Hóa học hóa lý polymer (TS. Nguyễn Quang Khuyến) - Chương 1

Chia sẻ: Nguyen Uyen | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:29

Thêm vào BST

Báo xấu

422
lượt xem 52
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Chương 1: Khái niệm về polymer - Lịch sử phát triển ngành polymer: •Từ thời xa xưa người ta biết sử dụng sợi bông, sợi tơ tầm, sợi len để làm quần áo • Cao su thiên nhiên được phát hiện vào cuối thế kỷ 17 bởi nhà khoa học châu âu •1820 Thomas Hancock phát hiện ra cán dẻo cao su, dễ trộn hợp với chất độn và dễ tạo hình.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Hóa học hóa lý polymer (TS. Nguyễn Quang Khuyến) - Chương 1

Môn Học HÓA HỌC HÓA LÝ POLYMER 3 ĐVHT TS. Nguyen Quang Khuyen nqkhuyen@yahoo.com HP: 0908 207020 Khái niệm về polymer 12/23/2010 MaMH 605002 1
SÁCH THAM KHẢO [1]. Nguyễn Hữu Niếu và Trần Vĩnh Diệu, Hóa lý polymer, Đại học Quốc gia, Tp.HCM, 2004. [2]. Phan Thanh Bình, Hóa học và hóa lý polymer, Đại học quốc gia Tp.HCM, 2002. [3]. Thái Doãn Tĩnh , Hóa học các hợp chất cao phân tử, NXB Khoa Học Và Kỹ Thuật Hà Nội, 2005. [4] Hans R. Kricheldorf, Oskar Nuyken and Graham Swift, Handbook of Polymer Synthesis, Marcel Dekker, 2005. [5] David I. Bower, An Introduction to Polymer Physics, Cambridge University, 2002. [6] Encyclopedia of Polymer Science and Technology, 3rd Edition, 12 Volume, John Wiley & Sons, 2004. Khái niệm về polymer 12/23/2010 MaMH 605002 2
SÁCH THAM KHẢO [7] Krzysztof Matyjaszewski and Thomas P. Davis, Handbook of Radical Polymerization, John Wiley & Sons, 2002. [8] Fred J. Davis, Polymer Chemistry, Oxford University, 2004. [9] J. Brandrup, E. H . Immergut and E. A . Grulke, Polymer Handbook, John Wiley & Sons, 1999. [10] Michael Rubinstein and Ralph H. Colby, Polymer Physics, Oxford University, 2003. [11] Igor Galaev and Bo Mattiasson, Smart Polymers Applications in Biotechnology and Biomedicine, by Taylor & Francis, 2008. [12] Graham Swift, Charles E. Carraher and Christopher N. Bowman, Polymer Modification, Springer, 1997. Khái niệm về polymer 12/23/2010 MaMH 605002 3
Chương 1 KHÁI NIỆM VỀ POLYMER Khái niệm về polymer 12/23/2010 MaMH 605002 4
1.1 Lịch sử phát triển ngành polymer •Từ thời xa xưa người ta biết sử dụng sợi bông, sợi tơ tầm, sợi len để làm quần áo. • Cao su thiên nhiên được phát hiện vào cuối thế kỷ 17 bởi nhà khoa học châu âu. •1820 Thomas Hancock phát hiện ra cán dẻo cao su, dễ trộn hợp với chất độn và dễ tạo hình. •1839 Charles Goodyear nhận thấy tính chất đàn hồi của cao su tự nhiên có thể tăng lên, và độ dính bị loại bỏ khi lưu hóa bằng lưu huỳnh. •Năm 1833, Gay lussac tổng hợp được polyester khi đun nóng acid lactic, Braconot điều chế được Nitroxenlolozơ bằng phương pháp chuyển hoá đồng dạng. Khái niệm về polymer 12/23/2010 MaMH 605002 5
• Đến cuối thế kỹ 19 và đầu thế kỷ 20 việc nghiên cứu hợp chất polymer được phát triển mạnh mẽ. • 1910 nhựa Bakelit phenol-formadehyt (Leo Baekeland) là polyme tổng hợp hoàn toàn được sản xuất công. • 1835 Renoult điều chế đưọc vc (vinyl clorua) và 1937 mới đưa vào sản xuất trong công nghệp. • 1933 R.O. Gibson và E.N.Faweet của ICI đã trùng hợp etylen thành polyetylen ở nhiệt độ và áp suất cao. 1939 – nhà máy đã chính thức hoạt động sản xuất PE. • Cao su nhân tạo đầu tiên được tổng hợp từ 2,3 dimetyl butadien (BR) ở Đức trong chiến tranh thế giới thứ I. Khái niệm về polymer 12/23/2010 MaMH 605002 6
Những lý thuyết và thực nghiệm của Paul Flory về  polymer, ông đã nhận giải Nolben Hoá học 1974 vì những đóng góp lâu dài và quan trọng của ông trong lĩnh vực khoa học polyme. Năm 1953 Staudinger đã nhận giải Nobel vì những công trình nghiên cứu tiên phong trong lĩnh vực này. Một lượng lớn những polyme tổng hợp được thương  mại hoá như: polystyren, poly(metyl metacrylat), nylon 6,6, PE, PVC, …. Ngày nay polymer là vật liệu đóng góp rất nhiều  trong các lĩnh lực khoa học kỹ thuật và đời sống: Các sản phẩm dân dụng, công nghiệp, y tế, phục vụ ngành khoa học kỹ thuật… Khái niệm về polymer 12/23/2010 MaMH 605002 7
Một số lĩnh vực ứng dụng tiên tiến của polyme:   Polymer chịu nhiệt, oxy hóa ứng dụng trong tàu vũ trụ.  Nhựa kỹ thuật thay thế cho kim loại.  Polyme không cháy, giảm tối thiểu lượng khói hoặc hơi độc.  Polyme phân huỷ sinh học.  Polyme ứng dụng trong sinh học ví dụ: chỉ tự tiêu, cơ quan nội tạng nhân tạo.  Polyme dẫn điện. Khái niệm về polymer 12/23/2010 MaMH 605002 8
Tình hình phát triển ngành nhựa ở VN:   Nhựa nhiệt dẻo : sản xuất từ nguồn dầu khí dầu mỏ (mỏ khí dầu mỏ và mỏ khí thiên nhiên) VD: công ty misuvina sản xuất PVC.  Các trung tâm nghiên cứu vật liệu mới và ứng dụng nhựa nhiệt rắn đặc biệt nhà lắp ghép ở Miền Tây Nam Bộ, tàu đánh bắt thủy sản xa bờ bằng composite, canô …  Xu thế phát triển nghành polyme ở việt nam : ngành nhựa nhiệt rắn đã và đang phát triển đã gia nhập khối ASIAN tên gọi chung cho ngành là VINAPLAST. Khái niệm về polymer 12/23/2010 MaMH 605002 9
1.2 Định nghĩa, khái niệm •Polymer là hợp chất cao phân tử được cấu tạo từ rất nhiều nhóm có cấu tạo hoá học giống nhau lặp đi lặp lại và chúng nối với nhau bằng liên kết đồng hoá trị. PS PVC PP 10 Khái niệm về polymer 12/23/2010 MaMH 605002 10
•Oligomer (polymer) khối lượng phân tử thấp là hợp chất trung gian, chưa mang những đặc trưng tính chất như polymer. Sự phân biệt giữa oligomer và polymer không rõ ràng, tuy nhiên oligomer không có sự thay đổi rõ ràng với những tính chất quan trọng. Khái niệm về polymer 12/23/2010 MaMH 605002 11
•Monomer là những phân tử hữu cơ đơn giản có chứa liên kết kép (đôi hoặc ba, độ chức) hoặc có ít nhất hai nhóm chức hoạt động có khả năng phản ứng với nhau tạo thành polymer – tham gia phản ứng trùng hợp. Khái niệm về polymer 12/23/2010 MaMH 605002 12
•Mắt xích cơ sở: là những nhóm nguyên tử lặp đi lặp lại trong phân tử polymer. Khái niệm về polymer 12/23/2010 MaMH 605002 13
Đoạn mạch: là một giá trị trọng lượng của các mắc xích liền nhau sao cho sự dịch chuyển của mắc xích liền sau đó không phụ thuộc vào mắc xích ban đầu. Độ trùng hợp (n): biểu thị số mắt xích cơ sở có trong đại phân tử của polymer. n = M/m M: khối lượng phân tử trung bình của Polymer. m : khối lượng phân tử của mắt xích. Khái niệm về polymer 12/23/2010 MaMH 605002 14
Khối lượng phân tử của polymer Khối lượng phân tử trung bình số Mn: Mi : khối lượng phân tử của mạch i Ni : số phân tử có khối lượng Mi có trong hệ. Khối lượng phân tử trung bình số thể hiện phần số học các mạch hiện diện trong hổn hợp. Khối lượng phân tử trung bình khối Mw: :phần khối lượng của mạch phân tử có độ trùng hợp i. Khái niệm về polymer 12/23/2010 MaMH 605002 15
Khối lượng trung bình khối là tổng khối lượng các thành phần tính trung bình theo phần khối lượng của từng loại mạch có độ trùng hợp khác nhau. Chỉ số đa phân tán IP: đặc trưng cho độ phân tán của mẫu polymer. IP = 1 đồng nhất về độ trùng hợp trong toàn mẫu polymer (điều này không có thực). IP > 1 : mẫu polymer có độ đa phân tán , IP càn lớn mẫu càng phân tán (VD: IP cao su tổng hợp và NR = 2 và tương đương5. Khái niệm về polymer 12/23/2010 MaMH 605002 16
Danh Pháp: Danh pháp của polymer chủ yếu dựa vào tên của monomer, hợp chất tổng hợp thành polymer và có thêm vào phía trước tử “poly”. •Ethylene ( polyethylene). •Propylene ( polypropylene). •Polyester được hình thành từ phản ứn của di – alcol và di – acid. Khái niệm về polymer 12/23/2010 MaMH 605002 17
•Homopolyme là những polyme được tạo thành từ một loại monome. Khái niệm về polymer 12/23/2010 MaMH 605002 18
Copolyme là polyme được tạo thành từ hai hay nhiều monome khác nhau. Rất nhiều polyme tổng hợp có giá trị thương mại, ví du: ABS, NBR … Sự sắp xếp của các monome trên mạch copolyme phụ thuộc vào phương pháp và cơ chế tổng hợp. Có thể chia thành các loại sau (các vị dụ sau trong trường hợp copolyme có chứa 2 loại mắt xích cơ bản khác nhau). Khái niệm về polymer 12/23/2010 MaMH 605002 19
Copolyme đều đặn Copolyme khối Copolyme ngẫu nhiên Copolyme ghép Khái niệm về polymer 12/23/2010 MaMH 605002 20