Phản ứng đồng trùng hợp pptx

Phản ứng đồng trùng hợp Phản ứng đồng trùng hợp Phản ứng đồng trùng hợp theo cơ chế gốc Phản ứng đồng trùng hợp theo cơ chế gốc Phản ứng đồng trùng hợp theo cơ chế ion Phản ứng đồng trù

Tr ườ ng Đ i H c Công Nghi p Thành Ph H Chí Minh ạ ọ ệ ố ồ

Trung Tâm Công Ngh Hóa H c ệ ọ

GVHD : Th.S: Trần Thanh Đại NHÓM: 03

Stt Họ Đệm Tên Mã Số SV Ghi Chú

4 Lê Nguyễn Phúc Thiên 07724311

6

7

Phản ứng đồng trùng

hợp

Phản ứng đồng trùng

hợp

Phản ứng đồng trùng hợp theo cơ chế gốc

Phản ứng đồng trùng hợp theo cơ chế gốc

Phản ứng đồng trùng hợp theo cơ chế ion

Phản ứng đồng trùng hợp theo cơ chế ion

Phản ứng đồng trùng hợp rời chuyển hay phân bậc

Phản ứng đồng trùng hợp rời chuyển hay phân bậc

Các phương pháp thực nghiệm tiến hành quá trình

Các phương pháp thực nghiệm tiến hành quá trình

I.TỔNG QUAN VỀ POLYME

I.TỔNG QUAN VỀ POLYME

Polyme là các hợp chất có

khối lượng phân tử lớn và

trong cấu trúc của chúng có

sự lặp đi lặp lại nhiều lần

những đơn vị monome

Thành công của polyme là

trùng hợp polyme ở trạng

thái rắn có tính bền nhiệt

cao,có tính dẫn điện, là cơ

sở để hình thành nền công

nghiệp sản xuất polyme bền

nhiệt cao

Phản ứng đồng trùng hợp

đươc áp dụng rộng rãi trong

công nghiệp sản xuât

polyme

 Phản ứng đồng trùng hợp là quá trình kết hợp của hai hay nhiều monome khác nhau

để tạo thành polyme có sự tham gia của cả hai hay nhiều monome (nghĩa là polyme bao gồm tất cả các mắt xích cơ bản của các monome ) Polyme này gọi là các

copolyme.

 Phản ứng đồng trùng hợp sảy ra theo cơ chế gốc hay ion.

3.1 Khái niệm 3.1 Khái niệm

-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-Hopolyme

– Phản ứng đồng trùng hợp gốc được nghiên cứu rất kỹ vì có nhiều ý nghĩa thực tiễn và nghiên cứu

1.2.1 Phương trình thành phần :

nM1 + mM2 M1-M2-M1-M2 hay - (M1)n( M2)m

•Khi đồng trùng hợp,sự kích thích mạnh và tắt mạch cũng sảy ra như trùng hợp tạo thành gốc mới có nhóm cuối mắt xích M1 và M2:

R + M1 RM1

R + M2 RM2

3.2 Phản ứng đồng trùng hợp gốc 3.2 Phản ứng đồng trùng hợp gốc

1.2.2 Sự ảnh hưởng của hằng số đồng trùng hợp

1- -M1 + M1 -M1M1 v11 = k11[M1][M1] 2- -M1 + M2 -M1M2 v12 = k12[M1][M2] 3- -M2 + M1 -M2M1 v21 = k12[M2][M1] 4- -M2 + M2 -M2M2 v22 = k22[M2][M2]

–Tiếp đó, không phụ thuộc vào số và bản chất phân tử monome kết

hợp, các cuối M1 và M2 phản ứng tiếp với M1 và M2, trong đó xác suất

kết hợp của nó đươc xác định bằng hằng số kết hợp của nó, Có 4 phản

ứng cơ bản tương ứng với các hằng số k11 ,k12 ,k21 ,k22 :

3.2 Phản ứng đồng trùng hợp gốc 3.2 Phản ứng đồng trùng hợp gốc

– Sự khác nhau giữa đồng trùng hợp ion và gốc là thành phần monomer

trong copolymer tạo thành từ cùng một monome

Thí dụ : Khi đồng trùng hợp styren với metylmetacrylat, thành phần thay đổi trong copolymer như sau:

• Theo gốc ( peoxit benzoly) thành phần styrene là 51%

• Theo ion (cation, SnCl 2) thành phần styren là 99%

• Theo anion (Na kim loại) thành phần styren là 1%

 Sự phụ thuộc hàm lượng styren trong

copolyme vào hàm lượng monome ban đầu có

các đường cong khác nhau là do đặc tính của

phân tử monome kết hợp với gốc hay ion khác

nhau, bởi vì nhóm phenyl hút electron yếu hơn

nhóm OCOCH3, mật độ electron ở lien kết đôi

nhóm vinyl của styren lớn hơn ở metylmetacrylat

3

Hình 3.1, sự phụ thuộc hàm lượng styrene vào xúc tác 1-SnCl 4 ;2-(C 6 H 5 COO) 2 ;3-Na

3.3 3.3 Phản ứng đồng trùng hợp ion Phản ứng đồng trùng hợp ion

 Phản ứng đồng trùng hợp giữa hai monome có hai nhóm chức có khả năng phản ứng với nhau, trong đó một nhóm

có khả năng cho hydro và nhóm chức khác có khả năng nhận hydro.

Thí dụ :Phương pháp mới tổng hợp polyme cơ kim là đồng trùng hợp dời chuyển các nguyên tố như Si, P,

Sn, B với hợp chất chưa no

3.4 Phản ứng đồng trùng hợp rời chuyển hay phân bậc

3.5.1 Trùng hợp khối

Phản ứng này được thực hiện bằng cách giữ nhiệt độ

xác định khi khuấy một dung dịch kích thích trong

monome và các chất khác

Phương pháp này tuân theo nhưng nguyên tắc động

học , polyme thu được có dạng nóng chảy , nếu đổ ra

thành khối

3.5.2 Trùng hợp trong dung dịch

Phản ứng trùng hơp sảy ra trong dung dịch,

trong đó monomer còn polyme có thể tan hay

không tan

Phản ứng trùng hợp gốc trong dung môi ít

dùng, hiện dùng để tổng hợp acrylonitrin trong

dimetylformanmit, thu được dung dịch rồi hình

thành sợi qua lỗ nhỏ đi vào trong nước

Hình 3.2 Sơ đồ trùng hợp khối

styren

3.5 Các phương pháp thực nghiệm

3.5.3 Trùng hợp nhũ tương

Là phương pháp công nghiệp tiến hành ở nhiệt

độ thấp , tốc độ lớn , khối lượng phân tử lớn

tính đồng điều cao

 Môi trường khuyếch tán là nước hàm lương

monomer la 30- 60%  Phản ứng trùng hợp nhũ tương phụ thuộc

vào:

• Nhiệt độ

• Lượng và bản chất của chất kích thích

• lượng và bản chất của chất nhũ tương hóa

• Tỷ pha nồng độ monome trong hệ

• Độ PH của môi trường

• Tốc độ và khả năng khấy trộn

Hình 3.3:Sơ đồ của trùng hợp nhũ tương

3.5 Các phương pháp thực nghiệm

3.5.4 Trùng hợp huyền phù

Phản trùng hợp huyền phù giống như phản ứng trùng hợp

nhũ tương, nhưng thường khấy trộn monomer với nước và

chất ổn định là những polymer hóa nước như

polyvinylancol… thu được polymer ở dạng hạt, do đó còn gọi

là trùng hợp hạt

Cơ chế của phản ứng trùng hợp huyền phù giống như trùng

hợp khối

3.5.5 Trùng hợp trong pha khí

Phương pháp trùng hợp trong pha khí ít dùng và không có ứng dụng thực tế

Vi dụ :

Trùng hợp cation của ete vinylic khi đưa ete vào trên xúc tác BF3 phản

trùng hợp xảy ra chớp nhoáng nhưng khối lượng phân tử thấp

3.5.6 Trùng hợp trong pha rắn

xảy ra ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ nóng chảy Có hai

dạng :

+Phản ứng trùng hợp trong pha rắn nhanh +Phản ứng trùng hợp trong pha rắn chậm

3.5 Các phương pháp thực nghiệm

3.5.7 Trùng hợp copolyme ghép

3.5.7.1 Phản ứng chuyền mạch

Phương pháp này dùng một polyme đã có sẵn nhờ có chuyền mạch mà monome mới trùng hợp tiếp tục kết hợp với mạch polyme

VD: Polyvinylaxetat ghép với acrylonnitrin

3.5.7.2 Phương pháp đồng trùng hợp

Phương pháp này dùng polyme chứa liên kết đôi để đồng trùng hợp với monome thêm vào

3.5 Các phương pháp thực nghiệm

3.5.7.3 Phương pháp tạo điểm hoạt động

Phương pháp tạo trung tâm hoạt động trong mạch chính để các monome

khác ghép vào mạch ở chính chổ trung tâm hoạt động đó

VD: ghép styren vào copolyme của styren và p- isopropylstyren

3.5.7.4 Phương pháp bức xạ

Là phương pháp dùng những tia bức xạ có năng lượng lớn để phân cắt nguyên tử nào đó tạo nên gốc tự do làm trung tâm hoạt động cho phản ứng ghép

Phương pháp bức xạ có thể tiến hành bằng các cách sau:

- Chiếu sáng lên hỗn hợp hay dung dịch của hai polyme

- Chiếu sáng lên polyme trong dung dịch hay nhũ tương cùng với monome

- Chiếu sáng vào polyme chỉ trong môi trường oxy khí quyển

3.5 Các phương pháp thực nghiệm

3.5.7.5 Phương pháp cơ học

Khi tác dụng cơ học trên polyme (nghiền, ép, siêu âm, đông lạnh dung dịch…) xảy ra phá hủy phân tử polyme tạo nên các gốc polyme

VD: Khi phá hủy cơ học polyme có mặt monome, các gốc polyme sẽ kích thích trùng hợp với

monome

3.5.8 Phương pháp trùng hợp copolyme khối

Copolyme khối có thể thu được bằng phản ứng trùng hợp hay trùng ngưng… bằng các nhóm cuối mạch, bằng sự phân hủy…

VD: Khi trùng ngưng polyeste từ diaxit và diol

Trùng hợp monome khi có chất điều hòa hay dung môi có khả năng chuyền mạch (CBr4, CBrCl3…)

3.5 Các phương pháp thực nghiệm

3.6 ứng dung

 Để giảm tính giòn, đồng trùng hơp PS với cao su butadien ta có đươc cao su SBR:

Tăng khả năng nhuôm màu, đồng

trùng hơp PS với vinyl pyridil:

Cao su butyl đươc trùng hơp từ isobutylen

và môt lương nhỏ isoprene có khả năng

chống thấm khí rất cao: