Phản ứng đồng trùng hợp pptx

Tr ng Đ i H c Công Nghi p Thành Ph H Chí Minhườ ạ ọ ệ ố ồ
Trung Tâm Công Ngh Hóa H cệ ọ
GVHD : Th.S: Trần Thanh Đại
NHÓM: 03

Stt Họ Đệm Tên Mã Số SV Ghi Chú
1
Bùi Quốc Phát 08233541 Nhóm trưởng
2
Kiều Ngọc Thái
3
Nguyễn Thanh Tuấn 08265301
4
Lê Nguyễn Phúc Thiên 07724311
5
Nguyễn Nhật Minh 08226351
6
7

Phản ứng đồng trùng
hợp
Phản ứng đồng trùng
hợp
Phản
ứng
đồng
trùng
hợp
theo cơ
chế gốc
Phản

ứng
đồng
trùng
hợp
theo cơ
chế gốc
Phản
ứng
đồng
trùng
hợp
theo cơ
chế ion
Phản
ứng
đồng
trùng
hợp
theo cơ
chế ion
Phản
ứng
đồng
trùng
hợp rời
chuyển
hay
phân
bậc
Phản

ứng
đồng
trùng
hợp rời
chuyển
hay
phân
bậc
Các
phương
pháp
thực
nghiệm
tiến
hành
quá
trình
Các
phương
pháp
thực
nghiệm
tiến
hành
quá
trình
I.TỔNG QUAN VỀ POLYME
I.TỔNG QUAN VỀ POLYME

Polyme là các hợp chất có

khối lượng phân tử lớn và
trong cấu trúc của chúng có
sự lặp đi lặp lại nhiều lần
những đơn vị monome

Thành công của polyme là
trùng hợp polyme ở trạng
thái rắn có tính bền nhiệt
cao,có tính dẫn điện, là cơ
sở để hình thành nền công
nghiệp sản xuất polyme bền
nhiệt cao.

Phản ứng đồng trùng hợp
đươc áp dụng rộng rãi trong
công nghiệp sản xuât
polyme


Phản ứng đồng trùng hợp là quá trình kết hợp của hai hay nhiều monome khác nhau
để tạo thành polyme có sự tham gia của cả hai hay nhiều monome (nghĩa là polyme
bao gồm tất cả các mắt xích cơ bản của các monome ). Polyme này gọi là các
copolyme.

Phản ứng đồng trùng hợp sảy ra theo cơ chế gốc hay ion.
3.1 Khái niệm
3.1 Khái niệm
-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-
Hopolyme

–
Phản ứng đồng trùng hợp gốc được nghiên cứu rất kỹ vì có nhiều ý nghĩa
thực tiễn và nghiên cứu.
1.2.1 Phương trình thành phần:
nM
1
+ mM
2
M
1
-M
2
-M
1
-M
2
hay - (M
1
)
n
( M
2
)
m
•
Khi đồng trùng hợp,sự kích thích mạnh và tắt mạch cũng sảy ra như trùng
hợp tạo thành gốc mới có nhóm cuối mắt xích M
1
và M
2

:
R + M
1
RM
1
R + M
2
RM
2
3.2 Phản ứng đồng trùng hợp gốc
3.2 Phản ứng đồng trùng hợp gốc

1.2.2 Sự ảnh hưởng của hằng số đồng trùng hợp
1- M
1
+ M
1
M
1
M
1
v
11
= k
11
[M
1
][M
1
]

2- M
1
+ M
2
M
1
M
2
v
12
= k
12
[M
1
][M
2
]
3- M
2
+ M
1
M
2
M
1
v
21
= k
12
[M

2
][M
1
]
4- M
2
+ M
2
M
2
M
2
v
22
= k
22
[M
2
][M
2
]
–
Tiếp đó, không phụ thuộc vào số và bản chất phân tử monome kết
hợp, các cuối M
1
và M
2
phản ứng tiếp với M
1
và M

2
, trong đó xác suất
kết hợp của nó đươc xác định bằng hằng số kết hợp của nó, Có 4 phản
ứng cơ bản tương ứng với các hằng số k
11
,k
12
,k
21
,k
22
:
3.2 Phản ứng đồng trùng hợp gốc
3.2 Phản ứng đồng trùng hợp gốc

–
Sự khác nhau giữa đồng trùng hợp ion và gốc là thành phần monomer
trong copolymer tạo thành từ cùng một monome.
Thí dụ : Khi đồng trùng hợp styren với metylmetacrylat, thành phần
thay đổi trong copolymer như sau:
•
Theo gốc ( peoxit benzoly) thành phần styrene là 51%
•
Theo ion (cation, SnCl
2
) thành phần styren là 99%
•
Theo anion (Na kim loại) thành phần styren là 1%

Sự phụ thuộc hàm lượng styren trong

copolyme vào hàm lượng monome ban đầu có
các đường cong khác nhau là do đặc tính của
phân tử monome kết hợp với gốc hay ion khác
nhau, bởi vì nhóm phenyl hút electron yếu hơn
nhóm OCOCH
3
, mật độ electron ở lien kết đôi
nhóm vinyl của styren lớn hơn ở metylmetacrylat
1
2
3
Hình 3.1, sự phụ thuộc hàm
lượng styrene vào xúc tác
1-SnCl
4
;2-(C
6
H
5
COO)
2
;3-Na
Hàm lượng % styrene
trọng lượng copolyme
3.3 Phản ứng đồng trùng hợp ion
3.3 Phản ứng đồng trùng hợp ion


Phản ứng đồng trùng hợp giữa hai monome có hai nhóm
chức có khả năng phản ứng với nhau, trong đó một nhóm

có khả năng cho hydro và nhóm chức khác có khả năng
nhận hydro.
Thí dụ :Phương pháp mới tổng hợp polyme cơ kim là
đồng trùng hợp dời chuyển các nguyên tố như Si, P,
Sn, B với hợp chất chưa no.
3.4 Phản ứng đồng trùng hợp rời chuyển hay phân bậc
3.4 Phản ứng đồng trùng hợp rời chuyển hay phân bậc

3.5.1 Trùng hợp khối

Phản ứng này được thực hiện bằng cách giữ nhiệt độ
xác định khi khuấy một dung dịch kích thích trong
monome và các chất khác.

Phương pháp này tuân theo nhưng nguyên tắc động
học , polyme thu được có dạng nóng chảy , nếu đổ ra
thành khối.
3.5.2 Trùng hợp trong dung dịch

Phản ứng trùng hơp sảy ra trong dung dịch,
trong đó monomer còn polyme có thể tan hay
không tan.

Phản ứng trùng hợp gốc trong dung môi ít
dùng, hiện dùng để tổng hợp acrylonitrin trong
dimetylformanmit, thu được dung dịch rồi hình
thành sợi qua lỗ nhỏ đi vào trong nước.
Tháp trùng hợp
Hình 3.2. Sơ đồ trùng hợp khối
styren

3.5 Các phương pháp thực nghiệm
3.5 Các phương pháp thực nghiệm

3.5.3 Trùng hợp nhũ tương

Là phương pháp công nghiệp tiến hành ở nhiệt
độ thấp , tốc độ lớn , khối lượng phân tử lớn .
tính đồng điều cao

Môi trường khuyếch tán là nước . hàm lương
monomer la 30- 60%

Phản ứng trùng hợp nhũ tương phụ thuộc
vào:
•
Nhiệt độ.
•
Lượng và bản chất của chất kích thích.
•
lượng và bản chất của chất nhũ tương hóa.
•
Tỷ pha nồng độ monome trong hệ.
•
Độ PH của môi trường.
•
Tốc độ và khả năng khấy trộn.

polyvinylacetat
e
Hình 3.3:Sơ đồ của trùng hợp nhũ tương

3.5 Các phương pháp thực nghiệm
3.5 Các phương pháp thực nghiệm

3.5.4 Trùng hợp huyền phù

Phản trùng hợp huyền phù giống như phản ứng trùng hợp
nhũ tương, nhưng thường khấy trộn monomer với nước và
chất ổn định là những polymer hóa nước như
polyvinylancol… thu được polymer ở dạng hạt, do đó còn gọi
là trùng hợp hạt.

Cơ chế của phản ứng trùng hợp huyền phù giống như trùng
hợp khối
3.5.5. Trùng hợp trong pha khí

Phương pháp trùng hợp trong pha khí ít dùng và không có ứng dụng thực
tế.
Vi dụ :
Trùng hợp cation của ete vinylic khi đưa ete vào trên xúc tác BF3 phản
trùng hợp xảy ra chớp nhoáng nhưng khối lượng phân tử thấp.
3.5.6. Trùng hợp trong pha rắn

xảy ra ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ nóng chảy. Có hai
dạng :
+Phản ứng trùng hợp trong pha rắn nhanh .
+Phản ứng trùng hợp trong pha rắn chậm.
3.5 Các phương pháp thực nghiệm
3.5 Các phương pháp thực nghiệm

3.5.7 Trùng hợp copolyme ghép

3.5.7.1 Phản ứng chuyền mạch

Phương pháp này dùng một polyme đã có sẵn nhờ có chuyền mạch mà
monome mới trùng hợp tiếp tục kết hợp với mạch polyme
VD: Polyvinylaxetat ghép với acrylonnitrin
3.5.7.2 Phương pháp đồng trùng hợp

Phương pháp này dùng polyme chứa liên kết đôi để đồng trùng hợp với
monome thêm vào.
VD:Ghép metylmetacrylat vào cao su
thiên nhiên
3.5 Các phương pháp thực nghiệm
3.5 Các phương pháp thực nghiệm

3.5.7.3 Phương pháp tạo điểm hoạt động

Phương pháp tạo trung tâm hoạt động trong mạch chính để các monome
khác ghép vào mạch ở chính chổ trung tâm hoạt động đó
VD: ghép styren vào copolyme của styren và p- isopropylstyren
3.5.7.4 Phương pháp bức xạ

Là phương pháp dùng những tia bức xạ có năng lượng lớn để phân cắt nguyên tử
nào đó tạo nên gốc tự do làm trung tâm hoạt động cho phản ứng ghép.
Phương pháp bức xạ có thể tiến hành bằng các cách sau:
- Chiếu sáng lên hỗn hợp hay dung dịch của hai polyme
- Chiếu sáng lên polyme trong dung dịch hay nhũ tương cùng với monome
- Chiếu sáng vào polyme chỉ trong môi trường oxy khí quyển
3.5 Các phương pháp thực nghiệm
3.5 Các phương pháp thực nghiệm

3.5.7.5 Phương pháp cơ học

Khi tác dụng cơ học trên polyme (nghiền, ép, siêu âm, đông lạnh dung
dịch…) xảy ra phá hủy phân tử polyme tạo nên các gốc polyme.
VD: Khi phá hủy cơ học polyme có mặt monome, các gốc polyme sẽ kích thích trùng hợp với
monome
3.5.8 Phương pháp trùng hợp copolyme khối

Copolyme khối có thể thu được bằng phản ứng trùng hợp hay trùng
ngưng… bằng các nhóm cuối mạch, bằng sự phân hủy…
VD: Khi trùng ngưng polyeste từ diaxit và diol

Trùng hợp monome khi có chất điều hòa hay dung môi có khả năng
chuyền mạch (CBr4, CBrCl3…)
3.5 Các phương pháp thực nghiệm
3.5 Các phương pháp thực nghiệm

3.6 ứng dung
3.6 ứng dung

Để giảm tính giòn, đồng trùng hơp PS với cao su butadien ta có đươc
cao su SBR:

Tăng khả năng nhuôm màu, đồng
trùng hơp PS với vinyl pyridil:

Cao su butyl đươc trùng hơp từ isobutylen
và môt lương nhỏ isoprene có khả năng
chống thấm khí rất cao: