1 HOÁ HỌC CAO PHÂN TỬ TS. ĐoànThị Thu Loan Trường ĐạiHọcBáchKhoa ĐàNẵng KhoaHoá Năm 2010 2 -NgườidânNam Mỹở thờikỳtiềnsửđãbiếtdùngcaosuthiênnhiên để tạocácsảnphẩm(1492) -Biếntínhpolymer tự nhiên(giữathế kỷ 19) -Tổnghợppolymer (đầuthế kỷ 20) -Khoahọcpolymer bắt đầutừ1920 -Khoahọcvàcôngnghệ cáchợpchấtCao phântửpháttriểnmạnhvào nhữngnăm60-70 Giới thiệu chung 3 Kháiniệmcơbản Monomer = Mono + mer one unit, part, segment Ø The linked monomers form a chain-like structure called a polymer: Polymer = Poly + mer many Oligomer = Oligos+ mer few 4 polymer M M M M M M M M M M M M M M M M M Monomers Covalent Bonds H H C C H H C H H C H H C H H C H H H H C C H H Monomer Polymer H H C C H H C H H C H H C H H C H H H H C C H H Polymer 5 -Là những nhóm nguyên tử nhất định tham gia lặp lại nhiều lần trong mạch phân tử polymer ) CH ( CH 2 n Mắc xích cơ sở Ex: Polystyren Độ trùng hợp depends on monomer used in synthesis 6 M i : KLPT của phân tử thứ i N i : Số phân tử có KLPT M i Polydispersity/Molecular Weight Distribution: Types of Molecular Weight 7 Polydispersity/Molecular Weight Distribution: Types of Molecular Weight 8 N i (mol or # fxn) M i (mol wt) N i M i N i M i 2 0.10 0.22 0.51 0.10 0.07 50,000 70,000 82,000 93,000 102,000 5,000 15,400 41,820 9,300 7,140 2.5 x 10 8 1.078 x10 9 3.42924x10 9 8.6490 x 10 9 7.2828 x10 8 M n = ? g/mol M w = ? g/mol PDI = M w /M n = ? M i : KLPT của phân tử thứ i N i : Số phân tử có KLPT M i Polydispersity/Molecular Weight Distribution: Types of Molecular Weight 9 Mechanical Properties 10 Các tính chất đặc trưng của polymer ØPolymer đồng thời có các tính chất của vật thể rắn và lỏng ØĐộ nhớt của dung dich polymer rất cao ØKhả năng polymer trương lên trong khi hòa tan ØTính bất đẳng hướng [...]... lớn -Sản phẩm có độ tinh khiết cao -Trở ngại duy nhất là giá thành cao (phải có thiết bị bảo vệ) 28 Khơi mào dùng chất khơi mào hố học: *Những chất khơi mào thường dùng: -Acyl peroxides như acetyl và benzoyl peroxides -Alkyl peroxides như cumyl và t-butyl peroxides 29 Chất khơi mào hố học -Hydroperoxides như t-butyl và cumyl hydroperoxides -Peresters như t-butyl perbenzoate: 30 Chất khơi mào hố học -Azo:... Nguyên tử trong mang tinh thể Tm Chuyển động Phân tử Tm: Nhiệt độ nóng chảy 13 Phân loại -Theo nguồn gốc: thiên nhiên + tổng hợp -Theo thành phần hố học của mạch chính: Mạch cacbon Dị mạch Vơ cơ Branch -Theo cấu trúc mạch: thẳng, nhánh, khơng gian ba chiều Crosslink 14 -Theo thành phần monomer: •Homopolymers: One sort of basic units (monomers) •Copolymers (heteropolymers): ≥ two sorts of monomers 15 -Theo... polime vô đònh hình: v Trạng thái thu tinh v Trạng thái cao su (mềm cao) v Trạng thái chảy nhớt Trang thái pha cơ bản của polime kết tinh: v Trạng thái kết tinh v Trạng thái nóng chảy 11 Trạng thái pha của polime vô đònh hình Trạng thái Trạng thái Trạng thái Thu tinh Cao su Chảy nhớt Tg Tv Dao động Dao động Chuyển động Nguyên tử Đoạn mạch Phân tử Tg: Nhiệt độ hoá thu tinh Tv: Nhiệt độ chảy nhớt 12... mào hố học -Azo: 2,2’-Azobisisobutyronitrile (AIBN) -Hệ thống oxy hố khử: thường là muối (Fe+2, Cr2+, Ti2+, Co2+, …) tác dụng với một peroxyt (hạ thấp nhiệt độ phản ứng) Ex: Fe2+ + HO-OH HO- + HO + Fe3+ 31 Phát triển mạch: R CH Đầu Đi CH2 R CH2 CH CH X X R CH2 X + + CH2 R R CH X X Đầu-đầu X CH X CH CH2 CH2 CH2 CH R CH Đi-đầu CH2 CH X R CH2 CH2 CH X CH2 X Đầu - i CH CH X X Đi-đi CH2 32 Phản ứng... to Ex: CH2=CHX CH 2- CHX (lưỡng gốc) 25 Khơi mào ánh sáng (UV) hν M R + R’ M* H C H H Ex: C M* hν C C + H H H hν or H C C + H H 26 Photoinitiators 27 Khơi mào dùng các bức xạ: -Tác nhân khơi mào gồm: +Tia β (e-) + Tia α (He2+) + Tia X + Tia γ *Đặc điểm: -Xảy ra dưới tác dụng của bức xạ -Bản chất giống với trùng hợp quang, Năng lượng hoạt hố E=0, và khơng phụ thu c nhiệt độ -Vận tốc phản ứng có... chất của trung tâm hoạt động: -Trùng hợp gốc tự do (TH gốc chuỗi) -Trùng hợp ion: cation hay anion 22 Trùng hợp gốc chuỗi Cơ chế: H2 + Cl2 •Tạo thành trung tâm hoạt động: 2 Cl* Cl as hν 2 • Phát triển mạch Cl* + H2 H* + Cl2 HCl HCl + H* + Cl* •Đứt mạch H* + Cl* HCl H*, Cl* va vào thành bình và mất khả năng hoạt động 23 Mechanism of Polymerization 24 Giai đoạn khơi mào: -Tạo ra các gốc tự do dưới tác... R R CH X X Đầu-đầu X CH X CH CH2 CH2 CH2 CH R CH Đi-đầu CH2 CH X R CH2 CH2 CH X CH2 X Đầu - i CH CH X X Đi-đi CH2 32 Phản ứng ngắt mạch: Sự kết hợp của các phần tử chứa gốc tự do, tạo các phần tử mất khả năng hoạt động ~CH=CH2 + CH3-CH2~ disproportionation/isomerization * Ngắt mạch bằng chất ức chế: Dùng các chất để tiêu diệt gốc tự do Ex: O OH 2R + RH OH Hydroquinon O + O Quy non O 33 Inhibitors... alignment of chains, 5 0-6 0% crystallinity 18 E = 0.2 GPa Nomenclature (danh pháp) Poly + (monomer/repetitive unit) •Ex 1: poly(vinyl clorua) = poly + vinyl clorua n CH 2 CH Cl ( CH 2 CH )n Cl •Ex 2: •Ex 3: Poly(hexamethylene adipamide) 19 TỔNG HỢP (polymerization) ü Trùng hợp (Chain Growth, Addition polymerization) üTrùng ngưng (Step Growth, Condensation polymerization,) 20 Trùng hợp 21 Phân loại •Dựa vào... two sorts of monomers 15 -Theo cách sắp xếp nhóm chức trong khơng gian: Isotactic Syndiotactic Atactic 16 Phân loại theo trạng thái pha Polime vô đònh hình Polime kết tinh 17 Factors influencing crystallinity • Cooling rate • Chain complexity and regularity • Side group size • Tacticity • Cross-linking, Branching HDPE and LDPE • High density polyethylene: linear chains, branching minimised ⇒ efficient . 1 HOÁ HỌC CAO PHÂN TỬ TS. ĐoànThị Thu Loan Trường ĐạiHọcBáchKhoa ĐàNẵng KhoaHoá Năm 2010 2 -NgườidânNam Mỹở thờikỳtiềnsửđãbiếtdùngcaosuthiênnhiên để tạocácsảnphẩm(1492) -Biếntínhpolymer. -Biếntínhpolymer tự nhiên(giữathế kỷ 19) -Tổnghợppolymer (đầuthế kỷ 20) -Khoahọcpolymer bắt đầutừ1920 -Khoahọcvàcôngnghệ cáchợpchấtCao phântửpháttriểnmạnhvào nhữngnăm6 0-7 0 Giới thiệu chung 3 Kháiniệmcơbản Monomer. chảy Dao động Nguyên tử trong mang tinh thể Chuyển động Phân tử Tm: Nhiệt độ nóng chảy 14 -Theo nguồn gốc: thiên nhiên + tổng hợp -Theo thành phần hoá học của mạch chính: Phân loại -Theo cấu trúc