Bài giảng Hoá học Polymer: Chương 3 - Nguyễn Văn Quý

Hóa học polymer là một lĩnh vực nền tảng trong khoa học vật liệu, đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển các vật liệu có tính năng ưu việt. Trong số các kỹ thuật tổng hợp polymer, đồng trùng hợp nổi bật như một phương pháp mạnh mẽ để tạo ra các vật liệu mới với các tính chất được kiểm soát chặt chẽ. Kỹ thuật này cho phép kết hợp hai hay nhiều loại monomer khác nhau vào cùng một mạch polymer, từ đó tạo ra copolymer với đặc tính vượt trội so với polymer đơn lẻ (homopolymer). Việc hiểu rõ các cơ chế và yếu tố ảnh hưởng đến quá trình đồng trùng hợp là thiết yếu để tối ưu hóa tính chất của sản phẩm, đáp ứng nhu cầu đa dạng của các ngành công nghiệp.

Sinh viên ngành Hóa học, Công nghệ Hóa học, Kỹ thuật Vật liệu, hoặc các chuyên gia đang nghiên cứu về polymer và vật liệu.

Tài liệu này đi sâu vào lĩnh vực đồng trùng hợp, một kỹ thuật trọng yếu trong hóa học polymer nhằm tổng hợp các polymer mới từ hai hoặc nhiều monomer khác nhau. Mở đầu, khái niệm đồng trùng hợp và copolymer được giới thiệu, nhấn mạnh khả năng tạo ra các vật liệu có tính chất đa dạng và cải thiện so với polymer nguyên chất. Các loại copolymer phổ biến như ngẫu nhiên, khối, ghép được minh họa, cùng với các ví dụ về ứng dụng thực tiễn của chúng trong công nghiệp, từ lốp xe (cao su SBR) đến vật liệu chịu nhiệt (Viton). Phần trọng tâm của tài liệu tập trung vào các khía cạnh cơ bản và cơ chế của quá trình. Cụ thể, cơ chế trùng hợp thống kê theo cơ chế gốc được phân tích chi tiết, bao gồm các phản ứng chuỗi và các hằng số tốc độ tương ứng (hằng số tự tăng trưởng và hằng số tăng trưởng chéo). Sự lệch thành phần (composition drift) trong quá trình đồng trùng hợp gốc tự do, cùng với các yếu tố ảnh hưởng và cách kiểm soát nó, cũng được thảo luận. Các phương trình động học và tầm quan trọng của hoạt tính monomer và mạch khơi màu được trình bày, dẫn đến việc giới thiệu tỉ lệ hoạt tính (reactivity ratios r1, r2) và sơ đồ Q-e, những công cụ thiết yếu để dự đoán thành phần copolymer và thiết kế vật liệu. Cuối cùng, tài liệu phân tích các trường hợp khác nhau của đồng trùng hợp dựa trên giá trị của tỉ lệ hoạt tính, cho phép các nhà khoa học và kỹ sư dự đoán cấu trúc và tính chất của copolymer. Việc nắm vững các nguyên lý này là chìa khóa để phát triển các loại polymer có hiệu suất cao, ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực.