hóa học cao phân tử( polime)

•
•
•
•

VẬT LIỆU POLYME LÀ GÌ?
CÁC PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP?
TÍNH CHẤT CỦA VẬT LIỆU?
ỨNG DỤNG


HÓA HỌC CAO PHÂN TỬ

TS. Vũ Mạnh Cường
BM Phòng Hóa, K11, HVKTQS


•
•
•
•
•

ĐVHT: 3
TC: 2
Buổi học: 15 buổi
Bài tập lớn: mỗi bạn 1 bài
Hình thức thi:

vấn đáp


Chương I: MỞ ĐẦU
I.1. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN




19th Century


•

1820 Thomas Hancock


 Một vài năm sau, Charles Goodyear cải thiện được tính chất co giãn của cao su tự nhiên và
hạn chế được tính dính lép nhép khi trời nóng bằng cách đun nóng với lưu huỳnh.


 Năm 1944 phát hiện trên được Nelson Goodyear đăng ký sáng chế, Hancock làm sáng tỏ và
đặt tên cho quá trình đó là lưu hoá cao su.

 Năm 1856 Nelson Goodyear đã phối hợp cao su tự nhiên với một lượng lớn lưu huỳnh để
tạo ra ebonit.

 Năm 1846 Christian Schonbein đã phát hiện ra nitrat xenlulo (nitro xenlulo) nổi tiếng như
vật liệu nổ

 Năm 1862 Alexander Parkes lần đầu tiên đã trưng bày các sản phẩm chế tạo từ nitroxenlulo
đã được dẻo hoá.


 Năm 1870 John và Isaiah Hyatt đã sử dụng long não làm chất hoá dẻo cho nitroxenlulo và
nhận được vật liệu dễ dàng gia công hơn. Vật liệu đó được gọi là xenluloit.

 Năm 1892 Charles Cross, Edward Bevan và Clayton Beadle đã chế tạo tơ visco từ xenlulo.
 Tới năm 1907 Leo Hendrik Baekeland công bố sáng chế đầu tiên về tổng hợp nhựa phenolfomandehyt và được hãng Bakelit sản xuất công nghiệp vào năm 1910.

 Cao su tổng hợp đầu tiên đi từ 2,3-dimetylbutadien được chế tạo ở Đức trong những năm
đại chiến thế giới thứ nhất.


 Năm 1921 bắt đầu tổng hợp nhựa ankyt. Cũng trong năm đó nhựa cacbamit ra đời và được
ứng dụng làm keo dán, chất tẩm phủ và chất dẻo amin (aminoplast).

 Năm 1920 Herman Staudinger đã nêu ra một số giả thuyết và những khái niệm quan trọng
về polyme

 “polyme được cấu tạo bởi những phân tử rất lớn từ những phần tử hoá học nhỏ được nối
với nhau bằng liên kết đồng hoá trị”

 Đầu thập kỷ 1930 hầu hết các nhà khoa học bị thuyết phục bởi giả thiết cấu trúc đại phân tử
của polyme.


•

Trong thập niên 1930 -1940 đã sản xuất các loại polyme đi từ phản ứng trùng hợp như
polyvinylclorit, polystyren, polyvinylaxetat, polymetylmetacrylat, polytetrafloetylen,
polytriflocloetylen và các loại polyme khác.

•

Vào thập niên sau đó 1940 -1950 tiếp tục phát triển chất dẻo trùng hợp và cũng trong thời
gian này bắt đầu xuất hiện các polyme trùng ngưng như polyme cơ kim, polyamit, polyeste,
polyuretan và nhựa epoxy.


 Polyetylen áp suất cao (tỷ trọng thấp) được sản xuất vào năm 1942
 Năm 1956 bắt đầu sản xuất polyetylen áp suất thấp với xúc tác của K.Ziegler - phức của
trietyl nhôm với tetraclorua titan. Sau đó nhà bác học người Ý G. Natta đã xây dựng qui
trình công nghệ tổng hợp polypropylen điều hoà lập thể. Chính vì phát minh này mà
Ziegler và Natta cùng được trao giải thưởng Noben vào năm 1963.

 Năm 1974 nhà bác học Flory đã nhận được giải thưởng Noben về hoá học nhờ các công
trình nghiên cứu lỗi lạc liên quan tới polyme.


 Từ những năm 1970 đến nay một loạt các polyme mới ra đời như polyetylen tỷ trọng thấp,
sợi kevlar, polyphophazen, polyeteimit, các loại polyolefin đặc biệt nhận được nhờ xúc tác
metalloxen

 Ngày nay, sản lượng các polyme thông dụng phổ biến như polyetylen, polypropylen,
polyvinylclorit, polystyren … cũng như các polyme kỹ thuật như polycacbonat, polyamit,
polyimit, polyeste, nhựa epoxy … ngày càng tăng.

I.2. SỰ KHÁC NHAU GIỮA POLYME VÀ HỢP CHẤT PHÂN TỬ THẤP

 Theo tiếng Hy lạp "polyme" có nguồn gốc từ "poly" có nghĩa là nhiều và "meros" có nghĩa
là phần.

 Polyme là hợp chất có khối lượng phân tử lớn được cấu tạo bởi những phần giống nhau,
lặp đi lặp lại như một chuỗi dây xích và nối với nhau bằng liên kết cộng hoá trị.

 Polyme còn được gọi là hợp chất cao phân tử. Kích thước lớn của phân tử polyme đã tạo
cho polyme có những tính chất đặc biệt, khác hẳn các hợp chất phân tử thấp.


Trên quan điểm phân loại các hợp chất hoá học

 Trong polyme cũng có hydrocacbon cao phân tử (cao su)


 VD: Butadien

 Cao su tự nhiên


 Hydrat cacbon (xenlulo, tinh bột)


 VD: Lactose

 Xenlulose

 Rượu (polyvinylancol)


 Vd: rượu etylic

 Polyvinyl alcol