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 rút gọn:

- Tính chất vật lí: là chất rắn, không tan trong nước. Một số polymer có tính đàn hồi, tính cách điện, cách nhiệt, dai và bền.

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

- Phương pháp tổng hợp polymer là phản ứng 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 rút gọn:

Đặc điểm: hợp chất hữu cơ có phân tử khối lớn do nhiều mắt xích liên kết tạo nên.

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

Giải rút gọn:

Một số vận dụng: 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 rút gọn:

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 rút gọn:

Poly + tên monomer tương ứng. Một số polymer có tên gọi riêng.

Vận dụng: Thủy tinh hữu cơ còn được gọi là thủy tính 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 rút gọn:

- Công thức cấu tạo:

- Ứng dụng:

+ Làm các đồ gia dụng trong gia đình.

+ 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 rút gọn:

- Vật liệu polymer có tính đàn hồi: quả bóng, dây đàn guitar.

- Vật liệu polymer có tính cách điện, các nhiệt: vỏ bọc dây điện, bàn phím, 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 rút gọn:

Liên kết mắt xích bị phá vỡ. Mạch polymer bị phân hủy thành mạch ngắn hơn.

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

Giải rút gọn:

- Tác dụng với HCl:

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

- Tác dụng với H₂:

(-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 rút gọn:

- Các monomer kết hợp với nhau bằng cách tham gia phản ứng trùng hợp.

- Liên kết đôi bị phá vỡ.

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 rút gọn:

a) Phản ứng trùng hợp: nCH₂=C(CH₃)₂ (-CH₂-C(CH₃)₂-)_n.

b) Phản ứng trùng hợp: 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 rút gọn:

- Phản ứng với nhau ở nhóm chức -COOH và – NH₂ của phân tử.

- Là liên kết peptide.

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

Giải rút gọn:

- Giống nhau: đều tạo ra polymer có phân tử khối lớn.

- Khác nhau:

+ Trùng hợp là quá trình kết hợp nhiều phân tử nhỏ giống nhau tạo thành polymer. Monomer tham gia phản ứng phải có liên kết bội hoặc mạch vòng.

+ Trùng ngưng là quá trình kết hợp nhiều monomer tạo thành polymer. Monomer tham gia phản ứng 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 rút gọn:

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 rút gọn: