TRẠNG THÁI và cấu TRÚC của POLYME PHÂN hủy SINH học

TRẠNG THÁI VÀ CẤU TRÚC
TRẠNG THÁI VÀ CẤU TRÚC
CỦA
CỦA
POLYME PHÂN HỦY SINH HỌC
POLYME PHÂN HỦY SINH HỌC

TRẠNG THÁI
TRẠNG THÁI
1: Trạng thái:
1: Trạng thái:

Tương tự như polyme truyền thống, polyme
Tương tự như polyme truyền thống, polyme
PHSH chỉ tồn tại trong trạng thái lỏng hoặc rắn
PHSH chỉ tồn tại trong trạng thái lỏng hoặc rắn
và nằm trong hai dạng tinh thể hoặc vô định
và nằm trong hai dạng tinh thể hoặc vô định
hình.
hình.

Đối với polyme dạng tinh thể, nó có thể tồn tại
Đối với polyme dạng tinh thể, nó có thể tồn tại
dưới trạng thái rắn ( tinh thể) hay dưới dạng
dưới trạng thái rắn ( tinh thể) hay dưới dạng
chất lỏng (chảy nhớt),nếu nó được hòa tan vào
chất lỏng (chảy nhớt),nếu nó được hòa tan vào
một lọai dung môi nào đó, hoặc chưa bị khâu
một lọai dung môi nào đó, hoặc chưa bị khâu
mạch( có chất đóng rắn). Khi không còn dung
mạch( có chất đóng rắn). Khi không còn dung

môi hay v
môi hay v
ới nồ
ới nồ
ng độ đậm đặc, polyme chảy nhớt
ng độ đậm đặc, polyme chảy nhớt
này kết tinh lại thành tinh thể như trạng thái đầu
này kết tinh lại thành tinh thể như trạng thái đầu
của nó.
của nó.

Đối với polyme ở dạng vô định hình, nó là chất
Đối với polyme ở dạng vô định hình, nó là chất
rắn khi ở trạng thái thủy tinh. Nó cũng tồn tại ở
rắn khi ở trạng thái thủy tinh. Nó cũng tồn tại ở
dạng chất lỏng chảy nhớt. Dạng vô định hình
dạng chất lỏng chảy nhớt. Dạng vô định hình
thường có phân tử lượng thấp hơn dạng tinh thể.
thường có phân tử lượng thấp hơn dạng tinh thể.
Người ta cũng gọi nó là prepolyme- polyme chưa
Người ta cũng gọi nó là prepolyme- polyme chưa
hòan chỉnh.
hòan chỉnh.

Ngòai ra, polyme còn tồn tại ở trạng thái đàn
Ngòai ra, polyme còn tồn tại ở trạng thái đàn
hồi, nghĩa là nó có thể co giãn và biến dạng. Đặc
hồi, nghĩa là nó có thể co giãn và biến dạng. Đặc
trưng này không phải là polyme dạng tinh thể
trưng này không phải là polyme dạng tinh thể

hay dạng vô định hình mà là do cấu trúc của
hay dạng vô định hình mà là do cấu trúc của
mạch tạo nên chúng.
mạch tạo nên chúng.

Người ta cũng tổng hợp nên dạng polyme có
Người ta cũng tổng hợp nên dạng polyme có
hình dạng cố định, nghĩa là nó có thể nhớ và trở
hình dạng cố định, nghĩa là nó có thể nhớ và trở
lại hình dạng ban đầu.
lại hình dạng ban đầu.

2. Đặc tính biến dạng:
2. Đặc tính biến dạng:
Độ biến dạng là khả năng
Độ biến dạng là khả năng
đặc biệt của polyme nói chung. Dưới tác động
đặc biệt của polyme nói chung. Dưới tác động
của ngọai lực, polyme biến thành hình dạng cho
của ngọai lực, polyme biến thành hình dạng cho
sẵn của khuôn ép hay giá đựng của nó.Nếu không
sẵn của khuôn ép hay giá đựng của nó.Nếu không
có những tác độn khác như nhiệt độ, chất đóng
có những tác độn khác như nhiệt độ, chất đóng
rắn…, khi cất bỏ ngọai lực, nó trở lại trạng thái
rắn…, khi cất bỏ ngọai lực, nó trở lại trạng thái
ban đầu và. Nếu sự hồi phục đó hòan tòan, người
ban đầu và. Nếu sự hồi phục đó hòan tòan, người
ta gọi nó là đàn hồi và là sự đàn hồi thuận
ta gọi nó là đàn hồi và là sự đàn hồi thuận

nghịch, còn sự hồi phục không hòan tòan , gọi là
nghịch, còn sự hồi phục không hòan tòan , gọi là
đàn hồi dẻo hay đàn hồi nhớt và gọi đó là sự đàn
đàn hồi dẻo hay đàn hồi nhớt và gọi đó là sự đàn
hồi không thuận nghịch.
hồi không thuận nghịch.
Độ
biến
dạng
Nhiệt độ
I
II
III
I.Trạng thái Thủy tinh hóa, II-Đàn hồi cao, III-Chảy nhớt

2. Tính chất của polyme:
2. Tính chất của polyme:
Polyme PHSH cũng có nh
Polyme PHSH cũng có nh
ữ
ữ
ng tính chất tương tự
ng tính chất tương tự
polyme truyền thống, nghĩa là nó cũng có tính
polyme truyền thống, nghĩa là nó cũng có tính
tan, độ nhớt,tính chất phụ thuộc vào khối lượng
tan, độ nhớt,tính chất phụ thuộc vào khối lượng
phân tử, tính chất đa phân tử lượng, tính lão
phân tử, tính chất đa phân tử lượng, tính lão
hóa…

hóa…

1.Tính tan.
1.Tính tan.
Nhìn chung, các polyme TPHSH đều có thể
Nhìn chung, các polyme TPHSH đều có thể
tan ít hay tan nhiều trong một số dung môi. Quá
tan ít hay tan nhiều trong một số dung môi. Quá
trình tan vào dung môi bắt đầu xẩy ra bằng hiện
trình tan vào dung môi bắt đầu xẩy ra bằng hiện
tượng trương nở. Sự trương nở là quá trình xâm
tượng trương nở. Sự trương nở là quá trình xâm
nhập của dung môi vào mạch polyme, làm cho
nhập của dung môi vào mạch polyme, làm cho
thể tích polyme tăng lên. Kèm theo đó là khỏang
thể tích polyme tăng lên. Kèm theo đó là khỏang
cách giữa các phân tử polyme bị giản rộng, lực
cách giữa các phân tử polyme bị giản rộng, lực
tương tác giữa các phân tử giảm, làm cho polyme
tương tác giữa các phân tử giảm, làm cho polyme
tạo thành một hệ keo lỏng, được gọi là dung dịch
tạo thành một hệ keo lỏng, được gọi là dung dịch
chất lỏng trong polyme. Mức độ trương nở phụ
chất lỏng trong polyme. Mức độ trương nở phụ
thuộc vào khả năng hấp phụ của polyme với
thuộc vào khả năng hấp phụ của polyme với
dung môi và được ký hiệu như sau:
dung môi và được ký hiệu như sau:

α
α


=
=
m- m0/ m0.
m- m0/ m0.
hay
hay
α
α
=
=
V-Vo /Vo
V-Vo /Vo

Khi sự thâm nhập của dung môi đạt đến một giới hạn
Khi sự thâm nhập của dung môi đạt đến một giới hạn
nào đó, tùy theo tính chất của từng polyme, các monome
nào đó, tùy theo tính chất của từng polyme, các monome
bắt đầu tan vào dung môi và tạo thành
bắt đầu tan vào dung môi và tạo thành
dung dịch
dung dịch
polyme.
polyme.
Vì vậy, sự lựa chọn dung môi cho từng polyme
Vì vậy, sự lựa chọn dung môi cho từng polyme
rất quan trọng. Sau đây là một vài ví dụ:

rất quan trọng. Sau đây là một vài ví dụ:

Tính tan của polyme phụ thuộc vào các yếu tố sau đây:
Tính tan của polyme phụ thuộc vào các yếu tố sau đây:
+Mạch của polyme có độ uốn dẻo càng cao, tính tan càng
+Mạch của polyme có độ uốn dẻo càng cao, tính tan càng
lớn.
lớn.
+Khối lượng polyme càng lớn, tính tan càng giảm.
+Khối lượng polyme càng lớn, tính tan càng giảm.
+Liên kết ngang giữa các polyme càng lớn, tính tan càng
+Liên kết ngang giữa các polyme càng lớn, tính tan càng
giảm
giảm
+Tính tan tăng khi nhiệt độ tăng.
+Tính tan tăng khi nhiệt độ tăng.
2. Độ nhớt của polyme:
2. Độ nhớt của polyme:
Khi đã thành dung dịch, nghĩa là khi polyme tan
Khi đã thành dung dịch, nghĩa là khi polyme tan
đến phân tử, gọi là dung dịch thật và nó có những
đến phân tử, gọi là dung dịch thật và nó có những
đặc trưng của dung dịch thật thấp phân tử:
đặc trưng của dung dịch thật thấp phân tử:

Dung dịch polyme dù đậm đặc hay lỏang đều có
Dung dịch polyme dù đậm đặc hay lỏang đều có
một độ nhớt đặc trưng.
một độ nhớt đặc trưng.


Khối lượng phân tử của polyme càng lớn, độ
Khối lượng phân tử của polyme càng lớn, độ
nhớt càng cao.
nhớt càng cao.

Khi ở cùng một nồng độ, polyme nào có TLPT
Khi ở cùng một nồng độ, polyme nào có TLPT
cao hơn thì độ nhớt cao hơn.
cao hơn thì độ nhớt cao hơn.

Độ nhớt của dung dịch polyme thường được xác
Độ nhớt của dung dịch polyme thường được xác
định bằng nhớt kế như các lọai chất lỏng khác.
định bằng nhớt kế như các lọai chất lỏng khác.
3. Khối lượng phân tử của polyme:
3. Khối lượng phân tử của polyme:

Polyme là một đồng đẵng phân tử nên khối
Polyme là một đồng đẵng phân tử nên khối
lượng phân tử của nó chỉ là KLPT trung bình.
lượng phân tử của nó chỉ là KLPT trung bình.
Có thể xác định KLPT theo độ nhớt. Ngày nay
Có thể xác định KLPT theo độ nhớt. Ngày nay
người ta xác định khối lượng phân tử theo sắc ký
người ta xác định khối lượng phân tử theo sắc ký
gel (GPC).
gel (GPC).
Gel permeation
chromatography (GPC)
GPC is a technique for

determining the molecular
mass distribution of a
polymer by analysis of a
solution of the polymer
concerned.
4.Tính đa phân tử lượng:
4.Tính đa phân tử lượng:

Độ đa phân tử lượng hay đa phân tán về khối
Độ đa phân tử lượng hay đa phân tán về khối
lượng phân tử là mức độ khác nhau về khối
lượng phân tử là mức độ khác nhau về khối
lượng phân tử của polyme. Polyme thu được
lượng phân tử của polyme. Polyme thu được
không chỉ là một hỗn hợp đồng đẵng về phân tử
không chỉ là một hỗn hợp đồng đẵng về phân tử
lượng mà còn bao gồm cả những phân tử lượng
lượng mà còn bao gồm cả những phân tử lượng
khác nhau về cấu trúc
khác nhau về cấu trúc
5.Tính chất cơ học.
5.Tính chất cơ học.

Độ bền cơ học đặc trưng bằng giá trị ứng suất
Độ bền cơ học đặc trưng bằng giá trị ứng suất
gây ra sự phá hủy polyme, biểu thị bằng kG/cm2
gây ra sự phá hủy polyme, biểu thị bằng kG/cm2
hay kG/mm2.Tính bền cơ học của polyme chủ
hay kG/mm2.Tính bền cơ học của polyme chủ
yếu phụ thuộc vào tính bền của các liên kết hóa

yếu phụ thuộc vào tính bền của các liên kết hóa
học và tương tác giữa các phân tử, đồng thời
học và tương tác giữa các phân tử, đồng thời
cũng phụ thuộc vào khối lượng phân tử nhưng
cũng phụ thuộc vào khối lượng phân tử nhưng
chỉ trong một giới hạn nhất định.
chỉ trong một giới hạn nhất định.
6. Tính lão hóa.
6. Tính lão hóa.

Sự lão hóa là quá trình phân hủy tự xẩy ra
Sự lão hóa là quá trình phân hủy tự xẩy ra
của polyme, làm thay đổi tính chất của polyme
của polyme, làm thay đổi tính chất của polyme
trong quá trình sử dụng hay bảo quản. Sự lão
trong quá trình sử dụng hay bảo quản. Sự lão
hóa là quá trình đầu của quá trình phân hủy ( đã
hóa là quá trình đầu của quá trình phân hủy ( đã
nêu ở phần trên)
nêu ở phần trên)
7. Tham gia vào phản ứng hóa học.
7. Tham gia vào phản ứng hóa học.

Polyme tham gia vào các phản ứng hóa học
Polyme tham gia vào các phản ứng hóa học
như một monome,vì vậy,có thể thay đổi tính chất
như một monome,vì vậy,có thể thay đổi tính chất
của polyme bằng các phản ứng hóa học.
của polyme bằng các phản ứng hóa học.


CẤU TRÚC
CẤU TRÚC
Một số cấu
trúc của
polyme
Monomer- ?
Monomer- ?
Condensation of bisphenol A and epichlorhydrin yields
prepolymers of the kind:
With bisphenol A available commercially as a relatively cheap intermediate,
its potential for use in thermoplastic materials was exploited in the
development of polycarbonate resins by simply reacting the material with
phosgene gas, COC12:
Phản ứng tạo mạch