Những bài học hữu ích về Hóa hữu cơ ( phần 3)

Tuyển tập Hóa hữu cơ ( phần 13) Hợp chất cao phân tử và vật liệu Polime Định 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 ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Những bài học hữu ích về Hóa hữu cơ ( phần 3) Tuyển tập Hóa hữu cơ ( phần 13)Hợp chất cao phân tử và vật liệu PolimeĐịnh 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 chấtcao phân tử hay polime. Ví dụ: Cao su thiên nhiên, tinh bột, xenlulozơ là những polime thiênnhiên. 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 d ị 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 thẳngdài, do các mắt xich polime kết hợp đều đặn tạo ra. b) Dạng mạch nhánh: Ngoài mạch thẳng dài là mạch chính, còn có cácmạch nhánh do các monome kết hợp tạo thành. c) Dạng mạch lưới không gian: Nhiều mạch polime liên kết với nhautheo nhiều hướng khác nhau. Ví dụ trong cao su đã lưu hóa, trong chấtdẻo 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 sắpxếp các phân tử polime. Khi các phân tử polime sắp xếp hỗn độn tạothành trạng thái vô định hình. - Hợp chất polime không có nhiệt độ nóng chảy xác định. Phần lớn cácpolime khi đun nóng thì đều ra rồi chảy nhớt. Một số polime bị phân huỷkhi đun nóng. - Phần nhiều polime khó tan trong các dung môi. Có loại polime hoàntoàn không tan trong 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 oxihoá). Có chất rất bền 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, tơtằm, tơ nilon bị thuỷ phân bởi dung dịch axit hoặc kiềm do có nhómpeptit. - Những polime có liên kết đôi trong phân tử có thể tham gia phản ứngcộng. Ví dụ phản ứng lưu hoá cao su.Điều chế polime: a) Ph ản ứng trùng h ợp: Là quá trình kết hợp nhiều phân tử đơn giảngiống nhau (monome) thành phân tử polime, khi đó không có sự tách bớtcác phân tử nhỏ nên thành phần nguyên tử của polime và monome giốngnhau. Phân tử monome tham gia phản ứng trùng hợp phải có liên kết képhoặc có vòng không bền. Ví dụ: - Phản ứng trùng hợp có thể xảy ra giữa 2 loại monome khác nhau, khiđó gọi là đồng trùng hợp . b) Phản ứng trùng ngưng: là phản ứng tạo thành polime từ cácmonome, đồng thời tạo ra nhiều phân tử nhỏ, đơn giản như H 2O, NH3,HCl,… Để có thể tham gia phản ứng trùng ngưng, các phân tử monome phảicó ít nhất 2 nhóm chức có khả năng phản ứng hoặc 2 nguyên tử linh độngcó thể tách khỏi phân tử monome. - 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) Đ ịnh nghĩa: chất dẻo là nh ững vật liệu polime có tính dẻo, tức là cókhả năng bị biến dạng dưới tác d ụng bên ngoài và giữ đ ược biến dạng saukhi ngừng tác dụng. b) Thành phần: - Thành phần cơ bản : là 1 polyme nào đó. Ví dụ thành phần chính củaêbônit là cao su, của xenluloit là xenlulozơ nitrat, của bakelit làphenolfomanđehit. - Chất hoá dẻo: để tăng tính dẻo cho polime, hạ nhiệt độ chảy và độnhớt của polime. Ví dụ đibutylphtalat,… - Chất độn: để tiết kiệm nguyên liệu, tăng cường một số tính chất. Vídụ amiăng để tăng 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) G iới thiệu một số chất dẻo. : Điều chế từ etilen lấy từ khí dầu - Polietilen (P.E)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 b ọc dây điện, bao gói, chế tạo bóng thám không, làm thiết bịtrong ngành sản xuất hoá học, sơn tàu thuỷ. - Polivinyl clorua (P.V.C) Chất bột vô định hình, mà ...