Bai 26 polime va vat lieu polime

Khóa học LTĐH KIT-3: Môn Hóa học (Thầy Phạm Ngọc Sơn)

Polime và vật liệu polime

POLIME VÀ VẬT LIỆU POLIME
(TÀI LIỆU BÀI GIẢNG)

Giáo viên: PHẠM NGỌC SƠN
Đây là tài liệu tóm lược các kiến thức đi kèm với bài giảng “Polime và vật liệu polime” thuộc Khóa học LTĐH
KIT-3: Môn Hóa học (Thầy Phạm Ngọc Sơn) tại website Hocmai.vn. Để có thể nắm vững kiến thức phần “Polime
và vật liệu polime” Bạn cần kết hợp xem tài liệu cùng với bài giảng này.

I. POLIME
1. Khái niệm: Những hợp chất có khối lượng phân tử rất lớn (từ hàng ngàn tới hàng triệu đvC) do nhiều
mắt xích liên kết với nhau được gọi là hợp chất cao phân tử hay polime.
Polime gồm 2 loại :
– Polime thiên nhiên : cao su thiên nhiên, tinh bột, xenlulozơ, peptit, protein,...
– Polime tổng hợp : polibutađien, polietilen, PVC,....
2. Cấu trúc của polime
Có 3 dạng cấu trúc : mạch không nhánh (thí dụ : polietilen, PVC, xenlulozơ,...), mạch phân nhánh (thí dụ :
nhựa rezol) và mạng không gian (thí dụ : cao su lưu hoá, amilopectin, nhựa rezit).
3. Tính chất
a) Tính chất vật lí
Các polime không bay hơi, không có nhiệt độ nóng chảy xác định, khó bị hoà tan trong các dung môi thông
thường, có tính bền nhiệt và độ bền cơ học cao.
b) Tính chất hoá học
– Nhiều polime có tính bền vững với tác dụng của axit, bazơ và chất oxi hoá như teflon, polietilen,...
– Một số polime có phản ứng giữ nguyên mạch polime : xenlulozơ có phản ứng este hoá ; PVC,
poli(metyl metacrylat) bị thủy phân ; phản ứng cộng vào liên kết đôi C=C,...
Thí dụ :
H SO , t o

2 4
 [C6H7O2(ONO2)3]n + 3nH2O.
[C6H7O2(OH)3]+ 3nHNO3 
Xenlulozơ
Xenlulozơ trinitrat

CH2 CH n
Cl

+

CH2 CH

nNaOH

n

+

nNaCl

OH

.
Poli(vinyl clorua)
Poli(vinyl ancol)/ ancol polivinylic
– Một số polime có phản ứng phân cắt mạch polime (các polieste, poliamit, tinh bột hoặc xenlulozơ,… bị
thuỷ phân trong môi trường axit hoặc bazơ hoặc xúc tác enzim) :
+ Tinh bột và xenlulozơ bị thuỷ phân (xúc tác axit hoặc enzim) tạo thành glucozơ

H , t o

(C6H10O5)n + nH2O 
 nC6H12O6.
+ Protein bị thủy phân đến cùng thành các  –amino axit
H , t o


...  NH  CH  CO  NH  CH  CO  NH  CH  CO  ... + nH2O 
hay enzim
|
|
|
R1
R2
R3

NH2  CH  COOH  H2 N  CH  COOH  H2 N  CH  COOH  ...
|
|
|
R1
R2
R3
– Polipeptit và protein có phản ứng màu với Cu(OH)2, với axit HNO3 ; Tinh bột có phản ứng màu với iot
;...

Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt

Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12

- Trang | 1 -


Khóa học LTĐH KIT-3: Môn Hóa học (Thầy Phạm Ngọc Sơn)

Polime và vật liệu polime

4. Phương pháp tổng hợp polime
a) Phản ứng trùng hợp
– Quá trình kết hợp liên tiếp nhiều phân tử nhỏ (monome) tạo thành phân tử lớn (polime) được gọi là phản
ứng trùng hợp.
– Các chất tham gia phản ứng trùng hợp là những chất trong phân tử có liên kết bội (đôi hoặc ba) hoặc
vòng kém bền.
b) Phản ứng trùng ngưng
– Quá trình nhiều phân tử nhỏ (monome) kết hợp với nhau thành phân tử lớn (polime) đồng thời giải
phóng những phân tử nhỏ khác gọi là phản ứng trùng ngưng.
– Các chất tham gia phản ứng trùng ngưng là những chất trong phân tử phải có từ hai nhóm chức có khả
năng phản ứng trở lên.
5. Một số polime quan trọng
Công thức cấu tạo
CH2CH2 n
CHCH2

n

CH2CH =CHCH2 n

COOCH3
CH2C

n
CH3

HN[CH2]6NHCO[CH2]4CO n

CH2 CH

n

Tên gọi
Polietilen

Monome
CH2=CH2

Ứng dụng
Túi đựng

Polistiren

C6H5CH=CH2

Trần xốp

Polibutađien

CH2=CH–CH=CH2

Cao su buna

Poli(metyl
metacrylat)

CH2=C(CH3)COOCH3

Thuỷ tinh hữu
cơ

Nilon–6,6

H2N[CH2]6NH2 và
HOOC[CH2] 4COOH
CH2=CHCl

Vải

o-HOCH2C6H4OH

Vật liệu điện

Poli(vinyl clorua)

Cl

OH
CH2 n

Poli(phenol –
fomanđehit)

Ống dẫn, vỏ
dây điện

a) Polime thiên nhiên: có nguồn gốc từ thiên nhiên:
- Xenlulozơ, tơ tằm, sợi bông.
- Tinh bột.
- Cao su iso pren trong thiên nhiên: có cấu hình cis 100%.
Chú ý : cao su iso pren cũng có thể được tổng hợp bằng phản ứng hóa học nhưng cấu hình cis chỉ chiếm
70%.
b) Polime tổng hợp: (do con người tổng hợp)
- Nhựa PPF (phenol và HCHO): bao gồm 3 dạng:
+ Rezol: dư HCHO, xúc tác kiềm.
+ Rezit: đun nóng rezol ở 150o C.
+ Novolac (phenol dư, mạch không phân nhánh).
- Tơ nilon 6-6:
- Tơ capron (nilon – 6): ( NH  [CH2 ]5  CO ) n .
- Tơ e-nang (tơ nilon 7): ( NH  [CH2 ]6  CO ) n .
- Tơ lapsan: axit terephtalic và etylen glicol ( OC  C6H4  CO  O  CH2  CH2  O ) n .
- Tơ nitron (tơ ô-lông) thuộc tơ vinylic: ( CH2  CH ) n .
|

CN

Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt

Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12

- Trang | 2 -

Khóa học LTĐH KIT-3: Môn Hóa học (Thầy Phạm Ngọc Sơn)

Polime và vật liệu polime

- Tơ clorin: PVC + Cl2.
- Teflon: ( CF2 -CF2 ) n .
c) Polime bán tổng hợp/nhân tạo (từ polime thiên nhiên và được chế biến thêm bằng hóa học):
- Tơ visco.
- Tơ đồng amoniac.
- Tơ xenlulozo.
II. VẬT LIỆU POLIME
Thành phần chính của vật liệu polime là các polime. Ngoài ra còn có chất độn, chất tạo màu, chất chống
oxi hóa,…
Dưới đây là một số vật liệu polime tiêu biểu :
1. Cao su
Là vật liệu polime có tính đàn hồi. Có cao su thiên nhiên (lấy từ nhựa cây cao su) và cao su tổng hợp (sản
xuất từ polime của ankađien). Ngoài polime là thành phần chính, trong cao su còn có chất độn, chất chống
oxi hoá, chất tăng độ chịu mài mòn,... Phổ biến là cao su tự nhiên, cao su buna, cao su buna–S, cao su
buna–N, cao su butyl, cao su clopren, ...
2. Chất dẻo
Chất dẻo là những vật liệu polime có tính dẻo.
Một số polime dùng làm chất dẻo :
Polietilen (PE) : (CH2 CH2 
)n

 CH2 C H
|

Cl



Poli(vinyl clorua) (PVC) :

 .

n

Poli(metyl metacrylat) (PMMA) :
CH3

 CH2  C

|


COOCH3 

n

.

Poli(phenol–fomanđehit) (PPF)
3. Tơ
Tơ là những polime hình sợi dài và mảnh với độ bền nhất định.
Tơ được phân thành hai loại :
– Tơ thiên nhiên (sẵn có trong thiên nhiên) như bông, len, tơ tằm.
– Tơ hoá học (chế tạo bằng phương pháp hoá học).
Tơ hoá học lại được chia thành hai nhóm :
Tơ tổng hợp (chế tạo từ các polime tổng hợp) như các tơ poliamit (nilon, capron), tơ polivinyl thế

(vinilon,...).
Tơ bán tổng hợp hay tơ nhân tạo (xuất phát từ polime thiên nhiên nhưng được chế biến thêm bằng phương
pháp hoá học) như tơ visco, tơ xenlulozơ axetat,...
Một số loại tơ tổng hợp thông dụng :
- Tơ poliamit:
Tơ nilon- 6,6 : (HN[CH2 ]6CO[CH2 ]4CO)n : poli(hexametylen ađipamit) (nilon-6,6).
Nilon-6 : (HN[CH2 ]5CO)n .
Nilon-7 : (HN[CH2 ]6CO)n .
- Tơ vinylic:
Tơ nitron (hay olon) : được tổng hợp từ vinyl xianua (hay acrylonitrin) gọi là poliacrylonitrin :
ROOR ', t o

nCH2 C H   CH2 C H 
|
|

CN 
CN

n .
- Tơ PVC:

Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt

Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12

- Trang | 3 -


Khóa học LTĐH KIT-3: Môn Hóa học (Thầy Phạm Ngọc Sơn)

Polime và vật liệu polime

ROOR ', t o

nCH2 C H   CH2 C H 
|
|


Cl
Cl  n

.
- Tơ polieste: tơ lapsan.
4. Vật liệu compozit
Là vật liệu hỗn hợp gồm ít nhất hai thành phần phân tán vào nhau mà không tan vào nhau.
Giáo viên: Phạm Ngọc Sơn
Nguồn:

Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt

Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12

Hocmai.vn

- Trang | 4 -