Polyme – Wikipedia tiếng Việt

Hình dạng phân tử Polyme

Polymer hay Polyme là khái niệm được dùng cho các hợp chất cao phân tử (hợp chất có khối lượng phân tử lớn và trong cấu trúc của chúng có sự lặp đi lặp lại nhiều lần những mắt xích cơ bản). Các phân tử tương tự nhưng có khối lượng thấp hơn được gọi là các oligome.

Tên gọi polyme xuất phát từ tiếng Hy Lạp, πoλvς, polus, ‘ nhiều ‘ và μερος, meros, ‘ phần ‘, nghĩa là những phân tử lớn được tạo thành từ sự tái diễn của nhiều phân tử con. [ 1 ] Các đơn vị chức năng tạo ra polyme có nguồn gốc từ những phân tử ( thực hoặc ảo ) có khối lượng phân tử tương đối thấp. [ 2 ] Thuật ngữ này được Jöns Jacob Berzelius đặt ra vào năm 1833, mặc dầu ông có một định nghĩa độc lạ với những định nghĩa IUPAC văn minh. [ 3 ] [ 4 ] Các khái niệm văn minh của polyme như thể cấu trúc phân tử đồng nhất trị ngoại quan đã được Hermann Staudinger đề xuất kiến nghị vào năm 1920. Ông là người đã trải qua thập kỷ tiếp theo tìm kiếm bằng chứng thực nghiệm cho giả thuyết này. [ 5 ]

Polyme được sử dụng phổ biến trong thực tế với tên gọi là nhựa, nhưng polyme bao gồm 2 lớp chính là polyme thiên nhiên và polyme nhân tạo. Các polyme hữu cơ như protein (ví dụ như tóc, da, và một phần của xương) và axít nucleic đóng vai trò chủ yếu trong quá trình tổng hợp polyme hữu cơ. Có rất nhiều dạng polyme thiên nhiên tồn tại chẳng hạn xenlulo (thành phần chính của gỗ và giấy).

Hình 1 : Một số hình ảnh khác về phân tử Polyme Hình 2 : Một số hình ảnh khác về phân tử Polyme

Các khái niệm cơ bản[sửa|sửa mã nguồn]

  • Khối lượng phân tử polyme:
M = n.m
trong đó

M: khối lượng phân tử polyme
m: khối lượng của một đơn vị monome
n: hệ số trùng hợp hoặc hệ số trùng ngưng

Hình minh họa cho polymerTrong khoa học nghiên cứu và điều tra polyme, người ta thường sử dụng 2 khái niệm khác của khối lượng phân tử :

+ Khối lượng phân tử trung bình số (the number average molecular mass):

M n = ∑ N i M i ∑ N i { \ displaystyle M_ { n } = { \ frac { \ sum N_ { i } M_ { i } } { \ sum N_ { i } } } }M_{n} = \frac{\sum N_{i}M_{i}}{\sum N_{i}}

+ Khối lượng phân tử trung bình khối (the weight average molecular mass):

M w = ∑ W i M i = ∑ ( N i M i ) M i ∑ ( N i M i ) = ∑ N i M i 2 ∑ N i M i { \ displaystyle M_ { w } = \ sum W_ { i } M_ { i } = { \ frac { \ sum ( N_ { i } M_ { i } ) M_ { i } } { \ sum ( N_ { i } M_ { i } ) } } = { \ frac { \ sum N_ { i } M_ { i } ^ { 2 } } { \ sum N_ { i } M_ { i } } } }M_{w} = \sum W_{i}M_{i} = \frac{\sum (N_{i}M_{i})M_{i}}{\sum (N_{i}M_{i})} = \frac{\sum N_{i}M_{i}^2}{\sum N_{i}M_{i}}
Với W i = N i M i ∑ ( N i M i ) { \ displaystyle W_ { i } = { \ frac { N_ { i } M_ { i } } { \ sum ( N_ { i } M_ { i } ) } } }W_{i} = \frac{N_{i}M_{i}}{\sum (N_{i}M_{i})}

  • Độ trùng hợp là số mắt xích cơ bản trong phân tử polyme.
  • Mắt xích cơ bản: là phần lặp đi lặp lại trong phân tử Polyme. Mắt xích cơ bản có cấu tạo giống monome trong phản ứng trùng hợp và tương đối giống monome trong phản ứng trùng ngưng.

Các đặc thù đặc trưng[sửa|sửa mã nguồn]

Polyme có 2 tính chất chính :

  • Thường là chất rắn, không bay hơi.
  • Hầu hết Polyme không tan trong nước hoặc các dung môi thông thường
  • Có độ bền cơ học và cả hoá học cao

Các phản ứng tổng hợp polyme[sửa|sửa mã nguồn]

Phản ứng trùng hợp là phản ứng kết hợp nhiều monome của cùng một chất tạo thành polyme.

nCH2=CH-CH=CH2 → (-CH2-CH=CH-CH2-)n

Phản ứng trùng hợp Butađien 1,3
Phản ứng trùng ngưng là phản ứng phối hợp nhiều monome tạo thành polyme và một loại sản phẩm phụ ( hầu hết là nước ). Điều kiện : những monome phải có hai nhóm chức có năng lực tách nước. Ví dụ :

n H-NH-(CH2)5-CO-OH → (-NH-(CH2)5-CO-)n + nH2O
n p–HO-CO-C6H4-CO-OH + n H-OCH2-CH2O-H → (-CO-C6H4-CO-OCH2-CH2O-)n + 2nH2O

Phản ứng trùng-cộng hợp[sửa|sửa mã nguồn]

Phản ứng trùng-cộng hợp là phản ứng tích hợp nhiều monome của hai hay nhiều chất tạo thành polyme. Quá trình gồm 2 khâu :

  • Các monome kết hợp với nhau thành một monome chính nhờ phản ứng cộng (điều kiện: ít nhất một trong hai chất phải có liên kết đôi).
  • Monome vừa tạo ra sẽ kết hợp với nhau tạo polyme hoàn chỉnh.

Cấu trúc phân tử polyme[sửa|sửa mã nguồn]

Sự sắp xếp của nguyên tử và những nhóm thế trong mạch chính[sửa|sửa mã nguồn]

Cấu trúc phân tử Polyme

Đồng phân quang học[sửa|sửa mã nguồn]

Polyme có đồng phân dạng này khi có nguyên tử Các bon bất đối trong mạch .

Phân loại polyme[sửa|sửa mã nguồn]

Dựa theo nguồn gốc Polyme gồm có hai loại chính :

Một số Polyme tiêu biểu vượt trội[sửa|sửa mã nguồn]

Năm 1869, Hai – ớt ( John Wesley Hyatt ), một công nhân in ấn và một nhà ý tưởng ở Thành Phố New York, dựa trên một bằng bản quyền sáng tạo, trong quy trình tìm hiểu và khám phá, điều tra và nghiên cứu vật tư sửa chữa thay thế ngà voi quý hiếm ( trong thời kỳ đó được dùng làm bóng bàn bi-a ), đã thành công xuất sắc sáng tạo ra vật tư mới celluloid. Celluloid được sản xuất từ nitrocellulose, cồn và long não ( camphor ). Celluloid được coi là một trong những loại nhựa tổng hợp tự tạo tiên phong và được phổ cập thoáng đãng trong những tiên phong được sản xuất, tuy nhiên celluloid không còn được sản xuất thoáng rộng vì quy trình sản xuất ra loại sản phẩm này không bảo đảm an toàn .
Cao su có hai loại :

  • Cao su tự nhiên được lấy từ nhựa của cây cao su.
  • Cao su tổng hợp được chế ra từ các chất đơn giản

Thí dụ: Cao su Buna được điều chế từ butadien

Tơ cũng gồm có hai loại : loại tơ tự nhiên và loại tơ hóa học .

  • Tơ tự nhiên là tơ có sẵn trong tự nhiên như bông, tơ tằm.
  • Tơ hóa học gồm 2 nhóm:
-Tơ tổng hợp(chế tạo từ polyme tổng hợp) như các loại poliamit (nilon 6),tơ vinylic(nitron)…
-Tơ bán tổng hợp (tơ nhân tạo):Chế tạo từ các polyme thiên nhiên thông qua một số phương trình hóa học. VD: tơ visco, xenlulozơ axetat

Tơ hóa học thường có ưu điểm là bền, đẹp, phơi mau khô, …

Liên kết ngoài[sửa|sửa mã nguồn]

Rate this post