BÀI 13. ĐẠI CƯƠNG VỀ POLIME
A. LÝ THUYẾT TRỌNG TÂM
I. KHÁI NIỆM, PHÂN LOẠI VÀ DANH PHÁP
1. Khái niệm
Polime là những hợp chất có phân tử khối rất lớn do nhiều đơn vị nhỏ (gọi là mắt xích) liên kết với nhau tạo nên.
Thí dụ : Polietilen 
do các mắt xích -CH2-CH2- liên kết với nhau tạo nên ; Nilon-6 
do các mắt xích -NH[CH2]6CO- tạo nên, n được gọi là hệ số polime hoá hay độ polime hoá ; Polime thường là hỗn hợp của các phân tử có hệ số polime hoá khác nhau, vì vậy đôi khi người ta còn dùng khái niệm hệ số polime hoá trung bình ; n càng lớn, phân tử khối của polime càng cao. Các phân tử tạo nên từng mắt xích của polime (thí dụ : CH2=CH2) được gọi là monome.
2. Phân loại
Người ta có thể phân loại polime theo những cách sau đây:
Theo nguồn gốc, ta phân biệt polime thiên nhiên (có nguồn gốc từ thiên nhiên) như cao su, xenlulozơ,... ; polime tổng hợp (do con người tổng hợp nên) như polietilen, nhựa phenol-fomanđehit,... và polime nhân tạo hay bán tổng hợp (do chế biến một phần polime trong thiên nhiên) như xenlulozơ trinitrat, tơ visco,...
Theo cách tổng hợp, ta phân biệt polime trùng hợp (tổng hợp bằng phản ứng trùng hợp) và polime trùng ngưng (tổng hợp bằng phản ứng trùng ngưng).
Thí dụ:
là các polime trùng hợp ;
là polime trùng ngưng.
3. Danh pháp
Tên của các polime được cấu tạo bằng cách ghép từ poli trước tên monome. Thí dụ: là polietilen, (C6H10O5)n là polisaccarit,...
Nếu tên monome gồm 2 từ trở lên hoặc từ hai monome tạo nên polime thì tên monome phải để ở trong ngoặc đơn. Thí dụ:
; 
poli(vinyl clorua) poli(butađien stiren)
từ vinyl clorua tổng hợp được poli(vinyl clorua), poli(metyl metacrylat),...
Một số polime có tên riêng (tên thông thường). Thí dụ :
II. CẤU TRÚC
1. Các dạng cấu trúc của polime
- Mạch không nhánh như amilozơ,...
- Mạch phân nhánh như amilopectin, glicogen,...
- Mạng không gian như cao su lưu hoá, nhựa bakelit ...
2. Cấu tạo điều hoà và không điều hoà
- Nếu các mắt xích trong mạch polime nối với nhau theo một trật tự nhất định, chẳng hạn theo một trật tự nhất định kiểu “ đầu nối với đuôi”, người ta nói polime có cấu tạo điều hoà. Thí dụ :
- Nếu các mắt xích trong mạch polime nối với nhau không theo trật tự nhất định, chẳng hạn chỗ thì kiểu “đầu nối với đầu, chỗ thì đầu nối với đuôi” người ta nói polime có cấu tạo không điều hoà. Thí dụ :
III. TÍNH CHẤT
1. Tính chất vật lí
Hầu hết các polime là những chất rắn, không bay hơi, không có nhiệt độ nóng chảy xác định mà nóng chảy ở một khoảng nhiệt độ khá rộng. Khi nóng chảy, đa số polime cho chất lỏng nhớt, để nguội sẽ rắn lại gọi là chất nhiệt dẻo. Một số polime không nóng chảy mà bị phân huỷ khi đun nóng, gọi là chất nhiệt rắn.
Đa số polime không tan trong các dung môi thông thường, một số tan được trong dung môi thích hợp cho dung dịch nhớt, thí dụ : cao su tan trong benzen, toluen,...
Nhiều polime có tính dẻo (polietilen, polipropilen,...), một số khác có tính đàn hồi (cao su), số khác nữa có thể kéo được thành sợi dai bền (nilon-6, nilon-6,6,...). Có polime trong suốt mà không giòn như poli(metyl metacrylat). Nhiều polime có tính cách điện, cách nhiệt (polietilen, poli(vinyl clorua),...) hoặc có tính bán dẫn (poliaxetilen, polithiophen).
2. Tính chất hoá học
Polime có thể tham gia phản ứng phân cắt mạch, giữ nguyên mạch và phát triển mạch polime.
a) Phản ứng giữ nguyên mạch polime
Các nhóm thế đính vào mạch polime có thể tham gia phản ứng mà không làm thay đổi mạch polime. Thí dụ : Poli(vinyl axetat) bị thuỷ phân cho poli(vinyl ancol).
Những polime có liên kết đôi trong mạch có thể tham gia phản ứng cộng vào liên kết đôi mà không làm thay đổi mạch cacbon. Thí dụ : cao su tác dụng với HCl cho cao su hiđroclo hoá :
b) Phản ứng phân cắt mạch polime
Tinh bột, xenlulozơ, protein, nilon,...bị thuỷ phân cắt mạch trong môi trường axit, polistiren bị nhiệt phân cho stiren, cao su bị nhiệt phân cho isopren,...
Thí dụ:
Polime trùng hợp bị nhiệt phân hay quang phân thành các đoạn nhỏ và cuối cùng là monome ban đầu, gọi là phản ứng giải trùng hợp hay đepolime hoá.
c) Phản ứng khâu mạch polime
Khi hấp nóng cao su thô với lưu huỳnh thì thu được cao su lưu hoá. Ở cao su lưu hoá, các mạch polime được nối với nhau bởi các cầu –S-S-. Khi đun nóng nhựa rezol thu được nhựa rezit, trong đó các mạch polime được khâu với nhau bởi các nhóm –CH2– :
Polime khâu mạch có cấu trúc mạng không gian do đó trở nên khó nóng chảy, khó tan và bền hơn so với polime chưa khâu mạch.
IV. ĐIỀU CHẾ POLIME
1. Phản ứng trùng hợp
Trùng hợp là quá trình kết hợp nhiều phân tử nhỏ (monome), giống nhau hay tương tự nhau thành phân tử rất lớn (polime).
Điều kiện cần về cấu tạo của monome tham gia phản ứng trùng hợp là trong phân tử phải có liên kết bội (như CH2=CH2, CH2=CHC6H5 , CH2= CH-CH=CH2) hoặc là vòng kém bền như :
Thí dụ :
vinyl clorua (VC) poli(vinyl clorua) (PVC)
caprolactam capron
Người ta phân biệt phản ứng trùng hợp thường chỉ của một loại monome (như trên) và phản ứng đồng trùng hợp của một hỗn hợp monome. Thí dụ :
Poli(butađien-stiren)
2. Phản ứng trùng ngưng
Khi đun nóng, các phân tử axit 
-aminocaproic kết hợp với nhau tạo ra policaproamit và giải phóng những phân tử nước:
axit -aminocaproic policaproamit (nilon-6)
Khi đun nóng hỗn hợp axit terephtalic và etylen glicol, ta thu được poli(etylen terephtalat) đồng thời giải phóng những phân tử nước :
Các phản ứng trên là phản ứng trùng ngưng.
Vậy : Trùng ngưng là quá trình kết hợp nhiều phân tử nhỏ (monome) thành phân tử lớn (polime) đồng thời giải phóng những phân tử nhỏ khác (như H2O...).
Điều kiện cần để có phản ứng trùng ngưng : Các monome tham gia phản ứng trùng ngưng phải có ít nhất hai nhóm chức có khả năng phản ứng để tạo được liên kết với nhau. Thí dụ : HOCH2CH2OH và HOOCC6H4COOH ; H2N[CH2]6NH2 và HOOC[CH2]5COOH ; H2N[CH2]COOH ;…
B. PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP
DẠNG. TÍNH SỐ MẮT XÍCH (HỆ SỐ POLIME HÓA)
PHƯƠNG PHÁP GIẢI
Số mắt xích = Số phân tử monome = Hệ số polime hóa
(Lưu ý: Số mắt xích phải là số tự nhiên, nếu lẻ phải làm tròn)
Một số cách xác định số mắt xích (k) của phân tử polime:
- Dựa vào công thức: \[k=\frac{{{M}_{polime}}}{{{M}_{monome}}}\] .
- Dựa vào phản ứng clo hóa.
Ví dụ 1: Một đoạn cao su buna-S và tơ nilon-6,6 có phân tử khối là 23700 và 56500. Số mắt xích có trong đoạn cao su buna-S và tơ nilon-6,6 lần lượt là
A. 150 và 250. B. 156 và 298. C. 172 và 258. D. 168 và 224.
Hướng dẫn giải:
Cao su buna-S:
Nilon-6,6:
Hệ số trùng hợp của cao su buna–S: \[k=\frac{M}{{{M}_{cao\,\,su\,buna-S}}}=\frac{23700}{158}=150\].
Hệ số trùng hợp của tơ nilon-6,6: \[k=\frac{M}{{{M}_{nilon-6,6}}}=\frac{56500}{226}=250\].
Đáp án A.
B. GIẢI BÀI TẬP SÁCH GIÁO KHOA
Bài 1 (trang 64 SGK Hoá học 12):
Cho các polime : polietilen, xenlulozơ, polipeptit, tinh bột, nilon-6, nilon-6,6; polibutadien. Dãy các polime tổng hợp là :
A. polietilen, xenlulozo, nilon-6, nilon-6,6.
B. polietilen, polibutadien, nilon-6, nilon-6,6.
C. polietilen, tinh bột, nilon-6, nilon-6,6.
D. polietilen, nilon-6, nilon-6,6, xenlulozơ.
Hướng dẫn giải:
Đáp án B.
Bài 2 (trang 64 SGK Hoá học 12):
Trong số các polime sau, chất nào được tổng hợp bằng phản ứng trùng hợp?
A. Poli (vinyl clorua).
B. Polisaccarit.
C. Protein.
D. Nilon- 6,6.
Hướng dẫn giải:
Đáp án A.
Bài 3 (trang 64 SGK Hoá học 12):
Phân biệt sự trùng hợp và trùng ngưng về các mặt: phản ứng, monome và phân tử khối của polime so với monome. Lấy ví dụ minh họa.
Hướng dẫn giải:
* Về mặt phản ứng: trùng hợp và trùng ngưng đều là các quá trình kết hợp (thực hiện phản ứng cộng) các phân tử nhỏ thành phân tử lớn
* Về monome:
- Monome tham gia phản ứng trùng hợp là phải có liên kết bội hoặc vòng không bền.
- Monome tham gia phản ứng trùng ngưng là trong phân tử có ít nhất hai nhóm chức có khả năng phản ứng.
Phân tử khối của polime trong trùng hợp bằng tổng của n monome tham gia trùng hợp.
Phân tử khối của monome trong trùng ngưng cũng bằng tổng của n monome tham gia trùng ngưng trừ đi các phân tử nhỏ giải phóng ra.
Bài 4 (trang 64 SGK Hoá học 12):
Gọi tên các phản ứng và viết phương trình hóa học của phản ứng polime hóa các monome sau:
a. CH3-CH=CH2.
b. CH2=CCl-CH=CH2.
c. CH2=C(CH3)-CH=CH2.
d. CH2OH-CH2OH và m-C6H4(COOH)2(axit isophtalic).
e. NH2-[CH2]10COOH.
Hướng dẫn giải:
Các phản ứng a,b,c là các phản ứng trùng hợp; d,e là các phản ứng trùng ngưng
a. nCH3-CH=CH2 \[\xrightarrow{{{t}^{o}},xt}\] (-CH(CH3)-CH2-)n
b. nCH2=CCl-CH=CH2 \[\xrightarrow{{{t}^{o}},xt}\] (-CH2-CCl=CH-CH2-)n
c. nCH2=C(CH3)-CH=CH2 \[\xrightarrow{{{t}^{o}},xt}\] (-CH2-C(CH3)=CH-CH2-)n
d. nCH2OH-CH2 OH + m-HOOC-C6H4-COOH \[\xrightarrow{{{t}^{o}},xt}\] (-O-CH2-CH2-O-OC-C6H4-CO-)n
e. nNH2-[CH2]10-COOH \[\xrightarrow{{{t}^{o}},xt}\] (-NH-[CH2]10-CO-)n
Bài 5 (trang 64 SGK Hoá học 12):
Từ các sản phẩm hóa dầu (C6H6 và CH2=CH2) có thể tổng hợp được polistiren dùng để sản xuất nhựa trao đổi ion. Hãy viết các phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra, có thể dùng thêm các hóa chất vô cơ cần thiết khác.
Hướng dẫn giải:
Điều chế polistiren
Bài 6 (trang 64 SGK Hoá học 12):
Hệ số polime hóa là gì? Có thể xác định chính xác hệ số polime hóa được không? Tính hệ số polime hóa của PE, PVC và xenlulozơ biết rằng phân tử khối trung bình của chúng lần lượt là:420 000, 250 000 và 1 620 000.
Hướng dẫn giải:
Không thể xác định chính xác hệ số polime hóa được vì polime là một hỗn hợp các chất có hệ số polime hóa khác nhau. Do đó chỉ xác định được n trung bình .
Tính hệ số polime hóa của PE ( polietilen: (-CH2-CH2-) ): \[n=\frac{420000}{28}=15000\]
Tính hệ số polime hóa cảu PVC (poli vinyl clorua 
: \[n=\frac{250000}{62,5}=4000\]
Tính hệ số polime hóa của xenlulozo (C6H10O5)n: \[n=\frac{162000}{162}=10000\]
Trên đây là gợi ý bài giải đại cương về polime Hoá lớp 12 mà ICAN soạn thảo. Cảm ơn bạn đã theo dõi và chia sẻ nhé. Chúc các bạn học vui vẻ.