Điều chế nhựa - Cao su Nhân Tạo

Sự hình thành nhựa nhân tạo đến từ hiện tượng kết nối giữa những đơn phân tử (
Momomere ) có sẵn trong một số thành phẫm của dầu hỏa thông qua phương
pháp chưng cất. Tuy nhiên nguyên lý chủ yếu cho hiện tượng kết nối này chính
là những phản ứng, lệ thuộc rất nhiều vào hoá tính của những phân tử thành
phần.
Người ta phân biệt những phản ứng hóa học sau đây đóng vai trò quan trọng
trong việc kết nối các phân tử lại với nhau.
Phản
ứng trùng hợp ( Polymerisation )
Phản
ứng ngưng tụ ( Polykondensation )
Phản
ứng cộng ( Polyaddition )
3.1 Phản ứng trùng hợp
Các nhóm đơn phân tử ( Monomere ) có nối đôi, hợp nhất lại thành chuỗi đơn
phân tử ( Monomermolekuele ), rồi tiến đến kết nối thành chuỗi cao phân tử (
Makromolekuele). Để khởi động phản ứng trùng hợp người ta thường thêm vào
những chất xúc tát ( Katalisator, Initiator ) để giúp cho hiện tượng bứt nối đôi
hình thành và nối kết các gốc( Radikal ) hay Ion được tiến hành nhanh hơn. Nói
cách khác, trong phản ứng trùng hợp các nối đôi mở ra và nối kết với hệ thống
các nối đôi khác thành chuỗi cao phân tử có nối đơn.
Người ta cũng diễn đạt đơn giản tiến trình trùng hợp nói trên với một đơn phân
tử nằm trong ngoặc, với n biểu tượng cho sự lặp lại nhiều lần.
Một vài loại nhựa điển hình với phản ứng trùng hợp:
* Polyethylen (PE, Hostalentypen),
* Polypropylen (PP, Hostalentypen),
* Polyvinylchlorid (PVC),
* Polymethylmethacrylat (PMMA, Plexiglas, Acrylglas),
* Polyacrylnitril (PA, Polyacryl, Chemiefasern),
* Polystyrol (PS, Styropor),
* Polytetrafluorethen (PTFE, Teflon),
* Butadienpolymerisate (Buna, analoges Naturstoffbeispiel: Polyisopren
Kautschuk).
3.2 Phản ứng ngưng tụ
Khởi đầu với phản ứng kết nối của hai phân tử thông qua kết quả tách rời của
một phân tử nhỏ nằm trong hai phân tử này, gọi là sản phẩm phụ. Kết quả tách
rời thường là nước, rượu, ammoniak, acit hữu cơ.....v/d hiện tượng Esterhoá.
Phản ứng ngưng tụ cần ít nhất hai nhóm phân tử khác nhau, chứa bên trong
những phân tử có khả năng gây phản ứng tạo ra sản phẫm phụ và sau đó tách rời
khỏi hai nhóm phân tử đầu tiên, các nhóm phân tử còn lại sẽ kết nối với nhau
thành chuỗi cao phân tử.
Thí dụ: phản ứng của hai nhóm Carboxyl (COOH) với nhóm Hydroxyl (OH) tạo
ra Ester; còn được gọi với tên Polyester.
Ngoài nhựa Polyester cũng có những sản phẫm khác được nhiều người biết đến,
được điều chế từ phản ứng ngưng tụ.
Thí du.: nhựa PhenolFormaldehyd
( còn được gọi với tên Fócmêca
), Nylon,
Perlon ( ứng dụng cho kỹ nghệ tơ sợi nhân tạo )
Thí dụ: Tiến trình điều chế nhựa Polyesters (PET)
Công thức diễn tả đơn giản:
Một vài loại nhựa điển hình được điều chế với phản ứng ngưng tụ:
* Polyester (PET, Trevira, Terylen, Polycarbonate, Nhiên liệu: DNA)
* Polyamide (Nylon, Perlon, Kevlar, Naturstoffbeispiel: Protein)
* Nhựa Formaldehyd (Nhựa Phenol, nhựa Bakelit, nhựa khai , nhựa Melamin)
* Polycarbonate
* Polyether (Nhiên liệu: Cellulose)
3.3 Phản ứng cộng
Trong phản ứng cộng các nhóm đơn phân tử cộng lại lại với nhau, gần giống như
phản ứng trùng hợp, nhưng trong phản ứng cộng không tạo ra sản phẩm phụ.
Thí dụ: Rựu Butandiol cộng với Diisocyanate:
Công thức diễn tả đơn giản:
Một vài loại nhựa điển hình được điều chế với phản ứng cộng:
* Polyurethan (PU)
* Epoxidharze
* Perlon
* Polyether