Polymer là gì? Đặc điểm và tính chất của Polymer

Polyme là gì?

Khái niệm đơn giản về Polymer là gì?

Polymer hay còn gọi là monomer là khái niệm dùng để mô tả các chất có trọng lượng phân tử cao. Được định nghĩa cụ thể là một phân tử có khả năng liên kết với ít nhất hai phân tử khác.

Trong cấu trúc phân tử của một hợp chất, các liên kết bazơ được lặp lại nhiều lần. Quá trình liên kết chúng lại với nhau được gọi là phản ứng trùng hợp. Các mắt xích sẽ được kết nối gián tiếp với nhau thông qua liên kết cộng hóa trị.

Trong trường hợp hai phân tử riêng lẻ thuộc hai loại giống nhau hoặc khác loại kết hợp với nhau. Liên kết này được gọi là liên kết đa trị. Điều này có nghĩa là 2 hoặc nhiều phân tử sẽ liên kết với nhau nhờ dùng chung một cặp electron. Khi các liên kết lớn diễn ra, chúng tạo thành các phân tử mới gọi là polyme.

Trong đời sống hằng ngày, Polymer khá phổ biến và được chia làm 2 loại chính:

Polyme tự nhiên: tinh bột, protein, DNA, RNA, dầu thô, khí tự nhiên, v.v…

Polyme nhân tạo: polyethylene, sợi nylon, cao su buna, v.v..

Ngoài ra, Polymer còn được phân loại thành polyme trùng hợp và ngưng tụ hoặc polyme chuỗi phân nhánh, polyme chuỗi không phân nhánh và polyme chuỗi không gian,…

Tìm hiểu các tính chất cơ bản của Polyme

Tìm hiểu các tính chất cơ bản của Polyme

Bởi vì các hợp chất Polymer là các phân tử liên kết chặt chẽ với nhau thông qua liên kết cộng hóa trị. Vì vậy, tính chất vật lý và hóa học của hợp chất này vô cùng đa dạng.

Tính chất vật lý của hợp chất polymer

Polyme tồn tại ở dạng rắn và không bay hơi, không có nhiệt độ nóng chảy cố định. Hợp chất đó tan chảy trong một phạm vi nhiệt độ tương đối rộng. Khi tan chảy, hầu hết các polyme tạo ra một chất lỏng mỏng và khi nguội, chúng đông đặc lại và được gọi là nhựa nhiệt dẻo.

Một số polyme không tan chảy khi đun nóng mà bị phân hủy, gọi là chất nhiệt rắn. Hầu hết các polyme có liên kết ổn định và không hòa tan trong dầu hoặc các dung môi khác

Phản ứng hóa học điển hình của polyme

Các polyme polyme có thể tham gia vào ba phản ứng hóa học cơ bản: phân tách chuỗi, duy trì chuỗi và tăng trưởng chuỗi carbon. Đây là ba phản ứng tiêu biểu và thể hiện rõ nét tính chất hóa học của hợp chất này.

Các polyme polyme được nhiệt phân ở nhiệt độ thích hợp thành các đoạn nhỏ, cuối cùng trở thành các monome mới. Nguyên nhân là do các polyme có nhóm chức trong mạch có thể bị thủy phân hoặc một số polyme khác có thể bị oxy hóa và cắt đứt mạch.

Phản ứng xảy ra với các polyme có liên kết đôi nội chuỗi hoặc các nhóm chức ngoại vòng. Khi đó hợp chất có thể tham gia vào các phản ứng đặc trưng của liên kết đôi và nhóm chức đó.

Khi gặp điều kiện thuận lợi với nhiệt độ và chất xúc tác thích hợp, các chuỗi polyme có thể kết nối với nhau. Từ một mắt xích nhỏ nó trở thành một mắt xích lớn hơn hoặc một chuỗi mắt xích.

Đặc tính đa dạng của hợp chất polymer

Polymer là vật liệu nhiệt dẻo. Mặc dù mỗi loại polymer sẽ có những đặc tính riêng nhưng nhìn chung chúng đều có những đặc điểm sau:

Đặc tính đa dạng của hợp chất polymer

Polyme có khả năng tái chế cực cao

Polymer chủ yếu là nhựa khi nung ở nhiệt độ cao sẽ tan chảy và trở thành nhựa nguyên chất. Sau đó chúng ta có thể sử dụng vật liệu này để tái chế và tạo ra các sản phẩm nhựa khác.

Polyme không phản ứng trong điều kiện bình thường

Hầu hết các chất lỏng hóa học như chất tẩy rửa, dung dịch tẩy rửa… thường được chứa trong các đồ vật bằng nhựa. Polyme không phản ứng với các hóa chất khác ở nhiệt độ phòng, không có chất xúc tác. Vì vậy nó không gây ra bất kỳ tác dụng phụ nào.

Polyme không dẫn nhiệt và là chất cách điện tốt

Khi quan sát tất cả các thiết bị, dây điện, ổ cắm điện và hệ thống dây điện đều được chế tạo hoặc phủ bằng vật liệu polyme. Chúng ta cũng có thể dễ dàng nhận thấy tính chất cách điện tốt của hợp chất này

Cùng với đó, bạn có thể thấy khả năng cách nhiệt của căn bếp với những chiếc nồi, chảo được làm từ polymer. Hay lõi cách nhiệt của tủ lạnh, lò vi sóng, cốc chịu nhiệt, máy làm mát,… cũng tương tự.

Polymer có trọng lượng nhẹ

So với mật độ của sắt, xi măng, thép, đồng hoặc nhựa, tất cả nhựa đều là vật liệu nhẹ. Dù có trọng lượng nhẹ nhưng nó vẫn được sử dụng phổ biến trong mọi ngành nghề.

Polymer có nhiều màu sắc khác nhau

Polyme đã được thiết kế để thay thế sợi bông, polyester và len, thủy tinh và đá cẩm thạch cũng như nhôm và kẽm. Polyme có thể tái sinh nhiều lần với nhiều hình dạng khác nhau, không cố định.

Các phương pháp điều chế Polymer là gì?

Các phương pháp điều chế Polymer là gì?

Do có nhiều ưu điểm vượt trội nên Polymer được sử dụng khá phổ biến trong đời sống hàng ngày. Chúng ta có thể dễ dàng điều chế Polymer thông qua 3 phản ứng nổi bật như:

Butadiene 1,3 Phản ứng trùng hợp: Phản ứng trùng hợp là phản ứng kết hợp nhiều monome của cùng một chất để tạo ra polyme. nCH2 = CH-CH = CH2 → (- CH2 – CH = CH – CH2 -)n

Phản ứng trùng hợp: Phản ứng trùng hợp là phản ứng tổng hợp nhiều monome để tạo thành polyme và sản phẩm phụ (chủ yếu là nước). Điều kiện để phản ứng xảy ra là mỗi monome phải có hai nhóm chức có khả năng tách nước.

Phương trình phản ứng hóa học: nH-NH-(CH2)5 – COOH → (- NH – (CH2)5 – CO -) n + nH2On p-HO-CO-C6 H4 – COOH + nH-CH2 – CH2O- H → ( – CO-C6H4 – CO-OCH2 – CH2O -)n + 2nH2O

Điều kiện phản ứng là ít nhất một trong hai chất phải có liên kết đôi.

Không phải ai cũng biết tác hại của việc sản xuất Polymer

Chúng ta có thể dễ dàng nhận thấy Polymer được sử dụng làm nguyên liệu để chế tạo ra rất nhiều loại vật dụng phục vụ cuộc sống hàng ngày. Đến những mặt hàng công nghệ cao, gần gũi với cuộc sống hằng ngày của chúng ta. Tuy nhiên, quá trình sản xuất Polymer cũng sẽ có nhiều mặt tiêu cực ảnh hưởng đến môi trường như:

Việc tạo ra khí CO2 sẽ làm tăng hiệu ứng nhà kính và kích thích biến đổi khí hậu. Kèm theo đó là những hậu quả như nước biển dâng, hạn hán, lũ lụt,…

Gây ra những tác động tiêu cực đến cơ thể con người khi thêm các chất phụ gia để sản xuất polyme nhân tạo như: TOCP có thể gây tổn thương và thoái hóa thần kinh, DOP có thể gây tổn thương cơ quan sinh dục nam,… ..

Sự hiện diện của Polymer trong đất và nước ngầm sẽ cản trở quá trình trao đổi oxy. Gây xói mòn, lở đất, không giữ được chất dinh dưỡng khiến cây trồng kém phát triển. Sinh vật biển có thể chết nếu nuốt phải chất thải,…

Các hợp chất polyme ở dạng túi nilon sẽ làm tắc nghẽn kênh mương, sông ngòi, gây ô nhiễm nước thải và gây ô nhiễm không khí.

Khi đốt các sản phẩm polymer sẽ có mùi hôi, gây hại cho cơ thể và gây ô nhiễm không khí.

Một số túi nilon có chứa lưu huỳnh và nitơ, khi tiếp xúc với nước sẽ tạo ra mưa axit, nguy hiểm cho sức khỏe.

Trên đây là những nội dung liên quan đến Polymer là gì? Polyme có những mặt tiêu cực có hại cho con người và môi trường sinh thái. Hy vọng với bài viết trên của CVG Group các bạn đã hiểu đầy đủ về tầm quan trọng cũng như ưu điểm của loại vật liệu Polymer này.