Hợp chất cao phân tử và vật liệu polymer

Những hợp chất có khối lượng phân tử rất lớn (thường hàng ngàn, hàng triệu đ.v.C) do nhiều mắt xích liên kết với nhau được gọi là hợp chất cao phân tử hay polime. Ví dụ: Cao su thiên nhiên, tinh bột, xenlulozơ là những polime thiên nhiên. Cao su Buna, polietilen, P.V.C là những polime tổng hợp.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Hợp chất cao phân tử và vật liệu polymer Hợp chất cao phân tử và vật liệu polymerĐịnh nghĩa: Những hợp chất có khối lượng phân tử rất lớn (thường hàng ngàn, hàng triệu đ.v.C)do nhiều mắt xích liên kết với nhau được gọi là hợp chất cao phân tử hay polime. Ví dụ: Cao su thiên nhiên, tinh bột, xenlulozơ là những polime thiên nhiên. Cao su Buna, polietilen, P.V.C là những polime tổng hợp.Cấu trúc và phân loại 1. Thành phần hoá học của mạch polime a) Polime mạch cacbon: - Mạch C bão hoà. Ví dụ polietilen. - Mạch C chưa bão hoà. Ví dụ cao su Buna:- Polime chứa nguyên tử halogen thế. Ví dụ P.V.C:- Rượu polime. Ví dụ rượu polivinylic:- Polime dẫn xuất của rượu. Ví dụ polivinyl axetat:- Các polime anđehit và xeton. Ví dụ poli acrolein.- Polime của axit cacboxylic. Ví dụ poliacrilic:- Polime nitril (có nhóm - C º N). Ví dụ poliacrilonitril:- Polime của hiđrocacbon thơm. Ví dụ polistiren:b) Polime dị mạch: Trên mạch polime có nhiều loại nguyên tố.- Mạch chính có C và O. Ví dụ poliete (poliglicol):polieste (polietylenglicol terephtalat) - Mạch chính có C, N. Ví dụ polietylenđiamin : - Mạch chính có C, N, O. Ví dụ poliuretan : 2. Cấu tạo hình học của mạch polime. Các phân tử polime thiên nhiên và tổng hợp có thể có ba dạng sau. a) Dạng mạch thẳng dài: Mỗi phân tử polime là một chuỗi mạch thẳng dài, do các mắtxich polime kết hợp đều đặn tạo ra. b) Dạng mạch nhánh: Ngoài mạch thẳng dài là mạch chính, còn có các mạch nhánh docác monome kết hợp tạo thành. c) Dạng mạch lưới không gian: Nhiều mạch polime liên kết với nhau theo nhiềuhướng khác nhau. Ví dụ trong cao su đã lưu hóa, trong chất dẻo phenolfomanđehit.Tính chất của polime. 1. Tính chất vật lý: - Là những chất rắn tinh thể hoặc vô định hình tuỳ thuộc vào trật tự sắp xếp các phântử polime. Khi các phân tử polime sắp xếp hỗn độn tạo thành trạng thái vô định hình. - Hợp chất polime không có nhiệt độ nóng chảy xác định. Phần lớn các polime khi đunnóng thì đều ra rồi chảy nhớt. Một số polime bị phân huỷ khi đun nóng. - Phần nhiều polime khó tan trong các dung môi. Có loại polime ho àn toàn không tantrong các dung môi. 2. Tính chất hoá học: Phụ thuộc thành phần và cấu tạo của polime. - Phần lớn các polime bền vững hoá học (đối với axit, kiềm, chất oxi hoá). Có chất rấtbền với nhiệt và hoá chất, ví dụ như teflon ( - CF2 - CF2 - )n. - Một số polime kém bền với tác dụng của axit và bazơ. Ví dụ: Len, tơ tằm, tơ nilon bịthuỷ phân bởi dung dịch axit hoặc kiềm do có nhóm peptit. - Những polime có liên kết đôi trong phân tử có thể tham gia phản ứng cộng. Ví dụphản ứng lưu hoá cao su.Điều chế polime: a) Phản ứng trùng hợp: Là quá trình kết hợp nhiều phân tử đơn giản giống nhau(monome) thành phân tử polime, khi đó không có sự tách bớt các phân tử nhỏ nên thànhphần nguyên tử của polime và monome giống nhau. Phân tử monome tham gia phản ứng trùng hợp phải có liên kết kép hoặc có vòngkhông bền. Ví dụ: - Phản ứng trùng hợp có thể xảy ra giữa 2 loại monome khác nhau, khi đó gọi là đồngtrùng hợp. b) Phản ứng trùng ngưng: là phản ứng tạo thành polime từ các monome, đồng thờitạo ra nhiều phân tử nhỏ, đơn giản như H2O, NH3, HCl,… Để có thể tham gia phản ứng trùng ngưng, các phân tử monome phải có ít nhất 2 nhómchức có khả năng phản ứng hoặc 2 nguyên tử linh động có thể tách khỏi phân tửmonome. - Trùng ngưng những monome cùng loại: Ví dụ: - Trùng ngưng giữa các monome khác nhau: Giữa điamin và điaxit: Giữa điaxit và rượu 2 lần rượu: (tơ lapxan)Ứng dụng của polime 1. Chất dẻo a) Định nghĩa: chất dẻo là những vật liệu polime có tính dẻo, tức là có khả năng bịbiến dạng dưới tác dụng bên ngoài và giữ được biến dạng sau khi ngừng tác dụng. b) Thành phần: - Thành phần cơ bản: là 1 polyme nào đó. Ví dụ thành phần chính của êbônit là caosu, của xenluloit là xenlulozơ nitrat, của bakelit là phenolfomanđehit. - Chất hoá dẻo: để tăng tính dẻo cho polime, hạ nhiệt độ chảy và độ nhớt của polime.Ví dụ đibutylphtalat,… - Chất độn: để tiết kiệm nguyên liệu, tăng cường một số tính chất. Ví dụ amiăng đểtăng tính chịu nhiệt. - Chất phụ: chất tạo màu, chất chống oxi hoá, chất gây mùi thơm. c) Ưu điểm của chất dẻo: - Nhẹ (d = 1,05 ¸ 1,5). Có loại xốp, rất nhẹ. - Phần lớn bền về mặt cơ học, có thể thay thế kim loại. - Nhiều chất dẻo bền về mặt cơ học. - Cách nhiệt, cách điện, cách âm tốt. - Nguyên liệu rẻ. d) Giới thiệu một số chất dẻo. - Polietilen (P.E) : Điều chế từ etilen lấy từ khí dầu mỏ, khí thiên nhiên, khí than đá. Là chất rắn, hơi trong, không cho nước và khí thấm qua, cách nhiệt, cách điện tốt. Dùng bọc dây điện, bao gói, chế tạo bóng thám không, làm thiết bị trong ngành sảnxuất hoá học, sơn tàu thuỷ. - Polivinyl clorua (P.V.C) Chất bột vô định hình, màu trắng, bền với dung dịch axit và kiềm. Dùng chế da nhân tạo, vật liệu màng, vật liệu cách điện, sơn tổng hợp, áo mưa, đĩahát… - Polivinyl axetat (P.V.A) Điều chế bằng cách : cho rồi trùng hợp. Dùng để chế sơn, keo dán, da nhân tạo. - Polimetyl acrilat và polimetyl metacrilat Điều chế bằng cách trùng hợp các este tương ứng. Là những polime rắn, không màu, trong suốt. Polimetyl acrilat dùng để sản xuất các màng, tấm, làm keo dán, làm da nhân t ạo Polimetyl metacrilat dùng làm thuỷ tinh hữu cơ. - Polistiren Dùng làm vật liệu cách điện. Polistiren dễ pha màu nên được dùng để sản xuất các đồdùng dân dụng như cúc áo, lươc… - Nhựa bakelit: Thành phần chính là phenolfomanđehit. Dùng làm vật liệu cách điện, chi tiết máy, đồdùng gia đình. - Êbonit: là cao su rắn có tới 25 - 40% lưu huỳnh. Dùng làm chất cách điện. - Têflon : rất bền nhiệt, không cháy, bền với các hoá chất. Dùng trong ...