CHƯƠNG BỐN: POLIME

A. KIẾN THỨC CƠ BẢN

ĐẠI CƯƠNG VỀ POLIME

I. Khái niệm và phân loại

1. Khái niệm

Polime là những hợp chất có phân tử khối rất lớn do nhiều đơn vị nhỏ (gọi là mắt xích) liên kết với nhau tạo nên.

TD:

: polietilen (P.E)

: tơ capron

2. Phân loại

a) Theo nguồn gốc

- Polime thiên nhiên: có nguồn gốc từ thiên nhiên như cao su tự nhiên, xenlulozơ...

- Polime tổng hợp: Do con người tổng hợp nên như polietilen, nhựa, phenolfomanđehit...

- Polime nhân tạo hay bán tổng hợp: Do chế biến từ polime thiên nhiên như xenlulozơ trinitrat, xenlulozơ axetat.

b) Theo cách tổng hợp

- Polime trùng hợp: Tổng hợp bằng phản ứng trùng hợp

- Polime trùng ngưng: Tổng hợp bằng phản ứng trùng ngưng.

3. Danh pháp

- Tên của polime xuất phát từ tên của monome hoặc tên của loại hợp chất tạo ra polime cộng thêm tiền tố poli

TD: polietilen

- Nếu polime có nhóm thế hoặc có hai monome tạo nên polime thì tên monome phải để trong ngoặc đơn

TD:

- Một số polime có tên riêng:

TD: : teflon

: nilon-6

II. Đặc điểm cấu trúc

- Cấu trúc điều hòa và không điều hòa

• Các mắt xích trong mạch polime nối với nhau có trật tự theo kiểu đầu nối với đuôi đó là cấu trúc điều hòa

• Các mắt xích trong mạch polime có thể nối với nhau không theo một trật tự - đó là cấu trúc không điều hòa

- Các dạng cấu trúc mạch polime

• Mạch không phân nhánh: Các mắt xích liên kết với nhau thành chuỗi dài không có nhánh (trong từng mắt xích có thể có nhánh) như PE, PVC, cao su tự nhiên...

• Mạch phân nhánh: Trên mạch polime có nhánh do các mắt xích tạo nên như tinh bột, nhựa rezol...

• Mạch mạng lưới như cao su lưu hóa, nhựa rezit...

III. Tính chất vật lí

- Hầu hết polime là những chất rắn, không bay hơi, không có nhiệt độ nóng chảy xác định mà nóng chảy ở nhiệt độ khá rộng. Khi nóng chảy, đa số polime cho chất lỏng nhớt, để nguội rắn lại gọi là chất nhiệt dẻo. Một số polime không nóng chảy khi đun mà phân hủy gọi là chất nhiệt rắn.

- Đa số polime không tan trong dung môi thông thường, một số tan được trong nước dung môi thích hợp cho dung dịch nhớt, thí dụ cao su tan trong benzen...

- Nhiều poli có tính dẻo (PP, PE...) một số có tính đàn hồi (cao su), số khác nữa có thể kéo thành sợi dai bền. Nhiều polime có tính cách điện, cách nhiệt hoặc có tính bán dẫn, tính bền cơ học...

IV. Tính chất hóa học

Polime có những phản ứng cắt mạch, giữ nguyên mạch và phát triển mạch cacbon.

1. Phản ứng cắt mạch polime

- Polime có nhóm chức trong mạch dễ bị thủy phân, ví dụ như tinh bột, xenlulozơ bị thủy phân thành glucozơ; poliamit, polipeptit bị thủy phân thành amino axit...

- Polime trùng hợp bị nhiệt phân ở nhiệt độ thích hợp thành các đoạn ngắn, cuối cùng thành các monome ban đầu (phản ứng đề polime hóa). Một số polime bị cắt mạch khi bị oxi hóa.

2. Phản ứng giữ nguyên mạch cacbon

Những polime có liên kết đôi trong mạch hoặc có khả năng thay thế một số nguyên tử hiđro có thể tham gia phản ứng cộng hoặc thế.

3. Phản ứng tăng mạch polime

Khi có điều kiện thích hợp (nhiệt độ, chất xúc tác...), các mạch polime có thể nối với nhau thành mạch dài hơn hoặc thành mạng lưới.

V. Điều chế polime

Có thể điều chế polime bằng hai phản ứng trùng hợp và trùng ngưng cũng gọi là hai phương pháp trùng hợp và trùng ngưng.

1. Phương pháp trùng hợp

a) Định nghĩa: Phản ứng trùng hợp là quá trình cộng hợp nhiều phân tử nhỏ (monome) giống nhau hay khác nhau thành phân tử lớn (polime) duy nhất.

b) Điều kiện cần và đủ để có phản ứng trùng hợp

- Phải có liên kết bội trong phân tử hoặc vòng kém bền

- Phải có điều kiện bên ngoài thích hợp như nhiệt độ, xúc tác, áp suất.

Chú ý: Nếu trùng hợp từ hai loại monome ta gọi là phản ứng đồng trùng hợp và sản phẩm còn gọi là copolime

2. Phương pháp trùng ngưng

a) Định nghĩa: Phản ứng trùng ngưng là quá trình kết hợp nhiều phân tử nhỏ (monome) thành phân tử lớn (polime) đồng thời giải phóng những phân tử nhỏ khác (như ...)

b) Điều kiện cần và đủ để xảy ra phản ứng trùng ngưng

- Phân tử monome phải có ít nhất hai nhóm chức có khả năng phản ứng giải phóng các phân tử nhỏ.

- Phải có điều kiện bên ngoài thích hợp như nhiệt độ xúc tác, áp suất.