Đề tài
POLIME TAN TRONG NƯỚC TRÊN CƠ
SỞ NHỰA ACRYLIC ỨNG DỤNG LÀM
CHẤT TẠO ĐÔNG, NHŨ TƯƠNG, TẠO
GEL VÀ TẠO BÔNG
Giảng viên
TS. Trần Xuân Mậu

Học viên thực hiện
Hoàng Hải Hậu

Ngày 11/04/2017

1


Mục Lục
1. Giới thiệu chung
1.1. Polyme là
1.2.
Polyme
thiên
gì?
nhiên
1.3. Polyme tổng
hợp
2. Nhựa arcrylic
2.1. Giới thiệu về nhựa acrylic
2.2. Tính chất vật
lý 2.3. Tính chất hóa học
3. Đặc trưng của polyme

3.1. Thành phần và đặc tính
3.2. Nguyên nhân sử dụng polime
4. Tổng hợp
4.1.
Trùng
hợp
4.1.1 Trùng hợp
gốc4.1.2 Các phương pháp tiến hành trùng hợp
gốc 5. Ứng dụng

2


1. Giới thiệu chung
1.1. Polyme là gì?
- Polyme là những hợp chất cao phân tử mà trong phân
tử gồm nhiều phần tử nhỏ hơn gọi là mắc xích.

- Polyme có thể được tạo thành từ phản ứng trùng hợp
hoặc trùng ngưng.

3


1. Giới thiệu chung
1.2. Polyme thiên nhiên
- Ưu điểm: sẵn có trong tự nhiên, không gây hại
với môi trường, độ tinh khiết về mặt lập thể
cao.
- Nhược điểm: sản xuất có hạn, khai thác từ thiên

nhiên làm mất cân bằng sinh thái…
4


1. Giới thiệu chung
1.3. Polyme tổng hợp
- Ưu điểm: sản xuất được hàng loạt.
- Nhược điểm: tính đồng đều về mặt lập thể
không cao, điều kiện về máy móc cũng như
trang thiết bị .

5


2. Nhựa arcrylic
2.1. Giới thiệu về nhựa acrylic
- Nhựa acrylic hay poli(acrylic axit), ký hiệu PAA
- Có công thức chung là [-CH2CH(COOH)]n.
- Nó được coi như một poliaxit với các mắc xích
là
-CH2-CH(COOH)-.
- Một số dẫn xuất polyme tan của nó bao gồm
poli(acrylic amit), polimaleic, poli(2-aminoetyl
acrylat), poli(2-hiđroxipropyl acrylat)…

6


2. Nhựa arcrylic
2.2. Tính chất vật lý:


- Ở điều kiện thường, PAA là chất rắn hút ẩm
mạnh, giòn và không màu.
- PAA có thể được hòa tan trong nước. Độ tan
của PAA khô trong nước tăng lên khi nhiệt độ
của nước tăng.

7


2. Nhựa arcrylic
2.3. Tính chất hóa học:
- Trong dung dịch với pH gần trung tính, PAA tồn
tại dạng anion polyme.
- PAA có khả năng liên kết với H2O, từ đó hấp
thụ và giữ nước, đồng thời làm cho khối lượng
phân tử PAA tăng lên so với nguyên chất.
- Ở nhiệt độ trên 200 đến 250oC, PAA mất nước
và tạo thành anhiđric polyme không tan trong
nước.
8


3. Đặc trưng của polyme
3.1. Thành phần và đặc tính
- Cấu trúc phân tử gồm 2 phần ưa nước và kỵ
nước
+ Phần kỵ nước này làm ổn định phân tử
polyme và làm cho polyme có các đặc tính
chung

+ Phầncủa
ưa polyme.
nước của các polyme (COOH) khiến
cho các polyme này có các đặc tính khác hẳn
các polyme thông thường.
9


3. Đặc trưng của polyme
3.1. Thành phần và đặc tính
- Độ tan trong nước của các chất cao, đồng thời
khả năng tạo màng cao.
- Trong dung dịch, các polyme tồn tại ở dạng
ion mang điện tích do sự phân ly H+, do đó
tăng cường khả năng hấp phụ nước đồng thời
hình thành nên một màng đối với các hợp chất
trong môi trường nước.
10


3. Đặc trưng của polyme
3.2. Nguyên nhân sử dụng polime
- Các polyme tan trên cơ sở nhựa acrylic tan
được trong nước ở dạng axit hoặc muối tham gia
như một chất hoạt động bề mặt.
- Số lượng dẫn xuất lớn với các tính chất khác
nhau về vật lý cũng như tính chất hóa học nên có
thể lựa chọn được dẫn xuất phù hợp đáp ứng
được yêu cầu về điều kiện tiến hành phản ứng
hay đặc tính của sản phẩm tạo thành …

11


4. Tổng hợp
4.1. Trùng hợp
Trùng hợp là phản ứng kết hợp một số lớn
các phân tử monome với nhau tạo thành hợp chất
cao phân tử, không giải phóng sản phẩm phụ

12


4. Tổng hợp
4.1.1 Trùng hợp gốc
Phương trình tổng quát có thể viết:
nM → (- M- )n
Dựa vào bản chất của trung tâm hoạt động,
chia quá trình trùng hợp thành: trùng hợp gốc,
trùng hợp ion.

13


4. Tổng hợp
4.1.1 Trùng hợp gốc
Điều kiện để monome tham gia phản ứng:
- Các monome có liên kết đôi
- Các monome có cấu tạo vòng
Nhựa acrylic chủ yếu được điều chế bằng phản
ứng trùng hợp gốc với tác nhân xúc tác là peoxit.


14


4. Tổng hợp
4.1.1 Trùng hợp gốc
Cơ chế phản ứng trong quá trình điều chế nhựa
acrylic xảy ra qua 3 giai đoạn như sau:
Giai đoạn khơi mào: Người ta dùng khơi mào hóa
chất với tác nhân peoxit.
R-O-O-R → 2RO●
RO● + >C=C< → >C(OR)-C●<
15


4. Tổng hợp
4.1.1 Trùng hợp gốc
Giai đoạn phát triển mạch:
+ Ở giai đoạn này xảy ra hàng loạt các bước cộng
các monome vào các gốc tự do đang phát triển.
+ Hình thành nên nhiều gốc tự do mới có kích
thước lớn hơn gốc tự do cũ.
R1o + M -> R2o
R2o + M -> R3o
R3o + M -> R4o
…
Rn-1o + M -> Rno

16



4. Tổng hợp
4.1.1 Trùng hợp gốc
Giai đoạn ngắt mạch
Sự ngắt mạch: quá trình bảo hòa các điện tử tự
do của gốc đang phát triển, từ đó làm mất đi các
gốc tự do trong hệ.
- Các gốc đang phát triển tương tác với nhau
theo hai hướng
+ Tái kết hợp
+ Tái phân bố
- Gốc tự do khơi mào kết hợp với gốc tự do
đang phát triển.
- Các chất ức chế kết hợp với gốc tự do đang
phát triển.
17


4. Tổng hợp
4.1.2 Các phương pháp tiến hành trùng
hợp gốc
a)Trùng hợp khối
- Trùng hợp khối là phương pháp tiến hành trùng
hợp monome ở pha ngưng tụ, không dùng dung
môi.
- Chất khơi mào thường sử dụng là các peoxyt
hữu cơ.
18



4. Tổng hợp
4.1.2 Các phương pháp tiến hành trùng
hợp
gốchợp huyền phù (trùng hợp giọt)
b)
Trùng
- Cơ chế và động học của phản ứng trùng hợp
huyền phù gần giống như trùng hợp khối (các
"khối" ở đây là các giọt monomer khuếch tán
trong
- Chấtnước).
khơi mào được sử dụng: các peoxyt hữu cơ
hoặc các hợp chất azo và diazo tan trong
monome.
- Kích thước các "khối" có thể điều chỉnh được
bằng cách thay đổi tốc độ khuấy, hàm lượng chất
19


4. Tổng hợp
4.1.2 Các phương pháp tiến hành trùng
hợp
gốchợp kết tủa
c)Trùng
- Phương pháp này sử dụng dung môi có thể hòa
tan được các monome và nước nhưng không hòa
tan được polime tạo thành.
- Đầu tiên hòa tan các monome và nước trong
dung môi, sau đó tiến hành phản ứng với sự có
mặt của nước chất hoạt động bề mặt.

Monome + H2O + HĐBM → polime
- Polyme được tạo thành không tan trong dung
môi nên lắng xuống.
- Lọc lấy kết tủa ta thu được polyme cần.
20


4. Tổng hợp
4.1.2 Các phương pháp tiến hành trùng
hợp gốchợp dung dịch
d)Trùng
- Sử dụng các monome tan trong dung môi, còn
polyme có thể tan hoặc không tan.
- Trường hợp nếu polyme tạo thành tan trong
dung môi thì thuận lợi nhất là sử dụng ngay dung
dịch polyme thu được
- Nhược điểm: có thể xảy phản ứng chuyển mạch
qua dung môi làm giảm khối lượng phân tử trung
bình của polyme
21


4. Tổng hợp
4.1.2 Các phương pháp tiến hành trùng
hợp gốc
e)Trùng hợp nhũ tương
- Phương pháp này sử dụng rộng rãi nhất trong
công nghiệp.
- Trùng hợp nhũ tương xảy ra với tốc độ lớn ở
nhiệt độ tương đối thấp, thu được những polyme

có phân tử lượng cao và ít đa phân tán.
- Hệ nhũ tương thường không bền nên cho thêm
vào hệ chất nhũ hóa để tăng cường sự tạo nhũ và
tính bền vững của nhũ tương.
22


4. Tổng hợp
4.1.2 Các phương pháp tiến hành trùng
hợp gốc
Nghiên cứu động học trùng hợp nhũ tương cho
thấy:
- Vai trò của chất nhũ hoá là tăng cường và ổn
định nhũ tương, ảnh hưởng trực tiếp đến quá
trình trùng hợp và ở một mức độ đáng kể, quyết
định cơ chế của quá trình trùng hợp.
- Khi tăng nồng độ chất nhũ hoá, tốc độ trùng hợp
tăng lên.

23


5. Ứng dụng
5.1. Chất làm đặc
- Chất làm đặc latex: rất nhiều ứng dụng cần đến
quá trình làm đặc các hệ latex polime.
- Polyme acrylic tan trong nước là chất làm đặc
latex hiệu quả.
- Khả năng thay đổi hoạt động làm đặc: điển hình
và có thể do thành phần latex khác nhau đặc biệt

là bản chất của chất nhũ hóa.
24


5. Ứng dụng
5.1. Chất làm đặc
- Sơn latex là một lĩnh vực phát triển nhanh, điều
chỉnh loại sơn này để thu được độ nhớt mong
muốn là cần thiết cho ứng dụng phun, lăn và
quét.
- Trong các dây chuyền làm sợi vải, làm đặc hồ
in thường được thực hiện cùng với polyme
acrylic tan trong nước để sử dụng làm thành
phần chấp vá.
- Kem đánh răng hay bọt cạo râu được làm đặc
bằng các polyme này. Kem được làm bền bằng
kim loại kiềm và muối natri của poly(acrylic 25