HÓA HỌC HÓA LÝ POLYMER - CHƯƠNG 1 docx

TS. Nguyen Quang Khuyen

HP: 0908 207020
Môn Học
HÓA HỌC HÓA LÝ POLYMER
3 ĐVHT
112/23/2010 1MaMH 605002 Khái niệm về polymer
[1]. Nguyễn Hữu Niếu v Trần Vĩnh Diệu, Hóa lý polymer,
Đại học Quốc gia, Tp.HCM, 2004.
[2]. Phan Thanh Bình, Hóa học và hóa lý polymer, Đại học
quốc gia Tp.HCM, 2002.
[3]. Thái Doãn Tĩnh , Hóa học các hợp chất cao phân tử,
NXB Khoa Học Và Kỹ Thuật Hà Nội, 2005.
[4] Hans R. Kricheldorf, Oskar Nuyken and Graham Swift,
Handbook of Polymer Synthesis, Marcel Dekker, 2005.
[5] David I. Bower, An Introduction to Polymer Physics,
Cambridge University, 2002.
[6] Encyclopedia of Polymer Science and Technology, 3rd
Edition, 12 Volume, John Wiley & Sons, 2004.
SCH THAM KHO
2212/23/2010 2MaMH 605002 Khái niệm về polymer
[7] Krzysztof Matyjaszewski and Thomas P. Davis, Handbook
of Radical Polymerization, John Wiley & Sons, 2002.
[8] Fred J. Davis, Polymer Chemistry, Oxford University,
2004.
[9] J. Brandrup, E. H . Immergut and E. A . Grulke, Polymer
Handbook, John Wiley & Sons, 1999.
[10] Michael Rubinstein and Ralph H. Colby, Polymer
Physics, Oxford University, 2003.
[11] Igor Galaev and Bo Mattiasson, Smart Polymers
Applications in Biotechnology and Biomedicine, by

Taylor & Francis, 2008.
[12] Graham Swift, Charles E. Carraher and Christopher N.
Bowman, Polymer Modification, Springer, 1997.
SCH THAM KHO
33312/23/2010 3MaMH 605002 Khái niệm về polymer
Chương 1
KHÁI NIỆM V POLYMER
44412/23/2010 4MaMH 605002 Khái niệm về polymer
•Từ thời xa xưa người ta biết sử dụng sợi bông, sợi tơ
tầm, sợi len để làm quần áo.
• Cao su thiên nhiên được phát hiện vào cuối thế kỷ 17
bởi nhà khoa học châu âu.
•1820 Thomas Hancock phát hiện ra cán do cao su,
dễ trộn hợp với chất độn và dễ tạo hình.
•1839 Charles Goodyear nhận thấy tính chất đn hồi
của cao su tự nhiên có thể tăng lên, v độ dính bị loại
b khi lưu hóa bng lưu hunh.
•Năm 1833, Gay lussac tổng hợp được polyester khi
đun nóng acid lactic, Braconot điều chế được
Nitroxenlolozơ bng phương pháp chuyển hoá đồng
dạng.
1.1 Lch s pht trin ngnh polymer
55512/23/2010 5MaMH 605002 Khái niệm về polymer
• Đến cuối thế kỹ 19 và đầu thế kỷ 20 việc nghiên cứu
hợp chất polymer được phát triển mạnh m.
• 1910 nhựa Bakelit phenol-formadehyt (Leo
Baekeland) là polyme tổng hợp hoàn toàn được sản
xuất công.
• 1835 Renoult điều chế đưọc vc (vinyl clorua) và
1937 mới đưa vào sản xuất trong công nghệp.

• 1933 R.O. Gibson và E.N.Faweet của ICI đã trùng
hợp etylen thành polyetylen ở nhiệt độ và áp suất cao.
1939 – nhà máy đã chính thức hoạt động sản xuất PE.
• Cao su nhân tạo đầu tiên được tổng hợp từ 2,3
dimetyl butadien (BR) ở Đức trong chiến tranh thế
giới thứ I.
666612/23/2010 6MaMH 605002 Khái niệm về polymer
 Những lý thuyết và thực nghiệm của Paul Flory về
polymer, ông đã nhận giải Nolben Hoá học 1974 vì
những đóng góp lâu dài và quan trọng của ông trong
lĩnh vực khoa học polyme. Năm 1953 Staudinger đã
nhận giải Nobel vì những công trình nghiên cứu tiên
phong trong lĩnh vực này.
 Một lượng lớn những polyme tổng hợp được thương
mại hoá như: polystyren, poly(metyl metacrylat),
nylon 6,6, PE, PVC, ….
 Ngy nay polymer l vật liệu đóng góp rất nhiều
trong các lĩnh lực khoa học kỹ thuật và đời sống:
Các sản phm dân dụng, công nghiệp, y tế, phục vụ
ngnh khoa học kỹ thuật…
777712/23/2010 7MaMH 605002 Khái niệm về polymer
 Một số lĩnh vực ứng dụng tiên tiến của polyme:
 Polymer chịu nhiệt, oxy hóa ứng dụng trong tu
vũ trụ.
 Nhựa kỹ thuật thay thế cho kim loại.
 Polyme không cháy, giảm tối thiểu lượng khói
hoặc hơi độc.
 Polyme phân huỷ sinh học.
 Polyme ứng dụng trong sinh học ví dụ: chỉ tự tiêu,
cơ quan nội tạng nhân tạo.

 Polyme dẫn điện.
888812/23/2010 8MaMH 605002 Khái niệm về polymer
 Tnh hnh phát triển ngnh nhựa ở VN:
 Nhựa nhiệt do : sản xuất từ nguồn dầu khí dầu
m (m khí dầu m và m khí thiên nhiên) VD:
công ty misuvina sản xuất PVC.
 Các trung tâm nghiên cứu vật liệu mới và ứng
dụng nhựa nhiệt rắn đặc biệt nhà lắp ghép ở Miền
Tây Nam Bộ, tàu đánh bắt thủy sản xa bờ bng
composite, canô …
 Xu thế phát triển nghành polyme ở việt nam :
ngành nhựa nhiệt rắn đã và đang phát triển đã gia
nhập khối ASIAN tên gọi chung cho ngành là
VINAPLAST.
999912/23/2010 9MaMH 605002 Khái niệm về polymer
•Polymer là hợp chất cao phân tử được cấu tạo từ rất
nhiều nhóm có cấu tạo hoá học giống nhau lặp đi lặp
lại và chúng nối với nhau bng liên kết đồng hoá trị.
PS PVC PP
1.2 Đnh ngha, khi niệm
10
10101012/23/2010 10MaMH 605002 Khái niệm về polymer
•Oligomer (polymer) khối lượng phân tử thấp l hợp
chất trung gian, chưa mang những đặc trưng tính chất
như polymer. Sự phân biệt giữa oligomer và polymer
không rõ ràng, tuy nhiên oligomer không có sự thay
đổi rõ ràng với những tính chất quan trọng.
11111112/23/2010 11MaMH 605002 Khái niệm về polymer
•Monomer là những phân tử hữu cơ đơn giản có chứa
liên kết kép (đôi hoặc ba, đ chc) hoặc có ít nhất hai

nhóm chức hoạt động có khả năng phản ứng với nhau
tạo thành polymer – tham gia phản ng trùng hợp.
12121212/23/2010 12MaMH 605002 Khái niệm về polymer
•Mắt xích cơ sở: là những nhóm nguyên tử lặp đi lặp
lại trong phân tử polymer.
13131312/23/2010 13MaMH 605002 Khái niệm về polymer
Đoạn mạch: là một giá trị trọng lượng của các mắc
xích liền nhau sao cho sự dịch chuyển của mắc xích
liền sau đó không phụ thuộc vào mắc xích ban đầu.
Đ trùng hợp (n): biểu thị số mt xích cơ sở có trong
đại phân tử của polymer.
n = M/m
M: khối lượng phân tử trung bình của Polymer.
m : khối lượng phân tử của mắt xích.
14141412/23/2010 14MaMH 605002 Khái niệm về polymer
Khối lượng phân tử của polymer
Khối lượng phân tử trung bình số Mn:
M
i
: khối lượng phân tử của mạch i
N
i
: số phân tử có khối lượng M
i
có trong hệ.
Khối lượng phân tử trung bnh số thể hiện phần số học
các mạch hiện diện trong hổn hợp.
Khối lượng phân tử trung bnh khối Mw:
:phần khối lượng của mạch phân
tử có độ trùng hợp i.

15151512/23/2010 15MaMH 605002 Khái niệm về polymer
Khối lượng trung bình khối là tổng khối lượng các
thành phần tính trung bình theo phần khối lượng của
từng loại mạch có độ trùng hợp khác nhau.
Chỉ số đa phân tán I
P
: đặc trưng cho độ phân tán của
mẫu polymer.
I
P
= 1 đồng nhất về độ trùng hợp trong ton mẫu
polymer (điều ny không có thực).
I
P
> 1 : mẫu polymer có độ đa phân tán , IP càn lớn
mẫu càng phân tán (VD: I
P
cao su tổng hợp và NR = 2
và tương đương5.
16161612/23/2010 16MaMH 605002 Khái niệm về polymer
Danh Php: Danh pháp của polymer chủ yếu dựa vào
tên của monomer, hợp chất tổng hợp thành polymer và
có thêm vào phía trước tử “poly”.
•Ethylene ( polyethylene).
•Propylene ( polypropylene).
•Polyester được hnh thnh từ phản ứn của di – alcol
và di – acid.
17171712/23/2010 17MaMH 605002 Khái niệm về polymer
•Homopolyme là những polyme được tạo thành từ một
loại monome.

18181812/23/2010 18MaMH 605002 Khái niệm về polymer
Copolyme là polyme được tạo thành từ hai hay nhiều
monome khác nhau. Rất nhiều polyme tổng hợp có giá
trị thương mại, ví du: ABS, NBR …
Sự sắp xếp của các monome trên mạch copolyme phụ
thuộc vào phương pháp và cơ chế tổng hợp. Có thể
chia thành các loại sau (các vị dụ sau trong trường hợp
copolyme có chứa 2 loại mắt xích cơ bản khác nhau).
19191912/23/2010 19MaMH 605002 Khái niệm về polymer
Copolyme đều đặn
Copolyme khối
Copolyme ngẫu nhiên
Copolyme ghép
20202012/23/2010 20MaMH 605002 Khái niệm về polymer
Nguyên liệu (khí đồng hnh, tự nhiên) tổng hợp polymer
21212112/23/2010 21MaMH 605002 Khái niệm về polymer
Nguyên liệu dầu m tổng hợp polymer
22
22222212/23/2010 22MaMH 605002 Khái niệm về polymer
Hnh dạng phân tử polyme
mạch thẳng
mạch nhánh
mạng lưới
không gian
hình sao
hnh răng lược
hình thang
hình cây
23232312/23/2010 23MaMH 605002 Khái niệm về polymer
Polymer được phân loại theo nhiều cách khác nhau:

• Phân loại theo nguồn gốc: polymer thiên nhiên (cao
su), polymer tổng hợp, polymer nhân tạo
(nitrocellulose, CAB…).
• Phân loại theo thành phần hoá học của mạch chính
của polymer:
o Polymer mạch carbon: mạch phân tử được cấu thành
từ nguyên tử carbon. Polymer này được hình thành từ
các olyfine hay các dẫn xuất của hydrocarbon.
o Polymer dị mạch: mạch chính được hình thành từ
carbon và các nguyên tố phổ biến như : S, O, N, P…
o Polymer vô cơ: mạch chính của polymer không phải
là carbon.
1.3 Phân loi
24242412/23/2010 24MaMH 605002 Khái niệm về polymer
• Phân loại theo cấu trúc mạch phân tử:
o Polymer không phân nhánh.
o Polymer phân nhánh.
o Polymer mạch có cấu trúc không gian.
H
2
C O
n
O CH
2
O C
O
CH
2
C
O

x
y
n
C NH
O
CH
2
NH C O
O
CH
2
O
x
y
n
Si O
R
R
n
polyoxymetylen
polyeste
polyuretan
polysiloxan
25252512/23/2010 25MaMH 605002 Khái niệm về polymer