bài tập hóa học polymer phản ứng trùng ngưng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM
KHOA CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU
BỘ MÔN POLYMER

Bài tập hóa học polymer
Phản ứng trùng ngưng

GVHD : La Thị Thái Hà

Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 3 tháng 3 năm 2019


Câu 1: Những chất nào sau đây có khả năng tạo thành polyme khi tiến hành phản
ứng với anhydic phtalic (AP ) với các điều kiện về tỉ lệ tác chất ? Cho biết loại và
viết cấu trúc của các polyme tạo thành tương ứng ?
a. Phenol
b. Glyxerin
c. Ethanol
d. Diethylen glycol
e. Ethylen diamin

 Bài giải:
Các chất phản ứng được với andehyde phtalic (AP) là: glyxerin,dietylen glycol.
+ AP & glyxerin

+ AP & Diethylen glycol


Câu 2: Với nồng độ monomer ban đầu của hỗn hợp phản ứng trùng ngưng là 30
mol/lit, hằng số vận tốc k = 10 -3 ml thì ta phải tiến hành trùng ngưng trong bao lâu
để có thể tạo thành polymer có độ trùng ngưng trung bình là 57 ?

 Bài giải:
Ta có:

k=10-6 l

X m =57

[M] = 30 mol/lit

Trường hợp có xúc tác bên ngoài:
t=1866667s
Trường hợp tự xúc tác:
t=1804444s
Câu 3: Nếu ta sử dụng dư 0,5% mol ( theo tỉ lệ đương lượng nhóm chức) của
bisphenol A với HMDI ( Hexamethylen Diisocianat) thì polyme tạo thành có độ
trùng ngưng trung bình số Max ?

 Bài giải:
Các chất tham gia có tỉ lệ nhóm chức không bằng nhau nên hằng số không cân
bằng
r≠ 1
Xét phản ứng xảy ra hoàn toàn p=1


Xn =

Do hai chất có cùng số nhóm chức bằng nhau (bằng 2) nên tỉ lệ nhóm chức cũng là
tỉ lệ số mol r =

nên ta có X n =401

Câu 4: Nếu độ chuyển hóa của phản ứng là 0,985 thì độ trùng ngưng trung bình
của polyester thu được khi tiến hành phản ứng giữa 0,5% mol axit acetic và 99,5%
mol ( hỗn hợp giữa diol và diaxit theo tỉ lệ đương lượng ) sẽ là bao nhiêu?

 Bài giải:

và p=0.985

Nên ta có

Câu 5: Xác định mức độ chuyển hóa ở điểm gel của hỗn hợp giữa AP và glyxerin
sau và nhận xét về kết quả :
a) Tỉ lệ đương lượng của nhóm chức AP và glyxerin
b) AP : Glyxericcn: EG = 1,5:0,99: 0,06
c) AP : Glyxerin = 1,5: 0,94

 Bài giải:
a. Đặt số mol của AP và glyxerin lần lượt là x và y
Do tính theo tỉ lệ đương lượng nhóm chức của AP & glyxerin nên ta có: 2x = 3y
Suy ra

Tại điểm gel ta có:


b. Có

=>

c. Có

=>
 Câu 6: Viết cấu trúc của polyurethan tạo thành giữa TDI ( Toluen Diisocianat)_
với từng trường hợp ? cho biết yêu cầu và nhận xét về kết quả ?
a. HO- R2-OH
b. OH-R3-OH
I
OH
 Bài giải:
a.

n

+

n HO - R2 - OH


3

2n

m

 Câu 7: Tính tỉ lệ ban đầu (feed ratio) giữa hexamethylen diamine (HMDA với)
axit adipic (AA) khi thực hiện phản ứng tổng hợp polyamit có Mn = 15000 với độ
chuyển hóa 98,5% và cho biết nhóm chức cuối mạch của sản phẩm?

 Bài giải:

M 0 = 113 =

226
2

Ta có

và p=0.985

Nên r = 1.02 =HMDA/AA
Vì r >1 => HMDA dư => sản phẩm cuối mạch là amine
 Câu 8: Cho biết tỉ lệ axit một chức benzoic sử dụng là bao nhiêu % với hỗn hợp
đương lượng của AA và HMDA để tổng hợp được polymer có Mn = 12000 với độ
chuyển hóa 99,5% .
 Bài giải:

 f= 1,99

 x=1%( x là tỉ lệ axit benzoic)
Câu 9: Trong 21,3 g sản phẩm, hexamethylen adipamide có chứa 2,5.10 -3 mol
nhóm axit cacboxylic ( chuẩn độ và FTIR), từ thông số thực nghiệm trên tính được
Mn = 8520 , cho biết kết quả trên đúng hay sai , tại sao?


 Bài giải:
_Nếu như kết thúc là nhóm axit

→ Kết quả trên đúng.

_Nếu như hai đầu là nhóm axit:

→ Kết quả trên là sai.
Câu 10: Trong 2 polymer sau : polyetrylen terephtalat hay poly hexylen
terephtalat dùng làm sợi sẽ hiệu quả hơn?
 Bài giải:
Trong 2 polymer trên thì polyethylene terephthalate làm sợi sẽ hiệu quả hơn vì tính
chất hóa lý của PET , độ nhớt, đặc trưng cũng như tính thương mại của PET mặc
dù poly hexylen terephtalat dẽo và đàn hồi hơn, nhưng PET có thể được sử dụng
độc lập để trộn với vải tạo thành sợi chống nhăn, bụi bẩn và không co dãn.
Câu 11: Trong 2 phản ứng của oxalyl cloride với a) ethylen diamine hay b)
hexamethylene diamine thì phản ứng nào sẽ dễ bị đóng vòng hơn?
Bài giải:
Phản ứng dễ bị đóng vòng là hexamethylene vì polymer thuận lợi tạo vòng khi có
độ dài từ 5 -> 9 C
Câu 13: Tính độ chức trung bình của hỗn hợp chứa 0,4 mol pentaerythritol và 0,6
mol diethylenglycol với 1 mol AP ? Hãy nhận xét về kết quả, nếu thực hiên phản
ứng trùng ngưng hỗn hợp đó?
 Bài giải:


Ta có : pentaerythritol 4 nhóm chức, diethylenglycol có 2 nhóm và AP có 2 nhóm
chức nên :

Nhận xét: nếu đem hỗn hợp này trùng ngưng thì

X

→ max và p =
n

2
2
=
= 0.83
f 2.4

Câu 14: Làm thế nào để tổng hợp được polyester có các nhóm axit cuối mạch ?
 Bài giải:
-Để tổng hợp polyester có các nhóm acid cuối mạch thì khi phản ứng tỷ lệ mol
giữa diacid hoặc polyacid với diol hoặc polyacol thì acid phải dư để hệ số cân bằng
tỷ lượng <1 thì cuối mạch sẽ là nhóm acid.
Câu 15: Tại sao polyurethane và nhựa epoxy có tính chất bám dính tốt ?

 Bài giải:
Vì epoxy có 2 vòng benzen bề ở vị trí trung tâm và không có nhóm ester nên bám
dính tốt
Câu 16: Khi sử dụng nhựa Novolac làm sản phẩm theo công nghệ đùn phải bổ
sung hexamethylen diamine vào?

 Bài giải:
-Vì khi thêm hexamethylene diamine vào nhựa novolac thì làm cho nhựa novolac
làm tăng chức năng độ mềm dẻo của nhựa dễ gia công hơn.
Câu 17 : Trong 2 loại monome a) 1,4 butanediol hoặc b) 2-hydroxylbutanol , loại
nào có thể phản ứng với Anhydric phtalic (AP) tạo sợi tốt hơn?