Polymer là gì? Phân loại, tính chất và phản ứng trùng hợp, trùng ngưng — Hóa 12

 I. KHÁI NIỆM – DANH PHÁP

1. Khái niệm

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

– Monomer là những phân tử nhỏ, phản ứng với nhau để tạo nên polymer.

 2. Danh pháp

Các polymer đơn giản có tên gọi chung như sau:

Poly + Tên monomer

(thêm ngoặc đơn nếu tên của monomer gồm hai cụm từ)

Một số polymer thường gặp:

II. TÍNH CHẤT VẬT LÝ

– Hầu hết polymer là những chất rắn, không bay hơi, không bị nóng chảy hoặc nóng chảy ở một khoảng nhiệt độ khá rộng. Các polymer bị nóng chảy khi đun nóng được gọi là polymer nhiệt dẻo. Các polymer không bị nóng chảy mà bị phân huỷ bởi nhiệt được gọi là polymer nhiệt rắn.

– Hầu hết polymer không tan trong nước, một số tan được trong dung môi hữu cơ.

– Tính chất vật lí của polymer thường phụ thuộc vào cấu tạo: nhiều polymer có tính dẻo (PE, PP (polypropylene),…); một số polymer có tính đàn hồi (polyisoprene, polybuta-1,3-diene,…); một số polymer khác có tính dai, bền và có thể kéo sợi (capron, nylon-6,6,…). Nhiều polymer có tính cách điện (PE, PVC,…); một số polymer có tính bán dẫn.

– Sáu polymer nhiệt dẻo thường gặp có thể tái chế được kí hiệu như hình bên dưới:

III. TÍNH CHẤT HOÁ HỌC

1. Phản ứng cắt mạch polymer

Polymer có thề bị phân cắt thảnh monomer bởi nhiệt, tác nhân hoá học, sinh học,…

Ví dụ:

-Polystyrene bị nhiệt phân thu được styrene:

(CH2−CH(C6H5))n→tonC6H5−CH=CH2

-Polyamide có thể bị thuỷ phân hoàn toàn trong môi trường acid hoặc môi trường base thu được amino acid:

(NH[CH2]5CO)n+nH2O→to,xtnH2N−[CH2]5−COOH

 -Tinh bột và cellulose có thể bị thuỷ phân hoàn toàn trong môi trường acid hoặc bởi enzyme thu được glucose:

(C6H10O5)n+nH2O→H+,to/enzymenC6H12O6

2. Phản ứng tăng mạch polymer.

Khi có điều kiện như nhiệt độ, chất xúc tác …. các mạch polymer có thể nối với nhau thành mạch dài hơn hoặc mạch lưới.

Ví dụ: Khi đun nóng cao su với lưu huỳnh thì thu được cao su lưu hoá. Ở cao su lưu hoá, các mạch polymer được nối với nhau chủ yếu các cầu nối -S-S-(cầu nối disulfide).

3. Phản ứng giữ nguyên mạch polymer.

Polymer có thể tham gia các phản ứng hoá học mà không làm thay đổi chiều dài mạch polymer. Phản ứng có thể xảy ra ở nhóm thế đính vào mạch polymer, cộng vào liên kết đôi trong mạch polymer,…

Ví dụ: Poly(vinyl acetate) tác dụng với dung dịch NaOH:

IV. PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP

Polymer thường được tổng hợp theo hai phương pháp phổ biến là phương pháp trùng hợp và phương pháp trùng ngưng.

1. Phương pháp trùng hợp

– Trùng hợp là quá trình nhiều phân tử nhỏ giống nhau hay tương tự nhau tạo thành phân tử có phân tử khối lớn (polymer).

Ví dụ:

nCH2=CH2→xt,to,p(CH2−CH2)n

 – Các monomer tham gia phản ứng trùng hợp thường có liên kết đôi (CH2=CHR) hoặc vòng kém bền.

 2. Phương pháp trùng ngưng

– Trùng ngưng là quá trình kết hợp nhiều phân tử nhỏ (monomer) thành phân tử lớn (polymer) đồng thời giải phóng những phân tử nhỏ khác (thường là nước).

– Các monomer tham gia phản ứng trùng ngưng phải có ít nhất hai nhóm chức có khả năng phản ứng.

Ví dụ:

nNH2[CH2]5COOH→to(NH[CH2]5CO)n+nH2O