ĐỀ Tài 12 TÍNH CHẤT Của DUNG DỊCH POLYMER - Tài Liệu Text

Có thể bạn quan tâm

Tải bản đầy đủ (.doc) (13 trang)

Trang chủ

Khoa học tự nhiên

Hóa học

ĐỀ tài 12 TÍNH CHẤT của DUNG DỊCH POLYMER

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (534.13 KB, 13 trang )

Tính chất của dung dịch polymerTRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG KHOA CÔNG NGHỆ HÓA – THỰC PHẨMĐỀ TÀI 12 TÍNH CHẤT CỦA DUNG DỊCH POLYMERGVHD:Th.S CAO VĂN DƯNHÓM: 8 Trương Quang Phú Hà Duy Phương Trần Thị NhưQuỳnh Nguyễn Duy Rốt1Tính chất của dung dịch polymerMỤC LỤC112Tính chất của dung dịch polymerI. TỔNG QUAN VỀ POLYMERNgày nay khoa học kỹ thuật ngày càng phát triển đã tạo ra nhiều sảnphẩm phục vụ cho nhu cầu thực tiễn của con người.Không chỉ dừng lại ở đó màngày nay con người đã tạo ra được những sản phẩm bằng vật liệu polime. Vậtliệu polymer có nguồn gốc tự nhiên (từ cây cỏ hoặc động vật) đã được loàingười biết đến từ nhiều thế kỷ. Các vật liệu này bao gồm gỗ, bông, da, tơ lụav.v… Đặc biệt trong thế kỷ 20, nhờ các công cụ khoa học, đã xác định đượcrằng các phân tử polymer được cấu tạo từ những phần tử hữu cơ nhỏ, nhờ đótạo ra những cấu trúc đặc biệt của phân tử polymer. Kể từ sau chiến tranh thếgiới 2 đã có một cuộc cách mạng trong lĩnh vực vật liệu với s ự xuấthiện của vật liệu polymer tổng hợp ở qui mô công nghiệp. Các polymertổng hợp có nhiều tính năng vượt trội so với sản phẩm tự nhiên, và trongnhiều trường hợp chúng có thể thay thế vật liệu truyền thống như bê tông,thép, gỗ… với tính chất tương đương và hiệu quả kinh tế cao hơn. Sự phânloại vật liệu polymer được trình bày trong sơ đồ sau:3Tính chất của dung dịch polymer Việc phát triển vật liệu polyme ở nước ta đang có bước đầu phát triển: đã hìnhthành nhiều công ty nhựa tư nhân, các trung tâm nghiên cứu cũng đang được đầutư, các trường đại học đang nghiên cứu và giảng dạy nghành học của tương lainày, dự báo sẽ rất phát triển trong thời gian tới. Cuộc sống của con người ngày càng được nâng cao ,khả năng khám phá của conngười ngày càng vươn xa, những đòi hỏi về tiện ích sử dụng tất yếu là cao hơn :không độc hại , tính thẩm mỹ cao ,bền chắc nhiều tính năng mang tính chất siêu tựnhiên ,Bảo vệ môi trường thực hiện mục tiêu phát triển bền vững , Tính kinh tế khisử dụng … 4Tính chất của dung dịch polymerII. DUNG DỊCH POLYMER1. Định nghĩa dung dịch polymer. Dung dịch polymer là hệ gồm polymer và hợp chất thấp phân tử. Hợp chấtthấp phân tử đóng vai trò là dung môi, polymer là chất hòa tan. Khi trộn dung môi và polymer thì xảy ra quá trình xâp nhập của dung môivào trong polymer và làm cho thể tích của polymer tăng dần, gọi là sự trương. Nếu polymer trươngkhông giới hạn trongdung môi thì sẽ xảy raquá trình hòa tan củapolymer trong dung môi Có thể nói, polymetrương là dung dịch củachất thấp phân tử tronghợp chất cao phân tử sựtrương khác với sụ trộnlẫn 2 chất thấp phân tử làở chỗ quá trình xảy ra từ một phía do sự khác nhau lớn về độ khuếch tán củachất thấp phân tử vào cao phân tử. trong khi polyme hấp thụ dung môi, cácphân tử chua kịp chuyễn chổ vào pha dung môi, chỉ sao khi các mạch polymeđủ linh động, các tương tac giữa các phân tử yếu đi, sự khuếch tán các phân tửpolyme vào pha dung môi mới bắt đầu. 5Tính chất của dung dịch polymer Quá trình hòa tan polymer gồm 4 giai đoạn• Hệ dị thể gồm pha polymer và pha dung môi• Hệ dị thể, gồm một pha là dung dịch chất lỏng thấp phân tử trong polymer(polymer trương) và một pha chất lỏng thấp phân tử• Hệ dị thể, gồm một pha là dung dịch chất lỏng thấp phân tử trong polymervà một pha dung dịch polymer trong chất lỏng thấp phân tử• Hệ đồng thể, gồm có sự xâm nhập polymer vào chất lỏng thấp phân tử, cảhai pha là đồng nhất.2. Tính chất dung dịch polymerDung dịch polymer là hệ cân bằng về nhiệt động học ở trạng thái cân bằng xác định, khi tăng nhiệt độ, nồng độ pha thay đổi kèm theo sự chuyển phân tử từ pha này sang pha khác xảy ra rất chậm, càng chậm nếu dung dịch càng đậm đặc.Đối với dung dịch polymer, sự khác nhau về kích thước của cấu tử rất lớn, độ nhớtcủa polymer thường là 1011 - 1014 ps, còn chất lỏng thấp phân tử thường là 0,01 ps. Sự khác nhau này gây ra những đặc tính của tính chất cơ học của dung dịch polyme.2.1 Tính tan.Cũng như chất thấp phân tử, polyme không thể hòa tan trong tất cả các chất lỏng.Một số chất lỏng được gọi là “ dung môi tốt “ cho polyme thì polyme sẽ tan tựnhiên. Khi hoà tan polymer vào dung môi thì quá trình hoà tan thường chậm vàphải qua giai đoạn trung gian là trương lên trước sau đó mới hoà tan. Thậm chí cónhững polymer không tan trong dung môi nào (“ dung môi xấu” hay không phải làdung môi cho polyme).6Tính chất của dung dịch polymerVD: NR tan tốt trong benzen nhưng không tan trong nước, Gelatin tan trong nướcnhưng không tan trong cồn. Nguyên nhân là mỗi loại polyme có thể tương tác vớinhững dung môi nhất định và có thể không tương tác với các loại dung môi khác.Cũng có thể ban đầu polyme tạo với dung dịch một dung dịch thật nhưng một thờigian sau cúng có thể chỉ la hệ keo, không bền vững nhiệt đông học.2.2 Tính trươngSự hòa tan của một polymer trong một dung môi luôn thể hiện tính chất đặc trưnglà sự trương : Polyme hấp thụ dung môi và gia tăng khối lượng, thể tích củamẫu.Ngay sau khi polyme được cắt thành mảng nhỏ và ngâm trong dung môi saumột thời gian trương thì các mảng sẽ tự kết lại và hòa quyện với nhau để tạo thanhdung dịch polyme thật.Sự trương là quá trình xâm nhập của các phân tử dung môi vào trong polymer cókhối lượng phân tử lớn. sự trương liên quan tới sự chuyển chổ của mạch polyme,nghĩa là có sự thây đổi cấu trúc của nó, làm tăng thể tích của mẫu, không xảy ra sựphân cắt các liên kết dọc theo mạch mà chỉ phá hủy các liên kết giữa các mạchcao phân tử.2.3 Độ nhớt của dung dịchCác tính chất cơ học của chất lỏng là những tính chất thể hiện khi chịu tác dụng của ngoại lực và và được biểu hiện dưới dạng chả đó là sự chuyển dịch của các phân tử tương ứng với nhau. Định luật cơ bản về sự chảy của chất lỏng là định luật NewTon. Đặc trưng cơ bản của chất lỏng là hệ số nhớt thường gọi là độ nhớt.- Độ nhớt của dung dịch polyme được đặc trưng bởi những đặc điểm sau:- Độ nhớt của dung dịch polyme thường lớn hơn rất nhiều so với độ nhớt dung dịch các hợp chất thấp phân tử, cũng như dung dịch keo có cùng nồng độ. Chỉ có những dung dịch polyme rất loãng mới có thể được coi là phù hợp với các định luật của Newton và Puazeil, ví dụ các dung dịch cao su khi C< 0.05%.- Độ nhớt của dung dịch Polyme không phù hợp với định luật Einstein, khi tăng nồng độ thì độ nhớt tăng theo đường cong hướng về phía trục nồng độ. 7Tính chất của dung dịch polymerTrong một thời gian dài người ta cho rằng, dung dịch polymer sở dĩ có độ nhớt lớnlà do có sự Sovat hóa xảy ra. Nhưng vì sau này người ta nhận thấy rằng trong dung dich polymer sự Sovat hóa các đại phân tử tương đối bé. Nguyên nhân chính là do đặc trưng thủy động lực của hệ thống có chứa các đại phân tử uốn dẻo, dài vàdo có sự tồn tại các chất kết hợp trong dung dịch.2.4 Thuyết MixelTrước đây người ta mô tả bản chất của dung dịch polymer bằng thuyết Mixel.- Theo thuyết này trong dung dịch các đại phân tử nằm dưới dạng Mixel vì polyme có một số tính chất tương tự Mixel:- Không có khả năng thẩm tích- Áp suất thẩm thấu nhỏ- Khả năng khuếch tán nhỏ.Tuy nhiên thực tế polymer không phải là Mixel là thuyết về bản chất của các hệ thống keo tiêu biểu mà các hệ thống keo là những hệ thống không bền về nhiệt động, trong khi đó dung dịch polymer bền về nhiệt động do đó thuyết Mixel không phù hợp với dung dịch polimer.2.5 Thuyết phân tửCho rằng dung dịch polymer có độ phân tán phân tử. Thuyết này đúng do có nhiều điểm phù hợp với thực tế.- Xác định đúng trọng lượng phân tử của polimer trong dung dịch loãng.- Quá trình hòa tan polimer la tự phát.- Dung dịch polymer bền nhiệt động.- Dung dich polymer không cần chất ổn định.- Dung dịch polymer là hệ thống cân bằng nhiệt động.2.5 Thuyết mới- Dung dịch polymer luôn có hiện tượng Sovat. Tuy nhiên hiện tượng này không mạnh lắm ở dung dịch polymer.- Các phân tử polymer hay các mắt xích của các phân tử kết hợp với nhau.8Tính chất của dung dịch polymer3 Dung dịch polymer loãng- Dung dịch có nồng độ không quá 1 g/100 ml gọi là dung dịch loãng.- Đặc tính của dung dịch loãng polyme là độ nhớt rất cao do có hiện tượng sovat. Điều đó liên quan tới sự chuyển động của phân tử lớn polyme. - Sự giải thích hiện nay về bản chất độ nhớt của dung dịch polyme loãng là dựa trên sự phân tích các tính chất thủy động lực, là những tính chất có quan hệ với sự chuyển động các phần tử trong dung dịch - Độ nhớt của dung dịch loãng polymer phụ thuộc vào ứng suất trượt. Sự phụthuộc hệ số nhớt vào ứng suất trong dung dịch polymer liên quang tới hình dạng dài của phân tử theo hướng dòng chảy. Các phân tử polymer dài đặt dưới ứng suất sẽ duỗi ra và định hướng vào dòng chảy. Song sự định hướngnày bị phá huỷ bởi chuyển động nhiệt.- Trong dung dịch loãng, các mạch polyme dài uốn dẻo có thể cuộn lại dưới dạng cầu.- Ví dụ: độ nhớt của dung dịch cao su 1% trong benzen lớn gấp 18 lần độ nhớt của bản thân benzenBảng độ nhớt tương đối của cao su trong benzenBản chất độ nhớt của dung dịch loãng polyme là tính chất liên quan tới sự chuyển9Áp lựcs/cm2Độ Nhớt Tương Đối ở Các Nồng Độ0.06% 0.1% 0.2% 0.4% 0.6% 0.8% 1%10.520.540.560.51.18 1.46 2.48 5.42 7.14 11.31 17.711.18 1.57 2.27 4.57 6.55 9.80 15.411.17 1.41 2.08 4.48 6.22 9.68 14.031.18 1.37 2.07 4.24 5.61 7.61 13.47Tính chất của dung dịch polymerđông của phân tử polyme trong dung dịch. Các phân tử lớn có thể chuyển độngtịnh tiến với phân tử dung môi sự chuyển động này có thể là hỗn độn, định hướnghay chuyển động trong trường trọng lực.Đo bằng kế mao quản (capillry viscometer)R: bán kính mao quảnV: thể tích dung dịchL: chiều dài mao quản:độ nhớtĐộ nhớt của dung dịch loãng polyme phụ thuộc vào ứng suất trượt. sự phụ thuộchệ số nhớt vào ứng suất trong dung dịch polyme liên quang tới hình dạng dài củaphân tử theo hướng dòng chảy. Các phân tử polyme dàidưới ứng suất đặt sẽ duỗira và dịnh hướng vào dòng chảy. Song sự định hướng này bị phá huỷ bởi chuyểnđộng nhiệt. Mức độ định huớng phụ thuộc vào tỷ lệ cường độ chuyển động nhiệtvà độ lớn ứng suất. Tóm lại mức độ xoắn, mức độ tổ hợp, độ lớn phân tử, tương tác của polymevới dung môi đều ảnh hưởng lớn đến tốc độ khuếch tán của tiểu phân, độ nhớtcủa dung dịch và các tính chất khác4 Dung dịch đặc của polyme.Dung dịch polyme đặc là dung dịch có nồng độ cao hơn 1g/100ml trong đócác phân tử chất hòa tan tác dụng tương hỗ với nhau sự tác dụng tương hỗ này10Tính chất của dung dịch polymerlàm tăng độ nhớt của dung dịch. Khi tăng nồng độ polyme trong dung dịch, độnhớt tăng. Độ nhớt của dung dịch đặc polyme phụ thuộc vào: phụ thuộc nhiều ở nồngđộ cao, và phụ thuộc rất nhiều vào khối lượng phân tử. Độ nhớt cũng phụthuộc nhiều vào nhiệt độ, độ nhớt giảm khi tăng nhiệt độ. Chiụ ảnh hưởng lớncủa dung môi. III. KẾT LUẬNCông nghệ phát triển polymer đang có những bước phát triển mới tạo ra nhiềuloại sản phẩm không những bền, đẹp mà còn được ứng dụng trong nhiều lĩnhvực. Ngày nay hóa học polyme đã tiến sang một bước phát triển mới vật liệu.polyme ngày càng có những tính năng vượt trội với nền công nghệ sản xuất vậtliệu polyme bền nhiệt cao, cách điện, cách âm tốt ,chống tia UV, vật liệu polymesinh học … phục vụ cho nhiều nghành công nghiệp & đời sống: công nghiệpxây dưng, thực phẩm, cơ khí, điện tử, tên lửa & du hành vũ trụ …. Trong công nghiệp sản xuất vật liệu polyme có những bước phát triển tươngứng với việc cải tiến phương pháp gia công: công nghệ đúc, công nghệ ép phun,công nghệ in… làm cho các sản phẩm ngày càng có nhiều tính năng thay thế cácsản phẩm cũ, có tính thẩm mĩ cao hơn, ít độc hại với sức khỏe con người. Trong nghiên cứu các nhà khoa học đang ngày hoàn thiện về việc nghiên cứu tính chất và cấu trúc của polyme…. Chế tạo ra nhiều loại polyme có tính năngtổng hợp, không độc hại ít gây ô nhiễm môi trường …Tài Liệu Tham Khảo11Tính chất của dung dịch polymer1. Thái Doãn Tĩnh, Hoá học các hợp chất cao phân tử, NXB: Khoa học và kỹ thuật Hà Nội.2. Phan Thanh Bình, Hoá học hoá lý polyme,NXB: Đại học quốc gia TP. HCM.3. />4. 12Tính chất của dung dịch polymer13

Tài liệu liên quan

Chương II - Bài 12: Tính chất của phép nhân
- 8
- 1
- 6
KIM LOAI TAC DUNG axit DỰA VÀO TÍNH CHẤT CỦA DUNG DỊCH HNO 3 XÂY DỰNG BÀI TOÁN ĐÁNH GIÁ SỰ TẠO THÀNH MUỐI AMONI TRONG DUNG DỊCH HNO3 TAO MUOI AMONI
- 4
- 887
- 14
Tài liệu Tính chất của hàng hóa cộng cộng ppt
- 8
- 776
- 2
bài tập tính pH của dung dịch chất điện li
- 6
- 8
- 136
Tài liệu Tính chất của dịch vụ ppt
- 8
- 266
- 0
Đề tài: Huế - tình yêu của tôi pdf
- 224
- 563
- 0
ĐỂ TÀI: CÁC TÍNH CHẤT VÀ CHỨC NĂNG CỦA PROTEIN TRONG THỰC PHẨM pptx
- 35
- 1
- 0
skkn kĩ thuật tính ph của dung dịch axit yếu nhằm nâng cao chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi môn hóa lớp 11 trường thpt hậu lộc 4
- 16
- 1
- 7
Giải bài toán tính ph của dung dịch phép lấy gần đúng áp dụng trong bài toán tính ph
- 23
- 1
- 2
Giáo án đại số lớp 6 - Tiết 64 12 . TÍNH CHẤT CỦA PHÉP NHÂN doc
- 5
- 859
- 1