Hoá học hợp chất cao phân tử

Hoá học hợp chất cao phân tử Bộ tài liệu sưu tập gồm nhiều Bài tập THCS, THPT, luyện thi THPT Quốc gia, Giáo án, Luận văn, Khoá luận, Tiểu luận…và nhiều Giáo trình Đại học, cao đẳng của nhiều lĩnh vực: Toán, Lý, Hoá, Sinh…. Đây là nguồn tài liệu quý giá đầy đủ và rất cần thiết đối với các bạn sinh viên, học sinh, quý phụ huynh, quý đồng nghiệp và các giáo sinh tham khảo học tập. Xuất phát từ quá trình tìm tòi, trao đổi tài liệu, chúng tôi nhận thấy rằng để có được tài liệu mình cần và đủ là một điều không dễ, tốn nhiều thời gian, vì vậy, với mong muốn giúp bạn, giúp mình tôi tổng hợp và chuyển tải lên để quý vị tham khảo. Qua đây cũng gởi lời cảm ơn đến tác giả các bài viết liên quan đã tạo điều kiện cho chúng tôi có bộ sưu tập này. Trên tinh thần tôn trọng tác giả, chúng tôi vẫn giữ nguyên bản gốc. Trân trọng. ĐỊA CHỈ DANH MỤC TẠI LIỆU CẦN THAM KHẢO http:123doc.vntrangcanhan348169nguyenductrung.htm hoặc Đường dẫn: google > 123doc > Nguyễn Đức Trung > Tất cả (chọn mục Thành viên) DANH MỤC TẠI LIỆU ĐÃ ĐĂNG A. HOÁ PHỔ THÔNG 1. CHUYÊN ĐỀ LUYỆN THI ĐẠI HỌC HÓA HỮU CƠ PHẦN 1, PDF 2. CHUYÊN ĐỀ LUYỆN THI ĐẠI HỌC HÓA HỮU CƠ PHẦN 1, Word 3. CHUYÊN ĐỀ LUYỆN THI ĐẠI HỌC HÓA HỮU CƠ PHẦN 2. PHẦN HỢP CHẤT CÓ NHÓM CHỨC 4. CHUYÊN ĐỀ LUYỆN THI ĐẠI HỌC HÓA HỌC VÔ CƠ PHẦN 1. CHUYÊN Đề TRÌNH HÓA VÔ CƠ 10 VÀ 11 5. CHUYÊN ĐỀ LUYỆN THI ĐẠI HỌC HÓA HỮU CƠ PHẦN 2. PHẦN HỢP CHẤT CÓ NHÓM CHỨC 6. BỘ ĐỀ LUYỆN THI ĐẠI HỌC MÔN HÓA HỌC 140 7. BỘ ĐỀ LUYỆN THI ĐẠI HỌC MÔN HÓA HỌC 4170 8. ON THI CAP TOC HỌC HÓA HỮU CƠ PHẦN 1, PDF 9. TỔNG HỢP KIẾN THỨC HÓA HỌC PHỔ THÔNG 10. 70 BỘ ĐỀ LUYỆN THI ĐẠI HỌC MÔN HÓA HỌC, word 11. CHUYÊN ĐỀ VÔ CƠ, LỚP 11 – 12. ĐẦY ĐỦ CÓ ĐÁP ÁN 12. Bộ câu hỏi LT Hoá học 13. BAI TAP HUU CO TRONG DE THI DAI HOC 14. CAC CHUYEN DE LUYEN THI CO DAP AN 48 15. GIAI CHI TIET CAC TUYEN TAP PHUONG PHAP VA CAC CHUYEN DE ON THI DAI HOC. 86 16. PHUONG PHAP GIAI NHANH BAI TAP HOA HOC VA BO DE TU LUYEN THI HOA HOC 274 17. TỔNG HỢP BÀI TẬP HÓA HỌC LỚP 12 18. PHAN DANG LUYEN DE DH 20072013 145 19. BO DE THI THU HOA HOC CO GIAI CHI TIET.doc 20. Tuyển tập Bài tập Lý thuyết Hoá học luyện thi THPT Quốc gia 21. PHÂN DẠNG BÀI TẬP HOÁ HỌC ÔN THI THPT QUỐC GIA 57 22. BỘ ĐỀ LUYỆN THI THPT QUỐC GIA MÔN HOÁ CÓ ĐÁP ÁN 29 ĐỀ 145 23. BỘ ĐỀ LUYỆN THI THPT QUỐC GIA MÔN HOÁ CÓ ĐÁP ÁN PHẦN 2 B. HỌC SINH GIỎI 1. Bồi dưỡng Học sinh giỏi Hoá THPT Lý thuyết và Bài tập 2. Tài liệu hướng dẫn thí nghiệm thực hành học sinh giỏiolympic Hoá học 54 3. CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI HOÁ LÝ THUYẾT VÀ BÀI TẬP 17 4. ĐỀ THI CHUYÊN HOÁ CÓ HƯỚNG DẪN CHI TIẾT PHẦN ĐẠI CƯƠNG VÔ CƠ 5. Tuyển tập Đề thi Bồi dưỡng Học sinh giỏi Hoá THCS Lý thuyết và Bài tập 6. Chuyên đề Bồi dưỡng HSG Hoá học, 12 phương pháp giải toán C. HOÁ ĐẠI HỌC, SAU ĐẠI HỌC 1. ỨNG DỤNG CỦA XÚC TÁC TRONG HÓA HỮU CƠ 2. CƠ CHẾ PHẢN ỨNG TRONG HÓA HỮU CƠTIỂU LUẬN 3. TL HÓA HỌC CÁC CHẤT MÀU HỮU CƠ 4. GIÁO TRÌNH HÓA HỮU CƠ DÀNH CHO SINH VIÊN CĐ, ĐH, Hóa học Hữu cơ, tập 1 của tác giả Đỗ Đình Rãng Hóa học Hữu cơ, tập 2 của tác giả Đỗ Đình Rãng Hóa học Hữu cơ, tập 3 của tác giả Đỗ Đình Rãng Hóa học Hữu cơ, tập 1 của tác giả Thái Doãn Tĩnh Hóa học Hữu cơ, tập 2 của tác giả Thái Doãn Tĩnh Hóa học Hữu cơ, tập 3 của tác giả Thái Doãn Tĩnh Cơ chế Hóa học Hữu cơ, tập 1 của tác giả Thái Doãn Tĩnh Cơ chế Hóa học Hữu cơ, tập 2 của tác giả Thái Doãn Tĩnh Cơ chế Hóa học Hữu cơ, tập 3 của tác giả Thái Doãn Tĩnh 5. VAI TRÒ SINH HỌC CỦA CÁC HỢP CHẤT VÔ CƠ 44 6. BÀI TẬP NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC 40 7. Giáo trình Hoá học phân tích 8. Giáo trình Khoa học môi trường. http:baigiang.violet.vnpresentshowentry_id489754 9. Giáo trình bài tập Hoá Hữu cơ 1 10. Giáo trình bài tập Hoá Hữu cơ 2 11. Giáo trình bài tập Hoá Phân tích 1 12. Thuốc thử Hữu cơ 13. Giáo trình môi trường trong xây dựng 14. Bài tập Hóa môi trường có đáp án đầy đủ nhất dành cho sinh viên Đại họcCao đẳng 15. Mô hình, mô hình hóa và mô hình hóa các quá trình môi trường 16. Cây trồng và các yếu tố dinh dưỡng cần thiết 17. Đất đồng bằng và ven biển Việt Nam 18. Chất Hữu cơ của đất, Hóa Nông học 19. Một số phương pháp canh tác hiện đại,Hóa Nông học 20. Bài tập Hoá Đại cương có giải chi tiết dành cho sinh viên Đại học 21. Hướng dẫn học Hoá Đại cương dành cho sinh viên ĐH, CĐ 22. Bài giảng Vai trò chất khoáng đối với thực vật PP 23. Giáo trình Thực hành Hoá vô cơ dành cho sinh viên ĐH, CĐ 24. Bài tập Vô cơ dành cho sinh viên Đại học, Cao đẳng có giải chi tiết 25. Bài tập Vô cơ thi Olympic dành cho sinh viên Đại học, Cao đẳng có giải chi tiết 26. Bài giảng Hoá học Phức chất hay và đầy đủ 27. Bài giảng Hoá học Đại cương A1, phần dung dịch 28. Bài tập Hoá lý tự luận dành cho sinh viên có hướng dẫn đầy đủ 29. Bài tập Hoá lý trắc nghiệm dành cho sinh viên có đáp án đầy đủ 30. Khoá luận Tốt nghiệp bài tập Hoá lý 31. Giáo trình Hoá Phân tích dành cho sinh viên Đại học, cao đẳng 32. Bài giảng Điện hoá học hay dành cho sinh viên Đại học, cao đẳng 33. Bài tập Hoá học sơ cấp hay dành cho sinh viên Đại học, cao đẳng 34. Bài giảng phương pháp dạy học Hoá học 1 35. Bài giảng Công nghệ Hoá dầu Bài tập Hoá sinh học hay có đáp án dành cho sinh viên Đại học, cao đẳng Hoá học hợp chất cao phân tử D. HIỂU BIẾT CHUNG 1. TỔNG HỢP TRI THỨC NHÂN LOẠI 2. 557 BÀI THUỐC DÂN GIAN 3. THÀNH NGỬCA DAO TỤC NGỬ ANH VIỆT 4. CÁC LOẠI HOA ĐẸP NHƯNG CỰC ĐỘC 5. GIAO AN NGOAI GIO LEN LOP 6. Điểm chuẩn các trường năm 2015 E. DANH MỤC LUẬN ÁNLUẬN VĂNKHOÁ LUẬN… 1. Công nghệ sản xuất bia 2. Nghiên cứu chiết tách và xác định thành phần hóa học trong hạt tiêu đen 3. Giảm tạp chất trong rượu 4. Tối ưu hoá quá trình điều chế biodiesel 5. Tinh dầu sả 6. Xác định hàm lượng Đồng trong rau 7. Tinh dầu tỏi 8. Tách phẩm mầu 9. Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm 10. Tinh dầu HỒI 11. Tinh dầu HOA LÀI 12. Sản xuất rượu vang 13. VAN DE MOI KHO SGK THI DIEM TN 14. TACH TAP CHAT TRONG RUOU 15. Khảo sát hiện trạng ô nhiễm arsen trong nước ngầm và đánh giá rủi ro lên sức khỏe cộng đồng 16. REN LUYEN NANG LUC DOC LAP SANG TAO QUA BAI TAP HOA HOC 10 LV 151 17. Nghiên cứu đặc điểm và phân loại vi sinh vật tomhum 18. Chọn men cho sản xuất rượu KL 40 19. Nghiên cứu sản xuất rượu nho từ nấm men thuần chủng RV 40 20. NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ HOẠT TÍNH SINH HỌC CÂY DẤU DẦU LÁ NHẴN 21. LUẬN ÁN TIẾN SĨ CHẾ TẠO KHẢO SÁT ĐẶC TÍNH ĐIỆN HOÁ CỦA ĐIỆN CỰC 21 22. NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA MỘT SỐ LOÀI THUỘC CHI UVARIA L. HỌ NA (ANNONACEAE) 23. Nghiên cứu chiết tách và xác định thành phần hóa học trong dịch chiết từ đài hoa bụp giấm 24. Nghiên cứu chiết tách và xác định thành phần hóa học trong quả mặc nưa 25. Nghiên cứu xử lý chất màu hữu cơ của nước thải nhuộm …bằng phương pháp keo tụ điện hóa 26. Nghiên cứu và đề xuất hướng giải quyết các vấn đề khó và mới về hoá hữu cơ trong sách giáo khoa hoá học ở Trung học phổ thông 27. Nghiên cứu chiết xuất pectin từ phế phẩm nông nghiệp, thực phẩm 28. Chiết xuất quercetin bằng chất lỏng siêu tới hạn từ vỏ củ Hành tây 29. Thành phần Hóa học và hoạt tính Kè bắc bộ pp 30. Nghiên cứu phương pháp giảm tạp chất trong rượu Etylic 31. Tối ưu hoá quá trình điều chế biodiesel từ mỡ cá tra với xúc tác KOHγAl2O3 bằng phương pháp bề mặt đáp ứng 32. Tối ưu hoá quá trình chiết ANTHOCYANIN từ bắp cải tím F. TOÁN PHỔ THÔNG 1. TUYEN TAP CAC DANG VUONG GOC TRONG KHONG GIAN 2. Luyện thi THPT Quốc gia môn Toán 500 câu có đáp án 3. Phân dạng Luyện thi THPT Quốc gia môn Toán 4. Bộ đề Trắc nghiệm Luyện thi THPT Quốc gia môn Toán 5. Chuyên đề Trắc nghiệm Luyện thi THPT Quốc gia môn Toán 6. Bộ đề Thi thử Trắc nghiệm THPT Quốc gia môn Toán 7. Bộ đề kiểm tra trắc nghiệm 1 tiết phút môn Toán lớp 12 8. Bài tập trắc nghiệm môn toán lớp 12, luyện thi THPT quốc gia tổng hợp rất nhiều P1 9. Bài tập trắc nghiệm môn toán lớp 12, luyện thi THPT quốc gia tổng hợp rất nhiều P2 10. Bài tập trắc nghiệm môn toán lớp 12, luyện thi THPT quốc gia tổng hợp rất nhiều P3 11. Bài tập trắc nghiệm môn toán Giải tích lớp 12, luyện thi THPT quốc gia P1 có đáp án 12. Bài tập trắc nghiệm môn toán Giải tích lớp 12, luyện thi THPT quốc gia P2 13. Phân dạng Bài tập trắc nghiệm môn toán lớp 12, luyện thi THPT quốc gia 14. Bài tập trắc nghiệm môn toán Hình học lớp 12, luyện thi THPT quốc gia. 15. Bài tập trắc nghiệm môn toán Hình học lớp 12, luyện thi THPT quốc gia có đáp án 16. Phân dạng Bài tập trắc nghiệm môn toán Hình học lớp 12, luyện thi THPT quốc gia 17. Đề Thi thử Trắc nghiệm THPT Quốc gia môn Toán 18. Đề Thi thử Trắc nghiệm THPT Quốc gia môn Toán có đáp án 19. Đề Thi thử Trắc nghiệm THPT Quốc gia môn Toán có giải chi tiết 20. Ôn tập Toán 12, luyện thi THPT Quốc gia 21. Phân dạng bài tập hình học 11 rất hay có giải chi tiết các dạng 22. Bài tập trắc nghiêm Toán 11 23. Đề trắc nghiệm toán đại số 12 dành cho kiểm tra 1 tiêt, 15 phút có đáp án G. LÝ PHỔ THÔNG 1. GIAI CHI TIET DE HOC SINH GIOI LY THCS

HOÁÁÁÁ H H HỌ Ọ ỌC CAO PHÂN T C CAO PHÂN T C CAO PHÂN TỬ Ử

TS Đoàn Thị Thu Loan

Khoa Hoá - Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng

Chương 1: NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN

1.1 Giới thiệu chung

-Người dân Nam Mỹ ở thời kỳ tiền sử đã biết dùng cao su thiên nhiên để tạo các sản phẩm (1492)

-Biến tính polyme tự nhiên (giữa thế kỷ 19)

-Tổng hợp polyme (đầu thế kỷ 20)

-Khoa học polyme bắt đầu từ 1920

-Khoa học và công nghệ các hợp chất Cao phân tử phát triển mạnh vào những năm 60-70

1.2 Khái niệm cơ bản

Polym er

• Mắc xích cơ sở

) CH ( CH2 n

Mắc xích cơ sở

• Độ trùng hợp

Ex: Polystyren

) CH

M = n * m M: Khối lượng phân tử polymerm: Khối lượng một mắc xích cơ sở

degree of polymerization (DP) - the number of monomer units incorporated into

a polymer chain

monodisperse - describing a polymer sample consisting of molecules, all of

which have the same chain length

(an ideal, hypothetical situation, except in natural macromolecules)

polydisperse - describing a polymer consisting of molecules with a variety of

chain lengths (and hence molecular weights) - the real life situation for synthetic polymers

Descriptions of polymer size:

Polydispersity/Molecular Weight Distribution:

Types of Molecular Weight

Phân bố khối lượng phân tử

Example: Polydispersity of a sample

M n = ? g/mol

M w = ? g/mol PDI = M w /M n = ?

50,000 70,000 82,000 93,000 102,000

Ni

(mol or # fxn)

Mi: KLPT của phân tử thứ i

Ni: Số phân tử có KLPT Mi

-Various types of rheometers and viscometers is vital for processing

-Flow under conditions of temperature, pressure or shear.

Rheological Properties

+Polymer vô cơ

-Polydimetylsiloxan, Polyphotphat, thuỷ tinh, …

-Grafit

1.3 Phân loại

+Polymer mạch cacbon

Ví dụ:

+Polymer dị mạch

+Polymer vô cơ -Kim cương

-Sợi Thuỷ tinh, Amiăng, Bo,…

-Theo thành phần monome:

•Copolymers (heteropolymers)

•Homopolymers

18

-Theo cách sắp xếp nhóm chức trong không gian:

Isotactic

Atactic Syndiotactic

20

-Theo tính chất cơ lý:

D ựa vào hiệu ứng của polymer với nhiệt độ

-Nhựa nhiệt dẻo -Nhựa nhiệt rắn -Vật lệu đàn hồi

1.4 Nomenclature (danh pháp)

Poly + (monomer/repetitive unit)

•Ex 1: poly(vinyl clorua) = poly + vinyl clorua

•Dựa vào tên nhóm chức:

•Trivial names (frequently for natural polymers)

-Source: cellulose

-Source and chemical property : nucleic acid

-Main use: starch

•Trade name : nylon 6, nylon 6,6,…

và trùng ng ưng

Chương 2 Polymerization (Trùng hợp)

2.1 Khái niệm:

• Trùng hợp là phản ứng kết hợp các monome để tạo thành polyme trong đó thành phần hoá học của mắc xích cơ sở không khác thành phần monome ban đầu

Ex:

2.2 Đặc điểm:

•Phản ứng trùng hợp làm giảm độ chức (độ không no) của hỗn hợp phản ứng

•Giảm số phân tử chung trong hệ và tăng trọng lượng phân tử trung bình

•Các phân tử polyme được hình thành rất sớm với vận tốc lớn

•Phản ứng trùng hợp là phản ứng cộng

.

.

2.4.2 Các giai đoạn của trùng hợp gốc:

a Khơi mào:

-Tạo ra các gốc tự do dưới tác động của điều kiện bên ngoài

a.1 Khơi mào nhiệt độ:

Ex: CH2=CHX CH. 2- CHX (lưỡng gốc).

*Đặc điểm:

-Các lưỡng gốc tác dụng với monome và phát triển mạch tạo polyme

-Cơ chế bẻ gãy nối đôi chưa được xác định rõ ràng

-Dưới tác dụng của nhiệt đi kèm với tác dụng của oxy không khí hoặc tạp chất sẽthay đổi toàn bộ cơ chế quá trình

-Dưới tác dụng nhiệt nhiều phản ứng phụ xảy ra có khi không khống chế được

to

2 f: lượng gốc tạo thành dưới tác dụng của một lượng tử ánh sáng

-Năng lượng hoạt hoá của quá trình kích thích quang hoá trùng hợp E=0 và không

phụ thuộc nhiệt độ

-Tốc độ phản ứng xảy ra nhanh khi có chiếu sáng và giảm dần khi tắt ánh sáng

-Chủ yếu dùng trong nghiên cứu, hạn chế trong sản xuất do khó khăn trong việc

trang bị chiếu sáng

Kh ơi mào ánh sáng (UV)

a.3 Khơi mào dùng các bức xạ:

-Tác nhân khơi mào gồm:

+Tia β (e-)+ Tia α (He2+)+ Tia X

-Sản phẩm có độ tinh khiết cao

-Trở ngại duy nhất là giá thành cao (phải có thiết bị bảo vệ)

a.4 Khơi mào dùng chất khơi mào hoá học

*Những chất khơi mào thường dùng:

-Acyl peroxides such as acetyl and benzoyl peroxides

-Alkyl peroxides such as cumyl and t-butyl peroxides

-Hydroperoxides such as t-butyl and cumyl hydroperoxides

-Peresters such as t-butyl perbenzoate:

Ch ất khơi mào hoá học

CH CH2X

CH2 CH

CH CH2X

CH CH2X

CH2 CH

X

ĐuôiĐầu

CH CH2X

c Phản ứng ngắt mạch:

~CH=CH2 + CH3-CH2~disproportionation/isomerization

O.

O

O

++

Hydroquinon

d Phản ứng truyền mạch

-Thường xảy ra trong quá trình trùng hợp

-Làm ngừng phản ứng phát triển mạch phân tử, nhưng không làm giảm trung

tâm hoạt động trong hệ thống

- Các loại phản ứng truyền mạch chính:

+ Truyền mạch sang monome

+ Truyền mạch sang polyme

+ Truyền mạch sang dung môi

+ Truyền mạch qua chất khơi mào

2.4.3 Động học của phản ứng trùng hợp gốc

a Các quy ước để đơn giản hoá

-Trạng thái “dừng”: quá trình trùng hợp gốc sẽ phát triển đến một lúc đạt trạng thái

ổn định, nghĩa là: vận tốc khơi mào bằng vận tốc ngắt mạch hay nồng độ gốc tự

do không thay đổi theo thời gian:

-Monome chỉ tiêu hao trong quá trình phát triển mạch, còn sự tiêu hao monome trong phản ứng khởi đầu và truyền mạch là không đáng kể

-Quá trình truyền mạch không làm thay đổi hoạt tính của gốc

Các quy ước để đơn giản hoá

kd: hằng số tốc độ phân huỷ chất khơi mào

ki: hằng số tốc độ quá trình khơi mào

với

Tương ứng với lượng monome tiêu hao theo thời gian

Tương ứng với số gốc tự do polyme tiêu hao trong

một đơn vị thời gian, tương ứng số polyme hình thành trong một đơn vị thời gian

•Trường hợp không có phản ứng truyền mạch

*Tắt mạch theo cơ chế tái hợp gốc:

ν 2

I k

M K

2 2

[ ] [ ]12

I k

M K

ki kt [I]

[M]

*Độ trùng hợp trung bình

•Trường hợp có phản ứng truyền mạch

[ ] [ ] [ ] k [ ] [ ] M

I k M

k

S k

k

k M

k

v k P

1

p

i p

s p

m 2

2 p

p t

+ +

+

=

i s

m, k , k

k : hằng số tốc độ quá trình truyền mạch sang

monome, dung môi, chất khơi mào

2.4.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trùng hợp gốc

RT

2

E 2

E E

A

A A

ln k

k k

ln

2 1

t

i p

2 1

t

i p

[ ] [ ]12

I k

M K

Với

[ ]

E 2

E 2

E

I

M ln

A A

A ln

P

ln

p t

i

2

1 2

1 i 2 1 p

M K'

e Tạp chất và oxy

-Sự ảnh hưởng của tạp chất và oxy không khí phụ thuộc bản

chất monome

-Khi có mặt oxy, có thể làm tăng hoặc giảm tốc độ phản ứng

-Cấu tạo mạch polyme sẽ không đồng nhất

-Tạp chất thường có mặt trong monome hoặc dung môi,…

•Phương pháp đơn giản

•polyme có độ tinh khiết cao

•Vận tốc phản ứng cao, năng suất lớn

•Có thể trùng hợp ngay trong khuôn mẫu, tạo sản phẩm có hình thù phức tạp

*Nhược điểm:

•Dễ bị nhiệt cục bộ do độ nhớt cao

-Nên tiến hành tổng hợp trong thiết bị nhỏ

-Khống chế quá trình phản ứng chậm

-Tuy nhiên sẽ không kinh tế

•Sản phẩm dạng khối lấy sản phẩm và gia công khó khăn

Trùng h ợp khối

Hoà tan monome và polyme

Hoà tan monome, không hoà tan polyme

*Quá trình phản ứng thường:

•Gia nhiệt

•Khuấy trộn

*Ưu điểm:

•Không có hiện tượng nhiệt cục bộ

•Dung môi làm giảm độ nhớt giúp phản ứng xảy ra êm dịu hơn

*Nhược điểm:

Dung môi hữu cơ độc, đắt tiền (không kinh tế), dễ cháy

c Trùng hợp nhũ tương (Dị thể)

101

100 102 103 104 105 106 (nm)

Emulsion polymerization

Suspension polymerization

Nonaqueous dispersion

Kích thước hạt tiêu biểu đạt được trong trùng hợp dị thể

•Phải có độ hoà tan tối thiểu, liên quan đến sự khuyếch tán cũng

như sự tiến vào của các gốc tự do

•Nếu monome hoà tan tốt trong nước thì đồng thời sẽ có trùng

hợp dung dịch xảy ra

•Nếu polyme hoà tan trong nước được tạo thành có thể làm thay

đổi độ nhớt của latex

monome

Trùng hợp nhũ tương

S 2 SO4•−

Trùng hợp nhũ tương

+Hệ oxy hoá khử với các peroxide

Thường dùng các hệ sau:

Ex1: Fe2+ + HO-OH HO- + HO + Fe. 3+

− 2 8

2 5

6H COO)

(C C6H5N(CH 3)2 C6H5COO• C6H5COO− [ ]+

2 3 5

6H N(CH )C

Fe C6H5 −C− O•

CH3

CH3

+ 3

Chất hoạt động bề mặt (Chất nhũ hoá, xà phòng, chất ổn định)

• Cấu tạo phân tử gồm 2 đầu:

+ Một đầu ưa nước

+ Và một đầu kỵ nước (mạch hydrocacbon dài)

•Vai trò: Làm giảm sức căng bề mặt phân chia giữa hai pha nước-monome

+Tạo nên các mixen dạng phẳng (tấm) hay dạng cầu+Ổn định các giọt monome

+Ổn định các hạt polyme phát triển tạo sản phẩm ổn định

Kỵ nước Ưa nước

Trùng hợp nhũ tương

•Phân loại chất hoạt động bề mặt:

+Giai đoạn I: Các hạt polyme bắt đầu được hình thành

+Giai đoạn II: sự lớn dần của các hạt polyme với sự cung cấp đều đặn monome

+Giai đoạn III: sự cung cấp monome dừng, do vậy tốc độ giảm dần

Trùng hợp nhũ tương trải qua 3 giai đoạn:

*Quá trình trùng hợp nhũ tương:

•Đầu tiên, monome được phân tán thành những giọt

nhỏ, ổn định bằng chất nhũ hoá tạo nên các

mixen trong pha nước (Fig.1)

Fig.1

Trùng hợp nhũ tương

* Ưu:

•Sản phẩm cuối cùng là latex polyme với nồng độ cao (70-80%)

•Thoát nhiệt phản ứng dễ dàng hơn

+Tạo polyme có KLPT cao hơn

• Phản ứng xảy ra ở độ nhớt thấp +Độ chuyển hoá monome cao trong

khoảng thời gian ngắn

•Hiệu quả kinh tế cao

*Nh ược:

•Tạp chất nhiều

Trùng hợp nhũ tương

*Cơ chế:

•Giống trùng hợp khối, mỗi giọt xem như là một bình phản ứng huyền phù trong

nước, nên còn gọi là trùng hợp khối trong giọt

•Các giọt monome phân tán trong nước thô hơn trong TH nhũ tương

• Hệ được ổn định nhờ chất ổn định huyền phù

•Chất khởi đầu tan trong monome khơi mào cho phản ứng trùng hợp xảy ra trong

các giọt monome tạo nên các tiều phân hay các hạt hình cầu (polyme)

•Các tiểu phân hay các hạt hình cầu này dễ tách ra khi ngừng khuấy và không cần

•Pha nước đóng vai trò là tác nhân truyền nhiệt hữu hiệu

•Độ nhớt trong bình phản ứng duy trì không đổi

•Khối lượng phân tử cao

•Độ đa phân tán nhỏ

So sánh giữa TH nhũ tương và TH huyền phù

•Chất khởi đầu tan trong monome

•Kích thước hạt polyme lớn hơn

•TH xảy ra trong giọt

•Sản phẩm tinh khiết hơn

•Chất khởi đầu tan trong nước

•Kích thước hạt polyme bé hơn

•TH xảy ra trong các mixen

•Sản phẩm chứa nhiều tạp chất hơn

TH huyền phù

TH nhũ tương

2.5 Trùng hợp ion

-Là phản ứng tổng hợp polyme mà trung tâm hoạt động là ion

-Dựa vào bản chất trung tâm hoạt động: TH cation và TH anion

2.5.1 Đặc điểm:

•Phản ứng mang tính chọn lọc, xảy ra dưới tác dụng của xúc tác TH xúc tác

•Phụ thuộc loại nhóm thế có mặt trong monome, sử dụng chất xúc tác thích hợp:

δ-R +

CH2 CH X

R+

-Nhóm thế đẩy điện tử (alkyl, alkoxy,…) TH cation

-Nhóm thế hút điện tử (-CN, -NO2, -COOH,…) TH anion

-Đối với styren, có thể tham gia TH gốc, TH anion, TH cation nhờ hệ thống liên hợpvòng thơm

•Vận tốc phản ứng TH ion » vận tốc TH gốc

•Phản ứng thường tiến hành trong dung dịch, tuy nhiên phụ thuộc nhiều vào dung môi, nên dùng dung môi trơ nhưng hoà tan tốt monome

•Ngắt mạch không theo cơ chế tái hợp gốc, mà do truyền mạch sang monome, dung

môi hay hoàn nguyên xúc tác

•Tính ổn định thấp

•Thường tiến hành ở nhiệt độ thấp

Trùng h ợp ion

•Axit Lewis (Friedels-crafts): AlCl3, BF3, SnCl4,TiCl4,… , những chất này khi có

mặt của đồng xúc tác (H2O, HX, ROH…là những chất dễ cho proton) sẽ tạo thànhcation:

•Hoặc axit (HCl, H2SO4, H3PO4,…) cho proton hay ái điện tử

TiCl4 + H2O [TiCl4OH]-H+ [TiCl4OH]- + H+

TiCl4 + HCl [TiCl5]-H+ [TiCl5]- + H+

-BF3 + H2O [BF3OH]-H+ [BF3OH]- + H+ (Y+)

*Cơ chế

Trimetyl cacboni(Trung tâm hoạt động)+

•Độ hoạt động của trung tâm hoạt động phụ thuộc vào khoảng cách giữa ion trái dấu vàion cacboni (cation), khoảng cách càng xa ion cacboni càng dễ kết hợp

•Nhóm thế đẩy điện tử: gia tăng mật độ e của nối đôi có ái lực cao với proton hay

cation

2

H C

) (

C +

−

3CH

3CH

*Động học Ex: Tổng hợp PS theo cơ chế TH cation

•Phản ứng xảy ra qua 3 giai đoạn

C6H5

ki

+Phát triển mạch:

kpCH

-kp

C6H5 C6 H5

CHCH

- = + H2SO4

CH

CH2 =

C6H5+

−

+

3 CH,HSOCH

C6H5 C6H5

HOSOCH

CH

'' t

k

' t

k

[ ][ ] M XT k

vp,

vi

t

k ,

ki kp,

Ta có: : tốc độ phản ứng khơi mào, phát

tri ể n m ạ ch và ng ắ t m ạ ch

: n ồ ng độ xúc tác : n ồ ng độ trung tâm ho ạ t độ ng ở

tr ạ ngthái ổ n đị nh

: h ằ ng s ố t ố c độ ph ả n ứ ng kh ơ i mào, phát tri ể n m ạ ch và ng ắ t m ạ ch

v P v

Lưu ý:

-Hiện tượng đồng phân hoá của các cation sinh ra tạo cation bền vững hơn

-Hiện tượng đồng phân hoá càng mạnh khi nhiệt độ càng cao

-Đồng phân hoá làm cho sự đồng nhất về cấu tạo của sản phẩm khó đạt được

Khống chế nhiệt độ phản ứng thấp

3

2 3

3

CH

CHCH

3

CH

CHH

CCCH

3

CH

CHCH

CCH

2.5.3 Trùng hợp anion:

•Đặc điểm

-Xảy ra do sự tương tác của monome với anion của xúc tác cacbanion

-monome chứa nhóm hút e (-CN, NO2, …), làm phân cực liên kết đôi và làm ổn

định cacbanion

•Xúc tác: là những chất cho e

+Hydrua và amidua của kim loại kiềm

+Hợp chất cơ kim và phức của hợp chất cơ kim

+Kim loại kiềm

[ ] [ ] i

[ ] [ ] p

vp,

vi

t

k ,

ki kp,

Ta có: : tốc độ phản ứng khơi mào, phát

tri ể n m ạ ch và ng ắ t m ạ ch

: n ồ ng độ xúc tác : n ồ ng độ trung tâm ho ạ t độ ng ở tr ạ ng

•Cơ chế: Ex: TH anion thuần với xúc tác kali amit trong NH3 lỏng (KNH2/NH3lg)

− +

K

HX C CH NH

CHX CH

−

HX C CH CHX

CH NH

CHX CH

HX C CH

−

HX C CH - CHX CH

CHX CH

NH CHX

CH HX

C CH CHX

2 2

2 3

2 2

δ

C

HX C

H C

2

H X

+Giai đoạn 2:

+

(monome vinylic)

H C

2

H C

2

Trùng h ợp anion phối trí

Trùng h ợp anion phối trí

*Đặc điểm:

-Phần lớn tạo polyme có cấu trúc điều hoà lập thể

-Cấu tạo của phức trung gian và sự phân bố không gian của các phân tử

monome trong phức phụ thuộc :

+Tính phân cực của liên kết kim loại- cacbon trong xúc tác

+Cấu trúc nhóm alkyl của xúc tác

+ Môi trường

2.5.3.3.Trùng hợp anion với xúc tác kim loại kiềm

*Cơ chế: qua giai đoạn trùng hợp trung gian tạo thành ion gốc

CHX

X

HLi C

H

•

− +

•Các chất có bản chất axit hoặc dung môi có khả năng cho proton làm giảm

phản ứng TH anion :

X

HLi C

CH H

Theo cơ chế TH ion:

X

HLi C

HLi C

X

HLi C

CH H

C - H C

+

X

X

X

HLi C

CH CH

CH H

C - H

C

CHX

CH2 =+

Tổng hợp copolyme khối từ polyme “sống”

Đặc điểm:

-Là phản ứng TH phối trí

-polyme thu được điều hoà lập thể

-Phản ứng có thể tiến hành trong trạng thái đồng thể hay dị thể

-Với xúc tác Ziegler-Natta dị thể:

+monome tấn công vào vị trí xác định trên bề mặt mạng lưới xúc tác của

mạng lưới tinh thể

+monome đi vào mạch giữa bề mặt chất xúc tác và đầu cuối của mạch

polyme đang phát triển

2.5.3.4 Trùng hợp với xúc tác Ziegler-Natta

P CH H

C e

P CH CH

CH H

-C e

δ δ

-H e

P CH CH

CH

-CH2 = 2 − − +

Ngắt mạch

Phát triển mạch

3 2

δ

-δ

2 3

CH

HC

Ali

T

CHCH

+

CHR

CH2 =

Trùng h ợp với xúc tác Ziegler-Natta

3 2

3 2

2 3

CH

ClCH

Cl

AlTi

CHCH

CHCl

CH

3 2

2 3

CHCH

AlTi

CHCH

CHR

CH2 =

3 2

δ

-δ

2 3

CH

HC

Ali

T

CHCH

+

3 2

2

2 3

CHCHRCHCH

AlTi

CHCH

HRCH

CHH

C

iT

Al

CH

CH

2

3 2

2

δ δ

K

C

CHRCH

CHCH

Ti

Al

CH

CH

2

3 2

2 3

−

CHR

CH2 =

Trùng h ợp với xúc tác Ziegler-Natta

•Trong một mạch có hai loại mắc xích cơ sở trở lên

•Tính chất copolyme sẽ tốt hơn polyme đơn trùng hợp

•Sử dụng để cải thiện hoặc nâng cao tính chất một số polyme

Có 4 loại phản ứng cơ bản:

3.2.1.Phương trình thành phần:

21 1

1 11

M M

k M

M k

M M

k M

M k

•ở trạng thái dừng: biến thiên vận tốc không đổi:

[ ] [ ] M21 = d

21 1

1 11

M M

k M

M k

M M

k M

M k

22 2

1 12

1 2

21 2

1 12

1 2

21 1

1 11

M M

k M

M k

M M

k M

M k

M M

k M

M k

M M

k M

M k

M d

22

2 1

12

1 1

11

M M

k

M M

k

M

M k

M M

2 1

12

1 1

11

M M

k

M M

k

M

M k

M M

M d

[ ] [ ] [ ] [ ]12

2 1

M M

M

1

M M

r

M M

r

+ +

.

[ ] [ ] M21 = d

1

M M

r

M M

M

d

n =

[ ] [ ] M21

M

x =

: tỷ lệ thành phần monome M1, M2 có trongthành phần copolyme tại thời điểm t

: tỷ lệ thành phần monome M1, M2 ở thời điểm ban đầu

[ ] [ ] M12 = d

1 2

2

2 1

1

+

+

M M

r

M M

x r n