Chuyên đề ôn thi THPT Quốc gia môn Hóa học - Chuyên đề 4 Polime và vật liệu polime

CHUYÊN ĐỀ 4 : POLIME VÀ VẬT LIỆU POLIME

A. LÝ THUYẾT

I. KHÁI NIỆM, PHÂN LOẠI VÀ DANH PHÁP

1. Khái niệm

Polime là những hợp chất có phân tử khối rất lớn do nhiều đơn vị nhỏ (gọi là mắt xích) liên kết với nhau.

n: là hệ số polime hóa hay độ polime hóa.

A: gọi là monome.

2 . Phân loại

● Theo nguồn gốc

Polime thiên nhiên Polime tổng hợp Polime nhân tạo hay bán tổng hợp

Có nguồn gốc từ thiên nhiên: cao su, xelulozơ, Protein...

Do con người tổng hợp nên: polietilen, nhựa phenol- fomanđehit

Do chế hóa một phần polime thiên nhiên: xenlulozơ trinitrat, tơ visco,...

● Theo cách tổng hợp

Polime trùng hợp Polime trùng ngưng:

Tổng hợp bằng phản ứng trùng hợp: (–CH2– CH2–)n và (–CH2–CHCl–)n

Tổng hợp bằng phản ứng trùng ngưng

(–HN–[CH2]6–NH–CO–[CH2]4–CO–)n

● Theo cấu trúc

Polime có mạch không phân nhánh

Polime có mạch nhánh Polime có cấu trúc mạng không gian

(PVC, PE, PS, cao su, xenlulozơ,...) (amilopectin, glicogen), (rezit, cao su lưu hóa).  Theo ứng dụng

Chất dẻo Tơ Cao su Keo dán Polietilen (PE) Poli(vinyl clorua) (PVC) Poli(metyl metacrylat)

Tơ nilon-6,6 Tơ lapsan Tơ nitron (hay olon)

Cao su buna Cao su isopren

Keo dán epoxi Keo dán ure - fomanđehit

3. Danh pháp  Tên các polime thường được gọi theo công thức: Poli + tên monome.

Ví dụ : (–CH2–CH2–)n là polietilen

(–C6H10O5–)n là polisaccarit,...  Nếu tên monome gồm 2 từ trở lên hoặc từ hai monome tạo nên polime thì tên monome phải để trong ngoặc đơn.

Ví dụ :

(–CH2–CHCl– )n ; (–CH2–CH=CH–CH2–CH(C6H5)–CH2–)n

poli(vinyl clorua) poli(butađien - stiren)

 

0 , , t P Xt

n A A  

DeThi.edu.vn

 Một số polime có tên riêng (tên thông thường).

Ví dụ :

(–CF2–CF2–)n : Teflon ; (–NH– [CH2]5–CO–)n : Nilon-6 ; (C6H10O5)n : Xenlulozơ ;...

II. TÍNH CHẤT

1. Tính chất vật lí

 Hầu hết các polime là những chất rắn, không bay hơi, không có nhiệt độ nóng chảy xác định mà nóng chảy ở một khoảng nhiệt độ khá rộng.  Đa số polime khi nóng chảy, cho chất lỏng nhớt, để nguội sẽ rắn lại chúng được gọi là chất nhiệt dẻo. Một số polime không nóng chảy mà bị phân hủy khi đun nóng, gọi là chất nhiệt rắn.  Đa số polime không tan trong các dung môi thông thường, một số tan được trong dung môi thích hợp tạo ra dung dịch nhớt, ví dụ : cao su tan trong benzen, toluen,...  Nhiều polime có tính dẻo (polietilen, polipropilen,...), một số khác có tính đàn hồi (cao su), số khác nữa có thể kéo được thành sợi dai bền (nilon-6, nilon-6,6,..).  Có polime trong suốt mà không giòn như poli(metyl metacrylat).  Nhiều polime có tính cách điện, cách nhiệt (polietilen, poli(vinyl clorua),...) hoặc có tính bán dẫn (poliaxetilen, polithiophen).

2. Tính chất hóa học

Polime có thể tham gia phản ứng giữ nguyên mạch, phân cắt mạch và khâu mạch.

a. Phản ứng giữ nguyên mạch

Các nhóm thế đính vào mạch polime có thể tham gia phản ứng mà không làm thay đổi mạch polime.

Ví dụ : Poli(vinyl axetat) bị thủy phân cho poli(vinyl ancol)

(CH2–CH )n + nNaOH (CH2 – CH)n + nCH3COONa

OCOCH3 OH Những polime có liên kết đôi trong mạch có thể tham gia phản ứng cộng vào liên kết đôi mà không làm thay đổi mạch polime.

Ví dụ : Cao su tác dụng với HCl cho cao su hiđroclo hóa:

b. Phản ứng phân cắt mạch polime

 Tinh bột, xelulozơ, protein, nilon,...bị thủy phân cách mạch trong môi trường axit, polistiren bị nhiệt phân cho stiren, caosu thiên nhiên bị nhiệt phân cho isopren,...

Ví dụ: (–NH–[CH2]5–CO–)n + nH2O nH2N–[CH2]5–COOH  Polime trùng hợp bị nhiệt phân hay quang phân thành các đoạn nhỏ và cuối cùng là monome ban đầu, gọi là phản ứng giải trùng hợp hay đepolime hóa.

c. Phản ứng khâu mạch polime

Khi hấp nóng cao su thô với lưu huỳnh thì thu được cao su lưu hóa. Ở cao su lưu hóa, các mạch polime được nối với nhau bởi các cầu nối –S–S–. Khi đun nóng nhựa rezol thu được nhựa rezit, trong đó các mạch polime được khâu với nhau bởi các nhóm –CH2– :

C = C

CH2

CH3

CH2

H n

CH2

CH3 H n

C - C

H2C Cl

nHCl

H

ot 

ot , xt 

DeThi.edu.vn