TRNG I HC CNG NGHIP TP H CH MINHTRUNG TM CNG NGH HABI GINGHA HC V HA L POLYMERTp H Ch Minh 6-2010 Ha hc ha l polymerChng 1:Nhng khi nim c bn v hp cht polymer1.1 Lch s pht trin ngnh polymerCc hp cht hu c c khi lng phn t ln gi l hp cht cao phn t hay polymer, c hnh thnh trong thin nhin t nhng ngy u tn ti ca tri t. th d : xenlulz ( thnh phn ch yu ca thc vt), protit ( thnh phn ch yu ca t bo sng)T thi xa xa ngita bit s dng si bng, si t tm, silen lm qun o. Ngi i cp c xa bit s dng giy polymer vit th cho n khi tm ra c phng php iu ch hp cht cao phn t khc l giyNm1833, Gaylussactnghpcpolyester khi unnngacidlactic, Braconot iu ch c Nitroxenloloz bng phng php chuyn ho ng dng. T m ra thi k mi, thi k tng hp polymer bng phng php ho hc v i su vo nghin cu cu trc ca polymer thin nhin.n cui th k 19 v u th k 20 vic nghin cu hp cht polymer c pht trin mnh m.Nhnhngthnhtucakhoahckthut ngi tapdngnhng phng php vt l hin i nghin cu cu trc polymer v a ra kt lun: Hp cht polymer l t hp ca cc phn t c ln khc nhau v cu trc v thnh phn n v cu trc monomer trong mch phn t Cc nguyn t hnh thnh mch chnh ca phn t ln c th tn ti dng si v c th dao ng xung quanh lin kt ho tr, lm thay i cu dng ca i phn t. Tnh cht ca polymer ph thuc vo khi lng phn t, cu trc thnh phn ho hc ca phn t, cng nh s tng tc ca cc phn t. Dung dch polymer l mt h bn nhit ng hc, khng khc vi dung dch ca hp cht thp phn t, nhng lc t hp v solvate ho ln ngay trong dung dch longNgy nay vi s pht trin mnh m ca khoa hc thc y s pht trin mnh m v ng dng rng ri ca cc hp cht polymer. Th d: cao su l vt liu khng th thiu trong ngnh giao thng vn tiTrang 2Ha hc ha l polymernha Polyethylene (PE) , polypropylene (PP), PS, ABS m sn phm gia dng ca n khng th thiu trong sinh hot hng ngy .Polyester khng no, epoxy, PF, UF l nha nn cho vt liu composite. Hn th na c th tng hp c polymer tinh th lng ng dng lm mng hnh tinh th lng1.2 Khi nimc bn Polymer: l hp cht cao phn t cha nhiu nhm nguyn t lin kt vi nhau bng lin kt ho. Monomer: l nhng hp cht c bn ban u chuyn ho thnh polymer. Olygome: polyme khi lng phn t thp (hp cht trung gian), cha mang nhngctrngtnhcht nhpolyme. Sphnbit giaoligomev polyme khng r rng, tuy nhin oligome khng c s thay i r rng vi nhng tnh cht quan trng. Mcxchcs: lnhngnhmnguyntlpi lpli trongphnt polymer on mch: l mt gi tr trng lng ca cc mc xch lin nhau sao cho s dch chuyn ca mc xch lin sau khng ph thuc vo mc xch ban u Nhm cui: l nhm nguyn t c trng nm cui mch polymer. Nhng olygomer hot ng c cha nhm cuic kh nng tham gia phn ng trnghp, thngcdngtnghpcopolymevpolymer khng gian. trnghp(n): biuth smcxchcsctrongi phntca polymer mMn M: khi lng phn t trung bnh ca Polymerm : khi lng phn t ca mc xch Khi lng phn t ca polymerKhi lng phn t trung bnh s Mniiii inNM NMMi : khi lng phn t ca mch iNi: s phn t c khi lng Mi c trong hTrang 3Ha hc ha l polymerKhi lng phn t trung bnh s th hin phn s hc cc mch hin din trong hn hp.Khi lng phn t trung bnh khi Mwii ii iiN MN MW :WiPhn khi lng ca mch phn t c trng hp iii iw M W M Khi lng trung bnh khi l tng khi lng cc thnh phn tnh trung bnh theo phn khi lng ca tng loi mch c trng hp khc nhau. Ch s a phn tn IP : c trng cho phn tn ca mu polymernwPMMI + IP = 1 ng nht v trng hp trong ton mu polymer (iu ny khng c thc)+ IP > 1 : mu polymer c a phn tn , IPcn ln mu cng phn tn + Th d : Trong cao su tng hp Ip = 2 trong khi cao su thin nhin c a phn tn tng ng 5.1.3 Danh phpDanh php ca polymer ch yu da vo tn ca monomer, hp cht tng hp thnh polymer v c thm vo pha trc t poly.Th d Ethylene( polyethylene)Propylene( polypropylene)Polyesterc hnh thnh t phn n ca di alcolv di acid 1.4 Phn loiPolymer c phn loi theo nhiu cch khc nhau Phn loi theo ngun gc: polymer thin nhin ( cao su, celluclose, tinh bt, protide), polymer tng hp Phn loi theo thnh phn ho hc ca mch chnh ca polymer+ Polymer mch carbon: mch phn t c cu thnh t nguyn t carbon. Polymer ny c hnh thnh tcc olyfine hay cc dn xut ca hydrocarbon+ Polymer d mch: mch chnh c hnh thnh t carbon v cc nguyn t ph bin nh : S, O, N, PTrang 4Ha hc ha l polymer+ Polymer v c: mch chnh ca polymer khng phi l carbon Phn loi theo cu trc mch phn t+ Polymer khng phn nhnh: - - - - A A A A- - - -+ Polymer phn nhnh + Polymer mch c cu trc khng gian1.5 S khc nhau gia hp cht cao phn t v hp cht thp phn tV quan im ho hc: hp cht cao phn t khng khc g so vi hp cht thpphn t.nhng cc hpchtcaophn t c kch ln, cngknh kh dch chuyn chnh v th kh nng phn ng ca cc nhm chc l chm so vi nhm chc ca hp cht thp phn tS khc nhau c bn gia hp cht cao phn t v thp phn t l tnh cht vt l. Cc polymer c khi lng phn t ln, lc tng tc gia cc phn t ln cho nn nhit si, nhit nng chy, t khi cao hn hp cht thp phn t nht l i vi polymer c tnh phn cc ln.Dungdchpolymer cnht cao, ngayctrongdungdchlongca polymer nht cng cao hn nht ca dung dch c ca hp cht thp phn t. Khi ho tan polymer vo dung mi th qu trnh ho tan thng chm v phi qua giaion trung gian l trng ln trc sau miho tan. Thm ch c nhng polymer khng tan trong dung mi no.Cc si, mng polymer c bn c hc khc nhau, khc vi hp cht thp phn t, c bit ph thuc vo hnh dng, cu trc v bn cht phn b tng h ca cc phn t v nhit . Khi c ngoi lc tc dng th cc hp cht cao phn t khng bin dng hon ton ngay nh hp cht thp phn t m phi tri qua thi gian nht nh. Thi gian ny cng di nu nhit thp. mt s polymer nh cao su s bin dng thun nghch gp hang nghn ln so vi hp cht thp phn t.Trang 5Ha hc ha l polymer1.6 Cu to cu trc polymerPolyme l nhng phn t mch ln, cu to t nhiu nhm ho hc c thnh phn ging nhau hoc khc nhau. Cc nhm ho hc ny c gi l mt xch. Cc mt xch sp xp trong mch theo mt trnh t u n hay khng u n, c th phn nhnh hay c cu to mng li v cu to khng gian bt k. Phn t mch di c mc i xng ln. Chiu di rt ln so vi nhiu ngang, chng un khc hoc cun ri. S d c hin tng ny l do chuyn ng quay ni ti ca phn t do mch qu di v do c cc quyt nh mm ca mch.1.6.1Tnh bt ng hng.Khi tc dng ngoi lc ln mu theo hai hng khc nhau, lc tc dng theo chiu dc cn phi ln th mu mi b bin dng hoc b t. Trong khi hng lc tc dng ngang nh nhng mu b bin dng (hoc b t) . Hin tng khng ng nht v tnh cht ca polymer gi l tnh bt ng hng.S d c tnh cht l do cc phn t nh hng, sp xp theo chiu ca ngoi lc tc dng. Mun lm bin dng theo chiu dc cc phn t cn phi tc dng lc rt ln tc ng ln mi ni ho hc v gc ho tr. Nh vy c ngha l bn theo chiu dc phn t kh ln.Munlmbindngtheochiungangccphntch cndngmt lc thng c lc tc dng tng h gia cc phn t. Nng lng lin kt ny b hn rt nhiu so vi nng lng lin kt ca cc mi ni ho hc, do vy bn cng km hn. Hin tng bt ng hng c th thy r nht tnh cht ca si.1.6.2Tnh c cc ca polymerNhng polymer m phn t c cc mi ni c cc khng i xng vi nhau, l nhng polymer c cc ( lng cc). Cc phn t khng c mi ni c cc hoc c nhng sp xp i xng v cn bng vi nhau gi l cc polyme khng cc.Mi ni gia cc nguyn t l c cc khi s phn b mt cc m my in t do mi ni to ra khng i xng. V d trong phn t HF, mt m my in t nguyn t F ln hn nguyn t H.Mcccccnhgibngi lngmmenlngcc(o). Moment lng cc bng tch s i lng in tch q v khong cch gia cc in tch :o = q.l Trang 6CCHH HH5,1A0CH2CH2CH2CH2CH2CCCH2CH2CH2CH2CH2CH2 CH2CCCCHCHCHCH3CH3 CH38,16A0Ha hc ha l polymerKhong cch gia cc in tch cng ln, th moment lng cc cng ln v phn t cng c cc. S dch chuyn ca in t t khng th vt khi kch thc phn t v vo khong 10-8cm.Ccpolymercutotheoloi hydrocacbonukhngc cc, vd nh: polyetylen, polypropylenccloi ccclnnhrupolyvinylic, tinhbtv chng cha nhiu nhm c cc mnh OH.Tuy nhin, s c mt cc nhm c cc trong phn t khng phi lun lun th hin c mc c cc ca phn t. Nu cc mi ni c cc trong phn t sp xp i xng th in trng ca chng b tr ln nhau, nn mmen lng cc ca phn t bng 0. Nh th mc c cc ca polymer c th xc nh c theo ccc ca nhm c trong thnh phn polymer, nhng phi tnh n cch sp xp ca cc nhm ny torng khng gian c i xng hay khng v phi tnh n mt phn b ca chng dc theo mch.1.6.3Hnh thi cu to v hnh thi sp xp.Hnh thi cu to: trong mt mch polymer di c th c cc hnh thi cu to khc nhau. V d nh polyisopren c hai hnh thi cu to bn vng: Cu to trans guttapersa:Hnh 1.1 : cu to trans-guttapersaHnh 1.2 : cu to cis-cao su thin nhinTrang 7H CH3 H H CH3CH3 CH3HH CH3HHCH3CH3 CH3HHa hc ha l polymerMt v d khc l polypropylen cng c hai hnh thi cu to bn vng l isotactic v syndiotactic :Hnh 1.3 : Cu to IsotacticCu to loi syn diotactic c dng sau (dng i xng) :Hnh 1.4 : Cu to SyndiotacticMunbini ttrngthi transsangtrngthi cishocttrngthi isotactic sang trng thi sindiotactic khng th bng cch quay ni ti trong phn t, v trong cu toca hai polyme ny u c gc R tng i ln, chng s lm cn tr s quay ca phn t.Mun thng sc cn ny, cn phi cung cp mt nng lng rt ln. Do hai dng hnh thi cu to trn khng th bin i ln nhau c. Nh vy : hnh thicu to l s sp xp cc nguyn t trong khng gian theo nhng v tr c nh ng vi cu to ho hc xc nh.Hnh thisp xp : l s thay ivtr cc nguyn t trong khng gian v nng lng ca phn t do chuyn ng nhit lm xut hin s quay ni ti trong phn t. Trong trng hp ny khng lm tcc lin kt ho hc.Tm li : hnh thi cu to ca polymer l hnh thi bn vng, khng th bin i ln nhau c. Cn hnh thi sp xp l do chuyn ng nhit lm cho cc nhm nguyn t hoc mt xch trong phn t lun lun thay i v tr trong khng gian.1.6.4Tnh mm do ca mch polymerCc tnh cht vt l ca hp cht cao phn t thng ph thuc vo cu to ho hc ca chng. Mi quan h gia tnh cht vt l v cu to ho hc ca polyme Trang 8Ha hc ha l polymerrt phc tp. Mun hiu c quan h ny, trc tin chng ta cn xt n mm do ca mch cao phn t.Nguyn nhn chnh lm cho mch polyme mm do l t s quay ni ti ca cc phn t ring l trong phn t. Ngoi ra cn do kch thc ca mch polyme khng cn i _ ngha l chiu di ca mch rt ln so vi chiu ngang.S quay ni ti trong phn t l hin tng quay ca mt phn t tng ng vi phn t khc trong phn t.Xt s quay ni ti trong phn t polyme n gin, c lp, cc nguyn t cacbon ch kt hp vi nhau bng lin kt .Gi thuyt rng cc mt xch ca mch trng thi chuyn ng nhit, ngha l mt mt xch c th quay tng i vi mt xch bn cnh. Khi gc quay ho tr trong mch khng c nh v s quay ca lin kt l t do. Nh th cc mt xch c th chim cc hnh thi sp xp bt k, ngha l c un khc cc i. Hnh 1.5 : hin tng quay ni ti ca phn t polymeTrong mch phn t polyme, cc gc ho tr l i lng hon ton xc nh, khi cc mt xch quay th gc ho tr c th thay i nhng khng ng k. Nh th v tr ca mt xch sau ph thuc vo mt xch trc. Nh vy thc t polyme khng th quay hon ton t do, nh th mch phn t t thay i hnh thi sp xp hn, nhngvn c kh nng un khc. Nhng trong thc t, polymer l mt h thng gm nhiu i phn t, trong s quay ni ti ca phn t b cn tr do lc tc dng tng h gia cc nguyn t khng c lin kt ho hc vinhau. Ngha l c th do lc tc dng gia cc nguyn t trong cng mt mch (lc ni phn t), v gia cc nguyn t ca cc mch khc nhau nhng nm cnh nhau (lc tc dng gia cc phn t)Lc tc dng gia cc phn t trong polyme c th l lc lin kt hydr, lc Vanderwal (tnh in), lc phn tn, lc nh hng, lc bin dng... Tuy nhin, y chng ta ch quan tm n lc tng h ni phn t.Trang 9Ha hc ha l polymer+ Tc dng tng h khong cch gn : l lc tc dng tng h gia cc nguyn t hay nhm nguyn t gn nhau (gia cc nguyn t gia cc mt xch).+ Tc dng tng h khong cch xa : l lc tc dng tng h gia cc nguyn t v nhm nguyn t ca cc mt xch cch xa nhau. Lc ny xut hin trong trng hp mch polyme cong hng n cc v tr gn nhau, v nh th gia ccmt xch xut hin lc ko hoc lc y.Do tc dng tng h khong gn gy cn tr quay t do.Trongqutrnhquaycamt phnttngngvi phntkhctrong mch, lc ni phn t s lm thay i th nng ca mch polyme.Nu mt v tr ca mt xch c th nng U1do chuyn ng nhit n v tr c th nng U2 th nng lng chuyn dch v tr ny n v tr khc l U.V U quyt nh tnh mm do ca mch polyme v iu kin cn bng nhit ng nn gi l mm nhit ng.Tuy nhin ngoi kh nng un khc, cn c vn tc chuyn dch t v tr ny ti v tr khc. V vn tc bin i hnh thi sp xp ph thuc vo t l thm th nng quay niti U0v nng lng ca ngoi lc. Do , U0cn c gi l mm ng hc.Hai mm do nhit ng v ng hc c th khng trng nhau khi mm nhit nghcln, vntcquaycaccmt xchcthb(mchvncth cng).S quay v s chuyn dch ca cc mt xch t mt v tr ny ti mt v tr khc ch xy ra khi c nng lng d tr cn thit. iu c ngha khng phi cc mt xch c th chim bt k mt v tr no trong khng gian, m ch c mt s v tr cho php do c mt lc tc dng tng h, tuy nhin nu i phn t khng c nng lng d tr cn thit th cc mt xch khng th quay, nhng chng c th chuyn ng nhit c trng (cc dao ng xung quanh cc v tr c nng lng cc tiu).Dao ng ny cng to cho polyme mm do, dao ng cng ln mch cng mm.Trang 10Ha hc ha l polymer1.6.5Khi nim hin i v cu trc ngoi vi phn t polymer.Nh chng ta bit, tnh cht cc hp cht thp phn t trng thi ngng t khng nhng ch ph thuc vo thnh phn v cu to, m cn ph thuc vo s sp xp tng h gia chng vi nhau, c ngha l cu trc ca vt th. in hnh nht l hin tng chuyn pha (nng chy, kt tinh hoc chuyn t mt dng tinh th ny v dng khc...), khi hng lot cc tnh cht l hc thay i do s bin i cu trc. cc cht lng, cc phn t lun sp xp theo th t gn v khi kt tinh xut hin th t xa. Trong nhiu nm, vic nghin cu trt t sp xp ca cc i phn t gii thch c kh nng tng hp polyme trng thi tinh th hoc v nh hnh v nghin cu dng mng li tinh th.Cu trc ca polyme theo thuyt cu to mixel , th mi mixel l mt tp hp cc iphn t mch cng didng b. Nhng thuyt ny khng th gii thch c cc tnh cht ca polyme v hon ton khng th giithch c qu trnh ho tan ca polyme.S pht trin ca nhng gi thuyt v mm do ca mch polyme cng nh nhng tiliu thc nghim v cu trc ca chng a n vic to nn gi thuyt v s sp xp tng h trong cu trc ca polyme. Chng hn ngi ta coi caosunh lmt tphpccmchrtdi vcunri li vi nhau.Dinh hng nhit, chng lun lun thay i hnh dng.Ngoi ra cn c gi thuyt khc a ra m hnh mu polyme tinh th, trong cng tn ti cc vng tinh th v v nh hnh v mt mch phn t c th i qua cc vng tinh th v v nh hnh. Theo m hnh ny, cc vng v nh hnh cc mch phn t c th nm cun ri li vi nhau.Ngy nay, nhng kt qu nghin cu bng knh hin vi in t, ngi ta a ra nhng l thuyt mi l thuyt v cu trc ngoi vi phn t polyme : l cu trc bt k, c to nn do s sp xp khc nhau ca cc i phn t, hay ni mt cch khc l polyme c c trng bng nhiu loicu trc ngoiviphn t trng thi tinh th v bi kh nng n nh trnh t sp xp ngay t trong trng thiv nh hnh.Cu trc ngoi vi phn t ca polyme v nh hnhNu nh cc i phn t mm do, th chng s cun li thnh nhng ht hnhcu v i gi l cu trc dng cu. S sp xp tng h cc phn ca iTrang 11Ha hc ha l polymermch phn t bn trong cu trc ny khng theo th t no c. V nu nh mt polyme c cu dng hnh cu th n nm trng thi v nh hnh.Trong nhng dung dch long, phn ln cc i phn t c dng hnh cu, cho nn phng php chung a polyme v cu trc c dng hnh cu l lm bay hi dung mi khi dung dch nhit tng i thp. C s hnh thnh hnh cu l do ni lc phn t ln hn nhiu so vi lc tc dng tng h gia cc phn t. Nhng chuyn t dng thng v dng cu, mch phn t cn c mm do ln hn c th cun trn li. Lc tc dng tng h gia cc nhm nguyn t trong mch cng ln th mch cng c kh nng chuyn vo dng cu. Cho nn i khi nhng mch phn t rt cng nhng c ni lc phn t ln nn vn c th dng cu. Trong khi nhng i phn t khng cc, mch mmvn c cu trc dng thng.Dung dch cc polyme dng cu, c nht thp hn v ph hp vi nh lut Einstein v n cng ging nh nhng dung dch keo bnh thng khc. trng thi thu tinh chng khng c bin dng mm cao nn bt buc gin. bn ca chng ph thuc vo gii hn phn chia b mt gia cc ht hnh cu vi nhau. Nu nh kt b cht ch th polyme trong sut v c bn cao hn. Trong trng hp ngc lichng s c v c bn gim i. Mch phn t c dng cu s to thun li trong qu trnh ho tan polyme.Ngoi ra nhng polyme mch cng th i phn t khng th cun trn li m n dng thng ( trng thi bt i xng) hay cn gi l di dng b. c im ca dng b ll chiu di ca n ln hn rt nhiu so vi chiu di ca tng mch ring bit.Nu nh polyme trng thi mm cao : i vi nhng mch i phn t rt mm do v linh ng th cc ht hnh cu c th lin kt li vi nhau thnh ht c kch thc ln hn. i vi nhng mch khng cng lm, hoc nu lc tc dng ni phn t ln, th ht dng cu n phn t c th tn ti nng kh ln, thm ch c trng thi rn. Nh vy thy rng iu kin xut hin cu trc dng cu c th do mch i phn t ring bit cun trn li hoc c th c to thnh trc tip trong qu trnh trng hp.Qua y, ta thy rng trng thi v nh hnh, cc phn t polyme khng phi lc no cng trng thi cun ri, hoc sp xp khng theo mt trt t no, trili chng c th sp sp theo nhng th t nht nh v chnh l iu kin c bn u tin polyme c th kt tinh.Trang 12Ha hc ha l polymerCu trc ngoi vi phn t ca polyme tinh th.Chng ta bit rng, nhng n vcu trc thng c nhiu kh nng pht trin thnh dng cu trc c mc th t cao hn. V vy, chng ta c bit ch n cu trc ngoi vi phn t dng b. trng thi v nh hnh, cc cu trc dng b c hnh dng cn i v trong mt s trng hp c kh nng tp hp li v to thnh cc fibril hoc zendrit c kch thc ln hn. Nh vy trong qu trnh kt tinh polyme s hnh thnh nn nhiu dng cu trc ngoi vi phn t phc tp.Trong cu trc dng b cc i phn t sp xp song song v ni tip.Nu cu trc dng b t nhng mch phn t khng iu ho, th i phn t b un cong li thnh hnh dng c nhiu gc cnh v khi khng th tham gia vo qu trnh kt tinh c.Cu trc dng b khi tham gia vo qu trnh kt tinh c gii hn phnchia v c c trng bng sc cng b mt. Khi n tr thnh pha mi_ pha tinh th. i vi nhng cu trc nh vy ng sut ni ti s nh, nhng nhng cu trc di v mng c nng lng b mt d, do chng c kh nng gp lididng bng gp v khi b mt khng ln.Hnh 1.6 : B thng Hnh .7 : B c dng gp khcN khng chdng li dng bng gp m cn c th sp xp li to thnh cu to di dng tm nhm gim sc cng b mt.Hnh 1.8 : Cu trc dng tm tbng gpNh vy thy rng, pha tinh th ca polyme l mt tp hp gm nhiu dng cu trc phc tp, trong c th c nhng vng cha hon chnh do s quay ca b hoc do cch sp xp khng iu ho ca mch. V cng l mt trong nhng c im ca polyme tinh th.Trang 13Ha hc ha l polymerTheo V.A.Carghin (Vin s Nga), tt c cc loi cu trc ngoi viphn t polymer c th bao gm 4 nhm sau :Nhm 1 : cu trc dng cu thng tn ti cc dng polymer v nh hnh c tng hp bng phng php trng ngngNhm2 : cutrcdngvch c trng chocc polymer nm trng thi mm cao ( cao su).Nhm 3 : cu trc dng si c trng cho cc loi polymer v nh hnh c trt t n nh cao tng hp bng phng php trng hp.Nhm 4 : cu trc cc tinh th c kch thc ln to thnh polymer tinh th.Trang 14Ha hc ha l polymerChng 2: Phn ng tng hp cc hp cht polymer2.1 Kh nng phn ng ca monomer Monomer l nhng hp cht thp phn t. Cc monomer mun tham gia vo phn ng to polymer th phi l hp cht a chc (t nht l hai chc). chc ca monomer c th l hp cht cha ni i, ni ba hoc cc nhm chc ( OH ,COOH , CHO , NH2, SO3H )Th d: CH2 = CH2 : 2 chc ( c kh nng kt hp vi 2 H) CH CH: 4 chc( c kh nng kt hp vi 4H )2.2 iu kin phn ngT l cu t :T l cu t tham gia phn ng quyt nh s chc hot ngTh d: Tng hp nha phenolformadehyde (PF) Nu pH < 7 v t l P:F = 1 : 1 polymer to thnh l mch thng ( Novolac)OHCH2H2Cn Nu pH < 7 v t l P:F < 1 polymer to thnh c cu trc nhnh ( resol ) hoc khng gian ( rezit)OHCH2H2CnCH2Nhit Nhit l yu t quan trong trong phn ng tng hp cc hp cht cao phn t. nhit khc nhau c th s xy ra phn ng khc nhau nu c nhiu phn ng xy ra trong hn hpTrang 15Ha hc ha l polymerXc tcHn 90% cc phn ng ho hc u s dng xc tc. Xc tc c th s lm gim nhit , lm tng tc phn ng. Xc tc s nh hng to sn phm, hiu xut chuyn haNguyn liuCc monomer l ngun nguyn liu tng hp polymer. Ngun nguyn liu c th thu c trc tip t kh thin nhin hay qu trnh chng ct du m nh etylen, propylene, Cc monomer cng c iu ch t cc monomer khc2.3 Phn ng trng hpTrng hp l phn ng kt hp ca cc monomer to thnh polymer m thnh phn ho hc ca cc mc xch c s khng khc vi thnh phn ca cc monomer ban unA ( A )n H2C CH2H2C CH2nn2.3.1. Phn ng trng hp gc Phn ng trng hp gc l phn ng to polymer t cc monomer cha ni i (lin kt etylen). Cc giai on ca phn ngGiai on khi mo v tc nhn khi mo Giai on ny cc gc t do ca monomer sinh ra do s tc kch ca cc gc t do ca cht khi mo v cc tc nhn vt l bn ngoi.

o ooM R MR R R + 2 + Khimo ho hc: cc cht khimo : hp cht azo (hoc diazo), peroxide ( hoc hydroperoxide)o ooROO R ROORN R R N N R+ + '2+ Khi mo bng tc nhn vt l: tia ... , , , X cc tc nhn vt l tc kch vo monomer sinh ra gc t do ca monomerGiai on pht trin mch: Giai on ny xy ra phn ng ca cc gc t do ca monomerto polymer.Trang 16Ha hc ha l polymer c im ca giai on ny tc ca phn ng s gim dn theo thi gian do trng lng phnt t polymer tng v lm kh nng phn ng gim. Giai an ngt mchNgt mch nh phn t: do s ti hp ca gc t do- Ti hp gc t do ca hai polymer- Ti hp gc t do ca polymer v gc t do ca tc nhn khi moNgt mch n phn t: do nht ca polymer tng lm gim kh nng phn ng v cui cng ngt mch hon ton.2.3.2. ng hc phn ng trng hp gc nghin cu qu trnh trng hp ngi ta thng nht cc qui uc nh sau: Qu trnh trng hp s pht trin n trng thi n nh th vn tc sinh ra gc t do bng vn tc ngt mch. Cc monomer ch tiu hao trong qu trnh pht trin mch Qu trnh truyn mch (nu c) khng lm thay i hot tnh ca monomerVn tc trng hp gc I 2 Iok2 + R I M1k + M R M R2kR MR R MR3k + Vn tc phn hy cht khi mo vo[ ][ ] I kdtI dvo o Vn tc to gc t do v1,Do nng I 2 I nn v1 = 2voSuy ra: [ ][ ] [ ] I k I k . f 2dtR dv1 o 1 Vi f l t l gc t do phn ng trn tng gc t do hnh thnhVn tc pht trin mch v2[ ][ ][ ] M R kdtR dv2 2 Vn tc gt mch v3[ ][ ]23 3R . kdtR dv Khi t trng thi n nh v1 = v3Trang 17Ha hc ha l polymerSuy ra: [ ] [ ]23 1R k I k[ ][ ]2131kI kR 1]1

Vn tc phn ng trng hp c quyt nh bi vn tc pht trin mch[ ][ ] [ ][ ] 21 21312 2 2I Mkkk M R k v v

,_

.t 21312kkk K

,_

[ ][ ] 21I M K v Vn tc trng hp gc t l thun vinng monomer v cn bc 2 ca nng cht khi mo.2.3.3. Cc yu t nh hng n qu trnh trng hp gc nh hng ca oxy v tp cht:Ty theo bn cht ca monomer v iu kin phn ng m oxy v cc tp cht nh hng n qu trnh phn ng. cc tp cht v oxy c th tc dng vi monomer to hp cht hot ng kch thch phn ng hoc to hp cht bn gy c ch phn ng. V vy, qu trnh phn ng i hi monomer phi tht tinh khit v thc hin trong mi trng kh tr. nh hng ca nhit :nh hng ca nhit rt phc tp. Song, bng thc nghim thy c khi nhit tng ln 10oC th tc tng 2 n 3 ln v tc tng lm gim khi lng phn t trung bnh polymer v kh nng to mch nhnh nhiu hn do tc truyn mch tng. nh hng nng cht khi mo (xem phn tn) nh hng ca nng monomer:Khi nng monomer tng th vn tc trng hp tng v trng hp trung bnh cng tng nh hng ca p sut:Ni chung khi p sut thp v trung bnh th khng nh hng n qu trnh phn ng. Song, p sut khong 1000 atm, vn tc trng hp v trng hp trung bnh cng tng.Trang 18Ha hc ha l polymer2.4 Trng hp ionc im Phn ng xy ra di tc dng ca xc tc, c tnh chn lc Vn tc phn ng trng hp ion ln hn rt nhiu so vi phn ng trng hp gc Trng hp ion thng c tin hnh trong dung dch, nn phn ng ph thuc rt nhiu vo dung miTrng hp cationTrng hp cation dng cht khi mo l acid hay tc nhn i in t v thng xy ra bng vic m ni i C = C to thnh ion carbonion YH2C CHRY CH2CHR+Trng hp anionTrng hp anion vi cht khi mo l base hay mt anion to thnh anion carbonionX H2C CHRX CH2CHR+2.5 Cc phng php trng hp polymerTrng hp khiPhn ng khi mo v pht trin trong mi trng monomer tinh khit c th c hoc khng c dung mi ca monomer to thnhcim:phn ngny n gin, polymersch.Tuynhin,cngc kh khn l nht ca dung dch cao dn n nhit cc b dn n polymer to thnh c phn tn cao v sn phm to thnh dng khi, kh c ly sn phm v gia cng gp nhiu kh khn. Trng hp huyn phCc monomer phn tn thnh nhng git nh (t vi micromet n 0,1 mm) trong mi trng lin tc. Nng monomer ln (50%). Cht khi mo tao trong git monomer v ng hc phn ng ging nh trng hp khiCht n nh thng s dng: gelatin, tinh bt, ru polyvynilic. Phng php ny cho sn phm kh tinh khit v c th tch polymer ra khi mi trng phn tn bng p sut thpTrng hp nh tngCc monomer phn tn thnh nhng git nh (0,05 n 5 nm).Trang 19Ha hc ha l polymerPhng php ny khc vi phng php trng hp huyn ph ch: nng cht nh ha ln, cht khi mo tan trong mi trng lin tc v phn ng xy ra trn b mt mixen keo.Cc cht nh ha thng s dng l cc loi x phng oleate, palmitate, laurate kim loi kim, mui natri ca cc sulfo acid thm.Trng hp dung dchS dng dung mi ha tan c monomer v polymer. Phng php ny khng kinh t do thu hi dung mi v lm kh sn phm gp nhiu kh khn.2.6 Phn ng ng trng hpng trng hp l qu trnhtrng hp ng thi hai hay nhiu loi monomer vi nhau.2.6.1. ng hc ca phn ng ng trng hp theo c ch thng kTrong hn hp phn ng c hai loi monomer M1 v M2, tin hnh ng trng hp gc c th c 4 kh nng pht trin mch: +111R M RK1 1[ ][ ]1 1 11 1M R K V +2K2 1R M R1 2[ ][ ]2 1 12 2M R K V +1K1 2R M R21[ ][ ]1 2 21 3M R K V +2K2 2R M R22[ ][ ]2 2 22 3M R K VM1, M2: phn t monomer1R , 2R : gc t do ca polymer vi mt xch cui cng l M1 v M2K11, K12, K22, K21 l hng s tc phn ngThnh phn ca copolymer ph thc vo hot ng ca 1R ,2R v hot ca M1 v M2. Nu hot ng ca M1, M2v 1R ,2R u bng nhau; K11tng ng K12vK22tng ng K21thithnh phn copolymertng il tng (thnh phn ca copolymer gn vi thnh phn hai monomer trong hn hp phn ng)Thc t th hot ng ca cc monomer bao gi cng khc nhau, cu to ha hc khc nhau, do nh gi hot ng v kh nng ng trng hp ngi ta s dng i lng hng s ng trng hp r xc nh thnh phn ca cc cu t trong copolymer.12111KKr ;21222KKr Trang 20Ha hc ha l polymerKhi ng trng hp c cc trng hp sau c th xy rar1 < 1; r2 < 1 : hai cu t c khuynh hng ng trng hp ng ph r1 > 1; r2 < 1 : copolymer giu cu t M1r2 > 1; r1 < 1 : copolymer giu cu t M2r1 > 1; r2 > 1 : hn hp hai polymer ring l, hoc kh to thnh copolymerr1 = r2 = 0 trng hp trt tr1 = r2 = 1 hn hp ng u, him c2.6.2. CopolymerCopolymerlmt i mchphntmtrongcutrccanchai hay nhiu nhm phn t (monomer, olygomer, polymer khi lng phn t thp) khc nhau.Tng hp copolymer c th bng phng php trng hp hay trng ngng u quan trng l sn phm ca tng hai loi monomer M1 v M2 khng phi l hn hp hay l s trn gia n1[M1] + n2[M2]. ng trng hp (hay ng trng ngng) c ng dng nhiu trong thc t v lm thay i hay ci thin tnh cht ca cao phn t theo mc ch s dng.Th d: PS chu c nhit cao, gi r. Tuy nhin, PS c tnh dn v kh nhum mu. ci thintnhdncaPStatinhnhngtrnghpPSvi caosu butadienPhn loi copolymer: Copolymer mch thng (Block copolymer )Blockcopolymer lloi polymer mtrongphntcachngchacc monomer hoc mc xch lun phin nhau.Phn ng to block copolymer:Trang 21Ha hc ha l polymer Copolymer ghp ( graft copolymer)Graft coplymer c tng hp t cc i mch phn t cn nhiu nhm hot ngnm v tr nhnh trong phn t. Hoc c tng hp qua cc phn ng truyn mch ca polymer. Tuy nhin phn ng truyn mch kh kim sot c v ng thi sinh ra polymer khi.2.7 Phn ng trng ngngPhn ng trng ngng thng xy ra do phn ng ca cc nhm nh chc to thnh polymer (c th c hoc khng tch ra hp cht thp phn t).Cht ban u c nhm chc gi l monomer v cn phi c t nht hai nhm chc khc nhau mi c kh nng phn ng.Trang 22Ha hc ha l polymerc im chung ca phn ng trng ngngPhn ng trng ngng ln mch do s tng tc ca monomer vi polymer hoc gia cc i mch phn t vi nhau. Chnh v vy m polymer thu c c a phn tn cao.Nuccmonomercnhiuhnhai chcviukinphnngmsn phm c th s thu c polymer phn nhnh hoc ba chiu Phn ng trng ngng dng khi cc nhm chc phn ng ht. Thc t nhm chc ca polymer c khilng phn t ln rt kh phn ng do n ng khng gian. Chnh v th sn phm polymer thng tn ti nhm chc hai u mch, v loi nhm chc ph thuc vo hm lng ca monomer ban u. Th d: Phn ng to polyesther ( OH+HOOC )Phn ng to polyamide ( NH2+HOOC )2.7.1Phn loi phn ng trng ngngTrng ngng hai chiu (cc monomer tham gia phn ng c hai nhm chc cng hoc khc nhau); trng ngng 3 chiu (cc monomer cha t nht ba nhm chc).Trng ngng ng th hoc trng ngng d th (hai loi monomer khng ha tan vo nhau)ng a t (ng trng ngng), trng ngng gia hai loi monomer vi nhau.2.7.2Tnh chc trung bnh polymernh ngha: chc trung bnh f ca ca mt h phn ng (gm mt hay nhiu loi polymer) l s lng trung bnh cc nhm chc hot ng trn mt n v monomer.ii inf nfni : s monomer c trong h phn ngfi: s chc ca mi monomer Th d: hn hp phn ng gm: 8 monomer 3 chc v 12 monomer 2 chc4 , 212 812) x(2 8) x3 (f ++2.7.3. chuyn ha chuyn ha ha hc c nh ngha l t l lng nhm chc phn ng trn tng s nhm chc c trong h ti thi im bt k.Trang 23Ha hc ha l polymerXt h phn ng c chc trung bnh ln hn 2 ( f >2)Vi:no: s phn t ban u trt khi phn ng (s lng monomer)n: s phn t thi im t (bao gm monomer v polymer) thi im t = 0 s chc c trong h l: no.f= NoTi thi im t: s chc phn ng 2(no - n)Vy: f n] n n [ 2p00 1]1

onn1f2pKhi qut: Thi im u phn ng t = 0 n = no p = 0Thi im cui phn ngt = n