bài giảng hóa học hóa lý polymer

HÓA HỌC VÀ HÓA LÝ POLYMER
1
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA – VŨNG TÀU
KHOA HÓA HỌC & CNTP
Giảng viên: Minh Thu
NỘI DUNG
2
 Chương 1: Phần mở đầu – Đại cương về polime
 Chương 2: Các tính chất cơ lý đặc trưng của polymer
 Chương 3: Dung dịch các hợp chất cao phân tử
 Chương 4: Sơ lược về các hợp chất cao phân tử tiêu biểu
 Chương 5: Tổng hợp các hợp chất cao phân tử
 Chương 6: Các kỹ thuật polymer hóa
 Chương 7: Chuyển hóa học của polymer
 Chương 8: Các phương pháp hóa lý nghiên cứu polymer
 Chương 9: Gia công polymer
TLTK
3
 [1]. Hoàng ngọc cường, polymer đại cương, Nxb Đại học Quốc
gia TP Hồ Chí Minh (2010).
 [2]. Phan Thanh Bình, Hóa học và Hóa lý Polyme, Nxb Đại học
Quốc gia TP Hồ Chí Minh (2010).
 [3]. Nguyễn Hữu Niếu-Trần Vĩnh Diệu, Hoa lý Polyme, Nxb Đại
học Quốc gia TP Hồ Chí Minh (2004).
 [4]. A. A. Strêpikheep, V.A. Đêrêrevitskaia, G.L. Slônhimxki: Cơ
sở của hóa học các hợp chất cao phân tử. Nxb Khoa học kỹ thuật
Hà Nội (1977).

THÔNG TIN CHUNG

Nhiệm vụ của sinh viên

Tiêu chuẩn đánh giá sinh viên
4
 Dự lớp: Tham dự ít nhất 80 % số tiết lên
lớp của giảng viên.
 Làm 100 % số bài kiểm tra, bài tập theo
yêu cầu của giảng viên.
Thang điểm 10
 Dự lớp :10%
 Thi giữa kỳ: 30% (tiểu luận +
báo cáo, bài tập)
 Thi cuối học kỳ: 60% (trắc
nghiệm + tự luận)
 Sinh viên xuất sắc: +10%
CHƯƠNG I: PHẦN MỞ ĐẦU – ĐẠI CƯƠNG VỀ POLIME
5
 Các khái niệm cơ bản
 Phân loại
 Ứng dụng của polyme



CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN-PHÂN LOẠI
6
• Polymer là hợp chất mà phân tử của nó gồm nhiều nhóm nguyên tử liên kết với
nhau thành mạch dài nhờ các mối liên kết hóa học tạo thành mạch dài và khối
lượng phân từ lớn. Trong mạch chính của polymer những nhóm nguyên tử này
được lặp đi lặp lại nhiều lần.
• Mắt xích: là những nhóm nguyên tử được lặp đi lặp lại nhiều lần trong mạch phân
tử polyme.

•


C H H
2
C
C H H
2
C
C H H
2
C
C H H
2
C
n
polystyren
7
• Oligome: Là các phân tử có ít hơn 10-20 đơn vị tái lặp lại.
• Độ trùng hợp: Là số mắt xích cơ sở có trong đại phân tử, ký hiệu là n hoặc p hoặc
DP (degree of polymerication). Giá trị của của độ trùng hợp thường dao động trong
khoảng từ một vài đơn vị cho đến 5000 ~ 10000.
• Khối lượng phân tử polymer: M
P
= n.M
m
Ví dụ:
nCH
2
=CH

2
-[ CH
2
-CH
2
]
n
-
Độ trùng hợp là số mắt xích cơ bản trong phân tử polyme

• Polymer đồng thể: Là polymer mà mạch
phân tử cấu tạo từ một loại monome
• Copolyme: Là polymer mà mạch phân tử
cấu tạo từ 2 hay nhiều monome khác nhau.



Polyme ngẫu nhiên
8

Polymer nghép
9
Polyme khối
10

Polymer điều hòa
11
Phản ứng polymer hóa mở vòng 1,2-dioxolan tạo thành copolyme
có chứa các mắt xích metylenoxid và etylenoxid tiếp cách
OO

O
H
2
C
O
H
2
C
H
2
C
12
• Hợp chất cao phân tử: là những hợp chất có khối lượng phân tử
lớn: Cellulose, chất dẻo tổng hợp, sợi, keo dán, gốm sứ…
• Trong phân tử của các hợp chất cao phân tử có thể không có sự
lặp lại của các nhóm nguyên tử giống nhau.


Polymer là cao phân tử nhưng cao phân tử không là polymer

Albumin
Phân loại Polyme
13
 Phân loại dựa vào nguồn gốc và ứng dụng
 Phân loại dựa vào thành phần hóa học mạch chính
 Phân loại dựa vào cấu trúc mạch
 Phân loại dựa vào thành phần của monome
 Phân loại theo trạng thái pha
 Phân loại dựa vào cách sắp xếp các nhóm chức trong không gian
 Phân loại dựa trên tính chất cơ lý

Phân loại dựa vào nguồn gốc và ứng dụng
14
ỨNG DỤNG TỰ NHIÊN TỔNG HỢP
Sợi

Len,
lụa, xelulloz
Nylon,
poly(etylen terephtalat
),
Kevlar

Chất
elastome
Cao
su thiên nhiên
SBR
(styrene butadiene
rubber),
silicon,
polybutadien
Nhựa
(plastic)
Gutta
perchar,
AND,
polypeptid

HDPE
(high-density

polyethylene),
LDPE
(low density
polyethylene),
polypropylen
, PMMA (poly (
metyl
metacrylat
), polystyren
Composit

Gỗ
, xương, răng
Polyeste
/ thủy tinh; sợi cacbon/epoxy

Keo
dán
Băng
dính, nhựa epoxy, keo xịt tóc
,
keo
502
Sơn

Nhựa
cánh kiến
-
Shellac

Acrylic,
verni, formica,
PU
(
polyurethane)








Phân loại dựa vào thành phần hóa học mạch chính
15
 Polyme mạch cacbon (polyme đồng mạch): là polyme mà trong
mạch chính chỉ có các nguyên tử carbon: PE, PP, PS, NR.
 Polyme dị mạch: Là các polyme mà trong mạch chính có chứa các
nguyên tử khác carbon như N, O, …polyeste (polyester), polyamit
(polyamide).
 Polyme có hệ thống liên kết liên hợp: Polyme có hệ thống liên kết
liên hợp có thể là polyme mạch cacbon, cũng có thể là dị mạch.



16
a) Ví dụ: Polymer mạch cacbon
17
b) Ví dụ: Polymer dị mạch
c) Ví dụ: Polyme có hệ thống liên kết liên hợp

• Polyaxetylen
• Polyphenylenoxyt
• Polyphenylensunfua
18
1. Polymer mạch thẳng
2. Polymer mạng lưới
3. Polymer mạch nhánh








Phân loại dựa vào cấu trúc mạch
Phân loại dựa vào thành phần của monome
19
 Polymer đồng thể: Là polyme chỉ chứa một loại monome trong
phân tử.
 Polyme dị thể: là những polyme có chứa từ hai monome trở lên
trong đại phân tử polyme.
Phân loại dựa vào cách sắp xếp các nhóm chức trong không gian
(Cách phân loại này chỉ dùng cho polyme không đối xứng)

H
2
C
H
C

x
20
Iso tactic: Các nhóm
thế phân bố một cách
nhẫu nhiên trên mạch
chính
Iso tactic: Các nhóm
thế chỉ ở một phía so
với mạch chính
21
Iso tactic: Các nhóm thế phân lần lượt ở hai
bên so với mạch chính
Ví dụ:
22



Phân loại dựa trên tính chất nhiệt
23
Dựa vào hiệu ứng của polyme với nhiệt độ:
- Nhựa nhiệt dẻo: là vật liệu mềm khi đốt nóng
- Nhựa nhiệt đàn hồi: Là polyme có có nhiệt độ giữa Tg (nhiệt độ
thủy tinh hóa) và Tm (nhiệt độ chảy)
- Nhựa nhiệt rắn: là những hệ ban đầu ở dạng lỏng nhưng khi gia
nhiệt xảy ra phản ứng hóa học tạo thành chất rắn có độ khâu mạch
cao.

24
 Nhựa nhiệt dẻo: Là nhóm vật liệu cao phân tử quan trọng
nhất trong các polyme tổng hợp, bao gồm các cao phân tử

có kích thước nhất định, mạch nhánh, mạch thẳng.




Trong kỹ thuât: Nhựa nhiệt dẻo là để chỉ tất cả các polymer
mà lực liên kết các phân tử là lực liên kết thứ cấp (van der
waals), các nhực này nhạy nhiệt và cả dung môi.




Phân loại dựa trên tính chất nhiệt
Rắn
Lỏng
T
0
Tái chế
25