(TIỂU LUẬN) tìm HIỂU PHẢN ỨNG TRÙNG hợp CATION KHƠI mào BẰNG TIA tử NGOẠI của một số hệ TRÊN cơ sở NHỰA EPOXY BIẾN TÍNH dầu dừa

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ ✽✽✽✽ BÁO CÁO BÀI TẬP GIỮA KÌ TÌM HIỂU PHẢN ỨNG TRÙNG HỢP CATION KHƠI MÀO BẰNG TIA TỬ NGOẠI CỦA MỘT SỐ HỆ TRÊN CƠ SỞ NHỰA EPOXY BIẾN TÍNH DẦU DỪA CÁN BỘ GIẢNG DẠY: SINH VIÊN THỰC HIỆN: PGS.TS Văn Phạm Đan Thuỷ Nguyễn Chí Cơng B1909655 Tháng 3/2022 MỤC LỤC i MỤC LỤC .ii DANH MỤC HÌNH .3 DANH MỤC BẢNG CHƯƠNG 1: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1.1 1.2 Nguyên liệu Quá trình trùng hợp quang CHƯƠNG 2: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 2.1 Phân tích phổ hồng ngoại 2.2 Hệ trùng hợp quang sở EDD TAS 2.3.Hệ trùng hợp quang sở EDD/BCDE/TAS = 20/80/5 2.4.Hệ trùng hợp quang sở BCDE/TAS = 100/5 10 2.5.Ảnh hưởng hàm lượng TAS 11 CHƯƠNG 3: KẾT LUẬN 12 i Phản ứng polymer hoá mạch cation GVHD:PGS.TS Văn Phạm Đan Thuỷ DANH MỤC HÌNH Hình 1:Phổ hồng ngoại hệ EDD/BCDE/TAS = 20/80/5 trước (a) sau 13,2 giây (b) chiếu tia tử ngoại Hình 2:Biến đổi hàm lượng nhóm định chức chiếu tia tử ngoại (trong đó: ■ TAS; ♦ nhóm OH) Hình 3:Các phức tạo liên kết hydro proton nguyên tử oxy glyxidyl ete Hình 4:Biến đổi hàm lượng nhóm định chức hệ EDD/BCDE/TAS = 20/80/5 chiếu tia tử ngoại Hình 5:Biến đổi hàm lượng nhóm định chức hệ BCDE/TAS = 100/5 trìì̀nh chiếu tia tử ngoại 10 Hình 6:Ảnh hưởng hàm lượng TAS ban đầu đến chuyển hóa nhóm epoxy sau 0,6 giây (♦,■) giây (◊,□) chiếu tia tử ngoại 11 Phản ứng polymer hoá mạch cation GVHD:PGS.TS Văn Phạm Đan Thuỷ DANH MỤC BẢNG Bảng 1:Tỉ lệ khối lượng thành phần trìì̀nh trùng hợp Phản ứng polymer hoá mạch cation GVHD:PGS.TS Văn Phạm Đan Thuỷ CHƯƠNG 1: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1.1 Nguyên liệu Nhựa epoxy biến tính dầu dừa: nhựa epoxy biến tính dầu dừa (EDD) có hàm lượng dầu 39 % hàm lượng nhóm epoxy 2,31 mol epoxy/kg Monome Bisxycloaliphatic diepoxy (BCDE) loại Cyracure 6105 hãng UCB (Bỉ), có hàm lượng nhóm epoxy 8,5 mol/kg Chất khơi mào quang cation: muối triarylsulfonium (TAS), sử dụng loại Cyracure UVI – 6974 hãng Ciba Dung môi: Clorofom loại P Trung Quốc 1.2 Quá trình trùng hợp quang Quá trìì̀nh trùng hợp quang thực n máy chiếu tia tử ngoại FUSION UV model F 300S (Mỹ) Máy có đèn thủy ngân áp suất trung bìì̀nh với cường độ ánh sáng 250 mW/cm2 Khi tốc độ băng chuyền mét/phút, lần chiếu qua đèn tương ứng với thời gian 1,2 giây chiếu -Giai đoạn khơi mào: TAS chất khơi mào sử dụng BCDE xem chất đồng khơi mào cho q trìì̀nh Vìì̀ có TAS trìì̀nh khơi mào thìì̀ phảả̉n ứng khơi mào khơng xảả̉y Giảả̉i thích cho việc khơng thể xảả̉y q trìì̀nh khơi mào TAS khơng có BCDE vìì̀ chiếu tia tử ngoại vào hệ có TAS EDD thìì̀ TAS tạo acid Bronsted, hìì̀nh thành proton hoạt tính cao proton hoạt tính cao liên kết với nguyên tử oxy glyxidyl ete hìì̀nh thành liên kết hydro bền Vìì̀ giai đoạn khơi mào khơng thể tiếp tục để thực phảả̉n ứng polymer hố Nhóm epoxy BCDE có dạng mạch vịng có sức căng lớn, hoạt tính, dễ bị mở vịng bị proton hóa Các proton hoạt tính cao hìì̀nh thành từ TAS tác kích phá vỡ cấu trúc vịng nhóm epoxy BCDE -Giai đoạn phát triển mạch: Monome Bisxycloaliphatic diepoxy sau phá vỡ cấu trúc vòng phát triển mạch với mạch EDD có sẵn q trìì̀nh tiếp diễn -Giai đoạn ngắt mạch: Tại giai đoạn ngắt mạch có cách dừng việc phát triển mạch: Ngừng cung cấp nguồn tia kích thích, tia tử ngoại cho TAS Việc ngừng cung cấp nguồn tia tử ngoại làm cho giai đoạn khơi mào bị ngưng Thêm chất để trung hoà làm hoạt tính TAS Nhưng xét thực tế, tính khảả̉ dụng kinh tế việc thực theo hướng thứ ưu tiên hết Vìì̀ thực tiếp q trìì̀nh tổng hợp polymer chưa đạt yêu cầu chiều dài chuỗi Bài báo cáo khảả̉o sát số hệ khâu mạch sau bảả̉ng Phản ứng polymer hoá mạch cation GVHD:PGS.TS Văn Phạm Đan Thuỷ Bảng 1:Tỉ lệ khối lượng thành phần trình trùng hợp Ở chương tập trung đánh giá hệ khâu mạch số số Polymer hoá mạch cation Thuỷ GVHD: PGS.TS Văn Phạm Đan CHƯƠNG 2: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 2.1 Phân tích phổ hồng ngoại Mẫu tạo thành màng dày 10 m viên KBr để phân tích hồng ngoại Biến đổi nhóm định chức xác định dựa vào thay đổi cường độ hấp thụ đặc trưng chúng Sự biến đổi xác định cách định lượng phương pháp nội chuẩn theo cường độ nhóm C=O 1731 cm-1 Một nhóm chức có hàm lượng khơng thay đổi q trìì̀nh phảả̉n ứng Phổ hồng ngoại hệ EDD/BCDE/TAS = 20/80/5 sử dụng để phân tích mẫu.Phổ hồng ngoại trước sau 13,2 giây chiếu tia tử ngoại trìì̀nh bày hìì̀nh Hinh 1:Phổ hồng ngoại hệ EDD/BCDE/TAS = 20/80/5 trước (a) sau 13,2 giây (b) chiếu tia tử ngoại Hìì̀nh cho thấy ta thấy trìì̀nh chiếu tia tử ngoại, hấp thụ 1731 cm-1 đặc trưng cho nhóm C=O cường độ khơng thay đổi Các hấp thụ đặc trưng cho nhóm hydroxyl, nhóm ete có số sóng 3460 - 3500, 1039 1082 cm-1 tăng lên Bên cạnh đó, hấp thụ đặc trưng cho TAS, nhóm epoxy EDD, BCDE có số sóng 1793, 914, 789 cm-1 giảả̉m trìì̀nh chiếu tia tử ngoại Qua phân tích nhiệt hệ EDD/BCDE/TAS = 20/80/5 ta thấy có dao động đỉnh hấp thụ, có tăng, có giảả̉m trước sau q trìì̀nh chiếu tia tử ngoại, chênh lệch không nhiều có chênh lệch nhiều mặt chung chút đỉnh hấp phụ nhóm TAS, nhóm epoxy EDD đặc biệt nhóm epoxy BCDE Polymer hố mạch cation Thuỷ GVHD: PGS.TS Văn Phạm Đan 2.2 Hệ trùng hợp quang sở EDD TAS Trong báo cáo quan tâm đến hệ có tỉ phần trọng lượng EDD/TAS = 100/5 để khảả̉o sát biến đổi TAS nhóm hydroxyl q trìì̀nh chiếu tia tử ngoại Biến đổi TAS nhóm hydroxyl trìì̀nh chiếu tia tử ngoại trìì̀nh bày hìì̀nh Hinh 2:Biến đổi hàm lượng nhóm định chức chiếu tia tử ngoại (trong đó: ■ TAS; ♦ nhóm OH) Từ hìì̀nh 2, ta thấy nhóm hydroxyl khơng có thay đổi, ta lại thấy thay đổi đáng kể hàm lượng TAS Điều chứng tỏ khơng có khơi mào diễn hàm lượng chất khơi mào TAS thay đổi đáng kể Giảả̉i thích cho điều có hìì̀nh thành proton hoạt tính cao TAS sau chiếu tia tử ngoại, proton khơng tham gia vào q trìì̀nh khơi mào mà hìì̀nh thành liên kết hydro với nguyên tử oxy tạo phức bền EDD Quá trìì̀nh hìì̀nh thành phức bền biểu diễn hìì̀nh Polymer hoá mạch cation Thuỷ GVHD: PGS.TS Văn Phạm Đan Hinh 3:Các phức tạo liên kết hydro proton nguyên tử oxy glyxidyl ete Điều chứng tỏ sau phảả̉i thêm monome BCDE để thúc đẩy phảả̉n ứng cảả̉i thiện tính chất màng sau đóng rắn 2.3.Hệ trùng hợp quang sở EDD/BCDE/TAS = 20/80/5 Biến đổi hàm lượng TAS nhóm định chức hệ EDD/BCDE/TAS = 20/80/5 chiếu tia tử ngoại thể hìì̀nh Hinh 4:Biến đổi hàm lượng nhóm định chức hệ EDD/BCDE/TAS = 20/80/5 chiếu tia tử ngoại Trong : ♦ TAS; ■ nhóm epoxy EDD; ▲ nhóm epoxy BCDE; × nhóm OH; + nhóm ete Polymer hố mạch cation Thuỷ GVHD: PGS.TS Văn Phạm Đan Từ biến đổi hàm lượng TAS trìì̀nh bày hìì̀nh ta thấy có đến 65% TAS phân quang sau 1,2s chiếu tia tử ngoại Điều chứng tỏ trìì̀nh khơi mào cation diễn có mặt BCDE đặc biệt hệ EDD/BCDE/TAS= 20/80/5 Bên cạnh tăng nhanh chóng hàm lượng TAS phân quang, ta cịn thấy hàm lượng nhóm hydroxyl tăng chóng mặt lên mức gấp 4,5 lần so với ban đầu, hàm lượng nhóm ete có tăng lần từ mức 100% ban đầu lên đến 300% sau 1,2s chiếu xạ Việc giảả̉i thích cho trìì̀nh tăng nhanh đơn giảả̉n vìì̀ TAS phân quang có mặt BCDE đồng nghĩa trìì̀nh khơi mào diễn TAS phân quang làm hìì̀nh thành proton hoạt tính cao dẫn đến việc xảả̉y hàng loạt phảả̉n ứng mở vịng nhóm epoxy BCDE Q trìì̀nh khơi mào diễn thìì̀ đồng nghĩa trìì̀nh phát triển mạch bắt đầu diễn liên tục, liên kết ete hìì̀nh thành nhanh nhóm epoxy EDD nhóm epoxy BCDE chuyển hóa nhanh chóng 2.4.Hệ trùng hợp quang sở BCDE/TAS = 100/5 Những biến đổi cảả̉u hàng lượng TAS nhóm hydroxyl ghi nhận hìì̀nh Hinh 5:Biến đổi hàm lượng nhóm định chức hệ BCDE/TAS = 100/5 trình chiếu tia tử ngoại Trong đó: ♦ TAS; ▲ nhóm epoxy BCDE; × nhóm OH; + nhóm ete Từ hìì̀nh thấy sử dụng hệ BCDE/TAS = 100/5 thìì̀ nhóm hydroxyl tạo thành nhanh nhiều chiếu tia tử ngoại nhờ monome BCDE hoạt tính 10 Polymer hoá mạch cation Thuỷ GVHD: PGS.TS Văn Phạm Đan cao, dễ dàng tham gia phảả̉n ứng khơi mào Tuy nhiên TAS lại phân quang hơn; nhóm epoxy chuyển hóa chậm nhóm ete hìì̀nh thành so với hệ EDD/BCDE/TAS = 20/80/5 Giảả̉i tích cho tượng này, đề cập đến cấu trúc mạng lưới không gian cứng nhắc sở BCDE cảả̉n trở phảả̉n ứng mức độ chuyển hố nhóm epoxy định Chúng ta thấy tầm quan trọng EDD, cần lượng nhỏ có tác dụng dẻo hố đoạn mạch phát triển linh động hơn, từ chuyển hố nhóm epoxy cao 2.5.Ảnh hưởng hàm lượng TAS Bài nghiên cứu khảả̉o sát hàm lượng TAS đến chuyển hóa nhóm epoxy EDD nhóm epoxy BCDE sau 0,6 giây chiếu tia tử ngoại Hinh 6:Ảnh hưởng hàm lượng TAS ban đầu đến chuyển hóa nhóm epoxy sau 0,6 giây (♦,■) giây (◊,□) chiếu tia tử ngoại Trong đó: ♦,◊ Nhóm epoxy EDD ; ■,□ Nhóm epoxy BCDE Từ hìì̀nh thấy chuyển hóa nhóm epoxy BCDE hệ có hàm lượng TAS ban đầu 5% 7% sau 0,6 giây chiếu tia tử ngoại xấp xỉ Sau 0,6 giây chiếu tia tử ngoại, chuyển hóa nhóm epoxy EDD hệ có hàm lượng TAS ban đầu 5%, 7% tương ứng 44%, 50% Tuy nhiên, sau 13,2 giây chiếu giá trị chuyển hóa khơng khác nhiều, đạt giá trị tương ứng 56% 58% Như vậy, chuyển hóa nhóm epoxy hệ trùng hợp quang tăng 11 Polymer hoá mạch cation Thuỷ GVHD: PGS.TS Văn Phạm Đan hàm lượng TAS ban đầu hệ tăng từ 3% đến 5% Tuy nhiên tiếp tục tăng hàm lượng TAS ban đầu hệ trùng hợp quang từ 5% đến 7%, chuyển hóa nhóm epoxy cuối khơng tăng thêm 12 Polymer hoá mạch cation Thuỷ GVHD: PGS.TS Văn Phạm Đan CHƯƠNG 3: KẾT LUẬN Qua nghiên cứu phổ hồng ngoại hệ trùng hợp quang sở EDD chọn hấp thụ 1731 cm-1 đặc trưng cho nhóm cacbonyl làm nội chuẩn để khảả̉o sát thay đổi TAS, nhóm hydroxyl, nhóm epoxy EDD monome BCDE, nhóm ete theo hấp thụ đặc trưng 1798, 3478, 914, 789 1049 cm-1 Phảả̉n ứng trùng hợp cation khơi mào tia tử ngoại không xảả̉y hệ EDD/TAS = 100/5, khơng có monome BCDE, xảả̉y chậm hệ BCDE/TAS = 100/5 xảả̉y nhanh chóng hệ có cảả̉ EDD, BCDE, TAS nhờ khảả̉ tham gia thúc đẩy phảả̉n ứng khơi mào BCDE hóa dẻo, tăng độ linh động hệ EDD Do hiệu ứng chắn sáng, dảả̉i tỉ phần nghiên cứu, tỉ phần trọng lượng TAS = % so với tổng lượng EDD BCDE có hiệu quảả̉ tốt phảả̉n ứng trùng hợp 13 ... trùng hợp Phản ứng polymer hoá mạch cation GVHD:PGS.TS Văn Phạm Đan Thuỷ CHƯƠNG 1: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1.1 Nguyên liệu Nhựa epoxy biến tính dầu dừa: nhựa epoxy biến tính dầu. .. 789 1049 cm-1 Phảả̉n ứng trùng hợp cation khơi mào tia tử ngoại không xảả̉y hệ EDD/TAS = 100/5, khơng có monome BCDE, xảả̉y chậm hệ BCDE/TAS = 100/5 xảả̉y nhanh chóng hệ có cảả̉ EDD, BCDE,... gian 1,2 giây chiếu -Giai đoạn khơi mào: TAS chất khơi mào sử dụng BCDE xem chất đồng khơi mào cho trìì̀nh Vìì̀ có TAS q trìì̀nh khơi mào thìì̀ phảả̉n ứng khơi mào khơng xảả̉y Giảả̉i thích