CHUONG 1 PHAN UNG TRUNG HOP

Views:
 
Category: Entertainment
     
 

Presentation Description

No description available.

Comments

Presentation Transcript

PowerPoint Presentation:

1 Hoá học polime

Chương 2: Trùng hợp gốc:

Chương 2: Trùng hợp gốc Định nghĩa: Trùng hợp là phản ứng cộng hợp liên tiếp nhiều phân tử nhỏ (monome) để tạo thành phân tử lớn (polime). Phản ứng trùng hợp không giải phóng các sản phẩm phụ phân tử nhỏ, các mắt xích cơ sở là có cùng thành phần với monome ban đầu. Phương trình tổng quát:

Phân loại phản ứng trùng hợp:

Phân loại phản ứng trùng hợp Dựa vào bản chất của các trung tâm hoạt động ta có thể chia phản ứng trùng hợp ra thành 2 loại: Phản ứng trùng hợp gốc Phản ứng trùng hợp ion Trong thực tế phản ứng trùng hợp gốc phổ biến hơn, phản ứng này được sử dụng để tổng hợp các polime thông thường như: cao su, sợi, chất dẻo,…

Điều kiện phản ứng trùng hợp gốc:

Điều kiện phản ứng trùng hợp gốc Các monome tham gia phản ứng phải có liên kết đôi Các monome có cấu tạo vòng

Gốc tự do 1.1. Định nghĩa:

Gốc tự do 1.1. Định nghĩa Gốc tự do là những nguyên tử hay nhóm nguyên tử hoặc một phần của phân tử có chứa điện tử chưa ghép đôi Gốc tự do được tạo thành do sự phân cắt đồng ly của các phân tử

1.2. Hoạt tính của gốc tự do:

1.2. Hoạt tính của gốc tự do Gốc tự do có hoạt tính càng mạnh thì mức độ ổn định điện tử càng cao. Hoạt tính của các gốc có thể sắp xếp như sau: Tại sao ta có thể sắp xếp như trên?

1.3. Các phản ứng của gốc tự do:

1.3. Các phản ứng của gốc tự do

2. Cơ chế phản ứng trùng hợp gốc 2.1. Giai đoạn khơi mào 2.1.1.Khơi mào nhiệt:

2. Cơ chế phản ứng trùng hợp gốc 2.1. Giai đoạn khơi mào 2.1.1.Khơi mào nhiệt

2.1.2. Khơi mào quang hoá:

2.1.2. Khơi mào quang hoá Ưu điểm có thể tiến hành ở nhiệt độ thấp Có tính chọn lọc cao Tính chọn lọc phụ thuộc vào bước sóng ánh sáng tác động

2.1.3. Khơi mào bức xạ:

2.1.3. Khơi mào bức xạ Khi chúng ta dùng các tia bức xạ α , β , γ .. Hoặc các dòng điện tử có năng lượng lớn chiếu trực tiếp vào monome thì sẽ tạo thành các gốc tự do hoạt động khơi mào cho quá trình trùng hợp. Nhược điểm là khi tăng dung môi, gốc tự do tăng nên dễ xảy ra phản ứng ngắt mạch

2.1.4. Khơi mào bằng hoá chất:

2.1.4. Khơi mào bằng hoá chất Đây là phương pháp khơi mào phổ biến trong nghiên cứu và sản xuất polime. Các phản ứng này thường sử dụng các hợp chất không bền như peoxyt (-O-O-), các hợp chất azo (-N=N-) các liên kết này dễ phân huỷ khi gặp nhiệt độ không cao lắm

Ví dụ phản ứng trùng hợp stiren:

Ví dụ phản ứng trùng hợp stiren

2.2. Giai đoạn phát triển mạch:

2.2. Giai đoạn phát triển mạch Giai đoạn này xảy ra một loạt các phản ứng cộng hợp giữa gốc đang phát triển với monome để tạo thành các gốc lớn hơn

2.3. Giai đoạn ngắt mạch:

2.3. Giai đoạn ngắt mạch Sự ngắt mạch là quá trình bão hoà điện tử của gốc tự do và của gốc đang lớn. Cơ chế phản ứng như sau:

3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trùng hợp 3.1. Nồng độ chất khơi mào:

3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trùng hợp 3.1. Nồng độ chất khơi mào Tốc độ trùng hợp Vp tỷ lệ thuận với nồng độ chất khơi mào Độ trùng hợp trung bình tỷ lệ nghịch với nông độ chất khơi mào

3.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ:

3.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ

3.3. Ảnh hưởng của áp suất:

3.3. Ảnh hưởng của áp suất Nhận xét:

3.4. Ảnh hưởng của nồng độ monome:

3.4. Ảnh hưởng của nồng độ monome Nhận xét:

4. Quá trình trùng hợp ở độ chuyển hoá:

4. Quá trình trùng hợp ở độ chuyển hoá

5. Sự chuyển mạch và ảnh hưởng của nó:

5. Sự chuyển mạch và ảnh hưởng của nó Ngoài 3 giai đoạn chính như trên còn xảy ra nhiều trường hợp chuyển mạch ảnh hưởng tới tốc độ phản ứng trung bình

Phản ứng chuyển mạch có thể xảy ra với các thành phần có trong hệ phản ứng như: monome (M) , polime (Pm) , dung môi (S), chất khơi mào (I):

Phản ứng chuyển mạch có thể xảy ra với các thành phần có trong hệ phản ứng như: monome (M) , polime (Pm) , dung môi (S), chất khơi mào (I)

Phân loại tác nhân A 1. A là chất chuyển mạch:

Phân loại tác nhân A 1. A là chất chuyển mạch Nếu gốc tự do A . Có hoạt tính tương đương với gốc R . thì A . có thể tham gia phản ứng

2. A là chất làm chậm:

2. A là chất làm chậm Chất làm chậm thường dùng như: CCl 4 , C 2 H 2 Cl 4 ,… các mercaptan, axit triglycolic… Chất làm chậm được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp tổng hợp cao su để điều chỉnh khối lượng mạch polime. Hàm lượng chất điều khiển được sử dụng khoảng 2-6% so với monome.

3. A là chất ức chế:

3. A là chất ức chế Chất ức chế được đưa vào để làm dừng hẳn quá trình trùng hợp hoặc hạn chế đáng kể quá trình phản ứng.

6. Cấu trúc không gian của mạch polime trong trùng hợp gốc:

6. Cấu trúc không gian của mạch polime trong trùng hợp gốc

7. Trùng hợp ion:

7. Trùng hợp ion Phản ứng có thể xảy ra theo 2 cơ chế đó là: cation và anion. Phản ứng không sử dụng chất sinh gốc mà dùng các chất xúc tác có khả năng sinh ion, vì thế phản ứng này còn gọi là phản ứng trùng hợp xúc tác Phản ứng có tốc độ cao, nhiệt độ phản ứng thấp một vài trường hợp xảy ra ở nhiệt độ -50 đến -130 o C

7.1. Trùng hợp cation Phản ứng xảy ra theo 3 giai đoạn:

7.1. Trùng hợp cation Phản ứng xảy ra theo 3 giai đoạn a. Giai đoạn kích thích sử dụng các chất xúc tác Fridel-Craft như AlCl 3 , SnCl 4 , BF 3 , TiCl 4 ,... Và dung môi là các chất dễ cho H + như: nước, rượu, axit,…

PowerPoint Presentation:

b. Giai đoạn phát triển mạch ………………. …………………. c. Giai đoạn ngắt mạch

7.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến trùng hợp cation :

7.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến trùng hợp cation a. Ảnh hưởng của chất xúc tác b. Ảnh hưởng của chất xúc tác và chất đồng xúc tác c. Ảnh hưởng của bản chất monome d. Ảnh hưởng của độ phân cực của môi trường e. Ảnh hưởng của nhiệt độ

7.2 Trùng hợp anion:

7.2 Trùng hợp anion Phản ứng trùng hợp các hợp chất không no liên quan đến sự hình thành cacbanion do tương tác giữa monome với anion của chất xúc tác Các monome thường chứa các nhóm hút e làm phân cực liên kết đôi và bền hoá cacbanion CH 2 =CH-CN, CH 2 =CH-NO 2 , CH 2 =CH-C 2 H 5 Chất xúc tác thường dùng là những chất cho electron như: bazơ, kim loại kiềm, hydrua, amitdua của kim loại kiềm, hợp chất cơ kim.

Cơ chế:

Cơ chế 1. Giai đoạn kích thích: 2. Giai đoạn phát triển mạch: 3. Giai đoạn tắt mạch

Quy trình tổng hợp polime:

Quy trình tổng hợp polime Nhập nguyên liệu và hoá chất cần thiết Gia nhiệt đến nhiệt độ phản ứng Tiến hành tổng hợp Loại bỏ phần dư Làm nguội phản ứng Xuất liệu

8. Các phương pháp tiến hành trùng hợp 8.1. Trùng hợp khối:

8. Các phương pháp tiến hành trùng hợp 8.1. Trùng hợp khối

8.2. Trùng hợp dung dịch:

8.2. Trùng hợp dung dịch Monome tan được trong dung môi Thu polime bằng phương pháp kết tủa hoặc chưng cất lại Tránh được các nhược điểm của trùng hợp khối Trong quá trình trùng hợp có thể xảy ra phản ứng chuyển mạch với dung môi Khối lượng trung bình thấp

8.4. Trùng hợp nhũ tương 8.5. Trùng hợp huyền phù 8.6. Trùng hợp pha khí:

8.4. Trùng hợp nhũ tương 8.5. Trùng hợp huyền phù 8.6. Trùng hợp pha khí

authorStream Live Help