Polymer là gì? Nguồn gốc xuất hiện của polymer

Polymer là thuật ngữ được sử dụng phổ biến trong ngành nhựa và composite. Chúng được tìm thấy trong nhiều đồ gia dụng, đồ chơi, vật liệu xây dựng, v.v. Vậy polyme là gì? Cấu trúc phân tử như thế nào? Tính chất và ứng dụng là gì? Tất cả sẽ được giải đáp trong bài viết dưới đây.

Polyme là gì?

Polyme là gì? Nguồn gốc của sự xuất hiện polymer

Polyme là gì?

Polyme là một hợp chất được tạo thành từ nhiều đơn vị lặp lại – một hợp chất cao phân tử. Mỗi polyme có thể là một mạng 1, 2 hoặc 3 chiều. Mỗi đơn vị lặp lại là “-mer” hoặc đơn vị cơ bản có “poly-mer”, tức là nhiều đơn vị lặp lại. Các đơn vị lặp lại thường được làm từ carbon, hydro và đôi khi là oxy, nitơ, lưu huỳnh, clo, flo, phốt pho và silicon. Một chuỗi sẽ bao gồm nhiều liên kết hoặc “-mers” được liên kết hóa học hoặc trùng hợp với nhau để tạo thành chuỗi hoặc hạt giúp hình dung các polyme.

Polyme là hợp chất được tạo thành từ nhiều đơn vị lặp đi lặp lại

Nguồn gốc của polyme

Các polyme xuất hiện trong tự nhiên như: Tơ nhện, tóc và sừng (polyme protein), một phần xương, xenlulo (thành phần chính có trong gỗ và giấy), cao su…

Các polyme tự nhiên cuối cùng là axit deoxyribonucleic (DNA) và axit ribonucleic (RNA) xác định sự sống.

Cấu trúc phân tử của polyme

– Polyme có cấu trúc liên kết chuỗi nếu một monome được liên kết với hai phân tử khác nhau và có cấu trúc liên kết chéo nếu một monome được liên kết với ba phân tử trở lên.

Cấu trúc chuỗi của polyme

Tính chất đặc trưng của polyme

– Polymer tồn tại ở dạng rắn, không bay hơi, không có nhiệt độ nóng chảy cụ thể nhưng nóng chảy trong khoảng nhiệt độ rộng. Khi tan chảy, hầu hết các polyme biến thành chất lỏng nhớt và khi nguội, chúng trở thành nhựa nhiệt dẻo.

– Polyme không tan chảy mà bị phân hủy gọi là chất nhiệt rắn.

– Hầu hết các polyme không tan trong nước và các dung môi thông thường. Vì vậy, polymer có khả năng kháng hóa chất tốt.

– Cách điện và cách nhiệt.

– Trọng lượng nhẹ

– Phản ứng điển hình của Polymer

+ Phản ứng tách chuỗi polyme

Ở nhiệt độ thích hợp, các polyme trùng hợp được nhiệt phân tạo thành các đoạn ngắn và cuối cùng thành monome ban đầu vì các polyme có nhóm chức trong mạch dễ bị thủy phân hoặc một số polyme khác bị oxy hóa và cắt đứt mạch.

+ Phản ứng giữ nguyên chuỗi polyme

Các polyme có liên kết đôi trong chuỗi hoặc nhóm chức ngoài chuỗi có thể tham gia vào các phản ứng đặc trưng của liên kết đôi hoặc nhóm chức năng đó.

– Phản ứng chuỗi polyme

Trong điều kiện thích hợp về nhiệt độ, chất xúc tác, v.v., các chuỗi polymer có thể liên kết với nhau để tạo thành chuỗi hoặc mạng dài hơn và làm tăng chuỗi polymer.

Làm thế nào để chuẩn bị polyme?

Polyme có thể được điều chế bằng một số phương pháp:

1. Phản ứng trùng hợp

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

nCH2=CH-CH=CH2 → (-CH2-CH=CH-CH2-)n

2. Phản ứng trùng hợp butadien1,3

Phản ứng kết hợp nhiều monome để tạo thành polyme và sản phẩm phụ, chủ yếu là nước.

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

Để phản ứng xảy ra, các monome phải có hai nhóm chức có khả năng tách nước.

3. Phản ứng trùng hợp – phản ứng kết hợp

Phản ứng kết hợp nhiều monome của hai hay nhiều chất để tạo thành polyme gồm 2 bước:

– Các monome kết hợp với nhau tạo thành monome chính với điều kiện ít nhất một trong hai chất phải có liên kết đôi.

– Các monome tiếp tục kết hợp với nhau tạo thành polyme hoàn chỉnh.

Phân loại polyme

Dựa vào nguồn gốc, polyme có hai loại bao gồm polyme tự nhiên (tinh bột, cao su,…) hoặc polyme nhân tạo (nylon, polyetile,…).

Một số polyme điển hình bao gồm:

– Celluloid: Được làm từ nitrocellulose, rượu và long não. Tuy nhiên, loại polyme này không an toàn nên ít được sử dụng.

Hình ảnh celluloid

– Cao su: Bao gồm cao su thiên nhiên lấy từ nhựa cây cao su và cao su tổng hợp.

– Tơ lụa: Bao gồm tơ tự nhiên (cotton, lụa) và tơ nhân tạo (lụa tổng hợp và bán tổng hợp)

Một số polyme quan trọng được sử dụng làm nhựa

1. Polyetylen (PE)

nCH2=CH2 → (-CH2-CH2-)n

2. Polypropylen (PP)

nCH2=CH-CH3 → (-CH2-CH(CH3)-)n

3. Polymetylmethacrylat (PMM)

nCH2=C(CH3)-COOCH3 → (-CH2-C(CH3)(COOCH3)-)n

4. Polyvinyl clorua (PVC)

nCH2=CHCl → (-CH2-CHCl-)n

5. Polistirene (PS)

nC6H5-CH=CH2 → (-CH2-CH(C6H5)-)n

6. Nhựa phenolformaldehyde (nhựa bakit) PPF

Nhựa phenolformaldehyde bao gồm 3 loại: novolac, rezol và rezit.

– Nhựa Novolac được tạo ra bằng cách đun nóng hỗn hợp formaldehyde formic và phenol (dư lượng), thêm chất xúc tác axit.

– Nhựa Rezol được hình thành khi đun nóng hỗn hợp phenol và aldehyd formic theo tỷ lệ mol 1:1,2 với chất xúc tác kiềm.

– Nhựa Rezit được hình thành khi nung nhựa rezol ở nhiệt độ 150 độ C.

Ứng dụng của polyme

Ứng dụng của polyme là gì?

– Polyme cao su được sử dụng làm lốp xe, sản phẩm chống mài mòn, sản phẩm đúc khuôn, sản phẩm kỹ thuật trong ô tô, dây điện,..

– Dùng để làm dây điện, đóng gói, chế tạo tàu thăm dò không gian, chế tạo các thiết bị trong ngành sản xuất hóa chất, sơn tàu thủy,…

– Các loại nhựa thông dụng được sử dụng với số lượng lớn và giá thành rẻ như PP, PE, PVC,..

– Polyvinyl axetat dùng làm sơn, keo dán, da nhân tạo,…

– Polymetyl acrilat và polymetyl metacrilat được điều chế bằng phản ứng trùng hợp các este tương ứng. Đây là những polyme rắn, không màu, trong suốt và được sử dụng để sản xuất màng, tấm, keo, da nhân tạo, v.v.

– Polymethyl metacrilate được sử dụng để sản xuất thủy tinh hữu cơ.

Polymethyl methacrylate được sử dụng để sản xuất thủy tinh hữu cơ

– Polistirene được dùng làm vật liệu cách điện và cho các vật dụng gia đình như cúc áo, lược,..

– Nhựa Bakelite với thành phần chính là phenolformaldehyde được sử dụng làm vật liệu cách điện, linh kiện máy móc và đồ gia dụng.

Tấm nhựa Bakelite

Chắc hẳn sau khi đọc bài viết trên các bạn sẽ biết polymer là gì cũng như biết được cấu trúc phân tử, tính chất và ứng dụng của polymer. Hi vọng đó sẽ là những kiến ​​thức hữu ích cho bạn.

Hiện nay, LabTrường Chu Văn An là một trong những công ty phân phối hóa chất hàng đầu trong nước. Chúng tôi luôn cam kết mang đến cho khách hàng những sản phẩm chất lượng và giá cả hợp lý. Nếu bạn đang có nhu cầu mua hóa chất vui lòng truy cập website labvietchem.com.vn để được tư vấn chi tiết nhất.