Bài 13: Đại cương về polime

I. KHÁI NIỆM

Polime là những hợp chất có phân tử khối rất lớn do nhiều đơn vị cơ sở (gọi là mắt xích) liên kết với nhau tạo nên.

Ví dụ: : Polietilen. Hệ số n gọi là hệ số polime hóa hay độ polime hóa. Các phân tử CH₂=CH₂ gọi là monome.

Tên của polime được cấu tạo bằng cách ghép từ poli trước tên monome. Nếu tên của monome gồm 2 cụm từ trở lên thì tên đó được đặt trong dấu ngoặc đơn.

Các polime được phân loại dựa theo nguồn gốc:

• Polime tổng hợp (do con người tổng hợp, thí dụ polietilen).
• Polime thiên nhiên (polime có sẵn trong thiên nhiên, thí dụ tinh bột).
• Polime bán tổng hợp (polime thiên nhiên được chế biến một phần, thí dụ tơ visco). Các polime tổng hợp lại được phân loại theo phương pháp tổng hợp: Polime trùng hợp (được tổng hợp bằng phản ứng trùng hợp, thí dụ polipropilen) và polime trùng ngưng (được tổng hợp bằng phản ứng trùng ngưng, thí dụ nilon-6,6).

II. ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC

Các mắt xích của polime có thể liên kết với nhau tạo thành các dạng mạch như

• Không phân nhánh: amilozơ, polietilen...
• Mạch phân nhánh: amilopectin, glicogen,...
• Mạch không gian: cao su lưu hóa, nhựa bakelit,...

III. TÍNH CHẤT VẬT LÍ

• Hầu hết các polime là những chất rắn, không bay hơi, không có nhiệt độ nóng chảy xác định mà nóng chảy ở một nhiệt độ khá rộng.
• Đa số các polime không tan trong các dung môi thông thường, một số tan được trong dung môi thích hợp cho dung dịch nhớt, ví dụ như polistiren tan được trong xăng.
• Các polime có các tính chất như tính dẻo, tính đàn hồi, một số có thể kéo sợi. Có polime trong suốt mà không giòn. Nhiều polime có tính cách điện, cách nhiệt hoặc bán dẫn.

IV. TÍNH CHẤT HÓA HỌC

1. Phản ứng phân cắt mạch polime

• Polime có nhóm chức trong mạch dễ bị thủy phân thành các monome tạo lên chúng. Ví dụ như tinh bột, xenlulozơ thủy phân thành glucozơ.
• Polime trùng hợp bị nhiệt phân ở nhiệt độ thích hợp thành các đoạn ngắn rồi cuối cùng thành các monome ban đầu. Phản ứng nhiệt thành polime thành các monome gọi là phản ứng giải trùng hợp hay đepolime hóa. Ví dụ:

• Một số polime bị oxi hóa cắt mạch.

2. Phản ứng giữ nguyên mạch polime

Những polime có liên kết đôi trong mạch hoặc nhóm chức ngoại mạch có thể tham gia các phản ứng đặc trưng của liên kết đôi và của nhóm chức đó. Ví dụ:

3. Phản ứng tăng mạch polime

Các mạch polime có thể nối với nhau thành mạch dài hơn hoặc thành mạng lưới khi có điều kiện thích hợp. Ví dụ:

Phản ứng nối các mạch polime với nhau tạo thành mạng không gian được gọi là phản ứng khâu mạch polime.

V. PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ

Polime được điều chế theo hai loại phản ứng là phản ứng trùng hợp và phản ứng trùng ngưng.

1. Phản ứng trùng hợp

Phản ứng trùng hợp là quá trình kết hợp nhiều phân tử nhỏ (monome) giống nhau hay tương tự nhau thành phân tử lớn (polime).

Để tham gia phản ứng trùng hợp, các monome cần phải có liên kết bội trong phân tử như CH₂=CH₂, CH₂=CHC₆H₅, CH₂=CH-CH=CH₂,... hoặc là vòng kém bền có thể mở vòng như  ,... Ví dụ:

2. Phản ứng trùng ngưng

Phản ứng 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, NH₃),...

Điều kiện để các monome có thể tham gia phản ứng trùng ngưng là trong phân tử của chúng phải có ít nhất 2 nhóm chức có khả năng tham gia phản ứng trùng ngưng. Ví dụ: HOO-C₆H₄-COOH, HO-CH₂-CH₂-OH.

VI. ỨNG DỤNG

Polime được dùng làm vật liệu polime phục vụ cho việc sản xuất các sản phẩm có ứng dụng trong đời sống như: Chất dẻo, tơ sợi, cao su, keo dán.

Trong quá trình học tập, nếu có bất kỳ thắc mắc nào, các em hãy để lại câu hỏi ở mục hỏi đáp để cùng thảo luận và trả lời nhé. Chúc các em học tốt!