BÀI 9. ĐẠI CƯƠNG VỀ POLYMER

MỞ ĐẦU

Polystyrene (viết tắt là PS) là polymer được tổng hợp từ styrene bằng phản ứng trùng hợp. Polystyrene được dùng phổ biến để sản xuất vật dụng bằng xốp như cốc, đĩa, hộp đựng thức ăn. Ưu điểm của PS là dễ tái chế, do đó giảm thiểu khả năng gây ô nhiễm môi trường. Hợp chất polymer có tính chất gì? Phương pháp nào dùng để tổng hợp một số polymer thường gặp.

Giải chi tiết:

- Tính chất vật lí: chất rắn ở điều kiện thường, không tan trong nước, tính đàn hồi, tính cách điện, cách nhiệt, một số polymer dai và bền.

- Tính chất hóa học: phản ứng cắt mạch polymer, giữ nguyên mạch polymer, tăng mạch polymer.

- Phương pháp: trùng hợp và trùng ngưng.

1. CÔNG THỨC CẤU TẠO VÀ TÊN GỌI CỦA MỘT SỐ POLYMER

Thảo luận 1: Từ Ví dụ 1, cho biết đặc điểm cấu tạo giống nhau của các polymer.

Giải chi tiết:

Phân tử khối lớn.

Luyện tập: Liệt kê một số vận dụng thường ngày được làm từ polymer.

Giải chi tiết:

Cốc, đĩa, hộp đựng thức ăn,..

Thảo luận 2: Cho biết công thức cấu tạo của monomer tương ứng với polymer trong Hình 9.1.

Giải chi tiết:

PVC: CH₂=CH-Cl.

PS: CH₂=CH-C₆H₅.

Polybuta-1,3-diene: CH₂=CH-CH=CH₂.

PPF: CH₂=C₆H₄-OH.

Thảo luận 3: Từ Ví dụ 1 và Hình 9.1 cho biết cách gọi tên polymer.

Giải chi tiết:

poly + tên monomer tương ứng. 

Vận dụng: Thủy tinh hữu cơ còn được gọi là thủy tinh plexiglass hoặc thủy tinh acrylic. Đây là một polymer có tên là poly(methyl methacrylate) được điều chế từ methyl methacrylate (CH₂=C(CH₃)COOCH₃). Hãy viết công thức cấu tạo của thủy tinh hữu cơ và tìm hiểu một số ứng dụng của loại polymer này.

Giải chi tiết:

- Ứng dụng:

+ Ly, bình hoa, đĩa, chén,...

+ Dùng để làm kính các phi cơ và ô tô.

+ Làm xương giả trong y khoa.

2. TÍNH CHẤT VẬT LÍ

Luyện tập: Nêu vật dụng làm bằng vật liệu polymer có tính đàn hồi, vật dụng làm bằng polymer có tính cách điện, các nhiệt được sử dụng trong gia đình em.

Giải chi tiết:

- Đàn hồi: Quả bóng, dây đàn guitar.

- Cách điện, các nhiệt: vỏ bọc dây điện, bàn phím, ốp lưng điện thoại, hộp đựng cơm, thực phẩm,...

3. TÍNH CHẤT HÓA HỌC

Thảo luận 4: Trong Ví dụ 2, liên kết nào trong phân tử polymer bị phá vỡ? Mạch polymer bị biến đổi như thế nào?

Giải chi tiết:

Liên kết mắt xích. Mạch polymer bị phân hủy thành mạch ngắn hơn hoặc monomer tương ứng.

Luyện tập: Viết phương trình phản ứng của cao su buna với HCl, với H₂ (t^o, xt).

Giải chi tiết:

(-CH₂-CH=CH-CH₂-)_n + HCl (-CH₂-CH₂-CHCl-CH₂-)_n.

(-CH₂-CH=CH-CH₂-)_n + H₂ (-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-)_n.

4. PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP MỘT SỐ POLYMER THƯỜNG GẶP

Thảo luận 5: Trong Ví dụ 6, các monomer kết hợp với nhau như thế nào? Liên kết nào trong monomer bị phá vỡ?

Giải chi tiết:

- Tham gia phản ứng trùng hợp.

- Liên kết đôi.

Luyện tập: Viết phương trình hóa học của phản ứng trùng hợp của các chất sau:

a) CH₂=C(CH₃)₂

b) CH₂=C(Cl)CH=CH₂

Giải chi tiết:

a) nCH₂=C(CH₃)₂ (-CH₂-C(CH₃)₂-)_n.

b) nCH₂=C(Cl)CH=CH₂ (-CH2-C(Cl)=CH-CH₂-)_n.

Thảo luận 6: Quan sát Ví dụ 8, cho biết monomer phản ứng với nhau ở nhóm chức nào của phân tử. Liên kết giữa các monomer trong polymer là liên kết gì?

Giải chi tiết:

-COOH và – NH₂.

- Liên kết peptide.

Thảo luận 7: Nêu sự khác nhau giữa phản ứng trùng hợp và phản ứng trùng ngưng.

Giải chi tiết:

* Giống: Phân tử khối rất lớn.

* Khác:

- Trùng hợp:

+  kết hợp nhiều phân tử nhỏ giống nhau.

+ Phân tử tham gia phải có liên kết bội hoặc mạch vòng như caprolactam,...

- Trùng ngưng:

+  kết hợp nhiều monomer tạo thành polymer 

+ Monomer tham gia phải chứa ít nhất hai nhóm có khả năng phản ứng.

BÀI TẬP

Bài 1: Loại polymer nào sau đây được điều chế bằng phản ứng trùng ngưng?

Giải chi tiết:

Chọn D.

Bài 2: Kevlar là polyamine có độ bền kéo rất cao. Loại vật liệu này được dùng để sản xuất áo chống đạn và mũ bảo hiểm cho quân đội. Kevlar được điều chế bằng phản ứng trùng ngưng hai chất sau:

Xác định công thức cấu tạo của Kevlar.

Giải chi tiết: