Bài 12. Đại cương về polymer

I. KHÁI NIỆM, DANH PHÁP

1. Khái niệm 

- Khái niệm: Polymer là những hợp chất có phân tử khối lớn do nhiều đơn vị nhỏ (mắt xích) liên kết với nhau tạo nên.

- Monomer: phân tử nhỏ, phản ứng với nhau tạo nên polymer.

2. Danh pháp

- Các polymer đơn giản có tên gọi chung như sau:

Dưới đây là công thức cấu tạo và tên gọi của một số polymer thường gặp.

II. TÍNH CHẤT VẬT LÍ

- Hầu hết polymer là chất rắn, không bay hơi, không bị nóng chảy hoặc nóng chảy ở khoảng nhiệt độ khá rộng:

+ Polymer nhiệt dẻo: bị nóng chảy khi đun nóng.

+ Polymer nhiệt rắn: bị phân hủy bởi nhiệt.

- Hầu hết không tan trong nước, một số tan được trong dung môi hữu cơ.

- Tính chất vật lí của polymer phụ thuộc vào cấu tạo:

+ Tính dẻo: PE, PP.

+ Tính đàn hồi: polyisoprene, polybuta-1,3-diene,…

+ Tính dai, bền, có thể kéo sợi: capron, nylon-6,6,…

+ Tính cách điện: PE, PVC,…

+ Tính bán dẫn.

III. TÍNH CHẤT HÓA HỌC

1. Phản ứng cắt mạch polymer

- Polymer bị phân cắt thành monomer bởi nhiệt, tác nhân hóa học, sinh học,….

- Ví dụ:

+ Nhiệt phân polystyrene thu được styrene:

+ Thủy phân hoàn toàn polyamide trong môi trường base hoặc acid thu được amino acid:

+ Tinh bột, cellulose bị thủy phân hoàn toàn trong môi trường acid hoặc bởi enzyme tạo glucose:

(C₆H₁₀O₅)_n + nH₂O  nC₆H₁₂O₆

2. Phản ứng tăng mạch polymer

- Trong điều kiện thích hợp về nhiệt độ, chất xúc tác,… các mạch polymer có thể nối với nhau thành mạch dài hơn hoặc thành mạng lưới.

Ví dụ: Khi đun cao su với lưu huỳnh thì thu được cao su lưu hoá. Ở cao su lưu hoá, các mạch polymer được nối với nhau chủ yếu bởi các cầu nối -S-S- (cầu nối disulfide).

3. Phản ứng giữ nguyên mạch polymer

- Polymer có thể tham gia các phản ứng hóa học mà không làm thay đổi chiều dài mạch polymer.

- Phản ứng có thể xảy ra ở nhóm thế đính vào mạch polymer, cộng vào liên kết đôi trong mạch polymer,….

Ví dụ: Poly(vinyl acetate) tác dụng với dung dịch NaOH:

IV. PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP

1. Phương pháp trùng hợp

- Khái niệm: Trùng hợp là quá trình kết hợp nhiều phân tử nhỏ giống nhau hay tương tự nhau tạo thành phân tử có phân tử khối lớn (polymer).

- Đặc điểm: Các monomer thường chứa liên kết đôi (CH₂=CHR) hoặc vòng.

2. Phương pháp trùng ngưng

- Khái niệm: Trùng ngưng là quá trình kết hợp nhiều phân tử nhỏ thành phân tử lớn (polymer) đồng thời giải phóng những phân tử nhỏ khác (thường là nước).

- Đặc điểm: Các monomer phải có ít nhất hai nhóm chức có khả năng phản ứng.