• Polymer là gì?

Polymer là một khái niệm dùng để chỉ các hợp chất có khối lượng phân tử lớn và trong cấu trúc của chúng có sự lặp đi lặp lại nhiều lần những mắt xích cơ bản. Các mắt xích này được nối với nhau thông qua liên qua liên kết công hóa trị. Nghĩa là 2 phân tử hoặc nhiều hơn sẽ được nối với nhau và có chung một cặp eletron.

• Nguyên lý hình thành Polymer là gì?

Chúng ta sẽ đi đến một khái niệm mới mẻ bên cạnh Polymer là gì? Đó chính là mo-no-me là gì ? Mo-no-me được hiểu là một đơn phân tử chúng có khả năng liên kết với ít nhất là hai đơn phân tử khác. Quá trình chúng liên kết lại với nhau gọi là quá trình polime hóa. Trong đó hai phân tử riêng lẻ của hai loại giống hoặc khác nhau kết hợp lại với nhau. Liên kết này được gọi là liên kết cộng hóa trị. Khi liên kết này diễn ra, chúng hình thành các phân tử lớn hơn gọi là polime.

• Cấu tạo phân tử của Polymer

Có cấu trúc liên kết mắt xích nếu liên kết một mo-no-me với 2 phân tử khác nhau.

Có cấu trúc liên kết chữ thập nếu một mo-no-me liên kết từ ba hay nhiều hơn ba phân tử

• Polymer tồn tại ở dạng chất rắn và không bay hơi, không có nhiệt độ nóng chảy xác định mà nóng chảy ở một khoảng nhiệt độ khá rộng.
• Khi nóng chảy, đa số polime cho chất lỏng nhớt, để nguội sẽ rắn lại gọi là chất nhiệt dẻo. Một số polime không nóng chảy khi đun mà bị phân hủy, gọi là chất nhiệt rắn.
• Hầu hết Polyme không tan trong nước hoặc các dung môi thông thường

Polymer có thể tham gia được 3 phản ứng đó là phân cắt mạch, giữ nguyên mạch và tăng mạch cacbon.

• Phản ứng phân cắt mạch polymer

Polymer trùng hợp bị nhiệt phân ở nhiệt độ thích hợp thành các đoạn ngắn, cuối cùng thành monome ban đầu,

Nguyên nhân bởi vì Polymer có nhóm chức trong mạch dễ bị thủy phân hoặc một số polymer khác thì bị oxi hóa cắt mạch.

• Phản ứng giữ nguyên mạch polymer

Những polymer có liên kết đôi trong mạch hoặc nhóm chức ngoại mạch có thể tham gia các phản ứng đặc trưng của liên kết đôi và của nhóm chức đó.

• Phản ứng tăng mạch polymer

Khi có điều kiện thích hợp (nhiệt độ, chất xúc tác,…), các mạch polymer có thể nối với nhau thành mạch dài hơn hoặc thành mạng lưới, chẳng hạn như các phản ứng lưu hóa chuyển cao su thành cao su lưu hóa, chuyển nhựa rezol thành nhựa rezit,…

Polymer là những vật liệu nhựa dẻo, tuy mỗi polymer sẽ có tính chất riêng biệt nhưng chung quy lại chúng vẫn có những đặc điểm sau đây:

• Polymer có khả năng tái chế rất cao

Polymer thường là nhựa nhẻo khi nung nấu ở nhiệt độ cao thì sẽ bị chảy thành chất dẻo và từ đó ta có thể

• Polymer An toàn tuyệt đối với hóa chất

Đa số các chất lỏng hóa chất như chất tẩy rửa, dung dịch ;làm sạch, … đều được đựng trong các vật liệu bằng nhựa và không hề gây ra một tác dụng phụ nào.

• Polymer Không dẫn điện và dẫn nhiệt

Khi xem xét tất cả các thiết bị, dây điện, ổ cắm điện và hệ thống dây điện được làm hoặc phủ bằng vật liệu polymer thì bạn có thể hình dung được khả năng không dẫn điện của nó.

Cùng với đó, bạn có thể thấy khả năng chịu nhiệt khi trong nhà bếp với nồi và chảo xử lý làm bằng polyme, lõi xốp của tủ lạnh và tủ đá, ly cách nhiệt, làm mát, …

• Polymer Trọng lượng nhẹ

So với mật độ của đá, bê tông, thép, đồng, hoặc nhôm, tất cả các loại nhựa đều là vật liệu nhẹ. Tuy nhiên lại được ứng dụng rộng rãi trong tất cả các ngành nghề.

• Polymer Màu sắc vô cùng đa dạng

Polymer có thể được chế tạo để thay thế sợi bông, lụa và len, sứ và đá cẩm thạch cũng như nhôm và kẽm. Polymer có thể được tái tạo nhiều lần với nhiều màu sắc khác nhau, không cố định.

Chúng ta có thể bắt gặp polymer nhiều trong tự nhiên. Ví dụ phổ biến của polymer tự nhiên là những chất hóa học cơ bản như là DNA và RNA. Các loại polymer tự nhiên khác như lụa, tóc, móng tay, móng chân, xenlulozo, và protein.

Ngoài ra, chúng còn có nguồn gốc từ khí tự nhiên hoặc than đá, dầu thô.

Chúng ta có thể điều chế Polymer thông qua 3 phản ứng dưới đây.

• Phản ứng trùng hợp

Phản ứng trùng hợp là phản ứng kết hợp nhiều monome của cùng một chất tạo thành polyme.

Phương trình phản ứng:

nCH2=CH-CH=CH2 → (-CH2-CH=CH-CH2-)n

Phản ứng trùng hợp Butađien1,3

• Phản ứng trùng ngưng

Phản ứng trùng ngưng là phản ứng kết hợp nhiều monome tạo thành polyme và một sản phẩm phụ (chủ yếu là nước).

Điều kiện: các monome phải có hai nhóm chức có khả năng tách nước.

Phương trình phản ứng:

n H-NH-(CH2)5-CO-OH → (-NH-(CH2)5-CO-)n + nH2O

n p-HO-CO-C6H4-CO-OH + n H-OCH2-CH2O-H → (-CO-C6H4-CO-OCH2-CH2O-)n + 2nH2O

• Phản ứng trùng-cộng hợp

Phản ứng trùng-cộng hợp là quá trình các monome kết hợp với nhau thành một monome chính nhờ phản ứng cộng (điều kiện: ít nhất một trong hai chất phải có liên kết đôi). Sau đó các Monome vừa tạo ra sẽ kết hợp với nhau tạo polyme hoàn chỉnh.

Như trên chúng tôi đã trình bày thì hiện nay Polymer được chia thành 2 loại đó là

Polyme tự nhiên: tinh bột, protein, ADN, ARN, dầu mỏ, khí tự nhiên,  …

Polyme nhân tạo: polyetilen, tơ nilon, cao su buna,…

Ngoài ra, Polymer còn được chia thành Polymer trùng hợp và trùng ngưng hoặc Polymer mạch phân nhánh, polymer mạch không phân nhánh và polymer mạch không gian, …

Celluloid

Celluloid được chế tạo từ nitrocellulose, cồn và long não (camphor). Celluloid được coi là một trong những loại nhựa tổng hợp nhân tạo đầu tiên. Tuy nhiên celluloid không còn được sản xuất rộng rãi vì quá trình sản xuất không an toàn.

Xenlulo

Xenlulo được chế tạo bằng cách lấy bông nhúng axit sunfuric đặc rồi hòa vào trong cồn. Cho 1 viên long não vào rồi khuấy đều.

Cao su

Cao su có 2 loại:

Cao su tự nhiên được lấy từ nhựa của cây cao su.

Cao su tổng hợp được chế ra từ các chất đơn giản

Tơ

Tơ cũng gồm có 2 loại:

Tơ tự nhiên được lấy từ kén của những con tằm

Tơ hóa học gồm 2 loại

– Tơ nhân tạo:Chế biến hóa học từ các Polyme thiên nhiên

– Tơ tổng hợp:Chế tạo từ các chất đơn giản.

Polietilen (P.E)

Điều chế từ etilen lấy từ khí dầu mỏ, khí thiên nhiên, khí than đá.

Là chất rắn, hơi trong, không cho nước và khí thấm qua, cách nhiệt, cách điện tốt.

Dùng bọc dây điện, bao gói, chế tạo bóng thám không, làm thiết bị trong ngành sản xuất hoá học, sơn tàu thuỷ.

Ta có thể thấy rằng Polymer dùng làm vật liệu để sản xuất nhiều loại vật dụng trong đời sống hằng ngày như là: áo mưa, ống dẫn điện… cho đến những sản phẩm công nghiệp, gắn với đời sống hiện đại của con người. Chúng là những vật liệu có khả năng bị biến dạng khi chịu tác dụng của nhiệt, áp suất và vẫn giữ được sự biến dạng đó khi thôi tác dụng. Chất dẻo Polymer còn được sử dụng rộng rãi để thay thế cho các sản phẩm làm bằng: vải, gỗ, da, kim loại, thủy tinh. Vì chúng bền, nhẹ, khó vỡ, nhiều màu sắc đẹp.

• Qua quá trình sản xuất Polymer sẽ tạo ra khí CO2 sẽ làm tăng hiệu ứng nhà kính và thúc đẩy sự biến đổi khí hậu kèm theo các hệ lụy như nước biển dâng cao, hạn hán, lũ lụt, …
• Gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người do các chất phụ gia được thêm vào sản phẩm để tạo nên các polymer nhân tạo như TOCP có thể gây tổn thương và làm thoái hóa thần kinh ngoại biên, DOP gây tổn thương đến các cơ quan sinh dục nam, …
• Sự tồn tại của Polymer trong đất và nước sẽ ngăn cản quá trình trao đổi oxy làm xói mòn, sạc lở đất, không giữ được chất dinh dưỡng gây cây cối sinh trưởng không tốt, sinh vật biển có thể bị chết do ăn phải chất thải,…
• Các polymer dưới dạng bao bì plactic sẽ gây tắc nghẽn cống, kênh rạch và ao hồ, gây ứ đọng nước và gây ra ô nhiễm môi trường
• Khi đốt những sản phẩm này sẽ gây độc cho cho con người và gây ô nhiễm môi trường, ..
• Một số túi nilông có chứa lưu huỳnh và nitơ khi gặp hơi nước sẽ tạo thành mưa axít gây hại cho con người.

Trên đây là những thông tin liên quan đến POLYMER là gì? Cấu tạo phân tử của Polymer. Polymer có những tính chất lý hóa ra sao? Đặc điểm nổi bật của nhựa Polymer này là gì cũng như nguồn gốc ra đời của nó? Và Polymer có những loại nào tiêu biểu được dùng rộng rãi hiện nay? Polymer có công dụng như thế nào trong cuộc sống và nó có mặt trái gây gây hại cho con người và môi trường. Hi vọng với bài viết trên bạn có thể nhận thức được đầy đủ tầm quan trọng cũng như mặt hạn chế của loại vật liệu Polymer này.