I. Khái niệm polymer
Polymer là những hợp chất có phân tử khối rất lớn do nhiều đơn vị nhỏ (gọi là mắt xích) liên kết với nhau.
Ví dụ:
Polyethylene (–CH2 – CH2–)n do các mắt xích –CH2–CH2– liên kết với nhau.
Trong đó:
+ n được gọi là hệ số polymer hóa hay độ polymer hóa.
+ CH2 = CH2 được gọi là monomer.
II. Phân loại polymer
1. Theo nguồn gốc
|
Thiên nhiên |
Tổng hợp |
Nhân tạo (bán tổng hợp) |
|
Có nguồn gốc thiên nhiên. VD: cao su thiên nhiên, celluose, bông, tơ tằm... |
Do con người tổng hợp nên VD: polyethylene, nhựa phenol-fomaldehyde,... |
Lấy polymer thiên nhiên chế và chế hóa thành polymerrmới. VD: tơ acetate, tơ visco, ... |
2. Theo cách tổng hợp
|
Polymer trùng hợp |
Polymer trùng ngưng |
|
Tổng hợp bằng phản ứng trùng hợp VD: polyethylene, poly(methyl methacrylate), ... |
Tổng hợp bằng phản ứng trùng ngưng VD: nilon-6, poly(phenol-formaldehyde), ... |
3. Theo cấu trúc
|
Không phân nhánh |
Có nhánh |
Mạng không gian |
|
VD: PVC, PE, PS, cao su, cellulose, tinh bột... |
VD: amylopectin, glycogen |
VD: nhựa rezit, cao su lưu hóa |
Bài tập áp dụng:
Bài 1: Polymer nào sau đây thuộc loại polymer thiên nhiên?
A. Polyethylene.
B. Tinh bột.
C. Cellulose trinitrate.
D. Polystyrene.
Lời giải:
Polyethylene, polystyrene thuộc loại tổng hợp.
Tinh bột thuộc loại thiên nhiên.
Cellulose trinitrate thuộc loại bán tổng hợp.
Đáp án: B
Bài 2: Polymer có mạch phân nhánh là
A. poly(vinyl chloride)
B. polystyrene
C. cellulose
D. glycogen
Lời giải: Polymer có mạch phân nhánh là glycogen
Đáp án: D
III. Danh pháp polymer
- Tên của các polymer được cấu tạo bằng cách ghép từ poly trước tên monomer.
Ví dụ:
(–CH2–CH2–)n: polyethylene
(–C6H10O5–)n: polysaccharide
- Nếu tên monomer gồm 2 từ trở lên hoặc từ hai monomer tạo nên polymer thì tên monomer phải để trong ngoặc đơn.
Ví dụ:
(–CH2–CHCl– )n: poly(vinyl chloride)
(–CH2–CH=CH–CH2–CH(C6H5)–CH2–)n : poly(butadiene - styrene)
- Một số polymer có tên riêng (tên thông thường).
Ví dụ:
(–CF2–CF2–)n: Teflon
(–NH– [CH2]5–CO–)n : Nylon-6, tơ capron
(–C6H10O5–)n: Cellulose
Bài tập ví dụ: Polymer (–CH2–CHCl– )n có tên gọi là
A. poly vinyl chloride
B. poly(vinyl chloride)
C. poly ethyl chloride
D. poly dimethyl chloro
Lời giải: Polymer tạo bởi 2 monomer là vinyl và chloride thì tên monomer phải để trong ngoặc đơn nên tên gọi là poly(vinyl chloride).
Đáp án: B
IV. Cấu trúc polymer
+ Mạch không phân nhánh: Amilozơ, polietilen, poli(vinyl clorua)….
+ Mạch phân nhánh: Amilopectin, glicogen,…
+ Mạch không gian: Cao su lưu hoá, nhựa bakelit,…
(Mỗi hình tròn đỏ tương tự một mắt xích monomer, với mạch không gian có nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử làm cầu nối)
V. Tính chất vật lý của polymer
- Hầu hết các polymer là chất rắn, không bay hơi, không có nhiệt độ nóng chảy xác định
- Đa số polymer không tan trong các dung môi thông thường, một số tan được trong dung môi thích hợp
- Các polymer khác nhau có đặc tính khác nhau:
+ Cách điện, cách nhiệt (polyethylene, poly(vinyl chloride),...)
+ Tính bán dẫn: polyacetylene,...
Bài tập áp dụng: Nhận xét về tính chất vật lí chung của polymer nào dưới đây không đúng?
A. Hầu hết là những chất rắn, không bay hơi
B. Đa số nóng chảy ở một khoảng nhiệt độ rộng, hoặc không nóng chảy mà bị phân hủy khi đun nóng
C. Đa số không tan trong các dung môi thông thường, một số tan trong dung môi thích hợp
D. Hầu hết polymer đều đồng thời có tính dẻo, tính đàn hồi và có thể kéo thành sợi dai, bền
Lời giải: Nhận xét không đúng là: Hầu hết polymer đều đồng thời có tính dẻo, tính đàn hồi và có thể kéo thành sợi dai, bền. Vì tính dẻo và tính đàn hồi không cùng đồng thời với nhau.
Đáp án: D
VI. Điều chế polymer
Một số ví dụ:
* Phản ứng trùng hợp
* Phản ứng đồng trùng hợp của một hỗn hợp monomer:
Ví dụ:
* Phản ứng trùng ngưng
Bài tập áp dụng:
Bài 1: Điều kiện của monomer để tham gia phản ứng trùng hợp là phân tử phải có
A. liên kết kết bội.
B. vòng không bền.
C. hai nhóm chức khác nhau.
D. A hoặc B.
Lời giải: Điều kiện của monomer để tham gia phản ứng trùng hợp là phân tử phải có vòng không bền hoặc hai nhóm chức khác nhau (xem lại lí thuyết đại cương polymer)
Đáp án: D
Bài 2: Polymer nào sau đây được tổng hợp bằng phản ứng trùng hợp ?
A. Poly(vinylchloride).
B. Polysaccharide.
C. Protein.
D. Nylon-6,6.
Hướng dẫn giải
Polymer được tổng hợp bằng phản ứng trùng hợp là poly (vinyl clorua)
Đáp án: A
Bài 3: Polymer nào sau đây được tổng hợp bằng phản ứng trùng ngưng
A. Poly(methyl methacrylate).
B. Poly(hexamethylene -adipamide)
C. Poly(vinyl chloride).
D. Poly(butadiene - styrene)
Lời giải: Poly(methyl meathacrylate) ; poly(vinyl chloride), poly (buthadiene - styrene) điều chế bằng phản ứng trùng hợp
Poly(hexamethylene -adipamide) điều chế bằng phản ứng trùng ngưng
nH2N-[CH2]6-NH2 + HOOC-[CH2]4-COOH (-NH-[CH2]6-NH-CO-[CH2]4-CO-)n + nH2O
Đáp án: B
VII. Phương pháp giải bài tập xác định khối lượng polime hoặc chất tham gia quá trình tạo polime
Phương pháp chung :
- Lập sơ đồ điều chế polime từ chất đã cho.
nX=X → (-X-X-)n
Ta có: nmắt xích polime = n.npolime và Mpolime = n.Mmắt xích => mmắt xích polime = mpolime
- Đối với phản ứng trùng hợp 1 chất: mmonome = mpolime / H%
Trong nhiều trường hợp có thể bỏ qua đơn vị đo lường để giải nhanh.
