Giáo trình Hóa lý Polymer

Nội dung text: Giáo trình Hóa lý Polymer

1. III.Mäüt säú lyï thuyãút vãö dung dëch caïc håüp cháút cao phán tæí: 1. Thuyãút Mixel: Træåïc âáy ngæåìi ta mä taí baín cháút cuía dung dëch polimer bàòng thuyãút Mixel. Theo thuyãút naìy, trong dung dëch caïc âaûi phán tæí nàòm dæåïi daûng Mixel vç dung dëch polimer coï mäüt säú tênh cháút tæång tæí Mixel: Khäng coï khaí nàng tháøm têch. Aïp suáút tháøm tháúu beï. Khaí nàng khuãúch taïn nhoí. Tuy nhiãn thæûc tãú polimer khäng phaíi laì mixel vç: Thuyãút Mixel laì thuyãút vãö baín cháút cuía caïc hãû thäúng keo tiãu biãøu maì caïc hãû thäúng keo laì nhæîng hãû thäúng khäng bãön nhiãût âäüng, trong khi âoï dung dëch polimer bãön nhiãût âäüng do âoï thuyãút Mixel khäng phuì håüp våïi dung dëch polimer. 2. Thuyãút phán tæí: Cho ràòng dung dëch polimer coï âäü phán taïn phán tæí. Thuyãút naìy âuïng do coï nhiãöu âiãøm phuì håüp våïi thæûc tãú: Xaïc âënh âuïng troüng læåüng phán tæí cuía polimer trong dung dëch loaîng. Quaï trçnh hoaì tan polimer laì tæû phaït. Dung dëch polimer bãön nhiãût âäüng. Dung dëch polimer khäng cáön cháút äøn âënh. Dung dëch polimer laì hãû thäúng cán bàòng nhiãût âäüng. 3. Thuyãút måïi: Thæìa nháûn thuyãút phán tæí nhæng coï hai âiãøm: Dung dëch polimer luän coï hiãûn tæåüng solvat. Tuy nhiãn hiãûn tæåüng naìy khäng maûnh làõm åí dung dëch polimer. Caïc phán tæí polimer hay màõt xêch cuía phán tæí kãút håüp våïi nhau.
2. Mäüt Polymer chè tan trong mäüt säú dung mäi nháút âënh, træåïc quaï trçnh hoaì tan bao giåì cuîng xaíy ra hiãûn tæåüng træång. Sæû træång khäng chè laì sæû tháúm cuía caïc phán tæí dung mäi vaìo pha Polymer láúp âáöy caïc läù häùng hoàûc xäúp trong maûng læåïi maì coìn xaíy ra sæû taïch caïc maûch Polymer laìm thay âäøi cáúu truïc cuía noï dáùn âãún viãûc thay âäøi thãø têch máùu. Hiãûn tæåüng træång coï thãø chia laìm 2 loaûi: Træång giæîa caïc caïc cáúu truïc: dung mäi chui vaìo khoaíng träúng giæîa caïc cáúu truïc. Træång bãn trong cáúu truïc: dung mäi tháúm vaìo bãn trong caïc cáúu truïc. Træång coï thãø laì træång coï giåïi haûn hoàûc khäng giåïi haûn. a/ Træång khäng giåïi haûn: Laì sæû træång coï thãø dáùn tåïi sæû hçnh thaình dung dëch (noï bao gäöm 2 hçnh thaình åí trãn). Muäún coï sæû træång khäng giåïi haûn thç Polymer phaíi coï aïi læûc våïi dung mäi. b/ Træång coï giåïi haûn: Chè laì sæû tæång taïc giæîa Polymer våïi cháút loíng tháúp phán tæí. Noï âæåüc giåïi haûn båíi giai âoaûn háúp thuû dung mäi cuía maûng læåïi Polymer. Caïc phán tæí Polymer khäng hoaìn toaìn bë taïch råìi nhau nãn 2 pha âæåüc hçnh thaình: dung dëch cuía cháút loíng tháúp phán tæí trong Polymer vaì mäüt pha laì dung mäi nguyãn cháút (nãúu Polymer hoaìn toaìn khäng tan) hoàûc laì dung dëch Polymer loaîng. Hai pha naìy coï bãö màût phán chia roî rãût vaì täön taûi cán bàòng. Âäúi våïi Polymer maûch thàóng, quaï trçnh træång coï giåïi haûn cuîng giäúng nhæ quaï trçnh träün láùn coï giåïi haûn cuía caïc cháút loíng. Åí nhæîng âiãöu kiãûn xaïc âënh (aïp suáút, nhiãût âäü ) Polymer coï thãø træång giåïi haûn nhæng nãúu caïc âiãöu kiãûn âoï thay âäøi thç sæû træång coï thãø chuyãøn thaình khäng giåïi haûn. 2. Âaïnh giaï mæïc âäü træång: m − m α = 0 m 0 V − V α = 0 V0 α: mæïc âäü træång m: khäúi læåüng sau træång
3. Polymer tinh thãø hoaì tan keïm hån Polymer vä âënh hçnh. - Liãn kãút ngang hoaï hoüc: Máût âäü liãn kãút ngang thæa thåït thç Polymer chè træång coï giåïi haûn. Nãúu tiãúp tuûc tàng máût âäü liãn kãút ngang thç seî máút khaí nàng træång hoàûc træång ráút êt. - Nhiãût âäü: Âa säú caïc Polymer , khi tàng nhiãût âäü thç âäü hoaì tan giaím. III. Caïc tæång taïc cuía dung dëch Polymer: Táút caí caïc kiãøu tæång taïc bao gäöm tæång taïc hoaï hoüc vaì khäng phaíi hoaï hoüc âãöu coï thãø xaíy ra trong dung dëch. Caïc tæång taïc naìy seî laìm hçnh thaình caïc håüp pháön hoaï hoüc trong dung dëch. Tæång taïc giæîa caïc pháön tæí khaïc nhau trong dung dëch goüi laì sæû solvate, hiãûn tæåüng naìy laìm hçnh thaình caïc håüp pháön hoaï hoüc cuía caïc cáúu tæí khäng giäúng nhau goüi laì caïc solvate. Caïc cáúu tæí giäúng nhau goüi laì sæû kãút håüp vaì seî hçnh thaình caïc kãút håüp trong dung dëch. Khaí nàng hçnh thaình caïc solvate hoàûc kãút håüp phuû thuäüc vaìo khaí nàng tæång taïc giæîa caïc phán tæí cuía caïc cháút vaì khaí nàng naìy phuû thuäüc vaìo cáúu truïc phán tæí cuía caïc cháút. Vê duû: Mäüt cháút A coï thãø taûo thaình kãút håüp våïi B nhæng hçnh thaình solvate våïi C. âiãöu âoï phuû thuäüc vaìo mæïc âäü phán cæûc cuía caïc cháút loíng. Nãúu A phán cæûc maûnh thç taûo kãút håüp trong dung mäi khäng phán cæûc. Nãúu caïc cháút loíng coï âäü phán cæûc gáön nhau thç khi träün láùn hçnh thaình solvate thæåìng xaíy ra. Khäng chè phán tæí måïi coï thãø taûo thaình solvate maì caí ion cuîng coï thãø (vê duû: dung dëch muäúi). Hiãûn tæåüng solvate luän keìm theo sæû thay âäøi näüi nàng cuía hãû thäúng. Vç váûy, sæû solvate laì kãút quaí cuía sæû tæång taïc nàng læåüng cuía caïc cáúu tæí. Caïc phán tæí cháút tan chè coï khaí nàng liãn kãút våïi mäüt säú phán tæí dung mäi nháút âënh. Caïc phán tæí dung mäi coìn laûi khäng åí traûng thaïi tæång taïc våïi cháút tan. Caïc tæång taïc maûnh giæîa caïc phán tæí laì nguyãn nhán cuía sæû âënh hæåïng tæång häù cuía caïc phán tæí. Vç thãú sæû solvate vaì sæû kãút håüp laì caïc yãúu täú chênh aính hæåíng dãún sæû sàõp xãúp caïc phán tæí trong dung dëch. Caïc tráût tæû naìy coï thãø bë phaï våî båíi chuyãøn âäüng nhiãût cuía phán tæí. Do âoï cáúu truïc cuía dung dëch phuû thuäüc vaìo tyí lãû giæîa nàng læåüng tæång taïc giæîa
4. Vê duû: celluolose âæåüc laìm khä bàòng caïch thay thãú methanol vaì sau âoï thay thãú methanol bàòng cháút loíng trå (khäng coï aïi læûc) våïi cellulozå (pentane). Cháút loíng naìy âæåüc laìm bay håi sau âoï. IV. Hiãûn tæåüng kãút håüp vaì sæû hçnh thaình cáúu truïc: Báút kyì dung dëch thæûc naìo træì dung dëch ráút loaîng âãöu coï sæû sai lãûch vãö näöng âäü so våïi giaï trë trung bçnh cuía noï. Nguyãn nhán laì do sæû hçnh thaình caïc kãút håüp trong dung dëch. Cuîng chênh vç lyï do naìy maì viãûc xaïc âënh troüng læåüng phán tæí cuía Polymer tæì dung dëch bàòng phæång phaïp ly tám siãu täúc tháøm tháúu (osmonetric ultracentifugation) vaì taïn xaû aïnh saïng (light scattering) thç giaï trë M trong cuìng mäüt máùu våïi caïc dung mäi khaïc nhau coï thãø khaïc nhau tæì 7 âãún 25 láön - H çnh dangû cuía caïc maûch phán tæí trong caïc kãút håüp : Âáöu tiãn ngæåìi ta cho ràòng caïc phán tæí tæång taïc våïi nhau nhæng váùn giæî nguyãn hçnh daûng cuäün troìn (coil). Nhæng thæûc tãú qua caïc säú liãûu thæûc nghiãûm cho tháúy khi tàng näöng âäü thç caïc cuäün phán tæí seî duäùi thàóng ra vaì tæång taïc giæîa caïc phán tæí duäùi thàóng seî taûo ra kãút håüp hoàûc cáúu truïc. Mäüt âaûi phán tæí Polymer coï thãø tham gia vaìo nhiãöu kãút håüp dáùn âãún hçnh thaình hãû thäúng maûng læåïi näúi caïc kãút håüp trong dung dëch våïi nhau laìm cho dung dëch Polymer xuáút hiãûn tênh âaìn häöi. Caïc kãút håüp laì máöm cuía pha måïi trong pha cuî.
5. ∂u ∂G ∂H ∂F i = ( ) = ( ) = ( ) = ( ) (1) µ V,S,n j P,T,n j S,P,n j V,T,n j ∂n i ∂n i ∂n j ∂n j Váûy caïc giaï trë hoaï thãú taûi caïc tham säú khäng âäøi âæåüc xaïc âënh bàòng gia säú cuía caïc thãú nhiãût âäüng. Tuy nhiãn giaï trë âaïng quan tám sai khaïc giæîa caïc haìm nhiãût âäüng mol riãng pháön cuía caïc cáúu tæí trong dung dëch vaì giaï trë naìy cuía chuïng træåïc khi hoaì tan: 0 0 ∆Vi = Vi - Vi ; ∆Hi = Hi -Hi 0 ∆Gi = ∆µi = Gi - Gi Âäúi våïi dung dëch thæûc: Pi f i ∆µi = ∆Gi = R.T.ln. 0 = R.T.ln. 0 Pi f i 0 Pi, Pi : aïp suáút riãng pháön cuía cáúu tæí i trãn dung dëch vaì trãn cáúu tæí nguyãn cháút. 0 Fi, fi : âäü bay håi cuía cáúu tæí i trong dung dëch vaì trãn cáúu tæíu nguyãn cháút. Hoaï thãú coï liãn quan âãún aïp suáút tháøm tháúu nhæ sau: Nãúu aïp suáút cuía dung dëch vaì dung mäi bàòng nhau thç dung mäi seî tháúm vaìo dung dëch laìm pitong B âi lãn Váûy aïp suáút tháøm tháúu laì aïp suáút tàng thãm åí pitong B âãø dung mäi khäng tháúm qua dung dëch. π = P - P0 P: aïp suáút taïc duûng lãn dung dëch (kãø caï aïp suáút tàng vaì näüi aïp suáút) P0:näüi aïp suáút cuía dung mäi. 0 Luïc âoï µi = µi nãn coï thãø noïi: aïp suáút tháøm tháúu cuía dung dëch bàòng læåüng tàng thãm aïp suáút taïc duûng lãn dung dëch âãø laìm cho hoaï thãú cuía caïc cáúu tæí trong dung dëch bàòng hoaï thãú cuía dung mäi.
6. Dáúu hiãûu cuía nhiãût träün láùn phuû thuäüc vaìo nàng læåüng tæång taïc giæîa caïc cáúu tæí: Giaí sæí nàng læåüng liãn kãút giæîa 2 cáúu tæí A laì E11 B laì E22 A vaì B: E12 Ta coï : ∆H = E11 + E22 - 2E12 Nãúu E11 = E22 + E12 ⇒ ∆H =0 Nãúu E11 + E22 E12 ⇒ ∆H >0 c/ Nhiãût vi phán cuía quaï trçnh hoaì tan vaì pha loaîng: Nhiãût vi phán cuía sæû hoaì tan hoàûc pha loaîng laì nhiãût toaí ra hay thu vaìo khi thãm mäüt læåüng vä cuìng nhoí cáúu tæí i vaìo dung dëch coï näöng âäü xaïc âënh tênh cho mäüt mol cáúu tæí âoï. q i ∆Hi = ∂n i Nãúu ∆Hi 0 :thu nhiãût Nãúu ∆Hi = 0 :khäng nhiãût - Nhiãût vi phán coï thãø xaïc âënh bàòng thæûc nghiãûm (duìng nhiãût læåüng kãú hoàûc) hoàûc tênh toaïn d/Entropi cuía quaï trçnh träün láùn,hoaì tan: ∆Smix = Ssol - ΣScomp Âäúi våïi sæ hoaì tan Polymer , entropi träün láùn âæåüc tênh nhæ sau : ∆H − ∆G ∆S = T
7. Ngoaìi ra âäü mãöm deío cuía maûch phán tæí cuîng laìm tàng khaí nàng hoaì tan cuía Polymer do âiãöu naìy cho pheïp caïc màõc xêch cuía maûch trao âäøi vë trê dãù daìng våïi caïc phán tæí dung mäi. 2. Nhiãût âäüng hoaì tan cuía Polymer thuyí tinh: Dáúu hiãûu vaì âäü låïn cuía nhiãût vaì entropi träün láùn cuía Polymer thuyí tinh bë hoaì tan phuû thuäüc vaìo âäü mãöm deío vaì sæû kãút boï cuía maûch. Coï 2 træåìng håüp coï thãø xaíy ra: Nhæîng Polymer cæïng vaì kãút boï chàût cheî nãn khäng thãø di chuyãøn tæìng pháön vaì nhæ váûy caïc màõt xêch khäng thãø trao âäøi vë trê våïi caïc phán tæí dung mäi suy ra ∆S1 nhoí nhæng váùn dæ. Loaûi Polymer naìy træång trong monomer cuía noï keìm theo sæû háúp thuû nhiãût. Trong caïc cháút loíng maì E12 >E22 (E22 :nàng læåüng liãn kãút giæîa caïc maûch Polymer ) chuïng hoìa tan keìm theo sæû toaí nhiãût. Nhæîng Polymer kãút boï räùng hoàûc Polymer coï caïc läù vi xäúp åí giai âoaûn âáöu noï laì mäüt cháút tháúm huït caïc phán tæí dung mäi (do coï caïc läù vi xäúp): seî háúp thuû dung mäi taûo thaình mäüt låïp âënh hæåïng trong caïc läù laìm entropi cuía cháút loíng bë háúp thuû giaím. Loaûi Polymer hoaì tan trong monome hydro hoaï cuía noï hoàûc trong caïc cháút loíng coï âäü phán cæûc tæång âæång våïi caïc monome naìy keìm theo sæû toaí nhiãût (∆H 0 nhæng nhoí hån guïa trë tuyãût âäúi cuía ∆S1 trong dung dëch Polymer mãöm cao. T. ∆S1 ( Cal/g) ω2 = 1 0,6 0,8 ω1 = 1 30 Sæû thay âäøi entropi riãng pháön cuía benzen khi träün våïi PS thuyí tinh Nãúu ∆H > T.∆S thç sæû hoaì tan xaíy ra. Nãúu ∆H < T.∆S thç sæû træång coï giåïi haûn xaíy ra våïi sæû træång coï giåïi haûn thç ∆S <0.
8. Nhæîng tinh thãø phán cæûc chè hoaì tan trong nhæîng dung mäi vaì coï E12 > E22 do âoï mäüt polimer tinh thãø khi hoaì tan seî toaí nhiãût (vê duû: såüi poliamid khi hoaì tan trong HCOOH seî giaîi phoïng 12,6 cal/g). Âäúi våïi mäüt polimer âæåüc âënh hæåïng thç coï thãø bë kãút tinh hoàûc khäng kãút tinh nhæng nhiãût âäü hoaì tan cuía hai máøu trong cuìng mäüt dung mäi seî khaïc nhau vaì sæû sai khaïc naìy chênh bàòng nhiãût âäü kãút tinh. Vê duû: Nhiãût hoaì tan cuía cao su kãút tinh do keïo khaïc máøu cao su khäng kãút tinh do khäng bë keïo. 5. Aính hæåíng cuía troüng læåüng phán tæí âãún caïc tham säú nhiãût âäüng hoaì tan. Aính hæåíng naìy âæåüc nghiãn cæïu chuí yãúu âäúi våïi polimer thuyí tinh (laì loaûi maì sæû kãút boï thay âäøi âaïng kãø khi tàng chiãöu daìi cuía maûch). Tuy nhiãn kãút quaí cuîng âuïng våïi polimer mãöm cao. Khi tàng M thç sæû kãút boï tråí nãn räùng hån do âoï F22 giaím. Tæì biãøu thæïc: ∆H = Q = E11= E22- 2E12. ⇒ Khi ∆H giaím seî mang giaï trë ám. - ∆H M ∆H = f(M) cuía PS trong etyl benzen.
9. π.∆Ρ.R 4 η = .τ 8L.V R:baïn kênh mao quaín . H τ : thåìi gian chaíy L V:thãø têch dung dëch L:chiãöu daìi mao quaín ∆P : g.H.d d : tyí troüng dung dëch. Âäü nhåït cuía caïc læu cháút âæåüc kyï hiãûu laì η, âån vë cuía noï laì poises, stockes hoàûc pascal giáy (Pa.s). Âäúi våïi dung dëch polymer coï ráút nhiãöu thuáût ngæî vãö âäü nhåït. Sau âáy laì mäüt säú thuáût ngæî âoï: Tãn thäng thæåìng Tên quäúc tãú Âënh nghéa Kyï hiãûu (IUPAC) η η Âäü nhåït tæång âäúi tyí säú âäü nhåït rel (viscosity ratio) η0 Âäü nhåït riãng η η sp −1 or ηrel −1 (specific viscosity) η0 Âäü nhåït quy âäøi Säú âäü nhåït η sp η sp or η red (reduced viscosity) (viscosity number) c c Inherent viscosity Säú âäü nhåït logaric lnη red lnη red or ηinh (logarithmic c c viscosity number) Âäü nhåït näüi Säú âäü nhåït giåïi haûn η sp []η or LVN lim( )c→0 or (intrinsic viscosity) (limiting viscosity c lnη number) lim( red ) c c→0 Âäü nhåït riãng vaì âäü nhåït tæång âäúi laì âaûi læåüng vä hæåïng, âäü nhåït quy âäøi vaì âäü nhåït näüi coï cuìng âån vë laì ml/gam (âäúi våïi Myî th âån vë laì 100ml/gam)
10. Vaìo næîa cuäúi tháûp niãn 30 Mark, Houwink âaî âæa ra phæång trçnh thæûc nghiãûm vãö mäúi quan hãû giæîa âäü nhåït näüi vaì troüng læåüng phán tæí trung bçnh cuía polymer: []η = K.M a trong âoï K vaì a laì caïc hàòng säú âäúi våïi mäüt càûp dung mäi - polymer taûi mäüt nhiãût âäü xaïc âënh. Phæång trçnh naìy ngaìy nay âæåüc sæí duûng räüng raîi âãø xaïc âënh khäúi læåüng phán tæí trung bçnh cuía polymer. Âãø xaïc âëng K vaì a ta laìm nhæ sau: - chuyãøn phæång trçnh trãn vãö daûng logaric: log[η] = log K + a.log M - Âo âäü nhåït näüi cuía nhiãöu dung dëch polymer coï phán tæí læåüng khaïc nhau, sau âoï sæí duûng phæång phaïp chênh xaïc nhæ taïn xaû aïnh saïng hoàûc li tám siãu täúc tháøm tháúu âãø xaïc âënh khäúi læåüng phán tæí cuía caïc máùu naìy. - thiãút láûp âäö thë sæû phuû thuäüc cuía âäü nhåït vaìo khäúi læåüng phán tæí polymer. Tæì âäö thë naìy suy ra âæåüc K vaì a Sau âáy laì mäüt säú giaï trë cuía K vaì a âäúi våïi mäüt säú càûp polymer - dung mäi: */ Caïc yãúu täú aính hæåíng âãún âäü nhåït cuía dung dëch Polymer :
11. Chæång VII: HOAÏ DEÍO PLYMER Hoaï deío laì mäüt trong nhæîng phæång phaïp quan troüng laìm thay âäøi cáúu truïc cuía váût liãûu Polymer. Caïc cháút hoïa deío theo âënh nghéa cuí âæåüc duìng våïi 2 muûc âêch cå baín: tråü giuïp cho quaï trçnh gia cäng vaì thay âäøi tênh cháút cuía saín pháøm cuäúi cuìng. Hai muûc dêch naìy coï thãø dæåüc chia nhoí hån tuìy thuäüc vaìo tæìng taïc duûng cuû thãø nhæ åí baíng sau: Mäüt säú chæïc nàng váût lyï cuía cháút hoïa deío Taïc duûng häø tråü gia cäng Giaím nhiãût âäü gia cäng Tàng sæû khä bãö màût Giaím âäü nhåït khi chaíy Caíi thiãûn tênh cháút chaíy (âäúi våïi sån) Tàng tênh nhåìn Caíi thiãûn tênh tháúm æåït Giaím dênh khi nghiãön Giaím nhiãût âäü taûo maìng ( cuía latex) Giaím dênh khuän Taïc duûng nhæ laì cháút hoïa deío trong khoaíng näöng âäü hoïa deío Laìm mãöm nhæûa Tàng khoaíng nhiãût âäü sæí duûng Giaím modun Tàng âäü baïm dênh Giaím âäü bãön keïo Caíi thiãûn sæû træåüt hoàûc giaím ma saït Tàng âäü giaîn daìi Caíi thiãûn ngoaûi quan bãö màût, âäü boïng Tàng âäü bãön raïch Giaím tènh âiãûn Tàng âäü deío Tàng âäü bãön va âáûp Giaím nhiãût âäü hoïa thuíy tinh Trong khoaíng näöng âäü thãø hiãûn hiãûu æïng hoïa deío ngæåüca (antiplasticization)
12. Tæì hçnh cho tháúy khi thãm di-2-ethylhexyl phtalate (DOP) vaìo PVC thç khoaíng mãöm cao nåïi räüng nhæng Tf cuîng giaím âaïng kãø. nhæûa PVC êt xaíy ra træåìng håüp naìy, mäüt säú loaûi nhæûa khaïc thç háöu nhæ khoaíng mãöm cao khäng nåïi räüng âæåüc bao nhiãu. Ngæåüc laûi khi thãm diphenyl phtalate (DPP) nhæ laì cháút häø tråü gia cäng vaìo copolymer Styren- Acrylonitril (SAN) cho tháúy sæû giaím Tf âaïng kãø nhæng Tg chè giaím mäüt êt. Caïc cháút häù tråü gia cäng thæåìng laì caïc cháút coï khaí nàng kãút tinh cháûm khi laìm laûnh hoàûc dãù bay håi. II. Caïc lyï thuyãút hoïa deío: 1. Lyï thuyãút bäi trån: Lyï thuyãút naìy cho ràòng khi âaûi phán tæí chuyãøn âäüng tæång âäúi so våïi âaûi phán tæí khaïc thç cháút hoïa deío seî bäi trån caïc màût phàóng træåüt näüi naìy Lyï thuyãút bäi trån coï thãø âåüc mä taí trãn hçnh sau:
13. Trong tinh thãø lyï tæåíng taûi 00 tuyãût âäúi ta coï thãø tæåíng tæåüng táút caí caïc nguyãn tæí hoàûc phán tæí sàõp xãúp âàûc khêt trong mäüt maûng læåïi hoaìn haío. Trong tinh thãø thæûc thç chuïng khäng phaíi nhæ váûy, âiãöu naìy âæåüc cho laì do sæû dao âäüng khäng âiãöu hoìa (nonharmonic vibrations) vaì do sæû khäng hoaìn haío cuía cáúu truïc maûng læåïi. Trong cháút loíng thç säú læåüng hoàûc thãø têch cuía caïc läù träúng naìy ráút nhiãöu. Vç váûy thãø têch tæû do âæåüc chia thaình hai pháön: pháön liãn tuûc - laì kãút quaí cuía sæû dao âäüng âiãöu hoìa (oscillations) vaì pháön khäng liãn tuûc goüi laì caïc läù träúng. Hçnh dæåïi âáy giåïi thiãûu mäüt vaìi khaïi niãûm cå baín cuía thãø têch tæû do:
14. Kanig âaî täøng håüp caïc aính hæåíng naìy trong phæång trçnh sau: Trong âoï: Tgp, Tgs láön læåüt laì nhiãût âäü hoïa thuíy tinh cuía polymer tinh khiãút vaì cuía cháút hoïa deío tinh khiãút. Caïc âaûi læåüng trong ngoàûc coï thãø tçm âæåüc qua caïc thê nghiãûm. Khi âãø so saïnh hiãûu quaí cuía viãûc hoïa deío thäng qua sæû giaím Tg thç coï thãø duìng phæång trçnh âæåüc suy ra tæì phæång trçnh trãn våïi âiãöu kiãûn näöng âäü cháút hoïa deío bàòng nhau vaì tháúp:
15. ü û t âä hiã N Tf-Tg 160 120 Tf 80 40 20 40 Hoaï deío Tg (PVC vaì tributyrin II. Aính hæåíng cuía cháút hoaï deío âãún tênh cháút cå lyï: Vãö nguyãn tàõc khi thãm cháút hoaï deío thç tênh cháút cå lyï cuía Polymer giaím chè træì ε. Tuy nhiãn thæûc tãú cho tháúy nãúu haìm læåüng cuía cháút hoaï deío coìn tháúp (≤ 8%) thç âäü bãön cuía Polymer tàng. Âiãöu naìy coï thãø do khi haìm læåüng cháút hoaï deío coìn tháúp noï xen vaìo giæîa caïc cáúu truïc laìm cho sæû âënh hæåïng cuía maûch tàng. Coìn nãúu thãm vaìo quaï nhiãöu thç noï seî chui vaìo bãn trong caïc cáúu truïc laìm cho maûch tråí nãn quaï mãöm laìm giaím âäü bãön. ’ ε σ br σ ’ ’’ σ f σ br ’’ σmax σ f εmax ’ T br ’’ T g ’’ ’ Pháön kim loaûi DBP/100 pháön kim loaûi PVC T br T g σbr: æïng suáút phaï huyí doìn σf: æïng suáút mãöm cao bàõt buäüc
16. + Khi âoï caïc màõc xêch cuía maûch Polymer linh âäüng hån nãúu caïc màõc xiaïch naìy phán cæûc thç âäü caïch âiãûn seî giaím. + Baín thán cháút hoaï deío coï thãø laì håüp cháút tháúp phán tæí suy ra chuyãøn âäüng nhiãût maûnh hån vaì dáùn âãún tênh caïch âiãûn giaím. IV. Cå chãú hoaï deío: Nhæ âaî biãút, caïc âaûi phán tæí trong pha Polymer táûp håüp laûi thaình cáúu truïc siãu phán tæí. Âäúi våïi caïc Polymer vä âënh hçnh cáúu truïc naìy laì daûng boï (budle) hoàûc daûng cáöu (globule). Trong Polymer kãút tinh cáúu truïc naìy ráút âa daûng nhæng quan troüng nháút laì laì 2 daûng: spherulite vaì daûng fible. Coï 2 cå chãú hoaï deío: */ Hoaï deío giæîa caïc cáúu truïc: Cháút hoaï deío khuãúch taïn vaìo pha Polymer vaì phán bäú giæîa caïc cáúu truïc. Nhæ váûy seî laìm cho caïc cáúu truïc xa nhau hån vaì linh âäüng hån dáùn âãún Tg giaím (hoaï deío naìy goüi laì interstructural plasticization). Nãúu trong Polymer vä âënh hçnh thç goüi laì interbusdle plasticization). Cháút hoaï deío trong træåìng håüp naìy coï aïi læûc khäng cao våïi Polymer */ Hoaï deío bãn trong cáúu truïc: Nãúu aïi læûc giæîa Polymer vaì cháút hoaï deío cao, caïc phán tæí cháút hoaï deío seî phán taïn vaìo bãn trong caïc boï laìm tàng âäü linh âäüng cuía maûch phán tæí vaì cuía âaûi læåüng âoaûn (sãgmt) suy ra âäü mãöm deío cuía maûch tàng suy ra giaím. Âäü giaím Tg (∆Tg) laì thæåïc âo hiãûu æïng hoaï deío (flasticizer eficienty). Hiãûu æïng hoaï deío thæåìng thãø hiãûn nhiãöu nháút åí nhæîng Polymer maûch cæïng, âäúi våïi nhæîng Polymer naìy 0 Tg coï thãø giaím 100÷160 .
17. TAÌI LIÃÛU THAM KHAÍO Hoïa lyï polymer, bäü män hoïa hoüc cao phán tæí ÂHBK Haì Näüi. Thaïi Doaîn Ténh, cå såí hoïa hoüc caïc håüp cháút cao phán tæí, nhaì xuáút baín Khoa hoüc Kyî thuáût-2005. A. A. Xtrãpikheep, V. A. Âãrãvitskaia, G. L. Slänhimxki; cå såí cuía hoïa hoüc caïc håüp cháút cao phán tæí; nhaì xuáút baín khoa hoüc vaì kyî thuáût-1977 Arie Ram, fundamentals of polymer engineering, Plenum Press-1997 George Odian; Principles of polymerization; Jhon wiley and Son, 1981. Joel R. Fried; Polymer Science and Technology; Prentice Hall PTR-1997 L. H. Sperling, Introduction to physical polymer science, John Wiley & Sons-2006