CAU TRUC NGOAI VI polime

 Khái niệm chung
 Các dạng cấu trúc ngoại vi phân tử polymer
thường gặp
 Vấn đề biến đổi cấu trúc và tính chất của
polymer

www.themegallery.com

Company Logo


1. Khái niệm chung
Việc nghiên cứu trật tự sắp xếp của các đại phân tử đã
giải thích khả năng tổng hợp polymer ở trạng thái tinh thể
hoặc vô định hình và nghiên cứu dạng mạng lưới tinh thể

www.themegallery.com

Company Logo


1. Khái niệm chung
Đầu tiên, sử dụng thuyết cấu tạo “mixel”
 Hợp chất cao phân tử cấu tạo từ “mixel”.
Mỗi “mixel” là một tập hợp các đại mạch
phân tử mạch cứng dưới dạng bó.
 Không giải thích được tính chất polymer
và quá trình hoà tan polymer

www.themegallery.com

Company Logo


1. Khái niệm chung

Giả thuyết về sự mềm dẻo của polymer

Cao su là một tổ hợp của những mạch rất dài và cuộn rối lại với nhau. Dưới ảnh hưởn
của nhiệt chúng luôn luôn thay đổi hình dạng
www.themegallery.com

Company Logo


1. Khái niệm chung

Lý thuyết mới – lý thuyết về cấu trúc ngoại vi
phân tử polymer
 Cấu trúc ngoại vi phân tử polymer là cấu trúc bất kì được tạo
nên do sự sắp xếp khác nhau của các đại phân tử
 Polymer được đặc trưng bằng nhiều loại cấu trúc ngoại vi
phân tử ở trạng thái tinh thể và bởi khả năng ổn định trình tự
sắp xếp ngay từ trong trạng thái vô định hình

www.themegallery.com

Company Logo


Cấu trúc phân tử của polystyrene

www.themegallery.com

Company Logo


2. Các dạng cấu trúc ngoại vi phân tử
polymer thường gặp
 Cấu trúc hạt thường gặp ở những polymer trùng ngưng
 Cấu trúc tấm thường đặc trưng cho những polymer ở
trạng thái đàn hồi
 Cấu trúc sợi thường gặp ở giai đoạn đầu của sự kết tinh
polymer trùng hợp
 Cấu trúc tinh thể lớn hơn thường gặp ở giai đoạn sau
của sự kết tinh polymer

www.themegallery.com

Company Logo



2.1 Cấu trúc hạt cầu (globule)
 Hình thành do những phân tử polymer có mạch đủ uốn
dẻo có khả năng cuộn lại thành những hạt cầu
 Có bề mặt nhỏ hoàn toàn giống như những giọt chất
lỏng tạo thành do sức căng bề mặt

Cấu trúc cuộn thành hạt cầu của đơn
phân tử polymer

www.themegallery.com

Company Logo


2.1 Cấu trúc hạt cầu (globule)
 Phân bố lộn xộn và hầu như những polymer nào có khả
năng tạo thành hạt cầu đều là polyme vô định hình.
 Xẩy ra trong quá trình tổng hợp polymer ở nhiệt độ thấp
hơn nhiệt độ thủy tinh hóa của polymer như các
polyepoxit, polyphenol-fomandehit, polyvinylclorua,…
 Phần lớn các đại phân tử có dạng hạt cầu nằm trong
dung dịch loãng

www.themegallery.com

Company Logo


2.1 Cấu trúc hạt cầu (globule)
 Lực tương tác nội phân tử vượt quá lực tương tác giữa
phân tử
 Lực tương tác nội phân tử lớn, mạch cứng hơn
Cấu trúc hạt cầu
 Polymer uốn dẻo nhưng tương tác nội phân tử yếu
Duỗi thẳng

www.themegallery.com

Company Logo


2.1 Cấu trúc hạt cầu (globule)

 Có độ nhớt thấp hơn.
 Mất đi hàng loạt tính chất đặc trưng cho các phân tử lớn
mạch thẳng.
 Ở trạng thái thuỷ tinh, polymer không có biến dạng mềm
cao bắt buộc nên giòn.
 Tính bền của hạt cầu thay đổi trong giới hạn rộng, phụ
thuộc vào giới hạn phân chia giữa các hạt riêng.

www.themegallery.com

Company Logo


2.1 Cấu trúc hạt cầu (globule)
 Với polymer thiên nhiên, có thể tạo thành cấu trúc tinh
thể do sự tổ hợp đơn giản các hạt cầu.
 Các polymer tổng hợp, do khối lượng phân tử khác
nhau, các hạt cầu có kích thước khác nhau nên không
tạo thành tinh thể. Tuy nhiên trong dung dịch, các hạt
cầu có thể duỗi thẳng để tạo thành cấu trúc bó và cấu
trúc sợi hoặc vạch.

www.themegallery.com

Company Logo

2.1 Cấu trúc hạt cầu (globule)
 Điều kiện đầu tiên xuất hiện cấu trúc dạng cầu có thể do
mạch đại phân tử cuộn tròn lại hoặc hình thành trực tiếp
trong quá trình trùng hợp
 Nếu mạch phân tử mềm dẻo, linh động
Hạt có kích thước lớn hơn
 Nếu mạch cứng , lực tương tác nội phân tử đủ lớn
Hạt cầu tồn tại ở nồng độ khá lớn

www.themegallery.com

Company Logo


Cấu trúc phân tử polyacrylate

www.themegallery.com

Company Logo


2.2 Cấu trúc bó
 Là yếu tố cấu trúc thẳng, có tính sắp xếp trật tự cao hơn
 Bao gồm nhiều dãy mạch phân tử, trong đó các phân tử
sắp xếp liên tục với nhau và các đầu mạch ở các vị trí
khác nhau của mạch
 Là một thể thống nhất của các phân tử mà mỗi phân tử
mất tính chất riêng của mình

Sơ đồ hình thành bó (a)
và bó vô định hình (b)

www.themegallery.com

Company Logo


2.2 Cấu trúc bó

Khả năng của polymer có khả năng tổ hợp
thành bó phụ thuộc vào độ uốn dẻo, độ lớn
tương tác giữa các phân tử và vài nhân tố
khác
Polymer vô định hình không thể tạo được hệ
có tính điều hoà cao.
www.themegallery.com

Company Logo


2.2 Cấu trúc bó

 Những polymer mạch cứng và tương tác giữa các

phân tử lớn, ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ thuỷ tinh
hóa, các bó giữ được tính chất riêng của mình, chỉ
có thể tổ hợp thành các dạng vô định hình cao hơn
như dạng sợi và dendrite.
 Các bó có trật tự kém hơn đặc trưng cho các

elastome ở trạng thái đàn hồi cao, các bó đó kém
bền và rất linh động, chỉ có khả năng tạo thành cấu
trúc vạch (polocate).
www.themegallery.com

Company Logo


Cấu trúc dạng sợi (a) và dạng vạch (b)

Sơ đồ cấu trúc của dendrit và spherolit
www.themegallery.com

Company Logo


2.2 Cấu trúc bó
 Bó tạo thành từ các mạch uốn dẻo rất điều hoà
Sự kết tinh xẩy ra (mạng lưới không gian)
Ứng suất nội nhỏ hơn nhiều, nhưng xuất hiện năng
lượng bề mặt dư.
 Để giảm năng lượng bề mặt này, các bó sẽ xếp gấp lại
dưới góc 1800 để thành dải có bề mặt nhỏ hơn.

www.themegallery.com

Company Logo

Sơ đồ hình thành bó (a), dải (b), tấm (c)

Các vùng khác nhau trong phân tử polymer

www.themegallery.com

Company Logo


Cấu trúc dạng sợi và tinh thể polymer

Cấu trúc dạng sợi của phân tử collagen
www.themegallery.com

Company Logo


2.2 Cấu trúc bó
 Quá trình kết tinh của các tấm hay bó tiếp theo có thể
xẩy ra theo hai cơ chế: cơ chế bản hay cơ chế sợi.
Cơ chế bản
 là sự kết tinh xẩy ra do sự xếp lớp các tấm với nhau để
tạo thành tinh thể đều đặn có kích thước bằng nhau ở cả
ba chiều. Sự kết tinh này cũng tạo thành tinh thể hay các
spherolit.

www.themegallery.com

Company Logo

2.2 Cấu trúc bó

Cơ chế sợi
 Là sự sắp xếp các bó dọc theo một trục sợi để hình thành
spherolit hay tinh thể
 Một polymer kết tinh có thể theo cơ chế sợi hay bản, chẳng
hạn polyetylen, polyamit có thể kết tinh theo cơ chế bản,
còn polypropylene chỉ kết tinh theo cơ chế sợi.

www.themegallery.com

Company Logo


Cấu trúc dải từ dendrite của polystryren isotactic

www.themegallery.com

Company Logo