Polime là gì? Ứng dụng của polime trong cuộc sống

Polime là một vật liệu đóng góp rõ rệt cho sự phát triển của các ngành công nghiệp. Vậy polime là gì? Hãy cùng Vattuaz.vn tìm hiểu về polime qua bài chia sẻ dưới đây nhé!

1. Polime là gì?

Polime là những khối phân tử rất lớn cấu trúc của chúng có sự lặp đi lặp lại nhiều lần những mắt xích cơ bản. Hiện nay polime được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực của cuộc sống. Những phân tử thường có khối lượng thấp hơn gọi là oligemer.

Đặc điểm của những mắt xích này là liên kết với nhau bằng liên kết cộng hóa trị chúng sẽ có chung một cặp electron. Các phân tử nhỏ ban đầu tạo nên từng mặt xích gọi là monome.

2. Phân loại của polime

Polime là gì? Polime có những phân loại nào?

2.1 Dựa theo nguồn gốc của polime

• Polime thiên nhiên:

  Là loại polime có nguồn gốc từ thiên nhiên.

Ví dụ: Tơ tằm, cao su thiên nhiên, Xenlulozo,..

• Polime tổng hợp:

  Là loại polime do con người tạo ra (chủ yếu là được tổng hợp từ phản ứng trùng ngưng)

Ví dụ: Polypropylen (nhựa PP), Polyvinyl clorua (nhựa PVC), polyetylen (nhựa PE)..

• Polime bán tổng hợp:

  Được chế tạo từ polime thiên nhiên thành các loại polyme mới.

2.2 Dựa theo cấu trúc

• Polime mạch không phân nhánh.

Ví dụ:  nhựa PVC, nhựa PE,  cao su, xenlulozơ, tinh bột…

• Polyme có nhánh.

Ví dụ: glicogen, amilopectin…

• Polime mạch không gian.

Ví dụ: cao su lưu hóa, nhựa rezit, nhựa bakelit…

3. Đặc tính của polime là gì?

Mỗi loại polime điều có những đặc tính riêng biệt, tuy nhiên hầu hết chúng đều có một số đặc điểm chung sau đây:

• Polime có khả năng tái chế cao. Do có đặc tính là nhựa dẻo nên khi bị nung nóng chúng sẽ chảy ra ở thế dẻo. Lúc này con người hoàn toàn có thể biến nó thành những vật liệu mới.

• Có độ bền cơ học và hóa học cao: Các polime đều an toàn với các loại hóa chất. Một số các chất lỏng hóa chất như dung dịch tẩy rửa và làm sạch, … đều được đựng ở trong các vật liệu polime mà không ảnh hưởng gì.

• Đặc tính của polime là không dẫn điện và dẫn nhiệt. Hầu hết các thiết bị, dây điện hay ổ cắm đều được làm hoặc được phủ một lớp polime để ngăn chặn sự dẫn điện. 

• Khả năng chịu nhiệt của polime được đánh giá là cao khi sử dụng ở trong bếp với nồi và chảo đã được xử lý và làm bằng polime.

• Đa dạng màu sắc: Polime còn là chất liệu được sử dụng thay cho sợi bông, lụa… hoặc các chất liệu như sứ, đá, cẩm thạch… Đồng thời, polime có thể được tái tạo nhiều lần thành nhiều màu sắc khác nhau mà không bị cố định.

• So với các loại vật liệu khác polime được đánh giá là rất nhẹ nhất là khi so với các vật liệu khác như đá, bê tông hay thép. Bởi lý do này mà nó cũng được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau.

4. Tính chất vật lí và tính chất hóa học của polime

4.1 Tính chất vật lí của polime là gì?

Polime được sử dụng rất nhiều trong cuộc sống vậy bạn có biết tính chất vật lí của polime chưa? Hãy cùng Vattuaz.vn điểm qua một vài tính chất vật lí của polime nhé

• Hầu hết các polime đều là chất rắn, không bay hơi, nhiệt độ nóng chảy không xác định.

• Đa số các polime không tan trong các loại dung môi thông thường, và chỉ tan trong các dung môi thích hợp.

• Các polime có đặc tính khác nhau về tính dẻo, tính đàn hồi, độ giòn, tính dẫn điện…

4.2 Tính chất hóa học của polime là gì?

Các loại polime có thể tham gia được ba phản ứng như phân cắt mạch, phản ứng tăng mạch cacbon, phản ứng giữ nguyên mạch…. Các phản ứng này quyết định lớn đến tính chất hóa học của polime.

• Phản ứng phân cắt mạch: Polime trùng hợp sẽ bị nhiệt phân ở mức nhiệt độ xác định để tạo ra các đoạn ngắn, cuối cùng sẽ tạo thành monome ba đầu. Phản ứng nhiệt phân polime thành các monome được gọi là phản ứng trùng hợp hay là depolime. Lý do xảy ra phản ứng này là vì các polime đều có nhóm chức trong mạch sẽ bị thủy phân. Một số polime bị oxi hóa cắt mạch
• Phản ứng giữ nguyên mạch: Trong các polime có nhóm chức ngoại mạch hoặc sở hữu liên kết đôi trong mạch thì có thể tham gia trực tiếp vào các phản ứng đặc trưng của liên kết đôi cũng như nhóm chức đó.
• Phản ứng tăng mạch: Phản ứng xảy ra khi ở điều kiện thích hợp có đầy đủ nhiệt độ, chất xúc tác… Xảy ra phản ứng này các mạch polime có thể kết nối với nhau để hình thành lên mạch dài hơn hoặc tạo thành mạng lưới. Chẳng hạn như phản ứng lưu hóa  chuyển nhựa rezol thành nhựa rezit hay chuyển cao su thành cao su lưu hóa… Trong công nghệ, phản ứng nối các mạch polime với nhau tạo thành mạng không gian gọi là phản ứng khâu mạch polime.

5. Phản ứng điều chế của polime là gì?

Polime là gì? Để điều chế được polime cần những điều kiện gì? Để điều chế được polime người ta thường dùng phản ứng trùng hợp, phản ứng trùng ngưng, hoặc phản ứng trùng cộng hợp.

5.1 Phản ứng trùng hợp

Phản ứng trùng hợp là phản ứng mà quá trình kết nối nhiều phân tử nhỏ monome lại thành phân tử lớn polime. Phản ứng chỉ xảy ra khi các monome tham gia phản ứng phải có liên kết bội hoặc vòng kém bền mở ra.

Ví dụ: Phản ứng trùng hợp Butadien1,3

nCH2=CH-CH=CH2 → (-CH2-CH=CH-CH2-)n

5.2 Phản ứng trùng ngưng

Phản ứng trùng ngưng là quá trình kết hợp nhiều phân tử nhỏ monome thành phân tử lớn polime đồng thời giải phóng các phân tử khác (như H2O,…). Hay nói cách khác phản ứng trùng ngưng là quá trình ngưng tụ có monome thành polime. Điều kiện để phản ứng xảy ra là các monome tham gia phản ứng phải có ít nhất 2 nhóm chức có khả năng phản ứng tạo liên kết với nhau.

Phản ứng trùng ngưng là phản ứng kết hợp nhiều monome thành polime.

Ví dụ

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

5.3 Phản ứng trùng-cộng hợp

Phản ứng trùng-cộng hợp là phản ứng kết hợp nhiều monome của hai hay nhiều chất tạo thành polime. Quá trình gồm 2 khâu:

• 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).

• Monome vừa tạo ra sẽ kết hợp với nhau tạo polime hoàn chỉnh.

6. Những ứng dụng của polime

Polime là gì? Ứng dụng của polime trong cuộc sống?

Polime là một vật liệu đóng vai trò không thể thiếu trong nhiều lĩnh vực và ngành nghề khác nhau. Hợp chất này cũng được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp như dệt may, bao bì, nhựa, đồ chơi…. Trong đó ba ứng dụng nổi bật nhất của polime đó là chất dẻo, tơ và cao su.

6.1 Chất dẻo

Chất dẻo là loại vật liệu có tính dẻo. Chúng được tạo ra từ polime và một số thành phần khác như: Chất hóa dẻo (làm tăng độ dẻo, thuận lợi cho gia công sản phẩm), chất độn làm tăng độ bền cơ học, chịu nhiệt, chất phụ gia tạo màu, tạo mùi, tăng cường độ bền với môi trường.

Chất dẻo có đặc điểm là trọng lượng nhẹ, bền, cách điện, nhiều màu sắc, dễ gia công… Hiện nay chất dẻo đang dần thay thế cho các vật liệu như kim loại, sành sứ, thủy tinh… trong nhiều lĩnh vực. 

6.2 Tơ

Tơ là những polime tổng hợp hay thiên nhiên có cấu tạo thẳng và có khả năng kéo dài thành sợi. Dựa vào nguồn gốc và chế tạo thì có 2 loại tơ:

Tơ thiên nhiên: Là loại tơ có sẵn trong thiên nhiên như tơ, sợi bông sợi đay…

Tơ hóa học: là loại polime bán tổng hợp được chế tạo từ polime thiên nhiên và một số nguyên liệu khác. Loại tơ này được người tiêu dùng ưa chuộng hơn tơ thiên nhiên vì nó có nhiều ưu điểm như bền, đẹp, dễ giặt phơi nhanh khô…

6.3 Cao su

Cao su cũng được chia thành 2 loại đó là cao su thiên nhiên và cao su tổng hợp. Trong đó phổ biến nhất là cao su buna. Loại cao su này được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau như sản xuất các loại lốp xe, vỏ bọc dây điện, áo mưa, áo lặn…

Ưu điểm nổi bật của cao su là tính đàn hồi, không thấm nước, không thấm khí, chịu mài mòn và cách điện.