Trường Đại Học Công Nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh Trung Tâm Công Nghệ Hóa Học
ầ
GVHD : Th.S: Tr n Thanh Đ i ạ NHÓM: 03
Tên Mã S SV Phát
ố 08233541
Ghi Chú ngưở Nhóm tr
Ki u Ng c Thái ề ọ
Stt H Đ m ọ ệ Bùi Qu cố 1 2 3
Nguy n Thanh 08265301 ễ Tu nấ
Thiên 07724311
4
Lê Nguy n ễ Phúc
Minh 08226351 Nguy n Nh t ậ ễ
5
6 7
I.T NG QUAN V POLYME Ổ Ề
ấ l n và
ả ứ
Ph n ng đ ng trùng ồ h pợ
ề ầ
ơ
ủ
ợ
ph
ng
ắ
Ph n ả ng ứ đ ng ồ trùng h p ợ theo c ơ ch ionế
Ph n ả ng ứ đ ng ồ trùng h p ợ theo c ơ ch ế g cố
Ph n ả ng ứ đ ng ồ trùng h p r i ợ ờ chuy n ể hay phân b cậ
Các ươ pháp th c ự nghi m ệ ti n ế hành quá trình
ợ
ụ
ộ ệ ả
Polyme là các h p ch t có ợ ng phân t kh i l ố ượ ử ớ trong c u trúc c a chúng có ủ ấ s l p đi l p l i nhi u l n ự ặ ặ ạ nh ng đ n v monome ị ữ Thành công c a polyme là tr ng trùng h p polyme ở ạ thái r n có tính b n nhi t ề ệ cao,có tính d n đi n, là c ơ ệ ẫ s đ hình thành n n công ề ở ể nghi p s n xu t polyme ệ ả ấ t cao. b n nhi ệ ề Ph n ng đ ng trùng h p ồ ả ứ c áp d ng r ng rãi đ ươ trong công nghi p s n xuât polyme
3.1 Khái ni mệ
Ph n ng đ ng trùng h p là quá trình k t h p c a hai hay nhi u ồ ả ứ
ợ ể ạ
ề ắ ồ
-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-
Hopolyme
ề ế ợ ủ monome khác nhau đ t o thành polyme có s tham gia c a c hai hay ự ủ ả t c các m t xích c b n c a nhi u monome (nghĩa là polyme bao g m t ơ ả ủ ấ ả các monome ). Polyme này g i là các copolyme. ọ
. Ph n ng đ ng trùng h p s y ra theo c ch g c hay ion ợ ả ơ ế ố ả ứ ồ
ả ứ ợ
3.2 Ph n ng đ ng trùng h p ồ g cố – Ph n ng đ ng trùng h p g c đ c nghiên c u r t k vì có nhi u ý ả ứ ố ượ ồ ợ ứ ấ ỹ ề
1.2.1 Ph
ươ
ầ : ng trình thành ph n
nM1 + mM2 M1-M2-M1-M2-- hay - (M1)n( M2)m
nghĩa th c ti n và nghiên c u. ự ễ ứ
•Khi đ ng trùng h p,s kích thích m nh và t ợ ự ạ ồ ắ t m ch cũng s y ra nh ư ạ ả
1 và M2:
R + M1 RM1 R + M2 RM2
trùng h p t o thành g c m i có nhóm cu i m t xích M ớ ợ ạ ắ ố ố
ả ứ ợ
1.2.2 S nh h 3.2 Ph n ng đ ng trùng h p ồ g cố ưở ủ ằ ự ả ng c a h ng s đ ng trùng h p ợ ố ồ
monome k t ộ ế ụ ế ố
ả ớ ả ứ ế
ị
1- -----M1 + M1 -----M1M1 v11 = k11[M1][M1]
2- -----M1 + M2 -----M1M2 v12 = k12[M1][M2]
3- -----M2 + M1 -----M2M1 v21 = k12[M2][M1]
4- -----M2 + M2 -----M2M2 v22 = k22[M2][M2]
ng ng v i các h ng s k –Ti p đó, không ph thu c vào s và b n ch t phân t h p, các cu i M ố ợ su t k t h p c a nó đ ươ ấ ế ợ ủ Có 4 ph n ng c b n t ơ ả ươ ứ ả ứ ằ ớ ấ ử 1 và M2, trong đó xác 1 và M2 ph n ng ti p v i M c xác đ nh b ng h ng s k t h p c a nó, ằ ố ế ợ ủ ố 11 ,k12 ,k21 ,k22 : ằ
ả ứ
ợ
3.3 Ph n ng đ ng trùng h p ion ồ
– S khác nhau gi a đ ng trùng h p ion và g c là thành ph n monomer ợ ự ầ ố
trong copolymer t o thành t cùng m t monome. ừ ộ ữ ồ ạ
ớ ồ ợ ầ ụ
ố
ầ
ầ
ầ
thay đ i trong copolymer nh sau:
ộ 1 2 ượ
e n e r y t s
3 ủ
e m y l o p o c g n ợ ư
% g n ợ ư
l
ế ợ ớ ố
l g n ọ r t
m à H
ơ
ộ
ậ ộ ớ ủ
Hình 3.1, s ph thu c hàm ự ụ l ng styrene vào xúc tác ượ 1-SnCl4;2-(C6H5COO)2;3-Na
Thí d : Khi đ ng trùng h p styren v i metylmetacrylat, thành ph n ư ổ • Theo g c ( peoxit benzoly) thành ph n styrene là 51% • Theo ion (cation, SnCl2) thành ph n styren là 99% • Theo anion (Na kim lo i) thành ph n styren là 1% ạ S ph thu c hàm l ng styren trong ượ ự ụ ng monome ban đ u có copolyme vào hàm l ầ ng cong khác nhau là do đ c tính c a các đ ườ ặ monome k t h p v i g c hay ion khác phân t ử nhau, b i vì nhóm phenyl hút electron y u h n ế ở nhóm OCOCH3, m t đ electron lien k t đôi ế ở nhóm vinyl c a styren l n h n ơ ở metylmetacrylat
ể
ồ
ả ứ
ữ
ả ứ ứ ớ ộ
.
ồ ả ả ứ
3.4 Ph n ng đ ng trùng h p r i chuy n hay phân ợ ờ b cậ Ph n ng đ ng trùng h p gi a hai monome có hai nhóm ợ ch c có kh năng ph n ng v i nhau, trong đó m t ả ứ nhóm có kh năng cho hydro và nhóm ch c khác có kh ả năng nh n hydro ậ
ươ
ng pháp m i t ng h p polyme c kim là ợ nh Si, P, Thí d :Ph ụ ồ ơ ố ư ớ ổ ể
C
C
COOCH2CH2COOC
+
H2Cn
CH2
nArPH2
arylphotphin
CH3
CH3
P
H2 C
H C
H C
H2 C
COOCH2CH2OOC
n
Ar
CH3
CH3
đ ng trùng h p d i chuy n các nguyên t ợ Sn, B v i h p ch t ch a no. ớ ợ ờ ấ ư
3.5 Các ph
ươ
ng pháp th c nghi m ự
ệ
ợ
nhi ệ ữ ệ
c th c hi n b ng cách gi ượ ấ ằ ị
ấ
ng pháp này tuân theo nh ng nguyên t c đ ng ươ ư
p ợ h g n ù r t p á h T
ắ ộ c có d ng nóng ch y , n u đ ổ ế ượ ả ạ
Hình 3.2. S đ trùng h p ơ ồ
ợ
3.5.1 Trùng h p kh i ố Ph n ng này đ t ự ả ứ đ xác đ nh khi khu y m t dung d ch kích thích trong ộ ị ộ monome và các ch t khác. Ph h c , polyme thu đ ọ ra thành kh i.ố
ố
ị ợ kh i styren
ị ả ứ
ể
ả ứ ệ ợ ể ổ
ồ
ỏ ỗ
3.5.2 Trùng h p trong dung d ch Ph n ng trùng h p s y ra trong dung d ch, ơ ả trong đó monomer còn polyme có th tan hay không tan. Ph n ng trùng h p g c trong dung môi ít ố dùng, hi n dùng đ t ng h p acrylonitrin trong ợ c dung d ch r i hình dimetylformanmit, thu đ ị ượ thành s i qua l nh đi vào trong n ướ ợ c.
3.5 Các ph
ươ
ng pháp th c nghi m ự
ệ
ợ ươ
ng ng pháp công nghi p ti n hành ệ ở
ng phân t ế t đ th p , t c đ l n , kh i l ố ượ ử
3.5.3 Trùng h p nhũ t Là ph ươ nhi ố ộ ớ ệ ộ ấ l n . tính đ ng đi u cao ề ồ ớ
ng ươ ng phu thuôc Môi tr ng khuy ch tán là n ướ ế ườ Phan ng trung h p nhũ t monomer la 30- 60% ̉ ứ c . hàm l ươ ̀ ̣ ̣
ợ vào:
̣ ̣
Hình 3.3:S đ c a trùng h p nhũ t
ơ ồ ủ
ợ
ươ ng
̉ ́ ̉ ́ ́ ́
ng và ban chât cua chât kich thich. ng ng và ban chât cua chât nhũ t • Nhiêt đô. • L ượ • l ượ ươ ̉ ́ ̉ ́
hoa.́
ỷ ̀ ̣ ̣
ng. ườ ̣ ̉
́ ̣ ̀ ́ ̣
• T pha nông đô monome trong hê. • Đô PH cua môi tr • Tôc đô va kh năng khây trôn. ả
polyvinylacetat e
ươ
ng pháp th c nghi m ự
3.5 Các ph 3.5.4 Trùng h p huy n phù ợ
ề
ệ
̉ ứ ̉ ̀ ̀ ̀ ́ ̀
ư ng khây trôn monomer v i n ườ ̃ ươ ớ ướ ́ ̣ ̀
ợ ng, nh ng th ư ̀ ữ c nh ư ́ ̉ ̣
dang hat, do đo con goi ́ ướ ở ượ ̣ ̣ ́ ̀ ̣
̀ ̀ ̣
ư ́ ̉ ̀ ̀ ̀ ́ ̀
́
3.5.5. Trung h p trong pha khi ợ ̀ ́ Phan trung h p huyên phu giông nh phan ng trung h p ợ c va nhu t chât ôn đinh la nh ng polymer hoa n c polymer polyvinylancol… thu đ la trung h p hat. ợ C chê cua phan ng trung h p huyên phu giông nh trung ợ ̉ ứ ơ h p khôi ợ Ph ng phap trung h p trong pha khi it dung va không co ng dung th c ươ ợ ́ ứ ự ́ ̀ ́ ́ ̀ ̀ ̣
tê.́
Vi dụ : Trung h p cation cua ete vinylic khi đ a ete vao trên xuc tac BF3 phan ợ ̀ ̉ ̀ ́ ́ ̉
ng phân t thâp. ư ớ ợ ư ́ ượ ử ̀ ̉ ́ ́
trung h p xay ra ch p nhoang nh ng khôi l 3.5.6. Trung h p trong pha răn ợ ̀ ́
xay ra nhiêt đô thâp h n nhiêt đô nong chay. Co hai ở ơ ̉ ̣ ̣ ́ ̣ ̣ ́ ̉ ́
dang : ̣
̀ ́
+Phan ng trung h p trong pha răn nhanh . +Phan ng trung h p trong pha răn châm. ̉ ứ ̉ ứ ợ ợ ̀ ́ ̣
3.5 Các ph
ươ
ng pháp th c nghi m ự
ệ
3.5.7 Trùng h p copolyme ghép ợ
ề ạ
ả ứ ng pháp này dùng m t polyme đã có s n nh có chuy n m ch mà 3.5.7.1 Ph n ng chuy n m ch ộ ươ ề ẵ ạ ờ
Ph monome m i trùng h p ti p t c k t h p v i m ch polyme ạ ớ ớ
CH2
CH2
R
CH2 CH CH CH
CH2 CH
CH2 CH
OOCCH3
H3CCOO
OOCCH3
H3CCOO
CH2
CH2 CH2 CH2
CH2 CH CH CH
OOCCH3
H3CCOO
ợ VD: Polyvinylaxetat ghép v i acrylonnitrin ế ụ ế ợ ớ
ng pháp đ ng trùng h p ợ ồ ươ
ng pháp này dùng polyme ch a liên k t đôi đ đ ng trùng h p v i ươ ứ ế ớ ợ
CH3
R
C
CH2 C
CH2
CH CH2
CHR CH2
CH3
CH2 C(CH3)
ể ồ CH3 3.5.7.2 Ph Ph monome thêm vào.
+
CH2 C
CHR CH2
COOCH3
n
VD:Ghép metylmetacrylat vào cao su thiên nhiên
(CH3)
CH2 C
CHR CH2
CH2 C(CH3)
COOCH3
n
ươ
ng pháp th c nghi m ự
ệ
3.5 Các ph 3.5.7.3 Ph
ươ ng pháp t o đi m ho t đ ng ể ạ ộ ạ
ạ ươ
VD: ghép styren vào copolyme c a styren và p- isopropylstyren
Ph monome khác ghép vào m ch ể ạ ộ ổ
CH
CH2 CH CH2 CH
CH2
CH2 CH CH2 CH CH2 CH
C
CH3
CH3
OOH
CH2 CH CH2 CH CH2 CH
CH2 CHX
C
CH3
O
CHX
CHX
CH3 CH2
CH2
ng pháp t o trung tâm ho t đ ng trong m ch chính đ các ạ ạ ộ chính ch trung tâm ho t đ ng đó ạ ở ủ O2
ng pháp b c x ươ ứ ạ
ng pháp dùng nh ng tia b c x có năng l ng l n đ phân c t nguyên ữ ứ ạ ượ ắ
ứ ạ
ằ
do làm trung tâm ho t đ ng cho ph n ng ghép. t ử ể ớ ả ứ ạ ộ ố ự
ể ế ợ
3.5.7.4 Ph Là ph nào đó t o nên g c t Ph ủ ế ỗ ị
ị ng cùng v i monome ớ
- Chi u sáng lên polyme trong dung d ch hay nhũ t - Chi u sáng vào polyme ch trong môi tr ươ ng oxy khí quy n ươ ạ ng pháp b c x có th ti n hành b ng các cách sau: ươ - Chi u sáng lên h n h p hay dung d ch c a hai polyme ế ế ườ ể ỉ
3.5 Các ph
ươ
ng pháp th c nghi m ự
ệ
3.5.7.5 Ph ươ
ng pháp c h c ơ ọ ụ ạ
polyme t o nên các g c polyme. Khi tác d ng c h c trên polyme (nghi n, ép, siêu âm, đông l nh dung d ch…) x y ra phá h y phân t ị ề ạ ả ố
ẽ
ố
ớ
ợ
VD: Khi phá h y c h c polyme có m t monome, các g c polyme s kích thích trùng h p v i monome
CH2 CHY
CH2 CHX
ơ ọ ủ ủ ơ ọ ử ặ
3.5.8 Ph
+ CH2 CHY CH2 CHX ng pháp trùng h p copolyme kh i ố ợ
ươ
ể
ả ứ ự ư ủ ằ ằ
R'COOH
VD: Khi trùng ng ng polyeste t R OH
ư HOOC
R' COOH
HCOO
R'
Copolyme kh i có th thu đ c b ng ph n ng trùng h p hay trùng ượ ằ ợ ố ng ng… b ng các nhóm cu i m ch, b ng s phân h y… ố ạ diaxit và diol ừ
+
HO Trùng h p monome khi có ch t đi u hòa hay dung môi có kh năng ấ chuy n m ch (CBr4, CBrCl3…)
ề ả
ề
hv
CH2 CHR
Br
n
CHR
Br
C Br2
CH2
CBr3
CH2
CH2 CHR n
CHR n
Br
CH2 CHR n
CBr2 CH2 CHR m
ợ ạ CBr4
3.6 ng dung
ứ
c ớ ồ ơ ươ
CH
n
m
+
CH2 CH
CH CH2
H2C
C6H6
CH2 CH
CH CH2 CH2 CH
C6H6
z
Đ gi m tính giòn, đ ng trùng h p PS v i cao su butadien ta có đ ể ả cao su SBR:
CH2 CH
ả ồ
N
Tăng kh năng nhuôm màu, đ ng trùng h p PS v i vinyl pyridil: ớ ơ
C
C
CH
CH
CH2
CH2
CN
CH3
CH3
z
Cao su butyl đ ươ isobutylen và môt l kh năng ch ng th m khí r t cao: c trùng h p t ươ ấ ơ ừ ng nh isoprene có ỏ ấ CH3 ả ố
