POLYME TỔNG HỢP: ĐẶC TÍNH, LOẠI VÀ VÍ DỤ - HÓA HỌC - 2026

Các loại polyme tổng hợp là những tạo ra bởi bàn tay con người trong phòng thí nghiệm hoặc quy mô công nghiệp. Về mặt cấu trúc, chúng bao gồm sự liên kết của các đơn vị nhỏ, được gọi là monome, liên kết để tạo thành chuỗi hoặc mạng polyme.

Phần dưới phía trên minh họa cấu trúc cao phân tử loại "spaghetti". Mỗi chấm đen đại diện cho một đơn phân, được liên kết với một đơn phân khác bằng liên kết cộng hóa trị. Sự liên tiếp của các điểm dẫn đến sự phát triển của các chuỗi polyme, mà sự nhận dạng của chúng sẽ phụ thuộc vào bản chất của monome.

Hơn nữa, phần lớn các monome của nó có nguồn gốc từ dầu mỏ. Điều này đạt được thông qua một loạt các quá trình bao gồm giảm kích thước của hydrocacbon và các loại hữu cơ khác để thu được các phân tử nhỏ và đa năng về mặt tổng hợp.

Tính chất

Cũng như cấu trúc có thể có của polyme rất đa dạng, các đặc tính của chúng cũng vậy. Chúng đi đôi với độ tuyến tính, sự phân nhánh (không có trong hình ảnh của các chuỗi), các liên kết và khối lượng phân tử của các monome.

Tuy nhiên, mặc dù thực tế là có những mẫu cấu trúc xác định thuộc tính của polyme - và do đó là loại của nó - hầu hết đều có một số tính chất và đặc điểm chung. Một số trong số này là:

- Chúng có chi phí sản xuất tương đối thấp, nhưng chi phí tái chế cao.

- Do khối lượng lớn mà cấu trúc của chúng có thể chiếm, chúng không phải là vật liệu đặc và ngoài ra, về mặt cơ học rất bền.

- Chúng trơ ​​về mặt hóa học, hoặc đủ để chống lại sự tấn công của các chất có tính axit (HF) và bazơ (NaOH).

- Thiếu các dải dẫn truyền; do đó, chúng dẫn điện kém.

Các loại

Polyme có thể được phân loại dựa trên monome, cơ chế trùng hợp và tính chất của chúng.

Homopolyme là một chất bao gồm các đơn vị monome của một loại duy nhất:

100A => AAAAAAA …

Trong khi chất đồng trùng hợp là chất được tạo thành từ hai hoặc nhiều đơn vị monome khác nhau:

20A + 20B + 20C => ABCABCABC…

Các phương trình hóa học trên tương ứng với các polyme được tổng hợp thông qua phép cộng. Trong đó, chuỗi hoặc mạng polyme phát triển khi có nhiều monome liên kết với nó.

Mặt khác, đối với các polyme thông qua quá trình ngưng tụ, liên kết monome đi kèm với việc giải phóng một phân tử nhỏ "ngưng tụ":

A + A => AA + p

AA + A => AAA + p…

Trong nhiều phản ứng trùng hợp p = H ₂ O, như xảy ra với polyphenol được tổng hợp với fomanđehit (HC ₂ = O).

Theo tính chất của chúng, polyme tổng hợp có thể được phân loại thành:

Nhựa nhiệt dẻo

Chúng là các polyme mạch thẳng hoặc hơi phân nhánh, tương tác giữa các phân tử có thể bị khắc phục do tác dụng của nhiệt độ. Điều này dẫn đến làm mềm và tạo khuôn, đồng thời giúp chúng dễ dàng tái chế hơn.

Điều nhiệt

Không giống như nhựa nhiệt dẻo, polyme nhiệt rắn có nhiều nhánh trong cấu trúc polyme của chúng. Điều này cho phép chúng chịu được nhiệt độ cao mà không bị biến dạng hoặc nóng chảy, do tương tác giữa các phân tử mạnh mẽ.

Chất đàn hồi

Chúng là những polyme có khả năng chịu được áp lực bên ngoài mà không bị vỡ, biến dạng nhưng sau đó sẽ trở lại hình dạng ban đầu.

Điều này là do các chuỗi polyme của chúng được kết nối với nhau, nhưng tương tác giữa các phân tử giữa chúng đủ yếu để nhường chỗ cho áp suất.

Khi điều này xảy ra, vật liệu bị bóp méo có xu hướng sắp xếp các chuỗi của nó theo dạng tinh thể, "làm chậm" chuyển động do áp suất gây ra. Sau đó, khi điều này biến mất, polyme sẽ trở lại sắp xếp vô định hình ban đầu.

Sợi

Chúng là những polyme có độ đàn hồi và khả năng mở rộng thấp nhờ vào sự đối xứng của các chuỗi polyme của chúng và ái lực lớn giữa chúng. Ái lực này cho phép chúng tương tác mạnh mẽ, tạo thành một sắp xếp tinh thể tuyến tính chống lại sự gia công cơ học.

Loại polyme này được sử dụng trong sản xuất các loại vải như bông, lụa, len, nylon, v.v.

Ví dụ

Nylon

Nylon là một ví dụ hoàn hảo về polyme dạng sợi, được sử dụng nhiều trong ngành dệt may. Chuỗi polyme của nó bao gồm một polyamit có cấu trúc sau:

Chuỗi này tương ứng với cấu trúc của nylon 6,6. Nếu bạn đếm số nguyên tử cacbon (màu xám) bắt đầu và kết thúc bằng những nguyên tử gắn với quả cầu màu đỏ, thì có sáu.

Tương tự như vậy, có sáu cacbon phân tách các quả cầu màu xanh lam. Mặt khác, các quả cầu màu xanh và đỏ tương ứng với nhóm amit (C = ONH).

Nhóm này có khả năng tương tác thông qua liên kết hydro với các chuỗi khác, cũng có thể áp dụng sự sắp xếp tinh thể nhờ vào sự đều đặn và đối xứng của chúng.

Nói cách khác, nylon có tất cả các đặc tính cần thiết để đủ điều kiện trở thành sợi.

Polycarbonate

Nó là một polyme nhựa trong suốt (chủ yếu là nhựa nhiệt dẻo) dùng để làm cửa sổ, thấu kính, trần nhà, tường, v.v. Hình ảnh trên cho thấy một nhà kính được làm bằng nhựa polycarbonate.

Cấu trúc polyme của nó như thế nào và tên polycarbonate bắt nguồn từ đâu? Trong trường hợp này, nó không đề cập đúng đến anion CO ₃ ^2- mà là nhóm này tham gia vào các liên kết cộng hóa trị trong một chuỗi phân tử:

Do đó, R có thể là bất kỳ loại phân tử nào (bão hòa, không bão hòa, thơm, v.v.), dẫn đến một họ polyme polycarbonate rộng rãi.

Polystyrene

Nó là một trong những polyme phổ biến nhất trong cuộc sống hàng ngày. Những chiếc cốc nhựa, đồ chơi, máy tính và tivi, và đầu ma-nơ-canh trong hình trên (cũng như các đồ vật khác) được làm bằng polystyrene.

Cấu trúc cao phân tử của nó bao gồm sự liên kết của n styren, tạo thành một chuỗi có thành phần thơm cao (các vòng lục giác):

Polystyrene có thể được sử dụng để tổng hợp các copolyme khác, chẳng hạn như SBS (Poly (styrene-butadiene-styrene)), được sử dụng trong những ứng dụng yêu cầu cao su chịu lực.

Polytetrafluoroethylen

Còn được gọi là Teflon, nó là một loại polymer có trong nhiều dụng cụ nhà bếp với tác dụng chống dính (chảo đen). Điều này cho phép thực phẩm được chiên mà không cần thêm bơ hoặc chất béo khác.

Cấu trúc của nó bao gồm một chuỗi polyme được "bao phủ" bởi các nguyên tử F ở cả hai mặt. Các hạt F này tương tác rất yếu với các phần tử khác, chẳng hạn như các hạt dầu mỡ, ngăn chúng dính vào bề mặt chảo.

Người giới thiệu

1. Charles E. Carraher Jr. (2018). Polyme tổng hợp. Được lấy vào ngày 7 tháng 5 năm 2018, từ: chemistryexplained.com
2. Wikipedia. (2018). Danh sách các polyme tổng hợp. Truy cập ngày 7 tháng 5 năm 2018, từ: en.wikipedia.org
3. Đại học Carnegie Mellon. (2016). Tự nhiên vs Polyme tổng hợp. Được lấy vào ngày 7 tháng 5 năm 2018, từ: cmu.edu
4. Trung tâm Học tập Khoa học Polymer. (2018). Polyme tổng hợp. Truy cập ngày 7 tháng 5 năm 2018, từ: pslc.ws
5. Yassine Mrabet. (Ngày 29 tháng 1 năm 2010). Nylon 3D. . Truy cập ngày 07 tháng 5 năm 2018, từ: commons.wikimedia.org
6. Cổng thông tin giáo dục. (2018). Tính chất của polyme. Được lấy vào ngày 7 tháng 5 năm 2018, từ: portaleducativo.net
7. Văn bản khoa học. (Ngày 23 tháng 6 năm 2013). Polyme tổng hợp. Được lấy vào ngày 7 tháng 5 năm 2018, từ: textcientificos.com