo Polymer thỗ tờnh caùch õióỷn gim l do: CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt + Khi âọ cạc màõc xêch ca mảch Polymer linh âäüng hån nãúu cạc màõc xiaùch naỡy phỏn cổỷc thỗ õọỹ caùch õióỷn seợ giaớm + Bn thán cháút hoạ cọ thãø l håüp cháút tháúp phán tỉí suy chuøn âäüng nhiãût mảnh hån v dáùn âãún cạch âiãûn gim IV Cå chãú hoạ do: Nhỉ â biãút, cạc âải phán tỉí pha Polymer táûp håüp lải thnh cáúu trục siãu phỏn tổớ ọỳi vồùi caùc Polymer vọ õởnh hỗnh cỏỳu trục ny l dảng bọ (budle) hồûc dảng cáưu (globule) Trong Polymer kãút tinh cáúu trục ny ráút âa dảng nhỉng quan trng nháút l l dảng: spherulite v dảng fible Cọ cå chãú hoạ do: */ Hoạ giỉỵa cạc cáúu trục: Cháút hoạ khúch tạn vo pha Polymer v phán bäú giỉỵa cạc cáúu trục Nhỉ váûy s lm cho cạc cáúu trục xa hån v linh âäüng hån dáùn âãún Tg gim (hoạ ny gi l interstructural plasticization) Nãúu Polymer vä õởnh hỗnh thỗ goỹi laỡ interbusdle plasticization) Chỏỳt hoaù deớo trỉåìng håüp ny cọ ại lỉûc khäng cao våïi Polymer */ Hoạ bãn cáúu trục: Nãúu ại lỉûc giỉỵa Polymer v cháút hoạ cao, cạc phán tỉí cháút hoạ s phán tạn vo bãn cạc bọ lm tàng âäü linh âäüng ca mảch phán tỉí v ca âải lỉåüng âoản (sãgmt) suy âäü mãưm ca mảch tàng suy gim Âäü gim Tg (∆Tg) l thỉåïc âo hiãûu ỉïng hoạ (flasticizer eficienty) Hiãûu ỉïng hoạ thỉåìng thãø hiãûn nhiãưu nháút åí nhỉỵng Polymer mảch cỉïng, âäúi våïi nhỉỵng Polymer ny Tg cọ thãø gim 100÷1600 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Tg 160% 1: dibutyl phtalate 2: dáưu tháưu dáưu % hoạ 25% Hoạ nitratcelluloze - Âäúi våïi hoạ bón boù (intrabundle plastization) thỗ Tg giaớm lión tuỷc hm lỉåüng cháút hoạ tàng (âỉåìng cong 1) Nóỳu hoaù deớo giổợ caùc cỏỳu truùc thỗ Tg chố gim âãún mäüt giạ trë xạc âënh - Näưng âäü täúi âa ca hoạ m åí âọ váùn cn hiãûu ỉïng hoạ (cn thay âi ca Tg) gi l âäü tỉång håüp giåïi hản Khi tàng näưng âäü lón quaù giồùi haỷn naỡy thỗ hóỷ thọỳng trroớ thaỡnh dë thãø (heterogeneous) v cháút hoạ khäng cn tạc dủng - Viãûc tàng âäü linh âäüng ca cạc cáúu trục nhiãưu trỉåìng håüp lm tàng kh nàng âënh hỉåïng tỉång häù giỉỵa cạc âải phán tỉí cho nãn dng mäüt lỉåüng hoạ tháúp cọ thãø lm tàng âäü bãưn cå hc ca mäüt säú Polymer nhổng õọỳi vồùi mọỹt sọỳ Polymer tinh thóứ thỗ tng õọỹ bóửn linh õọỹng giổợa caùc cỏỳu truùc thỗ s tàng kh nàng kãút tinh lải dáùn âãún Polymer tråí nãn dn CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt TI LIÃÛU THAM KHO Họa l polymer, bäü män họa hc cao phán tỉí ÂHBK H Näüi Thại Don Ténh, cå såí họa hc cạc håüp cháút cao phán tỉí, nh xút bn Khoa hc K thût-2005 A A Xtrãpikheep, V A Âãrãvitskaia, G L Slänhimxki; cå såí ca họa hc cạc håüp cháút cao phán tỉí; nh xút bn khoa hc v k thût-1977 Arie Ram, fundamentals of polymer engineering, Plenum Press-1997 George Odian; Principles of polymerization; Jhon wiley and Son, 1981 Joel R Fried; Polymer Science and Technology; Prentice Hall PTR-1997 L H Sperling, Introduction to physical polymer science, John Wiley & Sons-2006 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt ... Tg cao Tg ca polybutadien - Styren tàng tỉì tỉì tàng säú lỉåüng nhọm phenyl dy CuuDuongThanCong.com CKC-10 -8 00C CKC-30 -7 20C CKC-50 -4 60C CKC-60 -2 40C CKC-70 -4 0C CKC-80 140C https://fb.com/tailieudientucntt... trảng thại ràõn Hãû säú gin nåí V Âäü chëu nẹn (cm2/dyne) Khê 4.1 0-3 1 0-6 n-hexan 11.1 0-4 16.1 0-1 1 Cao su 6.6 1 0-4 5,1 1 0-1 1 1 0-5 1 0-1 3 Cháút ràõn (sàõt) Tuy nhiãn trảng thại mãưm cao cọ nhỉỵng âàûc... CH3 2,8 CH3 - CF3 3,70 ± 0,45 CH3 - C2H5 3,4 CH3 - OH 1,07 CH3 -CH(CH3)2 3,9 CH3 - OH 1,06 CH3 - C(CH3)3 4,4 CH3 - NH2 1,90 CH3 - CH=CH2 1,95 CH3 - SiH3 1,70 CF3 - CF3 4,35 CuuDuongThanCong.com