hóa học hợp chất cao phân tử

•
•
•
•

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 phenol-fomandehyt
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