3 Các nội dung cần khảo sát
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (9.93 MB, 71 trang )
45
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
TS. HOÀNG THỊ THÁI THANH
thẩm thấu của dung dịch polymer, phương pháp tán xạ ánh sang, phương pháp li
tâm siêu tốc. Nhưng trong bài thí nghiệm nghiên cứu này sử dụng phương pháp
xác định khối lượng phân tử bằng cách đo độ nhớt của dung dịch polymer với ưu
điểm chi phi thấp và dễ thực hiện. Khối lượng phân tử của polymer được đo bằng
nhớt kế OSTWALD. Từ độ nhớt đặc trưng [ƞ] có thể xác định khối lượng phân tử
của polymer theo phương trình Mark – Houwink-Sakurada:
[ƞ]=KMα
Hằng số Mark – Houwink của polyvinyl acetate(PVAc) trong Methanol ở
300C là K=3,14x10-4 mL/g, α=0,6.
Bảng 2.5 Bảng khảo sát ảnh hưởng các phương pháp trùng hợp
đến khối lượng phân tử
Các phương
pháp trùng hợp
Trùng hợp
khối
Trùng hợp
dung dịch
Trùng hợp nhũ
tương
Khối lượng
phân tử
13876
13207
16315
2.3.2
Trùng hợp
huyền phù
16033
Khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến độ chuyển hóa
Độ chuyển hóa (q) của q trình trùng hợp được xác định theo biểu thức:
q=
Trong đó [M0] là nồng độ ban đầu của monomer.
[Mt] là nồng độ của monomer tại thời điểm t.
Như vậy độ chuyển hóa (q) cho biết % monomer đã tham gia phản ứng sau
khoảng thời gian t.
46
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
TS. HOÀNG THỊ THÁI THANH
Bảng 2.6 Bảng khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến độ chuyển hóa
Các phương pháp trùng hợp
thời gian (h)
khối
dung dịch
huyền phù
nhũ tương
0
0
0
0
0
1
15,6
21,2
14,2
17,1
2
30,8
29,9
29,4
33,6
36,2
41,1
45,5
4
46,7
57,2
5
49,6
62,7
3
2.3.3
Phân tích tính chất nhiệt của Polyvinyl Acetate
Phân tích nhiệt quét vi sai (tiếng Anh: Differential scanning calorimetry,
viết tắt là DSC) là một kỹ thuật phân tích nhiệt được dùng phổ biến trong nghiên
cứu vật lý chất rắn, khoa học vật liệu, các ngành hóa học phân tích, y sinh học,
địa chất... Thuật ngữ "vi sai" chỉ việc xác định sự sai khác giữa nhiệt
độ (hay dòng nhiệt) của mẫu đối với một mẫu chuẩn được đặt trong cùng điều
kiện. Kỹ thuật này lần đầu tiên được phát minh bởi E.S. Watson và M.J. O'Neill
(Perkin Elmer Corp) [31], và được giới thiệu thương phẩm lần đầu tiên tại Hội
nghị Hóa phân tích và Quang phổ Ứng dụng tại Pittsburgh (Hoa Kỳ vào năm
1963. Năm 1964, kỹ thuật này tiếp tục được hoàn thiện với cải tiến phép đo nhiệt
lượng quét vi sai đoạn nhiệt được phát minh bởi P.L. Privalov và D.R.
Monaselidze [32]. DSC là phương pháp phân tích nhiệt mà ở đó độ chênh lệch về
nhiệt độ T giữa hai mẫu chuẩn và mẫu nghiên cứu luôn được duy trì bằng khơng,
người ta sẽ xác định entanpy của các quá trình này bằng cách xác định lưu lượng
nhiệt vi sai cần để duy trì mẫu vật liệu và mẫu chuẩn trơ ở cùng nhiệt độ. Nhiệt
độ này thường được lập trình để quét một khoảng nhiệt độ bằng cách tăng tuyến
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
47
TS. HỒNG THỊ THÁI THANH
tính ở một tốc độ định trước. Ta sẽ xác định được năng lượng đó thơng qua tính
diện tích giới hạn bởi đồ thị mà chúng ta thu được.
Nhiệt độ T từ [-1900C −16000C].
Khối lượng mẫu [0,1mg −100mg].
Hệ số giãn nở nhiệt: 0,20 C/cm.
Độ nhạy: 0,01mV/cm.
Về nguyên lý DSC được chia thành loại dòng nhiệt và loại bù năng lượng.
Hình 2.30 Sơ đồ nguyên lý hệ phân tích nhiệt vi sai
DSC làm việc dựa trên nguyên lý do sự thay đổi nhiệt độ và nhiệt
lượng tỏa ra từ mẫu khi bị đốt nóng và so sánh với thơng tin từ mẫu chuẩn.
Buồng mẫu gồm hai đĩa cân, một đĩa cân chuẩn không chứa mẫu và làm bằng
vật liệu được chuẩn hóa thơng tin nhiệt. Đĩa cân còn lại chứa mẫu cần phân tích.
Đĩa được đặt trên hệ thống vi cân cho phép cân chính xác khối lượng mẫu, cùng
với hệ thống cảm biên nhiệt độ đặt bên dưới đĩa cân cho phép xác định nhiệt độ
của mẫu. Cả hệ thống này được đặt trong buồng đốt mà tốc độ đốt nhiệt thường
được thay đổi bằng các dòng khí thổi. Từ các cảm biến đo đạc, dòng nhiệt thu
tỏa từ mẫu sẽ được xác định như một hàm của nhiệt độ.
48
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
+
TS. HOÀNG THỊ THÁI THANH
f(T,t)
H là enthalpy ẩn nhiệt, Cp là nhiệt dung của mẫu,Cp=Cxm (với C là nhiệt
dung riêng, m là khối lượng), f(T,t) là một hàm của nhiệt độ và thời gian [33].
Đo nhiệt lượng vi sai DSC là kỹ thuật nghiên cứu các tính chất của
polymer khi ta thay đổi nhiệt độ tác dụng. Với DSC có thể đo được các hiện
tượng chuyển pha: nóng chảy, đặc tính của q trình kết tinh, thủy tinh hóa hay
nhiệt của phản ứng hóa học của polymer.
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Chương 3:
49
TS. HOÀNG THỊ THÁI THANH
KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
3.1 Kết quả phân tích quang phổ chuyển đổi hồng ngoại Fourier (FTIR)
Hình 3.31 Ảnh FTIR của PAVc
Hình 3.32 Phổ chuẩn FTIR của PVAc
50
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
TS. HOÀNG THỊ THÁI THANH
Phổ IR (phổ hồng ngoại) giúp xác định được các loại dao động đặc trưng của
các liên kết hay các nhóm chức có trong phân tử.
Nhìn vào cơng thức cấu tạo của PVAc tha thấy
các liên kết hay các nhóm chức chính là : C−C,
C−O, C=O, C−H. Trên phổ FTIR xuất hiện pic hấp
thụ ở tầng số 1724 cm -1 đây là pic hấp thụ đặc trưng
của liên kết C=O, hai pic hấp thụ tầng sóng 1162 cm 1
và 1121 cm-1 đặc trưng cho dao động của liên kết
C−O. Ở các tầng số dao động 2928 cm -1 đặc trưng
cho liên kết C−H. Bước sóng 1254cm-1 là dao động
đặc trưng của liên kết C−O trong –O−C=O .
Hình 3.33 CTCT của PVAc
3.2 Khối lượng phân tử
Bảng 3.7 Bảng khảo sát ảnh hưởng các phương pháp trùng hợp
đến khối lượng phân tử
Các phương
pháp trùng hợp
Trùng hợp
khối
Trùng hợp
dung dịch
Trùng hợp nhũ
tương
Khối lượng
phân tử
13876
13207
16315
Trùng hợp
huyền phù
16033
Qua thực nghiệm bằng phương pháp đo độ nhớt Viscosity và xác định khối
lượng phân tử của Polyvinyl Acetate bằng phương trình Houwink khi đo độ nhớt
PVAc ở điều kiện nhiệt độ 300C, dung môi là Methanol ta rút ra kết luận. Khối
lượng phân tử của phương pháp trùng hợp nhũ tương là lớn nhất trong bốn
phương pháp trùng hợp, sau đó là đến phương pháp trùng hợp huyền phù, khối
và cuối cùng là trùng hợp dung dịch.
Giải thích về bẳng khảo sát, trùng hợp nhũ tương có khối lượng phân tử
lớn nhất vì trong q trùng hợp nó sử dụng chất nhũ hóa tạo các hạt micel, chính
các hạt này đã bảo vệ việc tổng hợp polymer xảy ra bên trong. Phản ứng xảy ra
