Tài liệu Polime

Gv: Hà Thành Trung Bài 16: POLIME VÀ VẬT LIỆU POLIME I. KHÁI NỆM, PHÂN LOẠI, CẤU TRÚC: 1. Khái niệm: Polime là các hợp chất có khối lượng phân tử khối rất lớn, do nhiều đơn vị nhỏ (mắt xích hay monome) liên kết với nhau: nA ( A ) với n là hệ số polime hóa hay độ polime hóa n 2. Phân loại: a. Theo nguồn gốc:  Polime thiên nhiên: cao su thiên nhiên, xenlulozo, tinh bột, protein  Polime hóa học:  Polime tổng hợp: nilon, nhựa…  Polime bán tổng hợp/ nhân tạo: tơ axetat, tơ visco… b. Theo cách tổng hợp:  Polime trùng hợp/ đồng trùng hợp: nA ( A ) n nA ( A’ ) n Đặc điểm: có liên kết đôi hoặc vòng kém bền  Polime trùng ngưng/ đồng trùng ngưng: + n H2 O Đặc điểm: có 2 nhóm chức có khả năng tham gia phản ứng (-COOH; -NH2/OH) 3. Cấu trúc:  Mạch không nhánh: PE, PVC, PVA, caosu Buna, amilozo…  Mạch có nhánh: amilopectin, glicogen…  Mạng lưới không gian: nhựa Bakelit, cao su lưu hóa II. TÍNH CHẤT: 1. Lý tính: Hầu hết các polime là chất rắn, không bay hơi, không có nhiệt độ nóng chảy xác định  Nóng chảy cho chất lỏng nhớt, để nguội sẽ rắn lại => chất nhiệt dẻo  Không nóng chảy mà phân hủy => chất nhiệt rắn 2. Hóa tính:  Pư giữ nguyên mạch polime: cộng vào liêm kết đôi/ thay thế nhóm chức ngoại mạch ( CH2 – CH = CH – CH2 ) n + nHCl 1 ( CH2 – CH2 – CHCl – CH2 ) n Gv: Hà Thành Trung  Pư giảm mạch polime (giải trùng hợp/ đepolime hóa): bị thủy phân, nhiệt phân hay quang phân (C6H10O5)n + nH2O  Pư khâu mạch polime: n C6H12O6 Cao su thô Cao su lưu hóa Nhựa rezol Nhựa rezit III. VẬT LIỆU POLIME: 1. Chất dẻo/ Nhựa: polime tổng hợp  Poli etilen (PE): dùng làm vỏ dây dẫn điện, màng mỏng, bình chứa, túi đựng… n CH2 = CH2 ( CH2 – CH2 ) → etilen n PE  Poli tetrafloetilen (teflon): là chất nhiệt dẻo, dùng trong chảo chống dính n CF2 = CF2 ( CF2 – CF2 ) → tetrafloetilen n teflon  Poli vinylclorua (PVC): dùng làm ống nước, vải che mưa, da giả… ( CH2 – CHCl ) → n CH2 = CHCl vinylclorua n PVC  Poli siren (PS): nhiệt dẻo, dụng cụ văn phòng: thước, vỏ bút bi, cốc, hộp mứt… n CH2 = CH → ( CH2 – CH ) C6H5 Stiren n C6H5 PS  Poli metylmetacrylat (PMM/ thủy tinh hữu cơ/ plexiglas) CH3 n CH2 = C – COOCH3 → ( CH2 – C ) CH3 metyl metacrylat n COOCH3 PMM  Poli vinyl axetat (PVA) 2 Gv: Hà Thành Trung n CH3COO CH = CH2 ( CH – CH2 ) → Vinyl axetat n CH3COO  Poli phenol – fomandehit (PPF) axit Nhựa novolac (mạch không phân nhánh): sx sơn, vecni C6H5OH + HCHO bazo Nhựa rezol (mạch không phân nhánh) : sx sơn, keo… Nhựa rezit/ nhựa Bakelit (mạng lưới không gian): sx vỏ máy, đồ dùng cách điện Lưu ý: polime làm nhựa nền + chất độn ( vật liệu vô cơ/ hữu cơ) => vật liệu compozit (có tính rắn hơn, bền, chịu nhiệt hơn polime nền 2. Caosu: (caosu thiên nhiên, caosu tổng hợp)  Cao su thiên nhiên: (lốp ô tô) n CH2 = C – CH = CH2 → ( CH2 – C = CH – CH2 ) CH3 n CH3 Isopren/2-metylbuta-1,3-đien poli isopren  Cao su tổng hợp:  Caosu Buna: n CH2 = CH – CH = CH2 → ( CH2 – CH = CH – CH2 ) n poli butađien buta-1,3-đien  Caosu Buna – S: n CH2 = CH – CH = CH2 + n CH = CH2 ( CH2 – CH = CH – CH2 – CH – CH2 ) → C6H5 buta-1,3-đien n C6H5 stiren  Caosu Buna – N: n CH2 = CH – CH = CH2 + n CH = CH2 ( CH2 – CH = CH – CH2 – CH – CH2 ) → CN buta-1,3-đien CN acrilonitrin 3 n Gv: Hà Thành Trung  Casu cloropren: n CH2 = C – CH = CH2 → ( CH2 – C = CH – CH2 ) Cl n Cl Cloropren/ 2-clobuta-1,3-đien poli cloropren 3. Tơ: (tơ thiên nhiên, tơ hóa học)  Tơ thiên nhiên: bông, len, tơ tằm  Tơ hóa học:  Tơ tổng hợp: poliamit (nilon, capron); tơ vinylic (vinilon); polieste (lapsan)  Tơ bán tổng hợp/ tơ nhân tạo: tơ visco, tơ axetat, tơ đồng amoniac đều đi từ xenlulozo o Tơ capron (nilon – 6) n H2N–[CH2]5–COOH → axit ( HN–[CH2]5–CO )n + n H2 O – aminocaproic ( HN–[CH2]5–CO )n → + n H2 O Caprolactam o Tơ enang (nilon – 7) n H2N–[CH2]6–COOH → axit ( HN–[CH2]6–CO )n + n H2 O aminoenantoic o Tơ nilon – 6,6: dệt vải, vớ; dây cáp, dây dù, đan lưới n H2N–[CH2]6–NH2 + nHOOC–[CH2]4–COOH → hexametylen điamin axit ađipic 2nH2O o Tơ nitron (olon) n CH = CH2 CN → ( CH – CH2 ) ( HN–[CH2]6–NH – CO –[CH2]4–CO )n + n CN acrilonitrin 4 Gv: Hà Thành Trung o Tơ lapsan (poli este): bền cơ học, bền vs nhiệt, axit, bazo -> dệt vải, đan áo Poli etylen - terephtalic o Tơ clorin Clo hóa PVC ta thu được tơ clorin: ( CH2 – CHCl ) n + k Cl2 → C2nH3nCl2k+n 4. Keo dán:  Keo dán epoxi  Keo dán ure – fomandehit: n H2N–CO–NH2 + n HCHO → ure n H2N–CO–NH–CH2OH → fomandehit 5 ( NH–CO–NH–CH2 )n + n H2O