ĐẠI CƯƠNG VỀ POLIME
I. KHÁI NIỆM, PHÂN LOẠI VÀ DANH PHÁP
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.
Ví dụ :
Polietilen (–CH2 – CH2–)n do các mắt xích –CH2–CH2– liên kết với nhau.
n được gọi là hệ số polime hóa hay độ polime hóa.
CH2 = CH2 được gọi là monome.
2. Phân loại
- Theo nguồn gốc:
|
Thiên nhiên |
Tổng hợp |
Nhân tạo (bán tổng hợp) |
|
– có nguồn gốc thiên nhiên VD: cao su thiên nhiên, xelulozơ, bông, tơ tằm… |
– do con người tổng hợp nên VD: polietilen, nhựa phenol-fomanđehit,… |
– lấy polime thiên nhiên chế và chế hóa thành polime mới VD: tơ axetat, tơ visco, … |
- Theo cách tổng hợp:
|
Polime trùng hợp |
Polime trùng ngưng |
|
– tổng hợp bằng phản ứng trùng hợp VD: polietilen, poli(metyl metacrylat), … |
– tổng hợp bằng phản ứng trùng ngưng VD: nilon-6, poli(phenol-fomanđehit), … |
- Theo cấu trúc:
|
Không phân nhánh |
Có nhánh |
Mạng không gian |
|
VD: PVC, PE, PS, cao su, xenlulozơ, tinh bột… |
VD: amilopectin, glicogen |
VD: nhựa rezit, cao su lưu hóa |
3. Danh pháp
Tên của các polime được cấu tạo bằng cách ghép từ poli trước tên monome.
Ví dụ : (–CH2–CH2–)n là polietilen
(–C6H10O5–)n là polisaccarit
Nếu tên monome gồm 2 từ trở lên hoặc từ hai monome tạo nên polime thì tên monome phải để trong ngoặc đơn.
Ví dụ : (–CH2–CHCl– )n : poli(vinyl clorua)
(–CH2–CH=CH–CH2–CH(C6H5)–CH2–)n : poli(butađien – stiren)
Một số polime có tên riêng (tên thông thường).
Ví dụ : (–CF2–CF2–)n : Teflon
(–NH– [CH2]5–CO–)n : Nilon-6, tơ capron
II. CẤU TRÚC
Các mắt xích của polime có thể nối với nhau thành mạch không nhánh như amilozơ,…mạch phân nhánh như amilopectin, glicogen,… và mạng không gian như nhựa bakelit, cao su lưu hóa,…
III. TÍNH CHẤT VẬT LÝ
– Hầu hết các polime là chất rắn, không bay hơi, không có nhiệt độ nóng chảy xác định
– Đa số polime không tan trong các dung môi thông thường, một số tan được trong dung môi thích hợp
Các polime khác nhau có đặc tính khác nhau :
– tính dẻo : polietilen, polipropilen,…
– tính đàn hồi : cao su
– dai, kéo thành sợi : nilon-6, nilon-6,6,…
– cách điện, cách nhiệt (polietilen, poli(vinyl clorua),…)
– tính bán dẫn : poliaxetilen,…
IV. TÍNH CHẤT HÓA HỌC
1. Phản ứng phân cách mạch polime
– Polime có nhóm chức trong mạch dễ bị thủy phân. VD: tinh bột, xenlulozo,…
– Polime trung hợp bị nhiệt phân ở nhiệt độ thích hợp thành các đoạn ngăn, cuối cùng thành các monome ban đầu. Phản ứng này được gọi là phản ứng giải trùng hợp ( đepolime hóa)
– Một số polime bị oxi hóa cắt mạch
2. Phản ứng giữ nguyên mạch polime
– Polime có liên kết đôi trong mạch hoặc nhóm chức ngoại mạch có thể tham gia phản ứng đặc trung của liên kết đôi và nhóm chức đó
3. Phản ứng tăng mạch polime
– Khi có điều kiện thích hợp, các mạch polime có thể nối với nhau thành mạch dài hơn hoặc mạng lưới. Phản ứng này được gọi là phản ứng khâu mạch polime
V. ĐIỀU CHẾ
1. Phản ứng trùng hợp
Trùng hợp là quá trình kết hợp nhiều phân tử nhỏ (monome), giống nhau hay tương tự nhau thành phân tử rất lớn (polime).
Điều kiện : phân tử monome có liên kết bội (như CH2=CH2, CH2=CHC6H5, CH2=CH–CH=CH2) hoặc là vòng kém bền như :
2. Phản ứng trùng ngưng
Trùng ngưng là quá trình kết hợp nhiều phân tử nhỏ (monome)thành phân tử rất lớn (polime) đồng thời giải phóng những phân tử nhỏ khác (như H2O,…)
Điều kiện: Trong phân tử phải có ít nhất hai nhóm chức có khả năng phản ứng tạo liên kết với nhau
Ví dụ :
VI. ỨNG DỤNG
Polime có nhiều ứng dụng để làm các loại vật liệu polime phục vụ cho sản xuất và đời sống: chất dẻo, tơ, cao su, keo dán,…
