Tổng hợp Polyme và phương pháp tổng hợp Polianilin

lêi më ®Çu: Polymer, trong từ ngữ thông thường còn được gọi là nhựa, chất dẻo hay plastic. Polymer có tên khoa học là "chất trùng hợp" và còn được gọi theo từ Hán Việt là "cao phân tử" từ chữ Nhật "kobunshi". Nó hiện hữu khắp nơi, trong ta, xung quanh ta. Polymer là những mạch phân tử gồm hàng nghìn, chục nghìn phân tử đơn vị (gọi là monomer) kết hợp lại giống như những mắt xích. Mỗi phân tử đơn vị là một mắt xích. Cao su, cellulose trong thân cây, protein trong sinh vật, thực vật là những polymer thiên nhiên. Vào những năm hai mươi của thế kỷ trước, các nhà hóa học biết cách tổng hợp và sản xuất những polymer nhân tạo hay là plastic. Các loại polymer ngày nay trở thành những vật liệu hữu dụng, cực kỳ quan trọng không thể thiếu trong cuộc sống hiện đại. Thử nhìn xung quanh, ta có tơ sợi làm nên vải vóc, chai nước ngọt, keo dán, bao nhựa, thùng chứa nước, vỏ máy tivi, bàn phiếm máy vi tính v.v... Tất cả đều là polymer. Polymer cũng hiện diện trong các áp dụng cho công nghệ xây cất hoặc công nghệ cao, những địa hạt đòi hỏi vật liệu nhẹ có độ bền và độ dai cao hoặc làm chất nền cho các composite tiên tiến (advanced composite) để làm thân tàu thủy và máy bay. Mặc dù đã cố gắng nhiều song ít nhiều củng gặp nhiều thiếu sót. Vì vậy rất mong được sự góp ý của thày giáo và của các bạn giúp chung tôi hoàn thiện trong những lần thực hiện sau. Nhóm sinh viên thực hiện môc lôc: i. polime i.1 kh¸i niÖm i.2 c¸ch ph©n lo¹i i.3 ph­¬ng ph¸p tæng hîp polime i.4 tÝnh chÊt i.5 c¸c yÕu tè nhiÖt ®éng ¶nh h­ëng ®Õn qu¸ tr×nh tæng hîp polime i.6 øng dông. ii. polianilin II.1 s¬ l­îc lÞch sö ii.2 ph­¬ng ph¸p tæng hîp polianilin(ph­¬ng ph¸p ®iÖn ho¸) ii.3 s¬ ®å tæng hîp polianilin ii.4 c¸c yÕu tè ¶nh h­ëng ®Õnqu¸ tr×nh tæng hîp ®iÖn ho¸ polianilin ii.5 øng dông cña polianilin. iii. kh¸m ph¸ thó vÞ i.1 kh¸i niÖm I.1.1/ Hîp chÊt cao ph©n tö: Lµ nh÷ng hîp chÊt cã KLPT lín vµ cã kÝch th­íc cång kÒnh. VÝ dô B12 cã M =1490 I.1.2/ Polime: Lµ nh÷ng chÊt cã KLPT lín, cã kÝch th­íc cång kÒnh nh­ng cÊu tróc ph¶i ®­îc lÆp ®Þ lÆp l¹i cña nh÷ng ®¬n vÞ cÊu tróc ban ®Çu gäi lµ monome. C¸c thµnh phÇn lÆp ®i lÆp l¹i ®­îc gäi lµ c¸c m¾t xÝch cña polime. Hai ®Çu cña m¹ch polime ®­îc b·o hoµ b»ng 1 ph©n tö nµo ®ã trong dung m«i gäi lµ telogen. VÝ dô: Ph¶n øng trïng hîp etilen trong HCl th× HCl gäi lµ telogen. Copolime: Lµ polime ®­îc t¹o thµnh tõ 2 hay nhiÒu monome kh¸c nhau b»ng ph¶n øng trïng hîp hoÆc trïng ng­ng. (Co: theo tiÕng Nga nghÜa lµ cïng). VÝ dô nh­ polietilenstiren ®­îc ®ång trïng hîp tõ etilen vµ stiren:
Trong qu¸ tr×nh t¹o copolime, mét monome võa tù trïng hîp ®­îc võa cã kh¶ n¨ng ®ång trïng hîp víi monome kh¸c ®­îc gäi lµ comonome, cßn monome chØ ®ång trïng hîp víi monome kh¸c mµ kh«ng cã kh¶ n¨ng tù trïng hîp gäi lµ come. VÝ dô: Trong ph¶n øng ®ång trïng hîp gi÷a etilen vµ anhi®ritphtalic th× etilen lµ comonome cßn anhi®ritphtalic lµ come v× anhi®ritphtalic kh«ng cã kh¶ n¨ng tù trïng hîp mµ chØ tham gia vµo ph¶n øng ®ång trïng hîp. Khèi l­îng ph©n tö cña polime: Thùc chÊt KLPT cña polime kh«ng ph¶i lµ mét h»ng sè mµ lµ mét ®¹i l­îng trung b×nh v× trong c¸c m¹ch polime cã sè l­îng m¾t xÝch kh«ng b»ng nhau vµ kh«ng thÓ t¸ch ®­îc mét polime cã sè m¾t xÝch x¸c ®Þnh.
m: KL cña 1 m¾t xÝch (mezome)
: hÖ sè trïng hîp (®é trïng hîp), trïng ng­ng. (gi¸ trÞ trung b×nh) I.2 Ph©n lo¹i polime: I.2.1/ Ph©n lo¹i theo thµnh phÇn hãa häc: – Polime m¹ch cacbon: Trong m¹ch chØ cã cacbon VÝ dô: [-CH2-CH2-]n ; [-CH2-CH(Cl)-]n – Polime dÞ m¹ch: ngoµi cacbon trong m¹ch chÝnh cßn cã c¸c nguyªn tè kh¸c nh­ O, N, S, Si… VÝ dô: polieste, poliamit – Polime c¬ nguyªn tè: Polime chøa c¸c nguyªn tè kh¸c cacbon ®Ýnh víi gèc h÷u c¬ VÝ dô: – Polime v« c¬: M¹ch chÝnh vµ m¹ch nh¸nh ®Òu chØ gåm c¸c nguyªn tè kh¸c cacbon: VÝ dô: I.2.2/ Ph©n lo¹i theo cÊu tróc m¹ch cña polime – M¹ch th¼ng: M¹ch ph©n tö polime ®­îc cÊu t¹o bëi nh÷ng ®o¹n m¹ch lÆp ®i lÆp l¹i nhiÒu lÇn nh­ng cã cÊu tróc kh«ng gian nh­ nhau. VÝ dô: PE, PS, PVC… – M¹ch nh¸nh: PhÇn nh¸nh l¹i lµ mét ®o¹n m¹ch polime. VÝ dô: Amilopectin – M¹ch m¹ng kh«ng gian 3 chiÒu: C¸c m¹ch polime l¹i ®­îc nèi víi nhau b»ng c¸c “cÇu”. VÝ dô: Nhùa Bakelit I.2.3/ Ph©n lo¹i theo thµnh phÇn monome: – Homopolime: Polime chØ t¹o bëi 1 lo¹i monome – Copolime: Poliome ®­îc t¹o tõ 2 hay nhiÒu monome I.2.4/ Ph©n lo¹i theo tÝnh chÊt lÝ häc: – Elastome: Polime cã tÝnh ®µn håi cao nh­ cao su – Thermoplastic (Polime dÎo nhiÖt) + Polime nhiÖt dÎo: Cã kh¶ n¨ng mÒm hãa khi ®un nãng vµ cã thÓ ®Þnh h×nh b»ng c¸ch Ðp, ®óc, rãt…vµ khi h¹ nhiÖt ®é xuèng chóng r¾n l¹i vµ t¹o thµnh h×nh s¶n phÈm. Cã thÓ mÒm hãa l¹i vµ ®Þnh h×nh l¹i nhiÒu lÇn (PE, PVC…) + Polime nhiÖt r¾n: Cã kh¶ n¨ng mÒm hãa khi ®un nãng vµ t¹o h×nh s¶n phÈm nh­ polime nhiÖt dÎo nh­ng trong qu¸ tr×nh t¸c dông cña nhiÖt nã x¶y ra qu¸ tr×nh chuyÓn hãa hãa häc ®Ó trë thµnh tr¹ng th¸i r¾n cña s¶n phÈm. S¶n phÈm trë thµnh kh«ng tan, kh«ng nãng ch¶y vµ chØ ®Þnh h×nh ®­îc 1 lÇn (Bakelit, Epoxi) I.2.5/ Ph©n lo¹i theo nguån gèc: - Polime thiªn nhiªn: Cã trong thiªn nhiªn nh­ polisaccarit, cao su thiªn nhiªn - Polime tæng hîp: §­îc tæng hîp b»ng con ®­êng hãa häc tõ c¸c monome - Polime b¸n tæng hîp: §­îc chÕ biÕn b»ng con ®­êng hãa häc tõ polime thiªn nhiªn. I.2.6/ Ph©n lo¹i theo tÝnh n¨ng sö dông: (Trong c«ng nghiÖp) - Cao su - ChÊt dÎo - T¬ sîi I.3 ph­¬ng ph¸p tæng hîp polime A/ Monome–nguyªn liÖu ®Çu ®Ó tæng hîp polime: Monome dïng tæng hîp polime ph¶i cã liªn kÕt kÐp hay vßng kh«ng bÒn hoÆc cã chøa c¸c nhãm chøc (tèi thiÓu 2 nhãm chøc). Nguyªn liÖu th« chñ yÕu dïng ®Ó s¶n xuÊt polime lµ dÇu má, khÝ thiªn nhiªn, ngoµi ra cßn cã thÓ dïng s¶n phÈm ch­ng cÊt than ®¸ vµ mét vµi nhiªn liÖu r¾n (thùc vËt). B/ C¸c ph­¬ng ph¸p tæng hîp polime:C¸c polime tæng hîp ®­îc tæng hîp theo 2 ph­¬ng ph¸p chñ yÕu lµ trïng hîp vµ trïng ng­ng. * So s¸nh gi÷a ph¶n øng trïng hîp vµ ph¶n øng trïng ng­ng: Ph¶n øng trïng hîp  Ph¶n øng trïng ng­ng   Monome cã liªn kÕt ®«i hay vßng kh«ng bÒn  Monome cã 2 nhãm chøc cã kh¶ n¨ng ph¶n øng víi nhau hay monome cã 2 nhãm chøc gièng nhau ph¶n øng víi monome kh¸c cã 2 nhãm chøc kh¸c   Qu¸ tr×nh kh«ng t¹o hîp chÊt thÊp ph©n tö  Qu¸ tr×nh cã t¹o hîp chÊt thÊp ph©n tö   Monome vµ polime cã cïng thµnh phÇn nguyªn tè  Monome vµ polime cã thµnh phÇn nguyªn tè kh¸c nhau, thµnh phÇn nguyªn tè cña polime thÊp h¬n cña monome   Qu¸ tr×nh th­êng kh«ng thuËn nghÞch  Qu¸ tr×nh th­êng thuËn nghÞch vµ c©n b»ng   1/ Ph­¬ng ph¸p trïng hîp: Trïng hîp lµ qu¸ tr×nh céng hîp liªn tiÕp c¸c monome thµnh ph©n tö lín duy nhÊt (polime) vµ kh«ng gi¶i phãng ph©n tö nhá. Monome dïng cho ph¶n øng trïng hîp lµ nh÷ng hîp chÊt cã chøa liªn kÕt kÐp hoÆc hîp chÊt vßng kh«ng bÒn. Tuú thuéc vµo b¶n chÊt cña monome vµ ®iÒu kiÖn ph¶n øng mµ ph¶n øng trïng hîp cã thÓ x¶y ra víi sù ph©n c¾t ®ång li hay dÞ li vµ theo c¸c c¬ chÕ kh¸c nhau. 1.1. Ph¶n øng trïng hîp gèc: a/ C¬ chÕ: Gåm 3 giai ®o¹n: * Giai ®o¹n kh¬i mµo: Cã thÓ tiÕn hµnh kh¬i mµo b»ng nhiÖt, b»ng quang hãa hoÆc b»ng bøc x¹ (dïng tia (, (, X). ë giai ®o¹n nµy c¸c chÊt sinh gèc sÏ t¹o gèc tù do: V× vËy, ®¹i ®a sè ph¶n øng trïng hîp gèc thùc hiÖn khi cã xóc t¸c lµ chÊt sinh gèc: * Giai ®o¹n ph¸t triÓn m¹ch: Ph¶n øng x¶y ra theo c¬ chÕ ®Çu- ®u«i do hiÖu øng electron vµ hiÖu øng lËp thÓ ®Ó t¹o thµnh gèc bÒn. VÝ dô: * Giai ®o¹n t¾t m¹ch: C¸c gèc tù do sÏ kÕt hîp víi nhau t¹o thµnh ph©n tö trung hoµ Còng cã thÓ cã sù chuyÓn H tõ gèc nµy sang gèc kh¸c ®Ó t¹o thµnh 2 ph©n tö kiÓu ankan vµ anken b/ Tèc ®é ph¶n øng trïng hîp gèc: B»ng thùc nghiÖm, ng­êi ta ®· x¸c ®Þnh ®­îc tèc ®é cña ph¶n øng trïng hîp gèc v=k.[M].[KT]1/2. c/ C¸c yÕu tè ¶nh h­ëng ®Õn ph¶n øng trïng hîp gèc: - NhiÖt ®é: Khi t¨ng nhiÖt ®é, tèc ®é cña c¶ 3 giai ®o¹n ®Òu t¨ng nªn tèc ®é ph¶n øng t¨ng nh­ng ®é trïng hîp trung b×nh gi¶m. - ChÊt kÝch thÝch: T¨ng nång ®é chÊt kÝch thÝch, tèc ®é trïng hîp t¨ng, khèi l­îng ph©n tö polime gi¶m; chÊt kÝch thÝch kh¸c nhau còng ¶nh h­ëng kh¸c nhau. - Nång ®é monome: Khi t¨ng nång ®é monome th× tèc ®é ph¶n øng t¨ng, khèi l­îng ph©n tö polime t¨ng. - ¸p suÊt: ¸p suÊt kho¶ng vµi chôc atm kh«ng ¶nh h­ëng ®Õn qu¸ tr×nh trïng hîp, nh­ng ë ¸p suÊt cao hoÆc siªu cao (3000-3500atm) th× tèc ®é trïng hîp t¨ng vµ khèi l­îng ph©n tö polime t¨ng. - CÊu tróc lËp thÓ cña monome: C¸c nhãm thÕ lín cã kh¶ n¨ng ch¾n liªn kÕt ®«i lín nªn lµm gi¶m kh¶ n¨ng tÊn c«ng cña gèc tù do vµo monome. VÝ dô: C6H5–CH=CH–C6H5 kh«ng cã kh¶ n¨ng trïng hîp C¸c nhãm thÕ hót e hoÆc ®Èy e ®Òu lµm ph©n cùc liªn kÕt ®«i vµ t¨ng kh¶ n¨ng ph¶n øng cña monome. V× vËy nh÷ng monome ®èi xøng cÇn x¶y ra ë ®iÒu kiÖn kh¾c nghiÖt h¬n monome kh«ng ®èi xøng. d/ Ph¶n øng chuyÓn m¹ch: Bao giê ph¶n øng trïng hîp còng x¶y ra ph¶n øng chuyÓn m¹ch. Sù chuyÓn m¹ch th­êng x¶y ra do c¸c trung t©m ho¹t ®éng (gèc polime) t¸c dông víi t¹p chÊt hay dung m«i… A–B lµ dung m«i hay t¹p chÊt Ph¶n øng chuyÓn m¹ch cã thÓ x¶y ra qua monome, dung m«i, chÊt kÝch thÝch, chÊt phô gia, chÊt øc chÕ, chÊt t¾t m¹ch, chÊt ®iÒu hoµ… 1.2. Ph¶n øng trïng hîp cation: a/ Xóc t¸c: Ph¶n øng x¶y ra khi cã xóc t¸c axit Lewis (BF3, TiCl4, AlCl3, SnCl4,…), Ýt dïng H+, HCl, H2SO4 (v× c¸c anion cña c¸c axit cã ¸i lùc lín víi cation polime). Cã thÓ sö dông chÊt ®ång xóc t¸c nh­ H2O, ROH, HX. Ngoµi ra cã thÓ sö dông xóc t¸c iod khi trïng hîp c¸c vinylete. Ho¹t tÝnh cña mét sè chÊt xóc t¸c cã thÓ s¾p xÕp nh­ sau: BF3 > AlCl3 > TiCl4 > TiBr4 > SnCl4 > BCl3 > BBr3. Cation sinh ra cã thÓ tõ chÊt xóc t¸c, ®ång xóc t¸c hoÆc c¶ 2 (cã A+) VÝ dô: TiCl4 + HOH H+[TiCl4OH]– SnCl4 + HCl H+ + SnCl5– V× vËy, c¸c chÊt xóc t¸c nµy lµ nh÷ng tiÓu ph©n electrofin cã kh¶ n¨ng kÕt hîp víi monome ®Ó t¹o thµnh cacbocation trung gian. b/ C¬ chÕ: - Giai ®o¹n t¹o cacbocation: ChÊt xóc t¸c A+ + B– - Giai ®o¹n ph¸t triÓn m¹ch: T¹o cation polime - Giai ®o¹n t¾t m¹ch: Cation polime kÕt hîp víi anion ®Ó t¹o ph©n tö trung hoµ vµ t¸i t¹o xóc t¸c hoÆc t¸ch H+ t¹o nèi ®«i C=C ë cuèi m¹ch. VÝ dô: c/ Tèc ®é ph¶n øng: B»ng thùc nghiÖm, ng­êi ta ®· x¸c ®Þnh ®­îc tèc ®é cña ph¶n øng trïng hîp cation v=k.[M]2.[XT] ([AM+] ®­îc coi lµ [XT]) d/ Mét sè chó ý: - CÇn lùa chän dung m«i cã kh¶ n¨ng solvat hãa cation kÐm ®Ó t¨ng kh¶ n¨ng ph¶n øng cña cation vµo monome míi, tr¸nh chän dung m«i cã kh¶ n¨ng ph¶n øng m¹nh víi monome v× ph¶n øng sÏ dõng l¹i. - CÇn chän dung m«i cã kh¶ n¨ng solvat hãa tèt anion v× nã sÏ h¹n chÕ qu¸ tr×nh t¾t m¹ch lµ lµm t¨ng ®é trïng hîp trung b×nh cña polime. - Ph¶n øng cã thÓ x¶y ra ë nhiÖt ®é thÊp vµ cã tèc ®é lín nh­ng thu ®­îc polime ®iÒu hßa h¬n so víi c¬ chÕ gèc. 1.3. Trïng hîp anion: a/ Xóc t¸c: Xóc t¸c cho ph¶n øng trïng hîp anion th­êng lµ chÊt cho electron nh­ baz¬, kim lo¹i kiÒm (Na, K…), hi®rua kim lo¹i (LiAlH4, LiH, NaH, KH…), ami®ua kim lo¹i (NaNH2, KNH2…) hîp chÊt c¬ kim (R–MgHal, R–Na, R–K…), phøc chÊt. Monome trong lo¹i ph¶n øng nµy th­êng lµ nh÷ng monome cã nhãm hót electron nh­ –NO2, –CN, –C6H5… b/ C¬ chÕ: Cã 2 lo¹i c¬ chÕ kh¸c nhau phô thuéc vµo chÊt xóc t¸c * Trïng hîp anion thuÇn tuý: Khi cã xóc t¸c lµ baz¬, hi®rua kim lo¹i, ami®ua kim lo¹i - Giai ®o¹n t¹o cacbanion: VÝ dô: NaH Na+ + H– KNH2 K+ + NH2– H– hay NH2– gäi chung lµ B– - Giai ®o¹n ph¸t triÓn m¹ch: T¹o anion polime - Giai ®o¹n t¾t m¹ch: Anion polime lÊy H+ trong hçn hîp ph¶n øng t¹o ph©n tö trung hßa: * Trïng hîp anion–phèi trÝ: Khi cã xóc t¸c lµ hîp chÊt c¬ kim hay phøc chÊt - Giai ®o¹n kh¬i mµo: RMe R– + Me+ ( R–Me+ RMgHal R– + MgHal– - Giai ®o¹n ph¸t triÓn m¹ch: T¹o liªn kÕt phèi trÝ gi÷a kim lo¹i víi polime ®¹ng h×nh thµnh - Giai ®o¹n t¾t m¹ch: anion polime nhËn H+ trong hçn hîp ph¶n øng t¹o ph©n tö trung hßa vµ gi¶i phãng cation kim lo¹i: c/ Tèc ®é ph¶n øng: B»ng thùc nghiÖm, ng­êi ta ®· x¸c ®Þnh ®­îc tèc ®é cña ph¶n øng trïng hîp anion: v=k.[M]2.[XT] d/ Mét sè chó ý: - Víi monome nh­ buta®ien–1,3 khi dïng xóc t¸c NaNH2 th× chØ kÕt hîp víi 1 nèi ®«i, cßn khi dïng xóc t¸c lµ hîp chÊt c¬ kim R–Me th× c¶ 2 nèi ®«i ®Òu tham gia ph¶n øng víi 2 trung t©m cña xóc t¸c lµ R– vµ Me+. - NÕu dïng xóc t¸c kim lo¹i kiÒm còng x¶y ra t­¬ng tù nh­ anion–phèi trÝ, nh­ng ë giai ®o¹n trung gian xuÊt hiÖn ion–gèc. Sau ®ã 2 gèc kÕt hîp víi nhau t¹o thµnh hîp chÊt c¬ kim vµ ph¶n øng tiÕp theo c¬ chÕ anion: 1.4. Trïng hîp ®iÒu hßa lËp thÓ: a/ CÊu tróc ®iÒu hoµ lËp thÓ: Monome cña etilen thÕ CH2=CHX khi t¹o polime sÏ t¹o thµnh trung t©m bÊt ®èi V× vËy sÏ t¹o nªn sù kh¸c nhau vÒ cÊu h×nh cña cacbon trong m¹ch polime. Mçi trung t©m bÊt ®èi cã 1 trong 2 cÊu h×nh lµ (R) hoÆc (S). - NÕu c¸c trung t©m bÊt ®èi s¾p xÕp theo trËt tù: RRR… hay SSS… gäi lµ polime isotactic - NÕu c¸c trung t©m bÊt ®èi s¾p xÕp theo trËt tù: SRSRSRSR… gäi lµ polime syn®iotactic - NÕu c¸c trung t©m bÊt ®èi s¾p xÕp kh«ng theo theo trËt tù x¸c ®Þnh gäi lµ polime atactic. b/ C¬ chÕ ph¶n øng trïng hîp ®iÒu hoµ lËp thÓ: Ph¶n øng trïng hîp ®iÒu hßa lËp thÓ còng lµ ph¶n øng trïng hîp anion khi dïng xóc t¸c Siegler-Natta nh­: TiCl4 + Al(C2H5)3 hoÆc TiCl3 + Al(C2H5)3. VÝ dô, víi xóc t¸c TiCl3 + Al(C2H5)3 sÏ t¹o ra 4 trung t©m ph¶n øng (a), (b), (c), (d) sau: Monome l¹i tiÕp tôc tÊn c«ng vµo trung t©m (d) nh­ ®· tÊn c«ng vµo (a) vµ ph¶n øng l¹i tiÕp tôc x¶y ra qua c¸c giai ®o¹n nh­ vËy. Qu¸ tr×nh tiÕp tôc x¶y ra liªn tôc vµ thu ®­îc polime cã cÊu h×nh ®iÒu hoµ lËp thÓ. Theo c¬ häc l­îng tö th× trung t©m ho¹t ®éng lµ ion Titan cã cÊu h×nh b¸t diÖn vµ cã AO trèng. Monome tÊn c«ng vµo AO trèng ®ã t¹o liªn kÕt phèi trÝ vµ më vßng. Sau ®ã l¹i ®ãng vßng ®Ó gi¶i phãng AO trèng míi råi l¹i t¹o liªn kÕt phèi trÝ míi… Cã 3 kh¶ n¨ng x¶y ra: - NÕu tèc ®é tÊn c«ng cña monome vµo AO trèng lín h¬n tèc ®é chuyÓn vÞ trÝ cña gèc polime vÒ vÞ trÝ cò th× thu ®­îc polime syn®iotactic. – NÕu tèc ®é tÊn c«ng cña monome vµo AO trèng nhá h¬n tèc ®é chuyÓn vÞ trÝ cña gèc polime th× thu ®­îc polime isotactic. - NÕu 2 tèc ®é ®Òu kh«ng chiÕm ­u thÕ th× thu ®­îc polime atactic. Nh­ vËy, tÝnh lËp thÓ cña polime thu ®­îc phô thuéc vµo tèc ®é chuyÓn vÞ trÝ cña gèc polime vµ tèc ®é tÊn c«ng cña monome vµ AO trèng cña Titan. ë nhiÖt ®é thÊp (-80OC), tèc ®é chuyÓn vÞ trÝ cña gèc polime nhá h¬n tèc ®é tÊn c«ng cña monome nªn thu ®­îc polime syn®iotactic. Giai ®o¹n t¾t m¹ch trong trïng hîp ®iÒu hoµ lËp thÓ x¶y ra b»ng sù chuyÓn hi®ro cña polime ®ang lín m¹ch cho monome hoÆc cho phøc xóc t¸c. Do ®ã sÏ thu ®­îc polime cã liªn kÕt ®«i C=C ë cuèi m¹ch. 1.5. Ph¶n øng trïng hîp bËc: (trïng hîp dêi chuyÓn) Ph¶n øng x¶y ra do sù dêi chuyÓn nguyªn tö hi®ro linh ®éng cña monome nµy tíi trung t©m nhËn hi®ro cña monome kh¸c. Ph¶n øng kh«ng ®i qua nh÷ng tiÓu ph©n trung gian lµ ion hay gèc mµ sau mçi lÇn kÕt hîp gi÷a 2 monome h×nh thµnh tiÓu ph©n hoµn toµn bÒn, khèi l­îng ph©n tö polime t¨ng dÇn sau mçi lÇn kÕt hîp, do ®ã ph¶n øng nµy cßn gäi lµ trïng hîp bËc - §iÒu kiÖn ®Ó cã lo¹i ph¶n øng nµy lµ monome cã 2 nhãm chøc cã H linh ®éng (-NH2; -OH) ph¶n øng víi monome cã 2 nhãm cã kh¶ n¨ng nhËn Hi®ro (-N=C=O; C=C; C(C) hoÆc mét monome cã chøa 1 nhãm cho H vµ 1 nhãm chøc nhËn H. VÝ dô 1: Ph¶n øng t¹o poliuretan (chøa nhãm –NH–COO–) VÝ dô 2: Ph¶n øng t¹o poliure (chøa nhãm (–NH–CO–NH–) VÝ dô 3: Trïng hîp isobutilen trong H2SO4 ®Æc - NÕu dïng monome cã 3 hay nhiÒu nhãm chøc sÏ thu ®­îc polime ba chiÒu. §Æc ®iÓm: KLPT cña polime t¨ng lªn tõ tõ nªn cã thÓ dõng ph¶n øng theo ý muèn. 1.6. Ph¶n øng trïng hîp më vßng: Mét sè hîp chÊt m¹ch vßng cã kh¶ n¨ng tham gia ph¶n øng trïng hîp t¹o thµnh polime m¹ch th¼ng: A cã thÓ lµ –CO–NH–, –COO–, –NH–(imin), –O–, –S–S–… VÝ dô 1: Trïng hîp ete vßng thu ®­îc poliete VÝ dô 2: Trïng hîp lactam thu ®­îc poliamit (ph©n c¾t liªn kÕt –CO–NH– trong monome) VÝ dô 3: Trïng hîp lacton thu ®­îc polieste (ph©n c¾t liªn kÕt O–C trong monome) VÝ dô 4: C¸c tr­êng hîp kh¸c Mét sè chó ý: - Xicloankan vßng 3, 4 c¹nh kh«ng bÒn vÒ mÆt nhiÖt ®éng nh­ng bÒn vÒ mÆt ®«ng häc nªn kh«ng trïng hîp. - C¸c hîp chÊt kh«ng bÒn vÒ mÆt nhiÖt ®éng vµ ®éng häc nh­ng hoµn toµn tinh khiÕt còng kh«ng trïng hîp ®­îc. Muèn trïng hîp ph¶i cã chÊt ho¹t hãa (cã vai trß ph©n c¾t mét liªn kÕt nµo ®ã trong vßng). VÝ dô (–caprolactam tinh khiÕt vµ khan tuyÖt ®èi th× ë 200OC vµ 200giê còng kh«ng trïng hîp ®­îc, nh­ng nÕu cã 1 Ýt n­íc hay axit, amin th× ph¶n øng x¶y ra tøc thêi. 1.7. Ph¶n øng ®ång trïng hîp: Lµ ph¶n øng trïng hîp 2 hay nhiÒu monome kh¸c nhau ®Ó t¹o thµnh polime gäi lµ Copolime C¸ch s¾p xÕp cña c¸c monome trong m¹ch Copolime cã thÓ mang tÝnh ngÉu nhiªn. Song chóng cã 2 lo¹i ®Æc tr­ng: - Copolime khèi - Copolime ghÐp. Qu¸ tr×nh ®ång trïng hîp còng cã thÓ x¶y ra theo c¸c c¬ chÕ: gèc cation, anion nh­ng qu¸ tr×nh diÓn ra phøc t¹p h¬n. VÝ dô: Ph¶n øng ®ång trïng hîp gèc víi 2 monome M1 vµ M2 còng cã 3 giai ®o¹n nh­ng phøc t¹p h¬n Giai ®o¹n kh¬i mµo: Giai ®o¹n ph¸t triÓn m¹ch: Giai ®o¹n t¾t m¹ch: C¸c gèc kÕt hîp víi nhau hoÆc chuyÓn H tõ gèc nµy sang gèc kh¸c t¹o nèi ®«i C=C ë cuèi m¹ch. (§éng häc sÏ nghiªn cøu cô thÓ trong chuyªn ®Ò polime). Tuú theo nång ®é monome, kh¶ n¨ng ph¶n øng cña c¸c gèc polime… mµ thµnh phÇn cña monome trong polime sÏ kh¸c nhau. 1.8/ C¸c ph­¬ng ph¸p thùc nghiÖm tiÕn hµnh trïng hîp a/ Trïng hîp khèi: X¶y ra trong t­êng ng­ng tô gåm monome, chÊt kÝch thÝch, cã thÓ thªm chÊt øc chÕ, chÊt hãa dÎo…d­íi t¸c dông cña nhiÖt hay ¸nh s¸ng. Polime thu ®­îc cã KLPT lín nh­ng rÊt kh«ng ®ång ®Òu, kh¶ n¨ng chÕ biÕn polime rÊt khã kh¨n nªn ph­¬ng ph¸p nµy hiÖn nay Ýt dïng. b/ Trïng hîp trong dung dÞch Ph¶n øng ®­îc tiÕn hµnh trong dung m«i. Polime thu ®­îc cã tÝnh ®ång ®Òu vÒ KLPT nh­ng thÊp. Cã 2 ph­¬ng ph¸p trïng hîp trong dung dÞch – Trïng hîp thu ®­îc polime tan hay dung dÞch polime – Trïng hîp thu ®­îc polime kh«ng tan trong dung m«i, t¸ch ra khái dung dÞch b»ng c¸ch läc hay cho bay h¬i dung m«i. c/ Trïng hîp nhò t­¬ng Ph­¬ng ph¸p nµy ®­îc sö dông phæ biÕn trong c«ng nghiÖp, polime thu ®­îc d­íi d¹ng dung dÞch keo gièng nh­ latex cao su. Ph­¬ng ph¸p nµy sö dông m«i tr­êng khuÕch t¸n lµ n­íc, monome kh«ng tan trong n­íc nh­ng tan trong dung dÞch nhò t­¬ng hãa, v× thÕ ng­êi ta thªm mét Ýt chÊt nhò t­¬ng hãa (nh­ xµ phßng) cã t¸c dông lµm gi¶m søc c¨ng bÒ mÆt cña 2 t­íng monome–n­íc, lµm t¨ng kh¶ n¨ng tan cña monome trong n­íc, gi¶m kh¶ n¨ng tæ hîp monome. d/ Trïng hîp huyÒn phï X¶y ra t­¬ng tù nh­ trung hîp nhò t­¬ng nh­ng chÊt nhò t­¬ng lµ polime h¸o n­íc nh­ vinilon, tinh bét…lµm chÊt æn ®Þnh. ChÊt æn ®Þnh hÊp thô trªn bÒ mÆt c¸c h¹t monome khi khuÊy m¹nh vµ ng¨n c¶n sù tæ hîp l¹i. ChÊt kÝch thÝch hoµ tan trong nh÷ng giät monome vµ ph¶n øng x¶ ra trong ®ã t¹o thµnh h¹t cÇu polime dÔ kÕt tña kh«ng cÇn chÊt ®«ng tô mµ l¾ng xuèng khi ngõng khuÊy. e/ Trïng hîp trong t­íng khÝ Ph¶n øng hiÖn cßn Ýt dïng, trõ ph¶n øng trïng hîp etilen khi cã mÆt oxi d­íi ¸p suÊt cao. f/ Ph¶n øng trïng hîp trong t­íng r¾n Ph­¬ng ph¸p trïng hîp nhanh trong t­íng r¾n lµ lµ ph­¬ng ph¸p chïm ph©n tö khi cho bay h¬i monome vµ chÊt kÝch thÝch trong ch©n kh«ng råi ng­ng tô trªn bÒ mÆt ®­îc lµm l¹nh ®Õn –196OC. Mµng r¾n thuû tinh hãa t¹o thµnh ngay khi ®ã vµ ®· chøa trung t©m ho¹t ®éng bÞ ®«ng l¹nh. Ph¶n øng t¹o thµnh polime x¶y ra khi nhiÖt ®« t¨ng tíi –160 ®Õn –100OC kÌm theo tiÕng næ chíp nho¸ng. Polime thu ®­îc ë d¹ng tinh thÓ. 2/ Ph­¬ng ph¸p trïng ng­ng: Trïng ng­ng lµ qu¸ tr×nh céng hîp liªn tiÕp c¸c monome t¹o thµnh polime, ®ång thêi cã gi¶i phãng c¸c ph©n tö nhá nh­ H2O, NH2, HCl, CO2, muèi v« c¬… §iÒu kiÖn cña c¸c monome: Monome ph¶i cã chøa Ýt nhÊt 2 nhãm chøc cã kh¶ n¨ng ph¶n øng ®­îc víi nhau. T­¬ng t¸c gi÷a 2 nhãm chøc sÏ h×nh thµnh nhãm chøc míi trong ph©n tö polime nh­ b¶ng sau: Nhãm chøc monome  Nhãm chøc polime  Lo¹i polime   Hal–R–Hal  –C–C–  Polihidrocacbon   HO–R–OH  –O–  Poliete   HOOC–R–COOH 
 Polianhi®rit   §iol + §ioic 
 Polieste