Lý thuyết polime khoa học tự nhiên, công nghệ và khoa học xã hội ĐGNL HN

I. Khái niệm polymer

Polymer 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:

Polyethylene  (–CH₂ – CH₂–)_n  do các mắt xích –CH₂–CH₂– liên kết với nhau.

Trong đó:

+ n được gọi là hệ số polymer hóa hay độ polymer hóa.

+ CH₂ = CH₂ được gọi là monomer.

II. Phân loại polymer

1. Theo nguồn gốc

Thiên nhiên	Tổng hợp	Nhân tạo (bán tổng hợp)
Có nguồn gốc thiên nhiên. VD: cao su thiên nhiên, celluose, bông, tơ tằm…	Do con người tổng hợp nên VD: polyethylene, nhựa phenol-fomaldehyde,…	Lấy polymer thiên nhiên chế và chế hóa thành polymerrmới. VD: tơ acetate, tơ visco, …

2. Theo cách tổng hợp

Polymer trùng hợp	Polymer trùng ngưng
Tổng hợp bằng phản ứng trùng hợp VD: polyethylene, poly(methyl methacrylate), …	Tổng hợp bằng phản ứng trùng ngưng VD: nilon-6, poly(phenol-formaldehyde), …

3. Theo cấu trúc

Không phân nhánh	Có nhánh	Mạng không gian
VD: PVC, PE, PS, cao su, cellulose, tinh bột…	VD: amylopectin, glycogen	VD: nhựa rezit, cao su lưu hóa

Bài tập áp dụng:

Bài 1: Polymer nào sau đây thuộc loại polymer thiên nhiên?

A. Polyethylene.

B. Tinh bột.

C. Cellulose trinitrate.

D. Polystyrene.

Lời giải:

Polyethylene, polystyrene thuộc loại tổng hợp.

Tinh bột thuộc loại thiên nhiên.

Cellulose trinitrate thuộc loại bán tổng hợp.

Đáp án: B

 

Bài 2: Polymer có mạch phân nhánh là

A. poly(vinyl chloride)

B. polystyrene

C. cellulose

D. glycogen

Lời giải: Polymer có mạch phân nhánh là glycogen

Đáp án: D

III. Danh pháp polymer

– Tên của các polymer được cấu tạo bằng cách ghép từ poly trước tên monomer.

Ví dụ: 

(–CH₂–CH₂–)_n: polyethylene

(–C₆H₁₀O₅–)_n:  polysaccharide

– Nếu tên monomer gồm 2 từ trở lên hoặc từ hai monomer tạo nên polymer thì tên monomer phải để trong ngoặc đơn.

Ví dụ:  

(–CH₂–CHCl– )_n: poly(vinyl chloride)                           

(–CH₂–CH=CH–CH₂–CH(C₆H₅)–CH₂–)_n : poly(butadiene – styrene)

– Một số polymer có tên riêng (tên thông thường).

Ví dụ:  

(–CF₂–CF­₂–)_n: Teflon 

(–NH– [CH₂]₅–CO–)_n : Nylon-6, tơ capron

(–C₆H₁₀O₅–)_n: Cellulose

Bài tập ví dụ: Polymer (–CH₂–CHCl– )_n có tên gọi là

A. poly vinyl chloride

B. poly(vinyl chloride)

C. poly ethyl chloride

D. poly dimethyl chloro

Lời giải: Polymer tạo bởi 2 monomer là vinyl và chloride thì tên monomer phải để trong ngoặc đơn nên tên gọi là poly(vinyl chloride).         

Đáp án: B

IV. Cấu trúc polymer

+ Mạch không phân nhánh: Amilozơ, polietilen, poli(vinyl clorua)….

+ Mạch phân nhánh: Amilopectin, glicogen,…

+ Mạch không gian: Cao su lưu hoá, nhựa bakelit,…

(Mỗi hình tròn đỏ tương tự  một mắt xích monomer, với mạch không gian có nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử làm cầu nối)

V. Tính chất vật lý của polymer

– Hầu hết các polymer là chất rắn, không bay hơi, không có nhiệt độ nóng chảy xác định

– Đa số polymer không tan trong các dung môi thông thường, một số tan được trong dung môi thích hợp

– Các polymer khác nhau có đặc tính khác nhau:

+ Cách điện, cách nhiệt (polyethylene, poly(vinyl chloride),…)

+ Tính bán dẫn: polyacetylene,…

Bài tập áp dụng: Nhận xét về tính chất vật lí chung của polymer nào dưới đây không đúng?

A. Hầu hết là những chất rắn, không bay hơi

B. Đa số nóng chảy ở một khoảng nhiệt độ rộng, hoặc không nóng chảy mà bị phân hủy khi đun nóng

C. Đa số không tan trong các dung môi thông thường, một số tan trong dung môi thích hợp

D. Hầu hết polymer đều đồng thời có tính dẻo, tính đàn hồi và có thể kéo thành sợi dai, bền

Lời giải: Nhận xét không đúng là: Hầu hết polymer đều đồng thời có tính dẻo, tính đàn hồi và có thể kéo thành sợi dai, bền. Vì tính dẻo và tính đàn hồi không cùng đồng thời với nhau.

Đáp án: D

VI. Điều chế polymer

Một số ví dụ:

* Phản ứng trùng hợp

* Phản ứng đồng trùng hợp của một hỗn hợp monomer:

 Ví dụ: 

* Phản ứng trùng ngưng

Bài tập áp dụng:

Bài 1: Điều kiện của monomer để tham gia phản ứng trùng hợp là phân tử phải có

A. liên kết kết bội.

B. vòng không bền. 

C. hai nhóm chức khác nhau.

D. A hoặc B.

Lời giải: Điều kiện của monomer để tham gia phản ứng trùng hợp là phân tử phải có vòng không bền hoặc hai nhóm chức khác nhau (xem lại lí thuyết đại cương polymer)

Đáp án: D

Bài 2: Polymer nào sau đây được tổng hợp bằng phản ứng trùng hợp ?

A. Poly(vinylchloride).

B. Polysaccharide.

C. Protein.

D. Nylon-6,6.

Hướng dẫn giải

Polymer được tổng hợp bằng phản ứng trùng hợp là poly (vinyl clorua)

Đáp án: A

Bài 3: Polymer nào sau đây được tổng hợp bằng phản ứng trùng ngưng

A. Poly(methyl methacrylate).

B. Poly(hexamethylene -adipamide)

C. Poly(vinyl chloride).

D. Poly(butadiene – styrene)

Lời giải: Poly(methyl meathacrylate) ; poly(vinyl chloride), poly (buthadiene – styrene) điều chế bằng phản ứng trùng hợp

Poly(hexamethylene -adipamide) điều chế bằng phản ứng trùng ngưng

nH₂N-[CH₂]₆-NH₂ + HOOC-[CH₂]₄-COOH   (-NH-[CH₂]₆-NH-CO-[CH₂]₄-CO-)_n + nH₂O

Đáp án: B