Hóa học hóa lý polymer (TS. Nguyễn Quang Khuyến) - Chương 5

Chia sẻ: Nguyen Uyen | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:40

Thêm vào BST

Báo xấu

193
lượt xem 37
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Chương 5: Những khái niệm cơ bản về hóa lý polymer - Nhiệt động : trạng thái vật thể : khí, lỏng, rắn. Khí : các phân tử chuyển động nhiều hướng, khoảng các giữa các phân tử lớn hơn kích thước phân tử. Lỏng : có hình dáng, chuyển động tịnh tiến, chuyển động có định hướng, khoảng cách giữa các phân tử gần bằng với kích thước phân tử đó.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Hóa học hóa lý polymer (TS. Nguyễn Quang Khuyến) - Chương 5

Chương 5 NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ HÓA LÝ POLYMER Dr. Nguyen Quang Khuyen nqkhuyen@yahoo.com Những khái niệm hóa lý polymer MaMH 605002 12/23/2010 1
5.1 Trạng thái tập hợp và trạng thái pha 5.1.1 Hình thái sắp xếp Tùy theo cách sắp xếp và mức độ đối xứng 12/23/2010 2 Những khái niệm hóa lý polymer MaMH 605002
5.1.1 Hình thái sắp xếp Tùy theo cách sắp xếp và mức độ đối xứng 12/23/2010 3 Những khái niệm hóa lý polymer MaMH 605002
5.1.2 Trạng thái tập hợp 12/23/2010 4 Những khái niệm hóa lý polymer MaMH 605002
5.1.2 Trạng thái tập hợp Nhiệt động : trạng thái vật thể : khí, lỏng, rắn. Khí : các phân tử chuyển động nhiều hướng, khoảng các giữa các phân tử lớn hơn kích thước phân tử. Lỏng : có hình dáng, chuyển động tịnh tiến, chuyển động có định hướng, khoảng cách giữa các phân tử gần bằng với kích thước phân tử đó. Rắn : kích thước phân tử lớn hơn rất nhiều so với khoảng cách giữa các phân tử. Chuyển động : dao động giữa các phân tử ở những nhóm nguyên tử xung quanh ở vị trí cân bằng nào đó. 12/23/2010 5 Những khái niệm hóa lý polymer MaMH 605002
5.1.3 Trạng thái pha Pha là một phần đồng nhất của hệ thống được tách riêng với các phần tử khác, nhờ bề mặt phân chia giữa chúng và khác nhau về tính nhiệt động. Pha khác nhau là do sự sắp xếp của phân tử. Polymer có hai pha : pha tinh thể và vô định hình ( pha là quan điểm về cấu trúc). 12/23/2010 6 Những khái niệm hóa lý polymer MaMH 605002
Tinh thể Là trạng thái mà trong đó các phân tử polymer được sắp xếp theo một trình tự nhất định. Trình tự đó gọi là trinh tự xa và ba chiều. Trình tự xa: là trình tự sắp xếp mà trong đó kích thước của vùng có thứ tự lớn hơn rất nhiều so với kích thước chính phân tử, ngoài ra trình tự xa có thể tồn tại một, hai hoặc ba hướng. Những polymer kết tinh thường có cấu tạo điều hòa lập thể. 12/23/2010 7 Những khái niệm hóa lý polymer MaMH 605002
Polymer kết tinh 12/23/2010 8 Những khái niệm hóa lý polymer MaMH 605002
Trạng thái vô định hình Là trạng thái mà trong đó các mạch sắp xếp không theo thứ tự nào hoặc theo trình tự gần mà trong đó vùng thứ tự có kích thước nhỏ hơn kích thước chính phân tử. Các polymer mạch thẳng vô định hình có thể có 3 trạng thái lý học tùy theo nhiệt độ: trạng thái thủy tinh, trạng thái mềm cao, trạng thái chảy nhớt. 12/23/2010 9 Những khái niệm hóa lý polymer MaMH 605002
Trạng thái vô định hình
Trạng thái vô định hình Trạng thái thủy tinh đặc trưng bởi sự giao động của các nguyên tử trong mạch gần vị trí cân bằng. Trạng thái mềm cao đặc trưng bởi sự dao động các mắt xích và do mạch polymer có khả năng uốn dẻo. Trạng thái chảy nhớt đặc trưng cho sự linh động của toàn mạch đại phân tử. MaMH 605002 Khái niệm hóa lý polymer 12/23/2010 11
5.2 Khái niệm hiện đại về cấu tạo phân tử của polymer 5.2.1 Khái niệm mạch dài Cùng với sự xuất hiện nhiều học thuyết về keo ưa nước trong phạm vi hóa học keo cổ điển. Chiều dài của mạch rất lớn so với chiều ngang mạch. Trước đây quan niệm rằng mạch polymer dài thẳng và cứng. Nhưng thực tế chúng cuộn lại hay uốn khúc, chuyển động nội tại và độ có cực quyết định độ mềm của mạch. Những khái niệm hóa lý polymer MaMH 605002 12 12/23/2010
5.2.2 Tính chất bất đẳng hướng (tt) Khi tác dụng một mẫu polymer theo hai hướng khác nhau ta thấy lực tác dụng theo chiều dài lớn thì mẫu mới bị biến dạng hoặc bị đứt, tác dụng vào bề ngang thì chỉ cần một lực nhỏ. Hiện tượng không đồng nhất về tính chất của polymer gọi là tính chất bất đẳng hướng. Những khái niệm hóa lý polymer MaMH 605002 13 12/23/2010
5.2.2 Tính chất bất đẳng hướng Tính chất đó là do các phân tử có định hướng , sắp xếp theo chiều của ngoại lực tác dụng. Muốm làm biến dạng theo chiều dọc cần một lực tác dụng rất lớn để biến đổi tác động lên mối nối hóa học và góc hóa trị. Lực tác dụng theo chiều ngang tác động vào lực tương hỗ giữa các phân tử ( lực ion, lực định hướng, lực liên kết hydro…). Lực này bé hơn lực liên kết hóa học các mối nối rất nhiều. Những khái niệm hóa lý polymer MaMH 605002 14 12/23/2010
5.2.2 Tính chất cực của polymer Những polymer mà phân tử có các mối nối có cực không đối xứng với nhau là những polymer có cực (lưỡng cực), các phân tử không có mối nối có cực, hoặc sắp xếp đối xứng và cân bằng với nhau gọi là các polymer không có cực ( không lưỡng cực). Ví dụ: trong phân tử HF mật độ đám mây điện tử ở nguyên tử F lớn hơn nguyên tử H. Các polymer tạo thành theo cacbua hydro đều không có cực, các polymer có cực lớn như rượu, các polymer có chứa nhiều nhóm OH. Những khái niệm hóa lý polymer MaMH 605002 15 12/23/2010
5.2.2 Tính chất cực của polymer (tt) PP Teflon Nếu các mối nối trong phân tử sắp xếp đối xứng nhau thì điện trường của chúng bù trừ nhau, nên momen lưỡng cực của chúng bằng không. Những khái niệm hóa lý polymer MaMH 605002 16 12/23/2010
5.2.3 Hình thái cấu tạo và hình thái sắp xếp Hình thái cấu tạo là sự sắp xếp của các nguyên tử trong không gian theo những vị trí cố định ứng với cấu tạo hóa học xác định. thái sắp xếp là sự thay đổi vị trí các nguyên tử Hình không gian và năng lượng của phân tử do chuyển trong động nhiệt làm xuất hiện sự quay nội tại trong phân tử, trường hợp này không làm đứt các liên kết hóa trong học. Những khái niệm hóa lý polymer MaMH 605002 17 12/23/2010
5.2.3 Tính mềm dẻo của mạch polymer Các tính chất vật lý phụ của hợp chất cao phân tử phụ thuộc vào cấu tạo hóa học của chất đó. Nguyên nhân chính làm cho mạch polymer mềm dẻo là sự quay nội tại của các phân tử riêng lẻ trong phân tử. Ngoài ra còn do kích thước của mạch polymer không cân đối. Bất cân đối là do mạch polymer rất dài so với chiều ngang. Những khái niệm hóa lý polymer MaMH 605002 18 12/23/2010
5.2.3 Tính mềm dẻo của mạch polymer (tt) Nguyên nhân bất cân đối chưa phải là nguyên nhân chính, mà nguyên nhân chính là sự quay nội tại của các phân tử riêng rẽ trong mạch polymer. Sự quay nội tại trong phân tử thấp : quay tự do là hiện tượng quay không có sự biến đổi năng lượng của phân tử. Hiện tượng quay của một phân tử tương ứng với một phân tử khác gọi là hiện tượng quay nội tại trong phân tử. Khi chuyển động nhiệt vị trí không gian của các nguyên tử không ngừng thay đổi. Những khái niệm hóa lý polymer MaMH 605002 19 12/23/2010
5.2.3 Tính mềm dẻo của mạch polymer (tt) PVC (PolyVinylChloride) Những khái niệm hóa lý polymer MaMH 605002 20 12/23/2010