phản ứng DONG TRUNG NGUNG

1. Các khái niệm cơ bản
1.1 Phản ứng trùng ngưng:
- Là phản ứng kết hợp của nhiều phân tử
monome tạo thành sản phẩm chính là polyme
và kèm theo sự tách ra các sản phẩm phụ có
phân tử lượng thấp như: H2O, HCl, NH3
* Nếu phản ứng trên chỉ xảy ra với một loại
monome, được gọi là phản ứng đơn trùng
ngưng


1. Các khái niệm cơ bản
1.2 Phản ứng đơn trùng ngưng
Ví dụ:

nX − A − Y € X − ( A − Z ) n −1 − A − Y + (n − 1)a
Với: Z là phần còn lại khi hai nhóm chức
X, Y tương tác với nhau tách ra hợp chất
thấp phân tử a


1. Các khái niệm cơ bản
1.3 Phản ứng đồng trùng ngưng
- Nếu phản ứng trùng ngưng xảy ra từ
nhiều loại monome khác nhau thì gọi là
phản ứng đồng trùng ngưng
Ví dụ: Phản ứng đồng trùng ngưng giữa
etylenglycol và axit terephatalic


1. Các khái niệm cơ bản

nHO − (CH 2 ) 2 − OH + nHOOC − C6 H 4 − COOH €
€ H − (O − CH 2CH 2 − OCO − C6 H 4 − CO − ) n − OH + (2n − 1) H 2O

Lưu ý: Khi trùng ngưng hỗn hợp hai
amin với một axit hay hai axit với một
diol sẽ thu được copolyme polyamit
hay polyeste cũng được gọi là phản
ứng đồng trùng ngưng


2. Các yếu tố ảnh hưởng đến
quá trình đồng trùng ngưng
Phản ứng đồng trùng ngưng có dạng như sau
k1
X − R − X + Y − R ' − Y 
→ X − R − Z − R ' − Y + XY
k2
X − R '' − X + Y − R ' − Y 
→ X − R '' − Z − R ' − Y + XY

Từ 2 phương trình trên ta có
d[ R − X ]
−
= k1.[ R − X ].[ R ' − Y ]
dt
d [ R '' − X ]
−
= k2 .[ R '' − X ].[ R ' − Y ]
dt

2. Các yếu tố ảnh hưởng đến
quá trình đồng trùng ngưng
Từ hai phản ứng trên ta nhận thấy:
Tốc độ của các phản ứng này tỷ lệ với
nồng độ các nhóm chức của X-R’, Y-R’,
X-R”
Chia 2 phương trình này cho nhau, ta
được:


2. Các yếu tố ảnh hưởng đến
quá trình đồng trùng ngưng
d [ R − X ] k1.[ R − X ]
[R − X ]
=
= α . ''
''
''
d [ R − X ] k2 .[ R − X ]
[R − X ]

k1
Với α =
k2
Ta thấy khi hệ số này bằng 1, thành phần
polyme trùng với thành phần monome ban
đầu, khi khác 1, thành phần polyme khác
với thành phần monome ban đầu

2. Các yếu tố ảnh hưởng đến
quá trình đồng trùng ngưng
Khi trùng ngưng nhiều cấu tử, giá trị lớn là
nhân tố động học, cũng như nhiệt động
học, tức là những điều kiện để đạt trạng
thái cân bằng.
Ví dụ: Khi đồng trùng ngưng
hexametylendianmin với axit adipic và
azelaic.


2. Các yếu tố ảnh hưởng đến
quá trình đồng trùng ngưng
- Lúc ban đầu axit adipic hoạt động hơn axit azelaic
ở giai đoạn sớm hơn, phân tử được phát triển bằng
cách tương tác giữa các monome, sau đó là quá
trình tái phân bố lại mạch và tái thiết lập cân bằng ở
giai đoạn cuối cùng của phản ứng.
- Như vậy thành phần và cấu trúc của copolyme ở
giai đoạn cuối được xác định bằng tỷ lệ của các
monome ban đầu, mà không phải là động học của
các giai đoạn riêng


2. Các yếu tố ảnh hưởng đến
quá trình đồng trùng ngưng
- Phân tử copolyme được tạo thành khi đồng trùng
ngưng được cấu tạo từ các gốc của tất cả các
monome trong hỗn hợp phản ứng

- Sự luân phiên của các mắt xích monome trong
copolyme:
+ Chỉ mang tính ngẫu nhiên
+ Phụ thuộc vào tỷ lệ của các cấu tử đã dùng
+ Hoạt tính tương đối của các monome
+ Điều kiện phản ứng


2. Các yếu tố ảnh hưởng đến
quá trình đồng trùng ngưng
Thường đạt tính điều hòa bằng cách đồng
trùng hợp tạo copolyme khối thấp phân tử
giữa hai monome rồi từ đó phản ứng với
monome thứ ba
Ví dụ:
HO − [CH 2CH 2O]n + mCH 3OCO − C6 H 4 − COOCH 3 + mHOCH 2CH 2OH .....

→ HO − [CH 2CH 2O].... + [CO − C6 H 4 − COOCH 2CH 2O]m


3. Phản ứng đồng trùng
ngưng hai pha
Phản ứng đồng trùng ngưng cũng được thực hiện
bằng phản ứng trùng ngưng giữa hai pha
Ví dụ: Phản ứng giữa bis-phenol, diamin với một
cloranhydrit axit hay ngược lại của một amin hay
bis-phenol với một cloranhydrit
Nghiên cứu phản ứng đồng trùng ngưng giữa hai
pha của dian với choranhydrit của axit terephtalic,
isophatalic, xebaxic và adipic để xác định thành

phần của copolyme.


3. Phản ứng đồng trùng
ngưng hai pha
Kết quả: Không có sự hình thành homopolyme (hỗn
hợp polyme đồng nhất), và thành phần của copolyme
phụ thuộc vào thành phần của hỗn hợp monome ban
đầu
Thành phần của copolyme được xác định bằng:
- Ảnh hưởng chung của khả năng phản ứng của
monome
- Tốc độ khuếch tán của monome vào pha hữu cơ, ở
mức độ lớn hơn


3. Phản ứng đồng trùng
ngưng hai pha
- Tuy nhiên sự khác nhau này chỉ có thể hiện
mạnh ở giai đoạn đầu, còn ở giai đoạn cuối phản
ứng, thành phần copolyme và hỗn hợp ban đầu
hầu như giống nhau.
- Với phản ứng trùng ngưng hai cloranhydrit và
một amin, nhân tố ảnh hưởng quyết định hơn là
khuynh hướng thủy phân của cloranhydrit