Polime là gì? Cấu tạo, tính chất và ứng dụng của Polymer?

Polymer, còn được gọi là polymer, là một hợp chất hóa học quen thuộc với chúng ta. Nhưng mọi người có thực sự hiểu polymer là gì và cấu trúc và ứng dụng của nó trong cuộc sống không? Bài viết sau đây sẽ giải thích thêm về hợp chất này cho mọi người tìm hiểu chi tiết.

Polyme là gì?

Một polymer là một hợp chất hóa học với các phân tử lớn và được tạo thành từ các liên kết chuỗi. Các chuỗi sẽ được liên kết với nhau thông qua các liên kết cộng hóa trị. Điều này có nghĩa là 2 phân tử hoặc hơn 2 phân tử sẽ liên kết với nhau và chia sẻ một cặp electron. Các phân tử ban đầu tạo ra các liên kết trong một polymer được gọi là monome.

Ví dụ, chúng ta có polyetylen hợp chất AS (Hàngch2 – CH2,) N, trong đó:

• Mạnhch2 – Ch2, là các liên kết.
• N là hệ số trùng hợp. Hệ số này càng cao, mức độ trùng hợp càng cao và khối lượng phân tử của hợp chất polymer càng lớn.

Hiện tại, các hợp chất polymer xuất hiện rộng rãi trong tự nhiên, chúng được tìm thấy trong nhiều hóa chất như RNA và DNA. Ngoài ra, các polyme tự nhiên rất gần với cuộc sống của chúng ta như tóc, lụa, móng chân, móng tay, protein, cellulose, … hoặc có các polyme có nguồn gốc từ dầu thô, than và khí tự nhiên. ,…

Có bao nhiêu loại polymer phổ biến?

Các polyme hiện được phân loại dựa trên nhiều yếu tố khác nhau như tổng hợp, nguồn gốc và đặc điểm cấu trúc:

Phân loại theo nguồn gốc

Dựa trên nguồn gốc, các polyme được chia thành hai loại chính: polyme tổng hợp và polyme tự nhiên:

• Các polyme tự nhiên thường được tìm thấy trong cellulose hoặc cao su, …
• Các polyme tổng hợp thường được tạo ra bởi con người như nhựa phenol-formaldehyd, polyetylen, v.v. Bên cạnh đó, còn có các polyme nhân tạo được gọi là polyme bán tổng hợp được làm từ polyme tự nhiên và được tạo ra bởi một loại polyme mới gọi , …

Phân loại bằng cách tổng hợp

Khi được phân loại theo tổng hợp polymer, nó được chia thành 2 loại:

• Polyme polyme được tạo ra từ một phản ứng trùng hợp. Công thức chung của loại polymer này là (Hàngch2, HCl,) n và (mậtCh2, H2,) n.
• Các polyme ngưng tụ được tạo ra từ các phản ứng ngưng tụ: công thức chung của loại polymer này là ([CH2]6 -[CH2]4 COC CO) n.

Phân loại theo cấu trúc

Polyme có thể được phân loại dựa trên cấu trúc của chúng như sau:

• Polyme với chuỗi phân nhánh, chẳng hạn như glicogen, amylopectin.
• Các polyme bao gồm các chuỗi không phân chia, chẳng hạn như PE, PVC, cellulose, cao su, PS, tinh bột, v.v.
• Các polyme bao gồm cấu trúc giống như mạng (mạng không gian), chẳng hạn như cao su lưu hóa, rezite, …

Các tính năng nổi bật của cấu trúc polymer là gì?

Các phân tử polymer hiện đang được tạo thành từ các chuỗi liên kết. Các liên kết sẽ kết nối với nhau và thiết lập một mạch hoặc không nhánh. Mạch phân tử của polymer sẽ kết nối với nhau thông qua các nhóm nguyên tử và do đó thiết lập một mạng lưới không gian.

Ví dụ chúng tôi có:

• Chuỗi không phân nhánh (chuỗi thẳng): Amyloza, polyetylen, …
• Chuỗi phân nhánh: glycogen, amylopectin, …
• Mạch vũ trụ (Mạch mạng): Nhựa Bakelite, Cao su lưu hóa, …

Hầu hết các polyme tồn tại ở dạng rắn, không hòa tan khi được thêm vào nước hoặc dung môi, và đặc biệt là không bay hơi.

Tính chất vật lý và hóa học của polymer

Để hiểu rõ hơn về các hợp chất polymer, mọi người có thể tìm hiểu thêm về tính chất vật lý và hóa học của nó:

Tính chất vật lý

Tính chất vật lý nổi bật nhất của polymer là nó không bay hơi, tồn tại ở dạng rắn và có nhiệt độ nóng chảy không rõ (phạm vi nhiệt độ để hợp chất này tan chảy là khá rộng).

Khi ở trạng thái nóng chảy, polymer sẽ tạo ra chất lỏng khá nhớt. Khi được làm mát, nó sẽ củng cố và nhiều người gọi đây là nhựa nhiệt dẻo. Ngoài ra còn có một số loại polyme không tan chảy khi được làm nóng nhưng sẽ phân hủy ngay lập tức và được đặt tên là thermosets.

Hầu hết các polyme không hòa tan trong dung môi và nước. Chỉ có một vài loại polyme có thể hòa tan trong các dung môi phù hợp và tạo ra các dung dịch nhớt. Ví dụ, polybutadien sẽ hòa tan trong dung môi benzen.

Bên cạnh đó, hiện tại có nhiều loại polyme linh hoạt như polypropilene, polyetylen, …, polyme đàn hồi như polyisoprene, polybutadien, …, polyme có thể tạo ra các sợi khá cứng và bền như cellulose, nylon -6, xông, các polyme trong suốt với các đặc tính cách điện và nhiệt điện với chất bán dẫn với chất bán dẫn

Tính chất hóa học

Các polyme có khả năng tham gia 3 phản ứng như phản ứng tăng chuỗi carbon, phản ứng giữ chuỗi và phản ứng phân tách chuỗi. Ba phản ứng này có tác động quan trọng đến các tính chất hóa học của polymer.

Phản ứng tách mạch

Polyme có các nhóm chức năng dễ dàng thủy phân trong chuỗi. Do đó, khi polymer tham gia vào phản ứng trùng hợp, nó sẽ tạo ra nhiệt phân ở nhiệt độ cụ thể để tạo thành các phân đoạn ngắn và monome 3 đầu.

Phản ứng pyrolyzes polyme và tạo ra monome là phản ứng khử polyme hoặc phản ứng khử polyme. Một số trong những polyme này sẽ bị oxy hóa và bị hỏng.

Phản ứng giữ cho mạch nguyên vẹn

Các polyme có các nhóm chức năng bên ngoài chuỗi hoặc có liên kết cặp trong chuỗi tham gia vào phản ứng đặc trưng của nhóm hoặc liên kết đó.

Phản ứng hyperventic

Ở nhiệt độ lý tưởng hoặc các chất xúc tác phù hợp, chuỗi polymer có khả năng liên kết với nhau và tạo ra các mạng hoặc chuỗi dài hơn. Ví dụ, phản ứng lưu hóa có thể biến nhựa Rezole thành nhựa Rezite và biến cao su thành cao su lưu hóa … và phản ứng của các chuỗi polymer liên kết sẽ tạo ra một mạng lưới không gian và nhiều người gọi là phản ứng này. Được sử dụng để khâu chuỗi polymer.

Làm thế nào để chuẩn bị polymer?

Mọi người thường sử dụng các phản ứng ngưng tụ hoặc trùng hợp để chuẩn bị polyme như sau:

Được chuẩn bị bằng phản ứng trùng hợp

Đây là một phản ứng kết hợp các phân tử monome tương tự hoặc tương tự và tạo ra một phân tử lớn gọi là polymer. Cấu trúc của monome trong phân tử đòi hỏi một liên kết đa Sau đây là một minh họa về phản ứng trùng hợp được sử dụng để chuẩn bị polymer:

Được chuẩn bị bởi phản ứng ngưng tụ

Đây là một phản ứng kết hợp các phân tử monome nhỏ và tạo ra các phân tử lớn gọi là polyme. Đồng thời, nó sẽ giải phóng các phân tử khác như H2O … Để dễ hiểu hơn, phản ứng ngưng tụ là quá trình ngưng tụ các phân tử nhỏ và tạo ra các phân tử rất lớn.

Điều kiện cho phản ứng ngưng tụ diễn ra là các phân tử monome phải có ít nhất hai nhóm chức năng có thể phản ứng và tạo liên kết để tham gia vào phản ứng. Sau đây là một minh họa về phản ứng ngưng tụ để chuẩn bị polymer:

Polymer có ứng dụng nào trong sản xuất và cuộc sống?

Trong lĩnh vực sản xuất và cuộc sống, các polyme là các hợp chất thiết yếu trong nhiều ngành công nghiệp và lĩnh vực khác nhau. Mọi người đều có thể thấy hợp chất này tồn tại trong ngành dệt may, văn phòng phẩm, bao bì, đồ chơi, xây dựng, máy bay, nhựa, v.v. Đặc biệt, polymer có 4 ứng dụng nổi bật nhất trong sản xuất và cuộc sống đang tạo ra cao su, lụa, nhựa và keo.

Nhựa

Nhựa được làm từ các hợp chất polymer và là một vật liệu linh hoạt. Ngoài các polyme, nhựa chứa một vài hợp chất khác như chất độn để tăng độ bền, chất hóa dẻo để tạo điều kiện cho việc xử lý sản phẩm, chất tạo mùi và chất phụ gia để tạo ra nhiều màu sắc.

Nhựa thường có những lợi thế nổi bật là cách nhiệt, bền, nhẹ, đầy màu sắc, dễ chế biến, cách điện … vì vậy nó đã dần thay thế các vật liệu mỏng manh như thủy tinh, sứ, kim loại, … trong các lĩnh vực khác nhau.

Polyme được sử dụng làm nhựa

Lụa

Silk chủ yếu được làm từ các polyme tự nhiên hoặc từ các polyme tổng hợp có thể được quay thành các sợi cứng với cấu trúc chuỗi thẳng. Dựa trên nguồn gốc và quá trình sản xuất, lụa cũng được chia thành lụa tự nhiên (lụa được tìm thấy trong tự nhiên như cotton, lụa, đay, v.v.) và lụa hóa học được làm từ các polyme tự nhiên hoặc các chất khác. chất đơn giản.

Polyme được sử dụng để làm lụa

Hiện tại, lụa hóa chất sẽ được sử dụng phổ biến hơn so với lụa tự nhiên vì nó mang lại nhiều lợi ích hơn cho người dùng như đẹp, bền, sấy nhanh và dễ rửa.

Cao su

Cao su chủ yếu được làm từ các polyme tổng hợp đàn hồi tốt hoặc polyme tự nhiên. Nhiều người đã phân loại cao su thành hai loại: cao su tổng hợp và cao su tự nhiên dựa trên các hợp chất làm cho nó. Cao su Buna thường được sử dụng trong sản xuất và được áp dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như vỏ dây điện, lốp xe, bộ đồ lặn, áo mưa, v.v.

Polyme được sử dụng để làm cao su

Các đặc điểm nổi bật nhất của cao su là độ chống thấm, độ đàn hồi, khả năng chống mài mòn, cách điện và tính thấm không khí.

Keo dán

Keo được làm từ một hợp chất polymer vì nó có khả năng liên kết hai mảnh vật liệu tương tự mà không làm biến dạng các vật liệu kết dính. Keo có thể tạo ra một bộ phim rất mỏng và bền, có thể tuân thủ rất chắc chắn với hai mảnh vật liệu. Do đó, nó có thể có độ bám dính bên trong và bên ngoài rất mạnh.

Polymer được sử dụng làm keo

Dựa trên các tính chất hóa học, mọi người phân loại keo thành keo hữu cơ như keo epoxy, bột tinh bột, … hoặc keo vô cơ như mastics vô cơ, thủy tinh lỏng, … hoặc mọi người có thể phân loại keo dán dưới dạng keo, đó là Keo chất lỏng, keo dán bột hoặc keo nhựa, …

Bài báo trên đã chia sẻ rất nhiều thông tin về các hợp chất polymer đang được áp dụng trong nhiều lĩnh vực hiện nay. Khi mọi người hiểu thêm về hợp chất này, bạn có thể giải thích cách các đối tượng được tạo ra từ các hợp chất polymer có độ bền và tính linh hoạt như vậy.

Tham khảo các bài viết liên quan:

• Chất bán dẫn là gì? Tầm quan trọng trong lĩnh vực công nghệ
• Đá cz là gì? Nó có bền không? So sánh đá cz với kim cương, moissanite