tinh chat cua polyme

8/7/2019 tinh chat cua polyme

http://slidepdf.com/reader/full/tinh-chat-cua-polyme 1/49

áp án chng 8: Tính cht ca polymer

Lc hóa du K50

Nhóm 3

Bùi Quang HoàngNguyn Mnh HngCn ình Hùngào Tun Hng

Nguyn Quc Hùng



Tính cht ca polymer

� Khi lng phân t ca polymer

� phân b khi lng phân t ca polymer

� bn c hc ca polymer � Tính cht in ca polymer

� Tính cht thm thu ca polymer



1. Khi lng phân t ca PolymerPolymer to thành là nhng hn hp ng ng phân t , do ó khi lngphân t ca polymer ch là giá tr trung bình.Có th xác nh khi lng phân t trung bình ca polymer theo khi

lng các cu t trong h (Mk ) hoc theo s phân t có trong h (Ms).Nu trong hn hp có N1, N2,«, Nx s cu t có khi lng phân t tng

ng là M1, M2,«..Mx thì khi lng ca mi phân t là :

Khi ó khi lng trung bình ca h là:

Mk = M1.f 1 +M2.f 2 + «+Mx.f x =

x

.

.f x

i

N

N !

§

x

x

i

1

M

M

..

i

i i

§

x2

i

1 M

M



Nu tính theo t l ca s phân t ca mi cu t so vi tngs phân t ca h , ta c :

Ms =

=

Hai giá tr Ms và Mk không trùng nhau, và luôn là Mk >Ms ,ch khi polyme có khi lng phân t hoàn toàn ng nht ,ngha là f=1 thì Ms trùng vi Mk .

T s Mk /Ms cho ta bit mc phân b khi lng ca phânt polyme (hay a phân tán v khi lng phân t).

11 2

1 2 1 2

..... ..

x

x x

N M M M

N N N N N N

1

x

i i

i

N M §

§

x

1

N



Phng pháp xác nh KLPT ca Polyme

� Các phng pháp xác nh KLPT ca polyme nh:+phng pháp nht+phng pháp khuch tán

+phng pháp siêu ly tâm+phng pháp ánh sáng khuch tán+phng pháp thm thu+phng pháp hoá hc

4 phng pháp u tiên cho kt qu Mk , 2 phng pháphoá hc hay thm thu cho kt qu v Ms.



Các phng pháp nh thm thu,khuych tán, siêu ly tâm,askt, cho kt qu khá chính xác nhng thng rt phc tp v

thit b ln tính toán.Phng pháp hoá hc ch yu dùng xác nh KLPT ca nhng polymer có nhóm chc cui mchcó nhng phn ng c nh COOH, COOR, OH« nhngkhông áp dng cho nhng nhóm chc ó trong mch.

Ví d nh polyeste hay polyamit ch có nhóm COOH cuimch cho nên có th chun bng NaOH . Nu a (g) polymer phn ng b (g) NaOH thì KLPT polyme là: M= 40.a/b

Nhng vi xenluloz thì không dùng nhóm OH cuimch xác nh KLPT c vì trong mch cng có nhiunhóm OH có kh nng phn ng.



Phng pháp nht

* Da vào phng trình Staudinger

r = K.C.Mr là nht riêng ca dung dch,K-hng s, C- nng polyme trong dung

dch.

d tính toán ngi ta dùng nht c trng [r ] (khi C=1).Phng trình thc nghim thng dùng là :

[r ] = K.M (*)[r ] c xác nh t thc nghim. K là hng s c trng cho tính

ng ng và dung môi, là giá tr liên quan n tính un do ca phân tc xác nh t nhng polyme có khi lng khác nhau M1,M2,M3« t

vic tuyn tính hoá phng trình (*) :lg [r ] = lgK + .lgM

Hng s K, ph thuc vào bn cht polyme và dung môi.



� Giá tr K, ca mt s polyme

Polymer Dung môi Phng trình

Polystyren Benzen

Toluen

[r ]=3,7.10-4 M0,83

[r ]=1,28.10-4 M0,7

Polyvinylaxetat Axeton [r ]=2,8.10-4 M0,67

Xenluloz ng amoniac [r ]=0,85.10-4 M0,81



3. bn c hc ca Polymer

� Các khái nim

� Các yu t nh hng n bn c hc ca Polymer



Các khái nim

� bn là kh nng ca vt cht chng li s phá hu ca lcc hc, c c trng bi ng sut ti ó mu b phá hy vàgi là ng sut phá hu hay ng sut kéo . n v là Kg/cm2

hoc Kg/mm

2

.

� bn gii hn ng vi ng sut ti ó mu b phá hu(max), i vi polymer rn giá tr này t 500 ÷1000 kg/cm2

Nh vy có th coi max là giá tr lý thuyt lt ca bn

c hc :max=lt=bD/2.

D: nng lng phân ly tìm theo nng lng t cháyb: hng s t các d liu quang hc



� i vi polymer bn c hc ch xut hin ti mt giá trtrng lng phân t xác nh nào ó.Khi tng trùng hp thìlúc u bn tng và sau ó t giá tr không i ti n ~ 600

}

bn

(n)

12



� S phá hu không xy ra khi ng sut tácdng nh hn ng sut gii hn.Nhngtrên thc t tt c các vt liu b phá hunu tác dng lên mu mt ng sut nhhn giá tr gii hn nhng vi thi giankéo dài.

� S ph thuc ca bn vào thi giandi tác dng ca ti trng tnh gi là smi tnh , di tác dng ca ti trng nggi là s mi ng.C hai khái nim nàyc gi chung là bn lâu hay tui thca polymer , kí hiu là

A, là các hng s ph thuc vào bncht vt liu , là ng sut

X

..A e E W X !

2

3

lg

( )

1

1: Cao su buna N2: Cao su buna S3: PS

X



� S ph thuc ca vào nhit vàng sut nh sau:

Suy ra

Uo: là nng lng hot hoá cn phikhc phc phân ct c liên kt

:là h s xác nh tính bn ca vt thrn

: là hng s bng 10-2 ÷10-3

K : hng s Boltzmann

. .o oe eK W

X X X (

! !U Uo -

KT KT

K

oX

oX

log X

20oC45oC

70oC

95oC

(PS)

S ph thuc tui th ca polystyrenVào ng sut các nhit khác nhau

log log oX X ! U2,303KT



Cng t ó ta v c các ng thng biu din s ph thuc

ca log vào 1/T các ng sut tác dng khác nhau, và s phthuc ca U ng vi các ng sut khác nhau

X = 20kg/mm2

40kg/mm2

60kg/mm2

log

1/T

U

Uo

X

X



Giá tr Uo ca mt s polymer

Uo , Kcal/mol

Polyvinylclorua 35T viscoz 40

T Capron 45

Polyacrylonitrin 48Polypropylen 56



Tui th Polymer là quá trình không thun nghch,khi có lctác dng ca lc s to thành nhng vt nt rn vi mô Nhngvt rn thng bt u t nhng ch có ng sut cao , s có

mt ca chúng làm xu i nhiu tính cht nh tính quang hc ,làm c b mt ca polymer.

Quá trình hình thành các vt rn xy ra theo thi gian.Khitng thi gian, mu polymer hình thành các vt rn mi, còn

các vt rn c tng thêm th tích. Khi t n mt giá tr nàoó , s vt rn s không tng nhiu nhng kích thc vt rnvn tip tc tng.

S hình thành vt rn xy ra c b mt và bên trong mu

và là quá trình không thun nghch, nên ch có th gim kíchthc vt rn ch không th cha khi chúng .

S to thành vt rn cng ph thuc vào phng pháp giacông , thng các vt liu c ép trc khi làm tng tính bnca s to thành vt rn.



Nhng yu t nh hng n

bn c hc ca Polymer

* nh hng ca s nh hng.

* nh hng ca kích thc và hìnhdng cu trúc trên phân t.

* nh hng ca mt liên kt ngang.* nh hng ca cht n.



1. nh hng ca s nh hng

Mt trong nhng phng pháp thông dng làm thay i cutrúc vt liu polymer tng bn là kéo nó trong quá trìnhgia công. iu này s làm nh hng mch và cu trúc siêuphân t.

Các Polymer có s nh hng cht ch có bn cao hnrt nhiu so vi các polyme không nh hng .PP sau khic nh hng s cho bn rt cao, có th ~ bn mt sloi thép.Trong khi t trng ca PP ch bng1/8 ca thép, nên bn tính theo mt n v khi lng thì bn ca PP cóth cao gp 4 ln thép.

S nh hng còn làm tng kh nng kt tinh ca mt sloi polyme. Cao su kêt tinh có tính bn cao hn so vi cao sukhông kt tinh.



Polyme(1) bn cng,Kg/cm2

Polymer (2) bn cng,Kg/cm2

Cao su t nhiênPolycloropen

Cao su butyl

300270

200

Cao su butadienCao su butadien_nitrin

Cao su butadien-styren

1010

14

bn t ca cao su lu hoá

T bn t,Kg/cm2

T bn t,Kg/cm2

Si viscoz

nh hng

không nh hngT axetat

nh hng

Không nh hng

1600÷7800

1600÷1800

1600÷6000

1600÷1800

T tm

Len

T clorinT capron

T lapxan

3000÷5000

1500÷1900

2900÷40005000÷7200

5200÷8000

bn t ca t



2. nh hng ca kích thcvà hình dng cu trúc trên phân t

K ích thc và hình dng ca cu trúc trên phân t có nhhng rt ln n tính cht c hc ca Polymer.

+ Các polymer có các tinh th hình cu (pherulites) nh sbn hn các polymer có các splerulites ln hn, do s phá

hy và nt xy ra trên b mt phân chia ca các sphrulites.+ Khi nghiên cu polyeste i t acid isophthalic và

phenolphthalein 2 loi cu trúc dng cu và dng si thìngi ta nhn thy bn va dp ca mu có cu trúc dngsi t 6÷10 Kg/cm2 ,trong khi ó bn va p ca mu cócu trúc dng cu ch 2 ÷3 Kg/cm2.



3. nh hng ca cht n:

Có 2 loi : cht n hot hoá và cht n không hot hoá. Chtn hot hoá làm tng tính bn c hc ca polyme, còn cht nkhông hot hoá thì ngc li.

Khi cho thêm cht n vào to nên lc kt dính gia các phân t

polyme và lc bám dính gia cht n và polyme. nhng ch cócht n to nên nhng nt gia các mch vi nhau và tng thêms tham gia ca các lc hoá tr trong quá trình phân hu mu.

Tác dng ca cht n còn th hin kh nng làm tng cng

tính bn do làm cho s phân tán ng sut các vùng nt rn, sphc hi ng sut và phân b li ng sut cho mt s ln trungtâm làm tng vt rn. Các vt rn ang phát trin vì có tiu phâncht n mà ngng phát trin.



4. Tính cht in ca polymer

� dn in ca polymer

� Tính cht in ca polymer có h liên hp



Câu 14: Ti sao polime li dnin?

� Mt s polymer dn in vì: trong chúng tn ticác phn t mang in tích là các electron hocion t do không liên kt hóa hc vi polymer.

Ngun sinh ra chúng có th là axit, kim, mui,nc, các gc nh tng hóa, xúc tác, monome dng t do hoc liên kt yu.

� Khi các ion này di chuyn trong mch polymer

polymer dn in. Chú ý rng bn thân phân tpolymer không tham gia vào quá trình di chuynnày.



Câu 15: dn in ca polime ph thucvào cu trúc polime nh th nào?

� Các polymer có h liên hp trong cu trúc, các hp cht cónhiu nhân ngng t có tính in c bit hn so vi s cònli.

� i vi nhng polymer này, dòng in chuyn t phân t nàysang phân t khác nh nhng bc nhy hot hóa vi xác suttng khi nhit tng. Cu trúc polymer càng trt t, tính liêntc ca h liên hp không b phá hy các bc nhy xy rad dàng hn dn in cao hn.



Câu 16: Ti sao dn in ca polime cóh liên hp li cao hn polime khác?

� Trong cu trúc các polymer trên, bên cnh chtdn in là các ion thì chúng còn có thêm htmang in là các electron T chúng có tínhdn in cao hn, rng vùng cm (U nhhn. Khi tng s electron T, tính dn in cngtng lên.



Polyvinylen

Polyaxetylen

Polyarylen

Polyarylenpolyaxetylen

Các ví d:



Polynitrin

Polyazopolyphenylen

Polytriaxen



polyclopyridin

Poly ± p - xyanogen



i vi các polymer cu to t các hp cht nhiu nhân ngngt, các electron T trong nhân không nh ch nguyên t

cacbon mà to nên mt h electron T chuyn ng trongtrng ca tt c các nguyên t cacbon trong mt phng vòng.

� Khi tng mch liên hp, h có nhiu electron T hn, ng thicác electron chuyn ng trong h cng d dàng hn do ó h

có tính dn in cao hn.

Câu 17: Ti sao khi tng mch liên hp thì dn in li tng?



Câu 18: Th nào là s thm thu capolime?

Polymer có th hp ph khí, hi các cht lng,ion trong dung dch hoc bn thân cht lng.Bên cnh ó, polymer còn có th cho phép khí,ion hay hi cht lng i qua. Ta gi ó là tínhthm thu ca polymer.



� S hp ph khí tuân theo phng trình sau:

X .S d xdcDQ !

Trong óQ: lng khí khuch tán qua

D: h s khuch tándc/dx: gradien nng khíS: din tích tit din b mtX : thi gian

Câu 19: Phng trình v s hp ph

khí



X .S

d x

dcDQ !

Nu S = 1 cm2, X = 1s t

d x

dcDP !

Vi: p: áp sut khí; c: nng khí; W: hng s c trng cho tính tan ca khítrong polymer, hay còn gi là h s hp ph.

gi là h s thm thu

Theo nh lut Henri có: c = W.p dc = W.dp (dc/dx) = W(dp/dx)

W.DP !p X W .. S d x

dpDQ !p

scmatmcm

cm

d x

d pS

QP

./.2

3

!!p

X



Câu 20: thm thu khí ca polymer phthuc vào các yu t sau (slide 33 - 38):

� Cu trúc ca polymer

� Nhit

� Áp sut� Bn cht ca cht khí khuch tán



nh hng ca cu trúc polymer

� un do ca mch polymer, trng thái lýhc, trng thái pha, mt t hp mchpolymer

� un do polymer vô nh hình > polymer kt tinh > polymer thy tinh

� Trng thái lý hc mt t hp polymer càng cht ch thì thm thu càng thp



� C ch ca quá trình thm thu khí da trên schuyn ch các phân t. Khi các on mchpolymer chuyn ng nhit làm thay i mt polymer to ra các l nh phân t khíi qua.

� Do ó, un do ca mch càng ln

thm khí càng ln.



nh hng ca nhit

RT U k t eD/. (

! (Ukt: nng lng hot hóa khuch tán

RT U o

tt eP P /. (! (Utt: nng lng hot hóa thm thu

H s thm thu tng mnh theo nhit



nh hng ca áp sut

X .. S d x

d pDQ !

Chênh áp gia 2 phía ca màng càng lnthì lng khí qua màng càng ln



nh hng ca bn cht khí

thT BA .lg !W

Trong ó:W : h s hp phA, B: hng sTth: nhit ti hn

Polyme H2 He N2 O2 CO2

Polypropylen 1.00 0,59 0,170 0,46 2,60

Polycloropren 1,00 0,65 0,086 0,29 1,90

Polyisobutylen 1,00 1,14 0,045 0,18 0,77

Polyvinylclorua 1,00 4,40 0,012 0,06 0,01

thm thu khí ca polymer i vi mt khí xác nh ch yu bng hs khuch tán



21. c im ca s hp ph hi cht lngcó t ng tác vi polymer?

� Tng tác gây ra s trng. S trng mangtính hp ph này tuân theo 5 nh lut sau:



1. Polymer phân cc hp ph cht phân cc và

ngc li.2. Polymer un do tt hp ph tt (các mtxích linh ng và có kh nng hòa tan mtlng ln hi cht lng).

3. i vi polymer trng thái thy tinh, phânt lng càng ln hp ph càng tt (mt t hp các mch xp hn)

4.P

olymer kt tinh hp ph tt nhit thng, khi un nóng thì hòa tan5. S liên kt ngang càng nhiu hp ph gim



Câu 22: c im ca s hp ph hi cht lng không có t ng tác (tr) vi polymer?

� i vi hi cht lng tr, kh nng hp phca polymer thp (hp ph không làm thay icu trúc) và thm thu tuân theo nh lutthm thu ca cht khí.

� Polymer hp ph cht lng tr cht hp phcng (hp ph không làm thay i cu trúc)



Câu 23: Th nào là polyelectrolit?

� Là các hp cht có kh nng in ly khi tantrong dung môi hoc trng trong dung môiphân cc. Trong cu trúc có cha các nhóm

ion nh COOH, SO3H, NH2,OH«



Axit Polymetacrylic« «

aga-aga

« «

Ví d:



Câu 24: im khác nhau gia nhatrao i ion và polyelectrolit?

� Ging vi polyelectronit nhng không tantrong dung môi (mc dù có kh nng trng).



Câu 25: Làm th nào nha trao i ionkhông tan trong dung môi và nc?

� Tính không tan có c nh x lý khâu mchphân t polymer mch thng trùng hp cthành mng 3 chiu hoc tng hp t hn hpmonome hai chc và a chc.



Câu 26: Dung lng trao i ion là gì?

� ánh giá nh lng kh nng trao i ionca ionit, ta s dng i lng dung lng traoi ion, IEC = s mili ng lng gam ion

trao i/1 n v khi lng polymer.� Ph thuc vào: s lng, v trí có kh nng

trao i; mc ion pH ca môi trng, bncht ion cn hp ph.

� Tùy thuc vào mc ích s dng mà la chnloi ionit có IEC phù hp



Câu 27: Cu trúc ca Cationit vàAnionit?

� Cationit cation (nh, linh ng) +anion (cao phân t, không linh ng)

� Là polyaxit hoc mui ca chúng có cha ± COOH, -SO3H, -OH, -SH«

Phân ly



Anionit

� Anionit anion (nh, linh ng) +cation (cao phân t, không linh ng).

� Là polybazo cu trúc không gian hay muica chúng, cha ±NH2, -NH2OH, -NHR, -NR 2«

Phân ly



Câu 28: Các giai on ca quátrình trao i ion?

1. Chuyn ion tách ra t dung dch lên b mtcht hp ph.

2. Chuyn ion t b mt ti im trao i.3. Trao i hóa hc.

4. Chuyn ion t im trao i n b mt ht.

5. Tách ion t b mt ra dung dch

Documents

tinh chat cua polyme