Điều chế Polietilen

Câu hỏi: Điều chế Polietilen

Trar lời:

Phương trình điều chế:

nCH₂=CH₂ → (−CH₂−CH₂−)n

(trong điều kiện phản ứng có nhiệt, chất xúc tác và phản ứng)

Vậy monome dùng để điều chế polietilen là etilen.

Hãy cùng Top lời giải tìm hiểu về Polietilen nhé!

1. Định nghĩa Polietilen

Polietilen (tiếng Anh: polyethylene hay polyethene; viết tắt: PE) là hạt nhựa dẻo, thường có màu trắng trong tuy nhiên, tùy theo nhu cầu sử dụng mà loại hạt nhựa này sẽ có những màu sắc khác nhau. Polietilen được sử dụng rất phổ biến trên thế giới. Hàng năm, có đến 60 triệu.

tấn nhựa PE được tiêu thụ, phần lớn là được dùng để sản xuất bao bì nhựa. Polyetylen là một loại polymer đơn giản và thông dụng nhất hiện nay.

Polyetylen là một hợp chất hữu cơ (poly) gồm nhiều nhóm etylen CH₂-CH₂ liên kết với nhau bằng các liên kết hydro nội phân tử. Nhựa polietilen được điều chế trực tiếp từ chất nào? Polietilen được điều chế trực tiếp từ C₂H₄, bằng phản ứng trùng hợp các monome etylen (C₂H₄).

- Công thức phân tử: (C₂H₄)n

- Tên gọi: Polietilen

- Kí hiệu: PE

2. Phân loại Polietilen

Dựa vào khối lượng phân tử, tỷ trọng, độ kết tinh và mức độ khâu mạch mà PE được chia thành tám loại:

- VLDPE (PE tỷ trọng rất thấp)

- LDPE (PE tỷ trọng thấp)

- LLDPE (PE tỷ trọng thấp mạch thẳng)

- MDPE (PE tỷ trọng trung bình)

- HDPE (PE tỷ trọng cao)

- UHMWPE (PE có khối lượng phân tử cực cao)

- PEX hay XLPE (PE khâu mạch)

- HDXLPE (PE khâu mạch tỷ trọng cao)

3. Tính chất vật lí & nhận biết Polietilen

- Polietilen có màu trắng, hơi trong, có khả năng chống dẫn điện, chống dẫn nhiệt, chịu được va đập mạnh và chống được ăn mòn bởi hóa chất. Tùy thuộc vào từng loại mà có nhiệt độ hóa thủy tinh khác nhau, thông thường có Tg ≈ -100 °C và nhiệt độ nóng chảy Tm ≈ 120 °C.

4. Tính chất hóa học của Polietilen

- Loại chất này có tính chất hóa học giống với hydrocacbon no. Không tác dụng với các dung dịch như: Axit, kiềm, thuốc tím và nước Brôm. Ở nhiệt độ cao hơn 70°C, PE hòa tan kém trong các dung môi: toluen, xylen, amylacetat, tricloetylen, dầu thoáng,…

- Polietilen có tính tương đối trơ của ankan: Dù ở nhiệt độ cao, PE cũng không thể hòa tan trong nước, trong các loại rượu béo, axeton, ete etylic, glicerin và các loại dầu thảo mộc.

5. Ứng dụng của Polietilen

a. Đây được coi là loại nhựa tốt

Bởi nó mang lại rất nhiều lợi ích trong đời sống. Chính vì vậy, PE được được sử dụng phổ biến nhất hiện nay. Bên cạnh đó, giá thành của nhựa PE rẻ hơn so với những loại nhựa nguyên sinh khác. Nhưng không phải vì thế mà thành phẩm của PE lại thua kém hơn những chất liệu nhựa có giá thành cao.

Đặc biệt, nhựa PE còn là một trong những chất liệu có thể tạo ra những sản phẩm tái sử dụng nhiều lần. Điều này không chỉ giúp tiết kiệm chi phí sản xuất mà còn góp phần bảo vệ môi trường triệt để, do tận dụng được nguồn phế thải. Được coi là một loại nhựa tốt 

b. Sử dụng cho ngành in ấn

Nhựa PE được ứng dụng trong in tem nhãn decal nhựa.

c. Sản xuất các sản phẩm đóng chai, đóng gói

Nhờ có độ bền bỉ và chống va đập cao nên loại nhựa này có mật độ cao (HDPE). Được dùng để sản xuất thùng, khay nhựa, chai và nắp chai nhựa. Bên cạnh đó, Polietilen mật độ thấp (LDPE) sẽ được sử dụng để sản xuất màng, túi nhựa, túi rác và các vật liệu đóng gói thực phẩm khác.

d. Sản xuất ống và các phụ kiện khác

HDPE có khả năng chống hóa chất và thủy phân cao, nên được ứng dụng để làm ống dẫn khí, ống nước, ống thoát nước hay lớp phủ trên ống thép. Còn LDPE có độ dẻo thấp hơn, nên được sử dụng để làm ống nước và ống mềm.

e. Ứng dụng trong ngành điện

Nhờ những ưu điểm nổi bật loại nhựa này được sử dụng để bọc dây điện, cách điện cho cáp đồng trục và vỏ cáp.

f. Ngành y tế

Một số loại polietilen có trọng lượng phân tử cực cao, dẻo dai, có khả năng chống mài mòn, kháng hóa chất. Bởi vậy, nó được sử dụng phổ biến để làm khớp nhân tạo thay khớp gối và khớp háng.

g. Sản xuất đồ gia dụng

Các loại thùng đựng rác, đồ dùng nhà bếp, đồ gia dụng, hộp đá, bát, xô, chai nước sốt cà chua,… đều được làm bằng chất liệu nhựa PE.

6. Tác dụng của Polyetylene

Trong mỹ phẩm và các sản phẩm chăm sóc cá nhân, Polyetylene có chức năng như một chất liên kết, chất làm đặc, chất tạo màng, chất ổn định nhũ tương và chất mài mòn. Chất này được dùng rộng rãi trong hàng loạt các sản phẩm bao gồm: kẻ mắt, mascara, phấn mắt, kẻ lông mày, son môi, phấn má hồng, phấn mặt và phấn nền… cũng như các chất tẩy rửa khác.

Không chỉ vậy, Polyetylene còn được dùng như một chất liên kết các thành phần hoặc các bề mặt khác nhau. Đồng thời, chất này còn có khả năng làm đặc dựa trên việc tăng độ dày của phần lipid (dầu) trong công thức mỹ phẩm. Cùng với đó, hai nhóm hydroxyl khi được thêm vào Polyetylen sẽ tạo ra Polyethylene glycol (PEG) – một chất làm đặc phổ biến.

Thêm một chức năng nữa chính là làm chất tạo màng trong thành phần mỹ phẩm và các sản phẩm chăm sóc cá nhân khác. Nếu thoa Polyetylene lên da sẽ tạo nên một màng mềm mịn và trong suốt trên da. Màng lọc này sẽ ngăn ngừa nước thoát khỏi da, ngăn tình trạng mất nước.

Màng lọc được hình thành từ Polyetylene không chỉ ngăn ngừa vấn đề thoát ẩm trên da mà còn ngăn chặn sự xâm nhập của hơi ẩm từ bên ngoài vào. Nhờ vào đặc tính này, chất này được ứng dụng nhiều trong sản phẩm chống nắng.

Cuối cùng, Polyetylene cũng được sử dụng trong các sản phẩm tẩy tế bào chết và thường có dạng hạt Microbead. Những hạt nhựa nhỏ này có tác dụng tẩy sạch tế bào chết, làm mịn và làm sáng da…

Vì thế, nhà sản xuất thường sử dụng thành phần này để loại bỏ tế bào chết, các thành phần thừa, bụi bẩn và các tạp chất tích tụ khác, trả lại cho da vẻ ngoài trắng sáng và mịn màng. Đồng thời, tẩy tế bào chết còn giúp lỗ chân lông thêm thông thoáng, ngăn ngừa vấn đề mụn xuất hiện.

7. Bài tập liên quan

Bài 1: Tiến hành trùng hợp 26 gam stiren, hỗn hợp sau phản ứng tác dụng với 500 ml dung dịch Br₂ 0,15M, cho tiếp dung dịch KI dư vào thu được 3,175 gam Iot. Khối lượng polime tạo ra là:

A. 12,5.

B. 24.

C. 16.

D. 19,5.

Đáp án D

Có n_Stiren = 0,25 mol; n_Br2 = 0,075 mol; n_I2 = 0,0125

Stiren + Br₂ → Stiren-Br₂ (1)

Br₂ + 2KI → 2KBr + I₂ (2)

⇒ n_Br2 dư = n_I2 = 0,0125 mol

⇒ n_Br2 (1) = n_Stiren dư =0,0625 mol

⇒ mpolime = m_{Stiren ban đầu} – m_{Stiren dư} = 19,5 g

Bài 2: Khi tiến hành đồng trùng hợp buta-1,3-đien và acrilonitrin thu được một loại cao su buna-N chứa 8,69% nitơ. Tính tỉ lệ số mol buta-1,3-đien và acrolonitrin trong cao su

A. 1:2

B. 1:1

C. 2:1

D. 3:1

Đáp án C

Ta xét 1 mắt xích cao su buna N có 1 nguyên tử N => M = (14 : 8,69) . 100 = 161.

Ta có Mbuta-1,3-dien = 54; Macrilonitrin = 53 => nbuta – 1,3 – đien : nacrilonitrin = 2 : 1

Bài 3: Trùng hợp 5,6 lít (đktc) propilen, nếu hiệu suất 80%, khối lượng polime thu được là:

A. 10,5 gam

B. 8,4 gam

C. 7,4 gam

D. 9,5 gam

Đáp án B

Số mol C₂H₄ 0,25 mol → khối lượng = 0,25.42 = 10,5gam

H = 80% => khối lượng polime là 10,5.0,8 = 8,4 gam

Bài 4: Người ta trùng hợp 0,1 mol vinyl clorua với hiệu suất 90% thì số gam PVC thu được là :

A. 7,520.

B. 5,625.

C. 6,250.

D. 6,944.

Đáp án B

CH₂=CHCl → [CH₂–CHCl]_n

Khối lượng PVC thu được là 62,5 . 0,1 .90% = 5,625g

Bài 5: Từ 4 tấn C₂H₄ có chứa 30% tạp chất có thể điều chế bao nhiêu tấn PE? (Biết hiệu suất phản ứng là 90%)

A. 2,55

B. 2,8

C. 2,52

D. 3,6

Đáp án C

Bảo toàn C => phản ứng tỉ lệ 1:1

Khối lượng PE thu được là: 4 . 0,7 . 0,9 = 2,52 tấn

Câu 6. Chất nào sau đây có khả năng trùng hợp thành cao su?

A. CH₂=C(CH₃)CH=CH₂

B. CH₃ – C(CH₃)=C=CH₂

C. CH₃ – CH₂ – C ≡ CH

D. CH₃ – CH = CH – CH₃

Đáp án A: CH₂=C(CH₃)CH=CH₂

Câu 7. Công thức cấu tạo của tơ nilon – 6,6 là:

A. [ - NH – (CH₂)₄ – NH – CO – (CH₂)₄ – CO - ]_n

B. [ - NH – (CH₂)₆ – NH – CO – (CH₂)₄ – CO - ]_n

C. [ - NH – (CH₂)₆ – NH – CO – (CH₂)₆ – CO - ]_n

D. [ - NH – (CH₂)₄ – NH – CO – (CH₂)₆ – CO - ]_n

Đáp án B: [ - NH – (CH₂)₆ – NH – CO – (CH₂)₄ – CO - ]_n

Câu 8. Đồng trùng hợp đivinyl và stiren thu được cao su Buna-S có công thức cấu tạo là :

A. (–CH₂–CH=CH–CH₂–CH(C₆H₅)–CH₂–)_n.

B. (–C₂H–CH–CH–CH₂–CH(C₆H₅)–CH₂–)_n.

C. (–CH₂–CH–CH=CH₂–CH(C₆H₅)–CH₂–)_n.

D. (–CH₂–CH₂–CH₂–CH₂–CH(C₆H₅)–CH₂–)_n.

Đáp án A. (–CH₂–CH=CH–CH₂–CH(C₆H₅)–CH₂–)_n.

Câu 9. Etilen có tính chất vật lý nào sau đây?

A. là chất khí không màu, không mùi, tan nhiều trong nước, nhẹ hơn không khí.

B. là chất khí, không màu, không mùi, ít tan trong nước, nhẹ hơn không khí.

C. là chất khí màu vàng lục, mùi xốc, ít tan trong nước, nặng hơn không khí.

D. là chất khí không màu, mùi hắc, tan trong nước, nặng hơn không khí.

Đáp án B:  là chất khí, không màu, không mùi, ít tan trong nước, nhẹ hơn không khí.

Câu 10. Khí CH₄ và C₂H₄ có tính chất hóa học giống nhau là

A. tham gia phản ứng cộng với dung dịch brom.

B. tham gia phản ứng thế với brom khi chiếu sáng.

C. tham gia phản ứng trùng hợp.

D. tham gia phản ứng cháy với khí oxi sinh ra khí cacbonic và nước.

Đáp án D: tham gia phản ứng cháy với khí oxi sinh ra khí cacbonic và nước.