Bài giảng Hóa học Polymer: Chương 5 - Huỳnh Nguyễn Anh Tuấn

Trong lĩnh vực hóa học polymer, phản ứng trùng ngưng là một trong những phương pháp tổng hợp macromolecule cơ bản và quan trọng bậc nhất, góp phần tạo ra vô số vật liệu polymer ứng dụng rộng rãi trong đời sống và công nghiệp. Chương này tập trung vào việc cung cấp một cái nhìn toàn diện về bản chất của quá trình trùng ngưng, từ những khái niệm nền tảng đến các cơ chế phản ứng cụ thể. Việc nắm vững phản ứng trùng ngưng, bao gồm các loại phản ứng tạo thành sản phẩm phụ và không tạo thành sản phẩm phụ, cũng như sự khác biệt cơ bản với trùng hợp, là điều thiết yếu để hiểu rõ hơn về cách các chuỗi polymer được hình thành. Mục tiêu là trang bị kiến thức về đặc điểm của phản ứng, đặc biệt là vai trò của độ chức của các monomer, làm cơ sở để thiết kế và tổng hợp các vật liệu polymer mới.

Sinh viên ngành Công nghệ Hóa học, Kỹ thuật Hóa học, hoặc các ngành khoa học vật liệu có liên quan, cũng như những người nghiên cứu quan tâm đến hóa học polymer và quá trình tổng hợp trùng ngưng.

Tài liệu này cung cấp một cái nhìn sâu sắc vào phản ứng trùng ngưng, một quá trình tổng hợp polymer quan trọng, bắt đầu bằng việc thừa nhận rằng không có một định nghĩa thống nhất tuyệt đối, nhưng nhấn mạnh cơ chế cộng và sự tham gia của các nhóm chức ở hai đầu mạch monome. Phản ứng này có thể diễn ra với việc loại bỏ phân tử nhỏ (như trong tổng hợp polyester và polyamide) hoặc không (điển hình là tổng hợp polyurethane từ methylene diphenyl diisocyanate). Nội dung tiếp tục phân loại phản ứng trùng ngưng dựa trên cấu trúc (hai chiều, ba chiều), tính đồng nhất (đồng thể, dị thể) và sự tham gia của nhiều loại monome (đồng trùng ngưng). Một phần quan trọng của tài liệu là so sánh chi tiết giữa trùng ngưng và trùng hợp về động học phản ứng, cách thức phát triển chuỗi, sự biến đổi nồng độ monome, tốc độ hình thành và thay đổi khối lượng phân tử polymer, cũng như thành phần hỗn hợp phản ứng. Cụ thể, phản ứng trùng ngưng yêu cầu hoạt hóa nhiệt động và quá trình phát triển chuỗi diễn ra giữa mọi cặp phân tử có sẵn, dẫn đến sự tăng dần khối lượng phân tử trung bình theo thời gian và sự hiện diện đồng thời của các phân tử trung gian ở mọi giai đoạn. Cuối cùng, tài liệu giải thích đặc điểm then chốt là độ chức của monomer, định nghĩa là số nhóm chức có khả năng phản ứng, và điều kiện tối thiểu là hai nhóm chức để đảm bảo sự phát triển chuỗi polymer. Việc nắm vững các nguyên tắc này là nền tảng cho việc thiết kế và tổng hợp vật liệu polymer với các tính chất mong muốn.