BÀI GIẢNG TÍNH CHẤT HOÁ học của POLYME

TÍNH CHẤT HOÁ HỌC CỦA POLYME
Đặc điểm và phân loại phản ứng hoá học của
polyme
 Đặc điểm:
 Về mặt nguyên tắc, polime cũng là hợp chất hóa học
nên có thể tham gia phản ứng hóa học nhờ các nhóm
chức có trong mạch polime.
Ví
dụ polyme chứa nhóm chức cacboxyl
→ vai trò một axit
polyme chứa nối đôi
→ bẻ gãy liên kết đ
ôi
– Tuy nhiên:
• Do khối lượng phân tử polime lớn→ độ linh động kém.
• Do tồn tại lực tương tác nội, ngoại phân tử, sắp xếp tương hỗ
giữa các mạch phân tử, khả năng hoà tan → gây ảnh hưởng
đến khả năng phản ứng của polyme.
GLYCERIN
 Ví dụ: khả năng phản ứng của nhóm OH trong
cellulo sẽ kém hơn trong glycerin.
Cellulo
 Hiệu suất của phản ứng không bao giờ đạt
100%.
 Để tăng khả năng phản ứng:
 Tăng độ linh động: giảm KLPT, tăng nhiệt độ.
 Thay đổi cấu trúc: hòa tan vào dung môi khác nhau 
tách, kéo giãn các mạch đại phân tử ra khỏi nhau,
nhằm giảm sự tương tác.
 Vai trò của phản ứng hóa học của polime
 Tổng hợp polime từ các polime thiên nhiên hay từ các

polime tổng hợp khác.
 Biến tính hóa học  cải thiện một số tính chất, tạo các
polime mới.
 Ghép các polyme với nhau → polyme đồng trùng hợp
 Điều chế các hợp chất thấp phân tử từ các polyme thiên
nhiên
 Phân loại:
 Không làm thay đổi Mp→ chuyển hoá thành polyme
tương tự
 Tăng Mp → Copolyme ghép, khối, đóng rắn
 Giảm Mp → Phân huỷ polyme
 Theo quy luật ngẫu nhiên: liên kết trong mạch bị đứt ở vị
trí bất kỳ
 Giải trùng hợp: depolyme hoá (ngược lại với trùng hợp,
đứt từ liên kết cuối mạch)
 Phản ứng chuyển hóa thành monome tương tự ,
không làm thay đổi KLMT (M
p
)
 Không có sự khác biệt lớn về Mp trước và sau phản
ứng
 Không phải toàn bộ nhóm -OCOCH
3
→ -OH ⇒độ
chuyển hoá không bao giờ đạt được 100%
 Tăng độ chuyển hóa bằng cách:
 Tăng nhiệt độ
 Điều chỉnh pH
 Khuấy trộn

 Biến tính hóa học các polime
 Có 2 phương pháp biến tính:
 Thay đổi nguyên liệu: thay đổi cấu tạo của nguyên liệu đầu
 Thay đổi tính chất bằng cách đưa vào các nhóm chức mới mà
không làm thay đổi nhiều Mp
 Ví dụ:PVC được sử dụng nhiều. Tuy nhiên có nhược điểm: khả
năng bám dính kém
 Biến tính làm thay đổi KLPT polime
 Phản ứng khâu mạch
 Phản ứng khâu mạch: là phản ứng tạo thành các liên kết
hoá học giữa các mạch phân tử (còn gọi là liên kết ngang
hay liên kết cầu) tạo polime có cấu trúc mạng lưới không
gian
 Hiện tượng khâu mạch xảy ra khi polime có chứa các
nhóm chức có khả năng tham gia phản ứng với nhau
một cách trực tiếp hoặc gián tiếp qua một chất thứ 3.
 Chất thứ 3 được thêm vào gọi là: chất đóng rắn
 Khi đã khâu mạch:
 Polyme chuyển trạng thái lỏng →rắn.
 Polyme mất khả năng nóng chảy và hoà tan.
 Tăng các tính chất cơ lý (độ cứng, bền va đập,…)
 Tính chất polyme khâu mạch phụ thuộc mật độ cầu
nối ngang
 Mật độ cầu nối tăng →Tính chất cơ lý tăng ↑
 Tuy nhiên, mật độ cầu nối cao quá → sản phẩm giòn
 Ví dụ:
 Cao su lưu hoá có nhiều cầu S → cứng giòn, kém mềm dẻo

 Epoxy nhiều chất đóng rắn → giòn
=> Điều chỉnh lượng cầu nối ngang hợp lý
 Điều chế copolime khối và ghép
 Copolime
 Copolime ghép:
 Ví dụ: Trong môi trường kiềm, khi tác dụng etylen oxyt lên
polyvinylacol (PVAc) thu được sản phẩm mạch nhánh
 Phản ứng làm giảm KLPT
 Sự đứt liên kết hoá học của mạch chính dưới tác động
hóa học hay vật lý bên ngoài tạo ra polyme có Mp nhỏ
hơn nhưng không làm thay đổi thành phần hoá học
của mắc xích cơ sở gọi là sự phân huỷ polyme.
 Độ phân hủy:
ph
a
D
p

 a: số liên kết bị đứt
 p: tổng sô liên kết trong mạch chính
 Điều chế hợp chất thấp phân tử từ hợp chất cao phân tử thiên nhiên,
tổng hợp

 Tăng khả năng phản ứng hoá học cho polyme: Mp↓ → độ linh động của
polyme ↑
 Ví dụ: Cán cao su: dưới tác dụng của lực cơ học → cắt mạch → Mp↓
→ độ linh động tăng→ trộn tốt với các phụ gia, xúc tiến, lưu huỳnh,…
 Phần lớn sự phân huỷ không mong muốn khi gia công sản phẩm và bảo
quản. Dưới tác dụng của tác nhân hoá học, môi trường, vật lý: ánh sáng,
nhiệt độ, tia tử ngoại,… → sự phân huỷ polyme thúc đẩy → giảm tính

chất cơ lý → giảm tính năng sử dụng, quá trình xảy ra theo thời gian.
=> Sự lão hoá polyme
 Ổn định polime
 Phương pháp hóa học
 Tạo cho polyme có cấu trúc bền vững với các tác nhân của
môi trường
 Ví dụ:
 Đưa vòng thơm vào
 Đưa các hợp chất cơ kim (C-Si, C-B, C-Sn,…)
 Đồng trùng hợp với các monome khác
 Phương pháp vật lý:
 Đưa và polime các chất ổn định:
 Chất ổn định nhiệt
 Chất ổn định quang
 Chất ổn định cơ học
 ….
 Ví dụ: PVC HCl
Ổn định PVC  tăng tuổi thọ của PVC bằng:
Dùng các muối kim loại, oxyt kim loại (Cd,
Pb hay dùng trước đây→ độc → tránh dùng).
Hiện nay, thường dùng các hợp chất cơ thiết:
octoat thiết, các amin thơm, dẫn xuất phenol
(hydroquinon)