Bài giảng Hoá học và hoá lý polyme: Chương 7

Chương 7 Tổng quan tính chất vật lý của polyme thuộc bài giảng Hoá học và hoá lý polyme, cùng nắm kiến thức trong chương này thông qua việc tìm hiểu các nội dung sau: tổng quan, đồng phân, cấu hình và cấu dạng của mạch polyme, độ mềm của mạch polyme, các yếu tố ảnh hưởng đến độ mềm dẻo của mạch, phân loại theo tính chất, khối lượng phân tử polyme, các phương pháp xác định khối lượng phân tử của polyme.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Hoá học và hoá lý polyme: Chương 7 CHÖÔNG 7 TOÅNG QUAN TÍNH CHAÁT VAÄT LYÙ CUÛA POLYME I. TOÅNG QUAN Tính chaát vaät lyù cuûa polyme phuï thuoäc vaøo thaønh phaàn hoùa hoïc cuûa noù. Tuy nhieân moái quan heä giöõa tính chaát vaät lyù vaø caáu truùc hoùa hoïc laø raát phöùc taïp. Maïch polyme ñöôïc xem laø nhöõng maïch phaân töû raát daøi vaø vì ñoù ñaõ taïo neân söï meàm deûo cho maïch phaân töû. Ngoaøi ra, khaùi nieäm meàm deûo thì coù yù nghóa nhieät ñoäng, lieân quan ñeán chuyeån ñoäng nhieät, söï quay noäi taïi cuûa moät ñoaïn maïch vôùi phaân töû beân caïnh. Caùc tính chaát vaät lyù ñaëc tröng cuûa polyme  Nhieät ñoä thuûy tinh hoùa.  Nhieät ñoä chaûy meàm.  Nhieät ñoä soâi.  Khaû naêng hoøa tan.  Ñoä nhôùt.  Löïc khaùng khi keùo. nh chaát vaät lyù ñaëc tröng cuûa polyme aûnh höôûng bôûi caùc yeáu to oä ñeàu ñaën cuûa caáu truùc phaân töû. oä meàm deûo maïch phaân töû. öïc töông taùc giöõa caùc phaân töû. hoái löôïng phaân töû trung bình. II. ÑOÀNG PHAÂN  Ñoàng phaân vò trí: theo nghóa thoâng thöôøng cuûa ñoàng phaân hoùa hoïc thaáp phaân töû. Ví duï: C5H12 coù theå coù 3 ñoàng phaân. CH3–CH2–CH2–CH2 –CH3 H H3C C C CH2 H2 CH3 CH3 H3C C CH3 CH3 Ñoàng phaân nhoùm chöùc: Ví duï C3H6O coù 3 ñoàng phaân laø Acetone, Propanol vaø Propanol–2. H3C C O Axeâ ton H3C O H3C CH2 C Propanol H CH2 H3C C Propanol 2 OH  Ñoàng phaân caáu hình – Ñoàng phaân caáu taïo: cis – trans.  Ñoàng phaân caáu daïng – Ñoàng phaân saép xeáp. III. CAÁU HÌNH VAØ CAÁU DAÏNG CUÛA MAÏCH POLYME. III.1. Ñoàng phaân caáu hình.  Ñoàng phaân caáu hình laø söï khaùc nhau veà caáu truùc khoâng gian cuûa phaân töû polym do söï saép xeáp hình hoïc cuûa caùc e nguyeân töû caáu thaønh. Caáu hình m polym ñöôïc coá ñònh töø oät e phöông phaùp truøng hôïp vaø söï chuyeån ñoåi töø caáu hình naøy sang caáu hình khaùc caàn thieát phaûi coù söï caét ñöùt cuûa m hay oät nhieàu m lieân keát vaø söï chuyeån ñoåi laø khoâng thuaän nghòch. oái  Ta chia ra 2 loaïi caáu hình tuøy theo söï hieän dieän cuûa nguyeân töû cacbon hybrides:  sp2: ñoàng phaân hình hoïc: vis, trans.  sp3: ñoàng phaân quang hoïc: tacticite, söï phaân boá caùc nhoùmchöùc hai beân m aïch phaân töû.  Ñoàng phaân caáu hình laø nhöõng hình thaùi m trong ñoù aø nhöõng nguyeân töû hoaëc nhoùmcaùc nguyeân töû ñöôïc phaân boá trong khoâng gian theo nhöõng vò trí nhaát ñònh öùng vôùi nhöõng caáu taïo xaùc ñònh. Söï chuyeån ñoåi töø caáu hình naøy sang caáu hình khaùc caàn thieát naêng löôïng ñeå thay ñoåi lieân keát hoùa hoïc vaø khoâng thuaän nghòch. III.2. Ñoàng phaân caáu daïng. Maïch polym hình thaønh töø nhieàu lieân keát σ. Lieân keát naøy e nhôø söï ñoái xöùng cao cho pheùp caùc nhoùmphaân töû quay xung quanh vò trí caän baèng cuûa noù (ñieàu naøy khaùc vôùi lieân keát π). Nhö theá m phaân töû coù theå coù caùc caáu daïng khaùc nhau do oät söï quah xung quanh lieân keát σ. Trong quaù trình quay thì phaân töû luoân giöõ tính toaøn theå cuûa noù. Do ñoù, quaù trình chuyeån töø caáu daïng naøy sang caáu daïng khaùc laø thuaän nghòch vaø khoâng laøm thay ñoåi tính chaát hoùa hoïc cuûa polym e. Ñoàng phaân caáu daïng laø nhöõng hình thaùi m trong ñoù aø nguyeân töû hay nhöõng nhoùm nguyeân töû coù theå thay ñoåi vò trí trong khoâng gian deã daøng m khoâng laøm ñöùt lieân keát hoùa aø hoïc ôû m aïch chính. Ñaëc tröng nhieät ñoäng cuûa quaù trình naøy laø söï thay ñoåi entropy cuûa heä phaân töû. V. ÑOÄ MEÀM CUÛA MAÏCH POLYME. Coù hai nguoàn goác cô baûn : o Tính chaát caân ñoái veà kích thöôùc o Hieän töôïng quay noäi taïi. IV.1. Noäi naêng quay cuûa phaân töû. Xeùt phaân töû etan C2H6, C lieân keát vôùi C baèng lieân keát σ, goùc hoùa trò cuûa sp3 laø 109o26’. Nhoùm CH3 ñaàu maïch coù theå quay theo chieàu lieân keát C–C, luùc ñoù noäi naêng cuûa heä cuõng thay ñoåi. U = f(ϕ) vôùi ϕ laø goùc quay. Tuøy theo vò trí khi quay coù truøng laép vôùi H cuûa ñaàu lueân keát beân kia hay khoâng maø noäi naêng cuûa heä ñi qua nhöõng giaù trò Ui = f(ϕ) cöïc ñaïi vaø cöïc tieåu. Ñoà thò bieán thi ...