ĐỀ tài 10 TRÌNH bày TÍNH TRƯƠNG và TÍNH TAN của POLYMER các yếu tố ẢNH HƯỞNG

RÌNH BÀY TÍNH TRƯƠNG VÀ
TÍNH TAN CỦA POLYMER.
CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG?
HÓA HỌC_ HÓA LÝ POLYMER
ĐỀ TÀI:
GVHD: CAO VĂN DƯ
LỚP: 08CH112
NHÓM 3:
1. DƯƠNG THỊ NGỌC DUNG
2. LÊ TRIỆU DƯƠNG
3. NGUYỄN TIẾN DUY
4. NGUYỄN THANH HẢI
NỘI DUNG
1
DUNG DỊCH POLYMER
2
3
4
TÍNH TRƯƠNG VÀ TAN CỦA POLYMER
3 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG
I. DUNG DỊCH POLYMER
POLYMER HỢP CHẤT THẤP PHÂN TỬ
CHẤT HÒA TAN DUNG MÔI
Là một hệ bền nhiệt động học, không khác với một dung
dịch của một hợp chất thấp phân tử, nhưng lực tổng hợp và
solvat hóa lớn ngay trong dung dich loãng.

Hệ dị thể gồm pha polymer và pha dung môi
Hệ dị thể, gồm một pha là dung dịch chất lỏng thấp phân tử
trong polymer (polymer trương) và một pha chất lỏng thấp
phân tử

Hệ dị thể, gồm một pha là dung dịch chất lỏng thấp phân tử
trong polymer và một pha dung dịch polymer trong chất lỏng
thấp phân tử
Hệ đồng thể, gồm có sự xâm nhập polymer vào chất lỏng
thấp phân tử, cả hai pha là đồng nhất.
I. DUNG DỊCH POLYMER
II. TÍNH TRƯƠNG VÀ TAN CỦA POLYMER
2
SỰ TRƯƠNG:

Là quá trình trình thâm nhập các phân tử nhỏ dung môi vào pha
polymer có khối lượng phân tử lớn, vào những chỗ trống hay xốp,
tương tự như sự hấp thụ của chất lỏng bay hơi trên chất hấp thụ rắn

Có sự thay đổi cấu trúc của nó, làm tăng thể tích mẫu

Không phân cắt các liên kết dọc theo mạch, phá hủy các liên kết
giữa các mạch cao phân tử.

.
TRƯƠNG GIỮA CÁC
CẤU TRÚC
TRƯƠNG BÊN TRONG
CẤU TRÚC
TRƯƠNG CÓ GIỚI HẠN
TRƯƠNG KHÔNG GIỚI
HẠN
2
TRƯƠNG CÓ GIỚI HẠN
- Thể tích của polymer ly chỉ tăng dần đến một giới hạn nào đó.

- Các phân tử polymer ko hoàn toàn bị tách rời nhau
 2 pha được hình thành:

Dung dịch của chất lỏng thấp phân tử trong polymer và một
pha là dung môi nguyên chất.

Dung dịch polymer.
-
Hai pha này có bề mặt phân chia rõ rệt và ở trạng thái cân bằng.
II. TÍNH TRƯƠNG VÀ TAN CỦA POLYMER
2
TRƯƠNG KHÔNG GIỚI HẠN
- Các mạch polymer tách xa nhau và trộn lẫn được với các phân tử
của chất lỏng thấp phân tử.
-
Ở điều kiện nhất định polymer sẽ tan hoàn toàn.
-
Polymer phải có ái lực với dung môi.
II. TÍNH TRƯƠNG VÀ TAN CỦA POLYMER
THAY ĐỔI ĐK
TRƯƠNG CÓ GiỚI HẠN
TRƯƠNG KHÔNG GiỚI HẠN
II. TÍNH TRƯƠNG VÀ TAN CỦA POLYMER
2
-
Mạng lưới được hình thành từ các liên kết hóa học bền giữa
các phân tử
 Các liên kết này không bị phá hủy bởi nhiệt độ do đó gel
không thể chảy ở bất kỳ một nhiệt độ nào,
-

Nếu tiếp tục nâng nhiệt độ thì polymer sẽ bị phá hủy.
Hình thành trong các trường hợp:

Polymer mạch thẳng không gian trương trong dung môi
(trương giới hạn)

Trùng hợp hay trùng ngưng 3 chiều trong dung môi

Quá trình đóng rắn, tạo mạng ngang trong dung môi.
KHÔNG TAN
II. TÍNH TRƯƠNG VÀ TAN CỦA POLYMER
2
- Lực liên kết phân tử có bản chất khác nhau.
-
Khi thay đổi các điều kiện thì liên kết này bị phá vỡ, gel sẽ được
chuyển thành dung dịch.
- Tương tác của polymer mạch thẳng hoặc nhánh với dung môi.
CÓ THỂ TAN
II. TÍNH TRƯƠNG VÀ TAN CỦA POLYMER
2
CẤU TRÚC MẠCH
THẲNG
-
Tương tác giữa các mạch
lớn hơn là tương tác của
polymer với dung môi
-
Các mạch không thể tách
xa nhau.
-

Khi tăng nhiệt độ, các liên
kết giữa các mạch có thể bị
phá hủy
 Trương hạn chế trở
thành không hạn chế.
CẤU TRÚC MẠCH
KHÔNG GIAN
- Các liên kết ngang là liên
kết hóa học bền
- Ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt
độ phân hủy polymer, các
mạch không thể tách xa
nhau, các polymer này chỉ
có thể trương tạo thành dạng
động keo mà không thể tan.
II. TÍNH TRƯƠNG VÀ TAN CỦA POLYMER
-
Kèm theo hiệu ứng nhiệt (thông thường tỏa nhiệt)
-
Làm thay đổi entropy ( tăng entropy)
-
Làm giảm năng lượng tự do: ΔG = ΔH - TΔS < 0
BẢN CHẤT CỦA QUÁ TRÌNH
II. TÍNH TRƯƠNG VÀ TAN CỦA POLYMER
ΔH ΔS ΔG Hiệu ứng nhiệt Polymer – dung môi
< 0 > 0 < 0 Tỏa nhiệt nitroxenlulozô - xyclohexanol
< 0 < 0 < 0
Tỏa nhiệt (khi
ΔH > TΔS)
Anbumin lòng trứng- nước

= 0 < 0 < 0 = 0 polyisobutylen - isooctan
> > 0 < 0
Thu nhiệt (khi
ΔH < TΔS)
Cao su tự nhiên - toluen
II. TÍNH TRƯƠNG VÀ TAN CỦA POLYMER
MỨC ĐỘ TRƯƠNG
Bản chất của polymer và dung môi
Độ mềm dẻo của mạch polymer
Trọng lượng phân tử của polymer
Thành phần hóa học của polymer
Cấu trúc tinh thể của polymer
Liên kết ngang hóa học
Nhiệt độ
III. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG

Polymer và dung môi có độ phân cực, cấu tạo càng tương xứng
hoặc năng lượng tương tác giữa các phân tử là đồng nhất với nhau
thì khả năng trương hoặc hòa tan càng lớn.

Polyme hydrocacbon vô định hình không phân cực
(polyisobutylene, polyisoprene, polybutadien ) dễ dàng tan trong
dung môi hidrocacbon bão hòa hoặc hỗn hợp của chúng (benzene)
các polymer này không tan hoặc chỉ trương trong dung môi phân
cực như axeton.

Polyme có chứa nhóm phân cực như (cenluloza, nitrat,
polyacrylamit…) không tan trong dung môi không phân cực nhưng
tan trong dung môi phân cực.
BẢN CHẤT CỦA POLYMER VÀ DUNG MÔI

III. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG
Một số polymer phân cực mạnh chỉ có thể trương đến một phạm vi
giới hạn trong các dung môi phân cực mạnh do mạch của nó quá
cứng.

Polystyrene (PS) không tan trong nước và rượu nhưng tan tốt trong
benzene và toluene.

Polymethylmethacrylate (PMMA) không tan trong nước và
hydrocarbon mà chỉ tan tốt trong dichloethan.

Polycloren không trương và không tan trong nước mà trương giới
hạn trong xăng và tan tốt trong dicloethan và bebzen
III. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG

Polymer càng mềm dẻo thì càng dễ hòa tan

Polymer mạch cứng tốc độ hòa tan sẽ giảm

Các polymer có cấu trúc vô định hình tan tốt hơn polymer kết tinh.
ĐỘ MỀM DẺO CỦA POLYMER
III. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG


Độ hòa tan giảm khi trọng lượng phân tử tăng.

Khi trọng lượng phân tử càng lớn, tức là chiều dài mạch càng lớn thì
năng lượng tương tác giữa các mạch càng lớn, cho nên muốn tách rời
các mạch dài với nhau cần tiêu tốn năng lượng lớn.
TRỌNG LƯỢNG PHÂN TỬ CỦA POLYMER

III. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG

Những polymer có nhóm chức phụ thuộc vào bản chất nhóm chức
và số lượng nhóm chức.

Triaxetatxenlulozo tan trong CH2Cl2CH3COOH, không tan trong
hydrocacbon,chỉ trương han chế trong axeton và ete. Axetat xenluzo
chứa 54- 57% nhóm axetat tan không giới hạn trong axeton và ete.

Nitrat xenlulo chiếm khoảng 10 - 12% nitơ tan trong axeton ,tuy
nhiên xenluloza trinitrat (cellulozơ trinitrate) không tan trong axeton
THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA POLYMER
III. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG
Các liên kết liên phân tử lớn, các mạch polymer sếp khối càng chặt
đưa đến việc hòa tan khó hơn.
Những polyme có ngáng trở không gian, thể tích chiếm giữa của
polymer lớn thì dễ hòa tan hơn.
Polymer tinh thể hòa tan kém hơn polymer vô định hình
VD: ở 20
O
C PE chỉ trương có giới hạn trong n-hexan và chỉ tan khi
nung nóng.
CẤU TRÚC TINH THỂ CỦA POLYMER
III. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG
Sự tồn tại các liên kết ngang giữa các mạch phân tử polymer ngăn
cản việc tách các mạch phân tử rời xa
Polymer mạch không gian không hòa tan.
Polymer có lượng liên kết ngang không lớn có thể trương tới hạn.
VD : nhựa phenol – formandehyt loại rezolic cấu tạo mạch thẳng tan
tốt trong rượu, axeton. Loại rezitol chỉ trương giới hạn, còn loại rezit

mất hẳn tính trương
Mật độ liên kết ngang thưa thớt thì polymer chỉ trương có giới hạn.
Nếu tiếp tục tăng mật độ liên kết ngang thì sẽ mất khả năng trương
hoặc trương rất ít.
VD: Chỉ cần 0.16g S hoặc 0.08g oxygene/1kg NG có thể chuyển
NR thành không hòa tan
MẬT ĐỘ CẦU NỐI NGANG
III. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG
Độ hòa tan tăng khi nhiệt độ tăng.
NHIỆT ĐỘ
Polymer mạch thẳng
trương có giới hạn
Polymer mạch thẳng
trương không giới hạn
III. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG