CHUYÊN đề POLIME VÀ vật LIỆU POLIME

Ví dụ: polietilen - Công thức mắt xích: -CH2-CH2- Công thức tổng quát polime: C2H4 n - Hệ số n được gọi tổng quát là hệ số polime hóa hay độ polime hóa - Phân tử tham gia phản ứng tạo

POLYME 1

CHUYÊN ĐỀ: POLIME VÀ VẬT LIỆU POLIME

BÀI: ĐẠI CƯƠNG VỀ POLIME

I KHÁI NIỆM- PHÂN LOẠI- DANH PHÁP

1 Khái niệm

Polime là loại hợp chất có phân tử khối rất lớn, do nhiều đơn vị nhỏ (mắt xích) liên kết nhau

Ví dụ: polietilen

- Công thức mắt xích: -CH2-CH2- Công thức tổng quát polime: (C2H4) n

- Hệ số n được gọi tổng quát là hệ số polime hóa hay độ polime hóa

- Phân tử tham gia phản ứng tạo polime : C2H4 được gọi là monome

2 Phân loại

a Theo nguồn gốc

Có nguồn gốc từ thiên nhiên

Ví dụ: cao su, xenlulozơ,

tinh bột,…

Do con người tổng hợp nên

Ví dụ: polietilen, nhựa

phenol-fomandehit,…

Lấy polime thiên nhiên và chế biến thành polime mới

Ví dụ: tơ axetat, tơ visco,

b Theo cách tổng hợp

Tổng hợp bằng phản ứng trùng hợp

Ví dụ: polietilen, poli (vinyl clorua),…

Tổng hợp bằng phản ứng trùng ngưng

Ví dụ: nilon – 6, nhựa phenol-fomandehit,…

3 Danh pháp

 [poli] + [tên monome]

- Nếu polime được tạo được tạo từ một monome tên gọi monome đó chỉ có một từ

Ta gọi: poly + monome Ví dụ: polietilen

- Nếu polime được tạo được tạo từ một monome tên gọi monome đó có 2 từ trở lên

Ta gọi: poly + (monome) Ví dụ: poli (vinyl clorua)

- Nếu polime được tạo từ 2 monome khác nhau thì giữa tên 2 monome có dấu gạch ngang

Ta gọi: poly + (monome 1- monome 2) Ví dụ: poli (butađien - stiren)

 Một số polime có tên riêng Ví dụ: -(CF2-CF2-) là teflon, nilon – 6,…

POLYME 2

II CẤU TRÚC

1.Các dạng cấu trúc

Ví dụ: polietilen,

polivinylclorua,amilozơ,…

Ví dụ: amilopectin,

glicogen,…

Ví dụ: Cao su lưu hóa, nhựa

bakelit,…

2.Cấu tạo điều hòa, không điều hòa

Các mắt xích nối nhau theo 1 trật tự nhất định: Các mắt xích nối nhau vô trật tự

III LÍ TÍNH

- Không bay hơi,nhiệt độ nóng chảy rộng,không tan trong dung môi thông thường

-Có 1 trong các tính chất: dẻo, đàn hồi, kéo sợi, cách nhiệt, điện

IV.TÍNH CHẤT HÓA HỌC : Có 3 loại phản ứng

1 Phản ứng giữ nguyên mạch polime

Trong mắt xích

Cho phản ứng Cộng H2, Br2… Thế Cl2 (as)… Thủy phân

 Cao su thiên nhiên tác dụng với HCl:

Cao su thiên nhiên Cao su hiđroclo hóa

 PVC tác dụng với Cl2

 Giả sử 2 mắt xích thế 1 clo

poli (vinyl clorua) tơ clorin

 Giả sử n mắt xích thế 1 nguyên tử Clo

Ví dụ : C 2n H 3n Cl n + 1 Cl 2

0

t xt



POLYME 3

%Cl = VD: Clorin là một loại tơ sợi tổng hợp được tạo ra do sự Clo hóa PVC Một loại tơ Clorin có hàm lượng Clo là 63,964% (phần trăm khối lượng) Bao nhiêu đơn vị mắt xích PVC đã phản ứng với 1 phân tử Cl2 để tạo ra loại tơ này?

………

………

………

 PVA tác dụng với NaOH poli (vinyl ancol)  PVC tác dụng với NaOH

Ví dụ :

2 Phản ứng cắt mạch polime Giữa các mắt xích là liên kết -COO- -CO-NH- 1,4-glicozit(amilozo) 1,6-glicozit(amilopectin) C-C phản ứng cắt mạch polime Thủy phân poli este Thủy phân peptit Thủy phân tinh bột,xenluloz Nhiệt phân styren (giải trùng hợp)  Phản ứng thủy phân polieste: Tơ lapsan ( thuộc loại polieste)  Phản ứng thủy phân polipeptit hoặc poliamit: Nilon-6

 Phản ứng thủy phân tinh bột, xenlulozơ

(C6H10O5)n + n H2O xt n C6H12O6

 Phản ứng nhiệt phân polistiren( còn gọi là phản ứng giải trùng hợp)

POLYME 4

Poli styren Styren 3 Phản ứng khâu mạch polime  Sự lưu hóa cao su buna: Cao su chưa khâu mạch 0

S t  Cao su khâu mạch (cấu trúc mạng không gian, bền)

Nếu gọi n là số mắc xích poliisopren tạo được một cầu nối đi sunfua bằng pư thế ở nhóm metylen thì ta có phản ứng : C5nH8n t o    S S ………

%S = VD :Một loại cao su lưu hoá chứa 2% lưu huỳnh Hỏi cứ khoảng bao nhiêu mắt xích isoprene có 1 cầu nối disunfua –S-S-, giả thiết rằng S đã thay thế cho H ở nhóm metylen trong mạch cao su? ………

………

……… ………

………

IV ĐIỀU CHẾ

1 Phản ứng trùng hợp

a.Khái niệm: Trùng hợp là quá trình kết hợp nhiều phân tử nhỏ (monome) thành phân tử lớn (polime) Cấu

tạo của monome khi tham gia phản ứng trùng hợp phải có:

Liên kết bội Ví dụ: CH2=CH2, CH2=CH-C6H5,…

Vòng kém bền

Ví dụ:

oxiran 2-(clometyl)oxiran caprolactam

POLYME 5

b Phân loại

 Trùng hợp 1 monome

propilen polipropilen

 Trùng hợp mở vòng

Caprolactam Policaprolactam(hay nilon-6 hay tơ capron)

 Trùng hợp đồng thời 2 monome gọi là đồng trùng hợp

buta-1,3-đien stiren cao su buna-S

2 Phản ứng trùng ngưng

a Khái niệm

Trùng ngưng là quá trình kết hợp nhiều phân tử nhỏ (monome) thành phân tử lớn (polime) đồng thời

giải phóng những phân tử nhỏ khác (như H2O,…)

Cấu tạo của monome tham gia phản ứng trùng ngưng phải có: ít nhất 2 nhóm chức có khả năng cho

phản ứng tách H2O để liên kết nhau

b Các trường hợp cho phản ứng trùng ngưng

Ví dụ : Trùng ngưng Amino axit

Khi đun nóng, các amino axit mạch dài 6C hoặc 7C kết hợp nhau tạo poliamit:

BÀI: VẬT LIỆU POLIME A.CHẤT DẺO

Chất dẻo là những vật liệu polime có tính dẻo

Tính dẻo là khả năng bị biến dạng do tác dụng của lực hoặc sức nóng và giữ nguyên biến dạng đó khi

thôi tác dụng

II.Một số polime dùng làm chất dẻo

1)Polietilen (PE)

etilen polietilen (PE)

POLYME 6

Chất dẻo mềm, dùng sản xuất màng che mưa, túi xốp, chai lọ,…

2)Poli propylen (PP)

propilen polipropilen (P.P)

Chất dẻo dùng sản xuất đồ nhựa gia dụng,…

3)Poli (vinyl clorua) (PVC)

vinyl clorua poli (vinyl clorua) PVC

Chất dẻo cứng, dùng sản xuất ống cách điện, ống dẫn nước, da nhân tạo,…

4)Polistiren(PS)

stiren polistiren (PS)

Chất dẻo cứng, dùng sản xuất nút áo, lược,…hoặc làm chất cách điện

5)Thuỷ tinh hữu cơ (plexiglas )

metyl acrylat poli (metyl acrylat)

metyl metacrylat poli (metyl metacrylat)

-Chất dẻo cứng,trong suốt, không vỡ nên cả 2 polyme poli (metyl metacrylat) và poli

(metyl acrylat) còn được gọi là thủy tinh hữu cơ

-Dùng chế tạo kính xe hơi và các loại kính không vỡ

6)Teflon:

1,1,2,2-tetraFloeten Teflon

Dùng làm chất chống dính trong dụng cụ làm bếp(chảo ,nồi…)

7)Poli (phenol-fomanđehit) ( PPF )

POLYME 7

III.Khái niệm về vật liệu composit

Trộn polime với chất độn thích hợp thu được vật liệu mới có độ bền, độ chịu nhiệt,…tốt hơn hẳn polime

ban đầu Đó là vật liệu composit

- Polime: có thể dùng nhựa nhiệt dẻo hay nhựa nhiệt rắn

- Chất độn: phân tán (nhưng không tan) vào polime Chất độn có thể là:

 Sợi (đay, gai, xenlulozơ, poliamit,…), sợi thủy tinh

 Bột (silicat), bột nhẹ (CaCO3), bột talc (3MgO.4SiO2.2H2O),…

B.TƠ

I.Khái niệm: Tơ là vật liệu polime hình sợi dài, mảnh, có độ bền cơ học nhất định

II Phân loại

1)Tơ thiên nhiên (do thiên nhiên tạo ra)

2)Tơ tổng hợp (nguyên liệu là polime tổng hợp)

 Loại Tơ poliamit ( Có chứa nhóm –CO-NH-)

a)Tơ nilon-6,6

Điều chế bằng phản ứng trùng ngưng hexametylenđiamin và axit adipic:

hexametylenđiamin axit adipic poli (hexametylenđiamin adipamit) hay nilon-6,6

b)Tơ capron hay nilon-6 (đ/c bằng 2 cách)

Điều chế bằng phản ứng trùng hợp mở vòng caprolactam:

caprolactam tơ capron hay nilon-6

Hoặc bằng cách trùng ngưng axit ε-aminocaproic:

Tơ

Tơ tổng hợp Tơ nhân tạo hay

tơ bán tổng hợp

POLYME 8

axit ε-aminocaproic policaproamit (nilon-6 hay tơ capron)

c)Tơ enang hay nilon-7

Điều chế bằng cách trùng ngưng axit ω-amino enangtoic:

axit ω-amino enangtoic (nilon-7 hay tơ enang)

 Loại Tơ polieste (có nhiều nhóm este)

d)Tơ lapxan : điều chế bằng cách trùng ngưng axit terephtalic với etilen glicol:

axit terephtalic etilen glicol poli (etilen- terephtalat) hay tơ lapxan

 Loại Tơ vinylic (có nhiều nhóm polivinyl)

Nhóm polivinyl có công thức (R có thể là gốc –CN, -Cl, -OH, -OCOCH3)

e)Tơ olon (hay nitron): điều chế bằng cách trùng hợp acrilonitrin

acrilonitrin poli acrilonitrin (tơ olon, tơ nitron )

 Tơ vinylon: điều chế bằng cách thủy phân poli(vinyl axetat) trong môi trường kiềm

poli(vinyl acetat) poli(vinyl ancol) hay tơ vinylon

 Tơ clorin: điều chế bằng cách clo hóa PVC

V CAO SU

1.Khái niệm

Cao su là vật liệu polime có tính đàn hồi.Tính đàn hồi là khả năng bị biến dạng do tác dụng của lực và phục

hồi dạng cũ khi thôi tác dụng

Có 2 loại cao su: cao su thiên nhiên và cao su tổng hợp

2.Cao su thiên nhiên (poliisopren) cấu trúc

Công thức cấu trúc: tất cả các mắt xích đều có cấu trúc cis:

POLYME 9

Viết gọn:

a Tính chất Cao su thiên nhiên đàn hồi tốt (nhờ cấu trúc cis điều hòa) không dẫn nhiệt và điện,

không

cao su thô

cao su lưu hóa

3.Cao su tổng hợp

b Cao su Buna : Điều chế bằng cách trùng hợp buta-1,3-đien

Buta-1,3-đien Poli butadien (Cao su buna)

Cao su buna đàn hồi kém cao su thiên nhiên

c Cao su isopren

Điều chế bằng cách trùng hợp isopren, sản phẩm có 94% poliisopren cấu hình cis

Isopren Poli isopren(cao su isopren)

d Cao su cloropren và cao su floropren

(Cloropren)

Cao su floropren

e Cao su buna-N

f Cao su buna-S

Cao su BuNa-S

IV.KEO DÁN

1 Khái niệm :Keo dán là vật liệu polime có khả năng kết dính

POLYME 10

2 Một số loại keo dán tổng hợp

a Keo epoxit : Gồm 2 phần Polime làm keo có gốc epoxit và chất làm cứng là các triamin

b Keo ure-fomanđehit (SNC) poli (ure fomanđehit)

3 Một số keo dán thiên nhiên

a Nhựa vá ruột xe : Là dung dịch cao su tự nhiên tan vào dung môi hữu cơ

b Hồ tinh bột : Là dung dịch tinh bột + nước

B Bài tập

1 Quá trình nhiều phân tử nhỏ (monome) kết hợp với nhau thành phân tử lớn (polime) được gọi là phản ứng

2 Quá trình nhiều phân tử nhỏ (monome) kết hợp với nhau thành phân tử lớn (polime) đồng thời giải phóng

những phân tử nước được gọi là phản ứng :

3 Đặc điểm của các phân tử nhỏ (monome) tham gia phản ứng trùng hợp :

A Phân tử phải là hidrocacbon

B Phân tử có 2 nhóm chức trở lên

C Phân tử phải là anken hoặc ankađien

D Phân tử có liên kết bội hay vòng kém bền

4 Đặc điểm của các phân tử nhỏ (monome) tham gia phản ứng trùng ngưng là

A Phân tử phải là hidrocacbon

B Phân tử có 2 nhóm chức trở lên , có khả năng phản ứng

C Phân tử phải là anken hoặc ankađien

D Phân tử có liên kết bội hay vòng kém bền

5 Tên gọi của polime có công thức (-CH2-CH2-)n là

A polivinyl clorua B polietilen

6 Poli (vinyl clorua) có công thức là

A (-CH2-CH2-)n B (-CH2-CHCl-)n

C (-CH2-CHBr-)n D (-CH2-CH2-CH2-)n

7 Cao su buna có công thức là

A (-CH2-CH2-)n B (-CH2-CH=CH-CH2-)n

C (-CH2-CHCN-)n D (-CH2-C(CH3)=CH-CH2-)n

8 Thủy tinh hữu cơ có công thức là

A (-CH2 -C(CH3)- )n B (-CH2-CH2-)n

CH3

C (-CH2-C-)n D (-CH2-CH2-CH2-)n

COOCH3

9 Cao su thiên nhiên có công thức là

A (-CH2-CHCN-)n B (-CH2-CH=CH-CH2-)n

C (-CH2-C = CH-CH2-)n D (-CH2-C=CH-CH2-CH-CH2-)n

POLYME 11

CH3 C6H5

10 Công thức cấu tạo thu gọn của tơ nilon-6 là

A (-NH[CH2]6CO-)n B (-CH2-CH=CH-CH2-)n

C (-NH-[CH2]5-CO-)n D (-NH-[CH2]6-NH-CO-[CH2]4-CO-)n

11 Công thức cấu tạo thu gọn của tơ nilon-6,6 là

A (-NH[CH2]6CO-)n B (-CH2-CH=CH-CH2-)n

C (-NH-[CH2]5-CO-)n D (-NH-[CH2]6-NH-CO-[CH2]4-CO-)n

12 Công thức cấu tạo thu gọn của tơ lapsan là

A (-NH[CH2]6CO-)n B (-CO-C6H4-CO-O-CH2-CH2-O-)n

C (-NH-[CH2]5-CO-)n D (-NH-[CH2]6-NH-CO-[CH2]4-CO-)n

13 Công thức cấu tạo của tơ nitron là

A (-CH2-CHCN-)n B (-CH2-CH=CH-CH2-)n

C (-NH[CH2]6CO-)n D (-NH-[CH2]5-CO-)n

14 Poli (vinyl axetat) là polime được điều chế bằng phản ứng trùng hợp

A C2H5COO-CH=CH2 B CH2=CH-COO-C2H5

C CH3COO-CH=CH2 D CH2=CH-COO-CH3

15 Trong các polime có cùng số mắt xích sau đây, polime nào có khối lượng phân tử nhỏ nhất?

A Poli (vinyl axetat) B Tơ capron

C Thuỷ tinh hữu cơ D Polistiren

16 Trong các polime có cùng số mắt xích sau đây, polime nào có khối lượng phân tử lớn nhất?

A Poli (vinyl axetat) B Tơ capron

C Thuỷ tinh hữu cơ D Polistiren

17 Trong các nhận xét sau nhận xét nào không đúng ?

A Các polime không bay hơi

B Đa số các polime khó hoà tan trong các dung môi thông thường

C Các polime không có nhiệt độ nóng chảy xác định

D Các polime đều bền vững dưới tác dụng của axit

18 Cho các polime : polietilen, xenlulozơ, polipeptit, tinh bột , nilon-6, nilon-6,6 ; polibutađien Dãy các

polime tổng hợp là

A polietilen, xenlulozơ, nilon-6, nilon-6,6

B polietilen, polibutađien, nilon-6, nilon-6,6

C polietilen, tinh bột , nilon-6, nilon-6,6

D polietilen, nilon-6,6 , xenlulozơ

19 Cao su buna - S được điều chế bằng

A Phản ứng trùng hợp B Phản ứng đồng trùng hợp

C Phản ứng trùng ngưng D Phản ứng đồng trùng ngưng

20 Kết luận nào sao đây không hoàn toàn đúng?

A Cao su là những polime có tính đàn hồi

B Vật liệu compozit có thành phần chính là polime

C Nilon-6.6 thuộc loại tơ tổng hợp

D Tơ tằm thuộc loại tơ thiên nhiên

21 Tơ enang thuộc loại

A tơ axetat B tơ poliamit C tơ polieste D tơ tằm

22 Cao su buna-S là sản phẩm đồng trùng hợp của buta-1,3-dien với

A Stiren B Lưu huỳnh C Etilen D Vinyclorua

23 Hiđro hoá hợp chất hữu cơ X được isopentan X tham gia phản ứng trùng hợp được một loại cao su

Công thức cấu tạo thu gọn của X là

CH3 CH2 C CH

CH2 C CH CH2 CH2 CH CH CH2

CH3

A.

.

CH3 C C CH2

CH3

24 Tơ gồm 2 loại :

POLYME 12

A Tơ hóa học và tơ tổng hợp B Tơ thiên nhiên và tơ nhân tạo

C Tơ hóa học và tơ thiên nhiên D Tơ tổng hợp và tơ nhân tạo

25 Polime thuộc loại tơ thiên nhiên là

A Tơ nitron B Tơ tằm C Tơ visco D Tơ -6,6

26 Tơ sản xuất từ xenlulozơ là

A Tơ nitron B Tơ tằm C Tơ visco D Tơ -6,6

27 Tơ nilon, tơ nilon-6 là

28 Tơ lapsan thuộc loại

29 Nilon-6,6 là một loại

A tơ axetat B tơ poliamit C polieste D tơ visco

30 Loại tơ nào sau đây được điều chế bằng phản ứng trùng hợp?

A Tơ xenlulozơ axetat B Tơ nitron C Tơ nilon-6,6 D Tơ visco

31 Tơ visco không thuộc loại

A Tơ hoá học B Tơ tổng hợp C Tơ bán tổng hợp D Tơ nhân tạo

32 Cho các tơ sau ( - NH-[CH2]6-NH-CO-[CH2]4-CO-)n (1)(-NH-[CH2]5-CO-)n (2), [C6H7O2(OOCCH3)3]n

(3) Tơ thuộc loại poliamit là

A 1,3 B 1,2,3 C 2,3 D 1,2

33 Cho các vật liệu polime sau: bông, tơ tằm, thủy tinh hữu cơ, nhựa PVC, tơ axetat, tơ visco, xenlulozơ và len

Số lượng polime thiên nhiên là

A 3 B 6 C 5 D 4

34 Cho dãy các chất: CH2=CHCl, CH2=CH2, CH2=CH–CH=CH2, H2NCH2COOH Số chất trong dãy có khả

năng tham gia phản ứng trùng hợp là

35 Trong các polime sau: (1) poli(metyl metacrylat); (2) polistiren; (3) nilon-7; (4) poli(etylen- terephtalat);

(5) nilon-6,6; (6) poli(vinyl axetat), các polime là sản phẩm của phản ứng trùng ngưng là:

36 Dãy gồm các chất dùng để tổng hợp cao su Buna-S là

A CH2=CH-CH=CH2 , C6H5-CH=CH2 B CH2=C(CH3)-CH=CH2 , C6H5-CH=CH2

C CH2=CH-CH=CH2 , lưu huỳnh D CH2=CH-CH=CH2 , CH3-CH=CH2

37 Cao su sống (hay cao su thô) là

A cao su thiên nhiên B cao su chưa lưu hoá

C cao su tổng hợp D cao su lưu hoá

38 Trong các phản ứng giữa các cặp chất dưới đây, phản ứng nào làm giảm mạch polime?

A poli(vinyl clorua) + Cl2 t0

B cao su thiên nhiên + HCl t0

C poli(vinyl axetat) + H2O

0

OH ,t

 D amilozơ + H2O H ,t 0

39 Trong các phản ứng giữa các cặp chất sau, phản ứng nào thuộc loại phản ứng tăng mạch polime?

A Nhựa Rezol t o

B Poli(vinyl axetat) + H2O OH; t0



C Poli(vinyl clorua) + Cl2

0

t

 D Poliisopren + HCl t0

40 Mô tả không đúng về cấu trúc mạch của các polime là :

A PVC có dạng mạch thẳng B PVA có dạng mạch phân nhánh

C amilozơ có dạng mạch phân nhánh D caosu lưu hóa có dạng mạng lưới không gian

41 Polime có thể điều chế từ 2 loại phản ứng trùng hợp và trùng ngưng là

42 Để điều chế nilon - 6,6 người ta dùng axit nào để trùng ngưng với hexametylen điamin

A axit axetic B axit oxalic C axit stearic D axit ađipic

43 Sản phẩm của phản ứng trùng hợp metyl metacrylat được gọi là

A nhựa bakelit B nhựa PVC C chất dẻo D thuỷ tinh hữu

cơ