Polyme

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
(đổi hướng từ Polime)
Bước tới: menu, tìm kiếm
Hình dạng phân tử Polyme

Polyme (tiếng Anh: "polymer") 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 các phân tử lớn được tạo thành từ sự lặp lại của nhiều phân tử con.[1] Các đơn vị tạo ra polyme có nguồn gốc từ các 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 dù ông có một định nghĩa khác biệt với các định nghĩa IUPAC hiện đại.[3][4] Các khái niệm hiện đại của polyme như là cấu trúc phân tử đồng hóa trị ngoại quan đã được Hermann Staudinger đề xuất 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 gỗgiấy).

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 polymer

Trong khoa học nghiên cứu polyme, người ta thường sử dụng 02 khái niệm khác của khối lượng phân tử:

+ Khối lượng phân tử trung bình số (the number average molecular mass):
+ Khối lượng phân tử trung bình khối (the weight average molecular mass):
Với
  • 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 tính chất 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

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

Phản ứng trùng hợp[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 Butađien1,3

Phản ứng trùng ngưng[sửa | sửa mã nguồn]

Phản ứng trùng ngưng là phản ứng kết hợp nhiều monome tạo thành polyme và một sản phẩm phụ (chủ yếu là nước). Điều kiện: các monome phải có hai nhóm chức có khả năng 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 kết 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 các nhóm thế trong mạch chính[sửa | sửa mã nguồn]

Tập tin:Cau truc Polime.PNG
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.

Polypropylene tacticity.svg

Phân loại polyme[sửa | sửa mã nguồn]

Dựa theo nguồn gốc Polyme gồm có 2 loại chính:

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

Xenlulo[sửa | sửa mã nguồn]

Năm 1869. Hai - ớt, một công nhân in ấn ở New York đã cặm cụi nghiên cứu để tìm ra loại bóng Bi - a tốt nhất và ông đã thành công bằng cách chế ra xenluloit. Xenlulo được chế tạo bằng cách lấy bông nhúng axit sunfuric đặc rồi hòa vào trong cồn. Cho 1 viên long não vào rồi khuấy đều.

Cao su[sửa | sửa mã nguồn]

Cao su có 2 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

[sửa | sửa mã nguồn]

Tơ cũng gồm có 2 loại: loại tơ tự nhiên và loại tơ hóa học.

  • Tơ tự nhiên là tơ có sẵn trong tự nhiên như bông, len, tơ tằm.
  • 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,...

Xem thêm[sửa | sửa mã nguồn]

Tham khảo[sửa | sửa mã nguồn]

  1. ^ http://goldbook.iupac.org/M03667.html; accessed 7 October 2012. Per the IUPAC Gold Book and PAC sources referenced therein, "In many cases, especially for synthetic polymers, a molecule can be regarded as having a high relative molecular mass if the addition or removal of one or a few of the units has a negligible effect on the molecular properties." However, they note that the "statement fails in the case of certain macromolecules for which the properties may be critically dependent on fine details of the molecular structure."
  2. ^ International Union of Pure and Applied Chemistry. "macromolecule (polymer molecule)". Toàn văn bản Giản Lược Thuật Ngữ Hoá Học.
  3. ^ If two substances had empirical formulae that were integer multiples of each other – e.g., acetylene (C2H2) and benzene (C6H6) – Berzelius called them "polymeric". See: Jöns Jakob Berzelius (1833) "Isomerie, Unterscheidung von damit analogen Verhältnissen" (Isomeric, distinction from relations analogous to it), Jahres-Bericht über die Fortschitte der physischen Wissenschaften …, 12: 63–67. From page 64: "Um diese Art von Gleichheit in der Zusammensetzung, bei Ungleichheit in den Eigenschaften, bezeichnen zu können, möchte ich für diese Körper die Benennung polymerische (von πολυς mehrere) vorschlagen." (In order to be able to denote this type of similarity in composition [which is accompanied] by differences in properties, I would like to propose the designation "polymeric" (from πολυς, several) for these substances.)
    Originally published in 1832 in Swedish as: Jöns Jacob Berzelius (1832) "Isomeri, dess distinktion från dermed analoga förhållanden," Årsberättelse om Framstegen i Fysik och Kemi, pages 65–70; the word "polymeriska" appears on page 66.
  4. ^ Jensen, William B. (2008). “Ask the Historian: The origin of the polymer concept” (PDF). Journal of Chemical Education 88: 624–625. 
  5. ^ Allcock, Harry R.; Lampe, Frederick W.; Mark, James E. (2003). Contemporary Polymer Chemistry (ấn bản 3). Pearson Education. tr. 21. ISBN 0-13-065056-0. 

Liên kết ngoài[sửa | sửa mã nguồn]