Polymer hay Polyme là khái niệm được dùng cho các hợp chất cao phân tử (hợp chất có khối lượng phân tử lớn và trong cấu trúc của chúng có sự lặp đi lặp lại nhiều lần những mắt xích cơ bản). Các phân tử tương tự nhưng có khối lượng thấp hơn được gọi là các oligome.
Hình minh họa cho polymer Trong khoa học nghiên cứu polyme, người ta thường sử dụng 2 khái niệm khác của khối lượng phân tử:
+ Khối lượng phân tử trung bình số (the number average molecular mass):
M
n
=
N
i
M
i
N
i
{\displaystyle M_{n}={\frac {\sum N_{i}M_{i}}{\sum N_{i}}}}
+ Khối lượng phân tử trung bình khối (the weight average molecular mass):
M
w
=
W
i
M
i
=
(
N
i
M
i
)
M
i
(
N
i
M
i
)
=
N
i
M
i
2
N
i
M
i
{\displaystyle M_{w}=\sum W_{i}M_{i}={\frac {\sum (N_{i}M_{i})M_{i}}{\sum (N_{i}M_{i})}}={\frac {\sum N_{i}M_{i}^{2}}{\sum N_{i}M_{i}}}}
Với
W
i
=
N
i
M
i
(
N
i
M
i
)
{\displaystyle W_{i}={\frac {N_{i}M_{i}}{\sum (N_{i}M_{i})}}}
- Độ trùng hợp là số mắt xích cơ bản trong phân tử polyme.
- Mắt xích cơ bản: là phần lặp đi lặp lại trong phân tử Polyme. Mắt xích cơ bản có cấu tạo giống monome trong phản ứng trùng hợp và tương đối giống monome trong phản ứng trùng ngưng.
Các tính chất đặc trưngSửa đổi
Polyme có 2 tính chất chính:
- Thường là chất rắn, không bay hơi.
- Hầu hết Polyme không tan trong nước hoặc các dung môi thông thường
- Có độ bền cơ học và cả hoá học cao
Các phản ứng tổng hợp polymeSửa đổi
Phản ứng trùng hợpSửa đổi
Phản ứng trùng hợp là phản ứng kết hợp nhiều monome của cùng một chất tạo thành polyme.
nCH2=CH-CH=CH2 (-CH2-CH=CH-CH2-)nPhản ứng trùng hợp Butađien1,3
Phản ứng trùng ngưng và đồng trùng ngưngSửa đổi
Phản ứng trùng ngưng là phản ứng kết hợp nhiều monome tạo thành polyme và một sản phẩm phụ (chủ yếu là nước). Điều kiện: các monome phải có hai nhóm chức có khả năng tách nước. Ví dụ:
n H-NH-(CH2)5-CO-OH (-NH-(CH2)5-CO-)n + nH2O
n p-HO-CO-C6H4-CO-OH + n H-OCH2-CH2O-H (-CO-C6H4-CO-OCH2-CH2O-)n + 2nH2OPhản ứng trùng-cộng hợpSửa đổi
Phản ứng trùng-cộng hợp là phản ứng kết hợp nhiều monome của hai hay nhiều chất tạo thành polyme. Quá trình gồm 2 khâu:
- Các monome kết hợp với nhau thành một monome chính nhờ phản ứng cộng (điều kiện: ít nhất một trong hai chất phải có liên kết đôi).
- Monome vừa tạo ra sẽ kết hợp với nhau tạo polyme hoàn chỉnh.
Cấu trúc phân tử polymeSửa đổi
Sự sắp xếp của nguyên tử và các nhóm thế trong mạch chínhSửa đổi
Đồng phân quang họcSửa đổi
Polyme có đồng phân dạng này khi có nguyên tử Các bon bất đối trong mạch.
Phân loại polymeSửa đổi
Dựa theo nguồn gốc Polyme gồm có hai loại chính:
- Polyme tự nhiên: tinh bột, protein, cao su,...
- Polyme nhân tạo: polyetilen, tơ nilon, cao su
Một số Polyme tiêu biểuSửa đổi
CelluloidSửa đổi
Năm 1869, Hai - ớt (John Wesley Hyatt), một công nhân in ấn và một nhà phát minh ở New York, dựa trên một bằng sáng chế, trong quá trình tìm hiểu, nghiên cứu vật liệu thay thế ngà voi (trong thời kỳ đó được dùng làm bóng bàn bi-a), đã thành công sáng chế ra vật liệu mới celluloid. Celluloid được chế tạo từ nitrocellulose, cồn và long não (camphor). Celluloid được coi là một trong những loại nhựa tổng hợp nhân tạo đầu tiên và được phổ biến rộng rãi trong những đầu tiên được sản xuất, tuy nhiên celluloid không còn được sản xuất rộng rãi vì quá trình sản xuất ra sản phẩm này không an toàn.
Cao suSửa đổi
Cao su có hai loại:
- Cao su tự nhiên được lấy từ nhựa của cây cao su.
- Cao su tổng hợp được chế ra từ các chất đơn giản
Thí dụ: Cao su Buna được điều chế từ butadien
TơSửa đổi
Tơ cũng gồm có hai loại: loại tơ tự nhiên và loại tơ hóa học.
- Tơ tự nhiên là tơ có sẵn trong tự nhiên như bông, tơ tằm.
- Tơ hóa học gồm 2 nhóm:
-Tơ tổng hợp(chế tạo từ polyme tổng hợp) như các loại poliamit (nilon 6),tơ vinylic(nitron)...
-Tơ bán tổng hợp (tơ nhân tạo):Chế tạo từ các polyme thiên nhiên thông qua một số phương trình hóa học. VD: tơ visco, xenlulozơ axetatTơ hóa học thường có ưu điểm là bền, đẹp, phơi mau khô,...
Xem thêmSửa đổi
- Chất dẻo
- Phản ứng trùng hợp
Tham khảoSửa đổi
- ^ http://goldbook.iupac.org/M03667.html; accessed ngày 7 tháng 10 năm 2012. Per the IUPAC Gold Book and PAC sources referenced therein, "In many cases, especially for synthetic polymers, a molecule can be regarded as having a high relative molecular mass if the addition or removal of one or a few of the units has a negligible effect on the molecular properties." However, they note that the "statement fails in the case of certain macromolecules for which the properties may be critically dependent on fine details of the molecular structure."
- ^ International Union of Pure and Applied Chemistry. "macromolecule (polymer molecule)". Toàn văn bản Giản Lược Thuật Ngữ Hoá Học.
- ^ If two substances had empirical formulae that were integer multiples of each other e.g., acetylene (C2H2) and benzene (C6H6) Berzelius called them "polymeric". See: Jöns Jakob Berzelius (1833) "Isomerie, Unterscheidung von damit analogen Verhältnissen" (Isomeric, distinction from relations analogous to it), Jahres-Bericht über die Fortschitte der physischen Wissenschaften , 12: 6367. From page 64: "Um diese Art von Gleichheit in der Zusammensetzung, bei Ungleichheit in den Eigenschaften, bezeichnen zu können, möchte ich für diese Körper die Benennung polymerische (von πολυς mehrere) vorschlagen." (In order to be able to denote this type of similarity in composition [which is accompanied] by differences in properties, I would like to propose the designation "polymeric" (from πολυς, several) for these substances.)
Originally published in 1832 in Swedish as: Jöns Jacob Berzelius (1832) "Isomeri, dess distinktion från dermed analoga förhållanden," Årsberättelse om Framstegen i Fysik och Kemi, pages 6570; the word "polymeriska" appears on page 66.
- ^ Jensen, William B. (2008). Ask the Historian: The origin of the polymer concept (PDF). Journal of Chemical Education. 88: 624625. Bản gốc (PDF) lưu trữ ngày 18 tháng 6 năm 2018. Truy cập ngày 18 tháng 5 năm 2016.
- ^ Allcock, Harry R.; Lampe, Frederick W.; Mark, James E. (2003). Contemporary Polymer Chemistry (ấn bản 3). Pearson Education. tr.21. ISBN0-13-065056-0.
Liên kết ngoàiSửa đổi
Wikimedia Commons có thêm hình ảnh và phương tiện truyền tải về Polyme.
- Polymer (chemistry) tại Encyclopædia Britannica (tiếng Anh)
- How to Analyze Polymers Using X-ray Diffraction
- Polymer Chemistry Hypertext, Educational resource
- The Macrogalleria
- Introduction to Polymers
- Glossary of Polymer Abbreviations
| 
