MỤC LỤC MỤC LỤC 1 MỞ ĐẦU 2 PHẦN 1. TỔNG QUAN 5 1.1. POLY AXIT LACTIC ( PLA) 5 1.1.1. Tình hình phát triển của PLA 5 1.1.2. Phương pháp tổng hợp PLA 5 1.1.2.1. Monome axit lactic 6 1.1.2.2. Điều chế PLA 7 1.1.3. Tính chất của PLA 9 1.1.3.1. Tính chất vật lí 9 1.1.3.2. Tính chất cơ 10 1.1.3.3. Tính chất hoá học 10 1.1.3.4. Tính chất nhiệt 11 1.1.4. Ứng dụng cuả PLA 11 1.2. TỔNG QUAN VỀ POLYME BLEND (PLAEVA) 12 1.2.1. Copolyme etylen vinylaxetat (EVA) 12 1.2.1.1 Tình hình nghiên cứu và phát triển 12 1.2.1.2. Phương pháp tổng hợp EVA 13 1.2.1.3. Tính chất của EVA 14 1.2.1.4. Ứng dụng của EVA 14 1.2.2. Tổng quan về polyme blend PLAEVA 15 1.2.2.1. Polyme blend giữa PLA và một số polyme 15 1.2.2.2. Polyme blend PLAEVA 17 1.3. SỰ PHÂN HỦY CỦA PLA TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG KHÁC NHAU 18 1.3.1.Phân hủy PLA dưới tác động của các tác nhân vật lý 19 1.3.2. Phân hủy của PLA dưới tác động của tác nhân hóa học 20 1.4. Sự phân hủy của polyme blend trên cơ sở PLA 22 1.5. CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ SỰ PHÂN HỦY CỦA PLA VÀ VẬT LIỆU TỔ HỢP TRÊN CƠ SỞ PLA 23 1.5.1. Các phương pháp nghiên cứu cấu trúc 23 1.5.1.1. Phân tích phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR) 23 1.5.1.2. Các phương pháp phân tích nhiệt 23 1.5.1.3. Phương pháp nghiên cứu hình thái cấu trúc 23 1.5.1.4. Phương pháp chuẩn độ hóa học 23 1.5.1.5. Đo pH của dung dịch sau thủy phân 24 1.5.1.6. Xác định tính chất cơ lí 24 1.5.1.7. Phương pháp cân khối lượng 24 1.5.1.8. Phương pháp đo khối lượng phân tử (KLPT) 24 PHẦN 2. THỰC NGHIỆM 24 2.1. NGUYÊN LIỆU VÀ HÓA CHẤT 24 2.2. CHẾ TẠO POLYME BLEND PLAEVA 25 2.3. TIẾN HÀNH THỦY PHÂN VẬT LIỆU POLYME BLEND PLAEVA 26 2.3.1. Thủy phân của vật liệu trong các môi trường axit, bazơ, dung dịch đệm 26 2.3.2. Thử nghiệm trong môi trường đất 26 2.3.3.Thử nghiệm trong bùn 26 2.4. CÁC PHƯƠNG PHÁP VÀ THIẾT BỊ NGHIÊN CỨU 27 2.4.1. Tính chất cơ lý của polyme blend PLAEVA 27 2.4.2. Phương pháp nghiên cứu phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR). 28 2.4.3. Nghiên cứu sự suy giảm khối lượng mẫu 29 2.4.4. Xác định độ nhớt của polyme blend PLAEVA 30 2.4.5. Nghiên cứu hình thái cấu trúc 32 TÀI LIỆU THAM KHẢO 32
MỤC LỤC PHẦN 1. TỔNG QUAN 4 MỞ ĐẦU Polyme với sự phong phú về chủng loại và đa dạng về tính chất, đang đóng vai trò quan trọng trong sản xuất và sinh hoạt của con người [1 ]. Tính đến năm 2006, toàn thế giới tiêu thụ 180 triệu tấn chất dẻo/ năm. Một nửa lượng chất dẻo sau tiêu thụ bị thải ra môi trường mỗi năm [2]. Phần lớn các polyme hiện đang được sử dụng có nguồn gốc dầu mỏ, chúng trơ với điều kiện phân hủy trong môi trường tự nhiên và phải mất hàng trăm năm mới phân hủy khi chôn trong đất nên gây ô nhiễm môi trường [3]. Do đó, việc nghiên cứu để tìm ra chất dẻo và polyme “sạch và xanh” hơn, có khả năng phân hủy sinh học, thân thiện và không gây ô nhiễm môi trường để thay thế cho các chất dẻo và polyme không phân hủy sinh học thu hút sự quan tâm lớn của các nhà khoa học. 1 Từ những năm 1980, nhiều nước trên thế giới đã nghiên cứu vật liệu polyme tự phân hủy sinh học để sử dụng trong nông nghiệp, lâm nghiệp, bảo quản thực phẩm và y tế. Trong số các polyme có khả năng phân hủy sinh học thì poly axit lactic (PLA) được nghiên cứu nhiều nhất do có nhiều tính chất giống với polyme nhiệt dẻo truyền thống như độ bền kéo đứt, độ bền nhiệt, môđun lớn. PLA còn có khả năng chống cháy, chống bức xạ tử ngoại và khả năng phân hủy sinh học. Tuy nhiên, PLA khá giòn và độ cứng cao lên khó sử dụng làm vật liệu bao gói, quy trình điều chế khá phức tạp và đòi hỏi công nghệ cao khiến giá thành PLA đắt [4]. Để cải thiện cơ tính, hạ giá thành và mở rộng phạm vi ứng dụng của PLA, nhiều nghiên cứu đã tiến hành trộn hợp PLA với các polyme có khả năng và không có khả năng phân hủy sinh học để tạo thành các vật liệu polyme blend có những tính chất tốt, kết hợp được các tính chất nổi trội của PLA và polyme được trộn hợp. Chẳng hạn như các polyme phân hủy sinh học poly(etylen sucxinat) (PES) [25], polybutylen sucxinat (PBS), poly(butylen sucxinat adipat) (PBSA) [26], poly(etylen glycol) (PEG) [22], poly vinyl ancol (PVA)… và các polyme không phân hủy sinh học như polyetylen (PE), polypropylen (PP), copolyme etylen vinylaxetat (EVA) Nhưng các polyme không phân hủy sinh học hiện là đối tượng được nhiều nhà nghiên cứu quan tâm hơn. Vật liệu này có thể tận dụng được các nguồn nguyên liệu đang thông dụng trên thị trường nhựa để tạo ra các vật liệu polyme blend. Khi trộn PLA với các polyme không phân hủy sinh học thì sẽ thúc đẩy sự phân hủy sinh học của vật liệu này. EVA là một lựa chọn đúng đắn cho mục đích này. Copolyme etylen vinyl axetat (EVA) là một copolyme khá phổ biến và thông dụng trên thị trường, được tổng hợp từ các nguồn nguyên liệu hóa dầu. EVA có nhiều ưu điểm nổi bật như: mềm dẻo ở nhiệt độ thấp, bền xé trong suốt, dễ gắn và dán ở nhiệt độ thấp, có khả năng phối trộn với một lượng các chất phụ ra, chất độn…Tuy nhiên, EVA có một số hạn chế như môđun đàn hồi và độ bền kéo đứt 2 thấp, phân hủy sinh học nên dễ gây tồn đọng rác thải khi bị thải ra môi trường. Để nâng cao độ bền kéo đứt, bền nhiệt, người ta đã trộn EVA với các loại cao xu, các polyme có nguồn gốc thiên nhiên có mặt các chất tương hợp, các chất phụ ra khác [51,52]. Tuy nhiên, các vật liệu tổ hợp này phần lớn không có khả năng phân hủy sinh học. Vì vậy, cần trộn EVA với các polyme phân hủy sinh học nhằm thúc đẩy sự phân hủy sinh học trong khi vẫn cải thiện được cơ tính của nó. Khi trộn hợp PLA với EVA có thể cải thiện được khả năng phân hủy sinh học của EVA cũng như cải thiện một số tính chất cơ lý cho PLA. Do đó, polyme blend PLA/EVA đã thu hút sự quan tâm nghiên cứu ở trong và ngoài nước. Chế tạo và khảo sát các tính chất của polyme blend trên cơ sở PLA với các polyme chứa mắt xích vinyl axetat như poly(vinyl axetat) (PVA), copolyme poly(vinyl axetat-co-vinyl ancol) và EVA đã được một số nhà nghiên cứu trên thế giới thực hiện [28,29,19]. Các polyme blend này, có các tính chất tốt,có thể đáp ứng nhiều mục đích sử dụng khác nhau, nhất là trong lĩnh vực bao gói. Ở Việt Nam, vật liệu polyme blend PLA/EVA đã được PGS.TS.Thái Hoàng và TS.Đỗ Văn Công ở Viện kỹ thuật nhiệt đới đã tiến hành chế tạo và nghiên cứu. PLA là một polyeste nên dễ bị thủy phân. Tác nhân thúc đẩy thủy phân PLA là nhiệt độ, độ ẩm là các chất xúc tác như axit, bazơ và enzym của vi sinh vật. Trong đó, sự có mặt của nước và nhiệt độ đóng vai trò quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến sự thủy phân của PLA. Việc nghiên cứu phân hủy của PLA và các vật liệu polyme blend của PLA trong các môi trường hóa học (axit, đệm và bazơ ) cũng như các môi trường sinh học (chứa enzym và vi sinh vật ) đã được nghiên cứu khá chi tiết. Song phần lớn các nghiên cứu trên được thực hiên riêng rẽ. Trên thực tế, sự phân hủy của PLA và các vật liệu của PLA trong môi trường tự nhiên chịu tác động đồng thời của các quá trình phân hủy hóa và sinh học, ngoài ra còn có tác động của tử ngoại. Do đó, trong bài thực tập này, việc nghiên cứu sự phân hủy của màng mỏng polyme blend PLA/EVA chế tạo bằng phương pháp tạo màng trong các môi 3 trường hóa học và môi trường kết hợp các yếu tố tác động của tử ngoại và các vi sinh vật trong đất được thưc hiện. Bài thực tập môn này trình bày kết quả nghiên cứu sự phân hủy của polyme blend trên cơ sở PLA/EVA trong các môi trường khác nhau (hóa học, vi sinh vật, vật lý). Sự thay đổi vị trí hấp thụ đặc trưng của các nhóm chức, thay đổi pH, tính chất nhiệt và cấu trúc hình thái của vật liệu trước và sau phân hủy. PHẦN 1. TỔNG QUAN 1.1. POLY AXIT LACTIC ( PLA) 1.1.1. Tình hình phát triển của PLA Poly axit lactic đã được Wallace Carothers một nhà khoa học của tập đoàn Dupont phát hiện lần đầu tiên vào năm 1932 và được sản xuất ở quy mô rất nhỏ [5 ]. Nó có khối lượng phân tử thấp, giá thành rất cao. Phần lớn PLA chỉ được sử dụng trong lĩnh vực y khoa như làm chỉ khâu vết thương, làm mô cấy dưới da, thuốc giảm đau, bôi ngoài da. Tập đoàn Cargill là một trong những nhà máy tiên phong sản xuất PLA. Cargill bắt đầu tìm được công nghệ mới để sản xuất PLA ở quy mô lớn (công nghiệp) vào năm 1987 và xây dựng nhà máy vào năm 1992. Sau 10 năm tìm ra công nghệ, Cargill đã kết hợp với Dow Chemical Company Inc, để thành lập hãng 4 có tên là Cargill Dow Polyme LLC (CDP) sản xuất PLA. Họ đã xây dựng một số địa điểm sản xuất ở Nebraska (có khẳ năng sản xuất 140.000 tấn PLA/ năm, dự tính tăng gấp 3 lần vào năm 2007, đạt 450.000 tấn/ năm. Sau năm 1998, nhiều công ty khác trên thế giới cũng nghiên cứu sản xuất PLA và các sản phẩm trên cơ sở axit lactic như ROP, Purac, Hycail (Hà Lan), Mitsubishi Polymers Apack (CLB Đức), Fortum Oyj (Phần Lan), Galactic Một số công ty của Trung Quốc như Yipu, Dahuachem International, Sinochem Hebei Qinhuangdao Imp cũng tiến hành sản xuất axtit lactic và các sản phẩm của chúng. Ở Mỹ, ngoài CDP, nhiều công ty khác cũng nghiên cứu sản xuất PLA như Purac, Macropore Biosurgery, Ecochem Mỹ cũng là quốc gia sản xuất nhiều PLA nhất trên thế giới hiện nay. Năm 2010, nhu cầu PLA trên thị trường thế giới vào khoảng 500.000 tấn. 1.1.2. Phương pháp tổng hợp PLA 1.1.2.1. Monome axit lactic Axit lactit là monome của PLA, được sản xuất rộng rãi và ứng dụng trong nhiều lĩnh vực, nhiều ngành công nghiệp như dược phẩm, thực phẩm, sản xuất sơn, mực in và chất dẻo…. Do tồn tại nguyên tử C bất đối lên axit lactic tồn tại ở hai dạng đồng phân quang học là L(+)-axit lactic và D(-)-axit lactic [57]. Axit lactic được Scheele ( nhà hóa học Thụy Điển) phát hiện ra vào năm 1780 trong thành phần sữa chua và được sản xuất ở quy mô thương mại đầu tiên vào năm 1881 do Charles E. A very ở Littleton, Masachsetts (Mỹ) tiến hành. Có hai phương pháp chính để điều chế axit lactic : • Phương pháp tổng hợp hoá học Nguyên liệu của quá trình tổng hợp này là lactonitrin. Quá trình đó diễn ra như sau: Quá trình tạo lactonitrin: CH 3 CHO + HCN → CH 3 CHOHCN Quá trình thủy phân lactonitrin bằng axit: 5 2CH 3 CHOHCN + H 2 O + H 2 SO 4 → 2CH 3 CH(OH)COOH + ( NH 4 ) 2 SO 4 Quá trình este hoá: CH 3 CH(OH)COOH + CH 3 OH → CH 3 CH(OH)COOCH 3 + H 2 O Quá trình thuỷ phân trong môi trường axit: CH 3 CH(OH)COOCH 3 + H 2 O → CH 3 CH(OH)COOH + CH 3 OH Trong đó, bước este hóa axit lactic với metanol tạo ra metyl lactat sẽ thuận lợi cho quá trình tách bằng chưng cất vì este dễ tách ra khỏi hỗn hợp phản ứng hơn so với axit lactic. Công ty Musashino (Nhật Bản) và Sterling Chemical Inc. (Mỹ) đã sử dụng công ngệ này. Tổng hợp axit lactic bằng tổng hợp hóa học thường cho lượng lớn biến thể raxemic khó tách loại dạng L và D khỏi nhau và không khả thi về kinh tế. Ngoài ra, có thể sử dụng các phương pháp tổng hợp hóa học khác như phân hủy đường trong môi trường xúc tác bazơ; oxi hóa propylen glycol; phản ứng của axetanđehit, cacbon monoxit và nước trong điều kiện áp xuất cao và nhiệt độ cao; thủy phân axit clopropionic; oxy hóa propylen bằng axit nitric. • Phương pháp lên men hợp chất cacbohydrat Phương pháp này sử dụng nguyên liệu là các hợp chất cacbohydrat trong tự nhiên như glucozơ, xenlulozơ, tinh bột nhờ một số vi khuẩn, vi sinh vật làm xúc tác [6]. Quá trình đó diễn ra như sau: Quá trình lên men và trung hoà: C 6 H 12 O 6 + Ca(OH) 2 → [CH 3 CH(OH)COO] 2 Ca 2+ + 2H 2 O Quá trình thuỷ phân bởi axit sunphuric: [CH 3 CH(OH)COO] 2 Ca 2+ + H 2 SO 4 → 2CH 3 CH(OH)COOH + CaSO 4 Quá trình este hoá: CH 3 CH(OH)COOH + CH 3 OH → CH 3 CH(OH)COOCH 3 + H 2 O Quá trình thủy phân: CH 3 CH(OH)COOCH 3 + H 2 O → CH 3 CH(OH)COOH + CH 3 OH 6 Sản phẩm thô chứa canxi lactat được lọc để tách ra khỏi buồng phản ứng, xử lý bằng than hoạt tính, cho bay hơi và axit hóa bằng axit sunphuric thu được axit lactic và canxi sunphat. Quá trình lên men được thực hiện dưới tác động của vi sinh vật. Nhiều vi sinh vật như Lactobacillus, Rhizopus oryzae, Saccharomyces cerevisiae và Kluyveromyces lactis hay vi khuẩn bị biến đổi gen và enzym lactat dehydrogenaza đã được nghiên cứu và sử dụng để lên men tinh bột tạo ra L (+) axit lactic tinh khiết [34,24]. Như vậy, trong lên men cacbohyđrat, nếu chọn lựa các vi sinh vật phù hợp có thể thu được đồng phân D hoặc L theo mong muốn. Đây chính là ưu việt của phương pháp này so với phương pháp tổng hợp hóa học. Mặt khác, do sử dụng nguyên liệu đầu vào là tinh bột (một nguồn phổ biến và tái sinh hằng năm) nên phương pháp này giảm giá thành axit lactic. 1.1.2.2. Điều chế PLA Có hai phản ứng chủ yếu: Phản ứng trùng ngưng và phản ứng trùng hợp mở vòng lactit. • Phản ứng trùng ngưng PLA được tổng hợp từ nhiều phân tử monome axit lactic bằng phản ứng trùng ngưng, kèm theo sự tách nước. Có nhiều phương pháp trùng ngưng như trùng ngưng trong khối nóng chảy, trùng ngưng trong dung dịch, trùng ngưng trong tướng rắn. Các phản ứng trùng ngưng là phản ứng thuận nghịch nên chỉ thu được polyme có khối lượng phân tử hạn chế do đó phương pháp này ít được sử dụng để tạo PLA [21]. Phản ứng trùng ngưng tạo PLA được trình bày trong hình 1 7 H O CH CH 3 C O OH CH C O CH 3 OH OH n n n( - 1 ) OH 2 + Hình 1. Phản ứng trùng ngưng tạo PLA • Phản ứng trùng hợp mở vòng của lactit Phản ứng trùng hợp mở vòng axit lactic qua hai giai đoạn:Tạo vòng đime lactit và trùng hợp mở vòng tạo polyme [10]. Quá trình đó trình bày trong hình 2 và 3. H O CH CH 3 C O OH CH CH 3 OH C O OH + O O CH 3 CH 3 n −2 n Lactit Hình 2. Phản ứng trùng ngưng của axit lactic tạo lactit O O CH 3 CH 3 O CH CH 3 C O O CH CH 3 C O O. . t, xt,p Lactit poly lactit Hình 3. Phản ứng trùng hợp mở vòng của lactic tạo polylactit Xúc tác có thể sử dụng là các hợp chất của kim loại như thiếc, nhôm, chì, kẽm bimut, sắt và ytri. Phản ứng trùng hợp mở vòng lactit dưới xúc tác SnOct 2 diễn ra như sau: 8 O O O OH CH 3 CH 3 Oct 2 Sn −−−−− OR H RCOO(CH 3 )OCOCH(CH 3 )OH −−−−− SnOct 2 Hình 4. Phản ứng trùng hợp mở vòng lactit dưới xúc tác SnOct 2 Phản ứng trùng hợp mở vòng có nhiều phương pháp: trùng hợp dung dịch, trùng hợp huyền phù, trùng hợp ở trạng thái nóng chảy. Phương pháp trùng hợp mở vòng cho polyme có khối lượng lớn nên đây là phương pháp dùng chủ yếu để điều chế, sản xuất PLA hiện nay. 1.1.3. Tính chất của PLA PLA là một polyeste no có khối lượng phân tử vào khoảng 100000-300000 ĐVC. Nó có nhiều tính chất giống một số nhựa polyme nhiệt dẻo có nguồn gốc dầu mỏ. 1.1.3.1. Tính chất vật lí PLA là một loại nhựa ở dạng hạt có màu trắng, đục, cứng, giòn, dễ vỡ, độ bền nhiệt giảm nhanh trong điều kiện nhiệt độ và độ ẩm cao. Bảng 2: Một số tính chất vật lí của PLA [10] Khối lượng phântử(ĐVC) 100000–300000 Khối lượng riêng (g/cm 3 ) 1,25 Nhiệt độ nóng chảy ( o C) 190 Nhiệt độ thuỷ tinh hoá ( o C) 60 Độ bền kéo đứt (MPa) 53 Độ dãn dài khi kéo đứt (%) 10%–100% Môđun (MPa) 350– 450 9 1.1.3.2. Tính chất cơ PLA có tính chất cơ giống với một số nhựa nhiệt dẻo thông dụng. Nó có độ cứng cao, dễ tạo thành nếp khi gấp, độ bền mài mòn cơ học cao, môđun lớn, độ bền kéo đứt lớn nhưng khả năng dãn dài kém [3]. Tính chất cơ học của PLA có thể thay đổi trong phạm vi rộng từ mềm, dãn dẻo tới cứng và nhựa có độ bền kéo cao, phụ thuộc vào thành phần và khối lượng phân tử. Khi khối lượng phân tử tăng, cở tính PLA tăng (khối lượng phân tử của PLA tăng từ 23.000 đến 67.000 thì độ bền uốn tăng từ 64 đến 106 MPa còn độ bền kéo lại giảm còn 59 MPa.Với PDLLA, khi khối lượng phân tử tăng từ 47.500 đến 114.000 thì độ bền kéo đứt thay đổi từ 49 đến 53 MPa, lực xoắn biến đổi từ 84 đến 88 MPa.PLLA kết tinh và có thể phân hủy sinh học, trong khi PDLLA khi cùng khối lượng phân tử [49]. 1.1.3.3. Tính chất hoá học PLA có khả năng chống cháy, chống bức xạ tử ngoại ít bị phai màu [5]. Nó dễ nhuộm màu với tỷ lệ chất màu rất nhỏ. Trong môi trường ẩm đặc biệt có mặt của axit và bazơ nó dễ bị thủy phân [4]. Nó cũng dễ bị tác động của vi sinh vật. độ bền của PLA phụ thuộc vào khối lượng phân tử và hàm lượng tinh thể. PLA có khối lượng phân tủ càng thấp càng dễ bị phân hủy. Khi tăng hàm lượng tinh thể, độ bền của PLA tăng lên. PLA thu được bằng trùng ngưng axit lactic có khối lượng phân tủ thấp và chứa nhiều nhóm –COOH và nhóm -OH cuối mạch nên chúng có thể tham gia phản ứng với các monome hay polyme chứa nhóm chức cuối mạch như các nhóm cacboxyl, hidroxyl, amino, anhydrit axit… Kết qủa PLA được nối dài thêm, khối lượng phân tử tăng. 1.1.3.4. Tính chất nhiệt PLA có nhiệt độ chảy mềm (T m ) và nhiệt độ kết tinh (T c ) cao hơn so với LDPE và HDPE là hai polyme có nguồn gốc từ dầu mỏ. Nó khó bị phân hủy nhiệt hơn so với LDPE và HDPE. Tính chất nhiệt của PLA phụ thuộc nhiều vào cấu trúc 10 [...]... trình phân hủy của PLA [ 45,46,47] 1.4 Sự phân hủy của polyme blend trên cơ sở PLA Vật liệu tổ hợp trên cơ sở PLA với các polyme có khả năng tan hay phân hủy trong môi trường nước và môi trường hóa chất (kiềm, axit ) có thể thúc đẩy sự thủy phân của PLA. Khi các polyme này bị phân hủy hoặc tan ra sẽ để lại các vi lỗ giúp nước và các OH-, H+ vào bên trong vật liệu, làm cho PLA thủy phân dễ dàng hơn .Vật liệu. .. bazơ và đệm Do vậy, phân hủy của vật liệu polyme blend này chủ yếu là do PLA bị thủy phân 1.5 CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ SỰ PHÂN HỦY CỦA PLA VÀ VẬT LIỆU TỔ HỢP TRÊN CƠ SỞ PLA 1.5.1 Các phương pháp nghiên cứu cấu trúc 1.5.1.1 Phân tích phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR) Quá trình thủy phân hóa học hay thủy phân enzym PLA và polyme blend của PLA đều làm đứt liên kết ests (-COO-) tạo thành các. .. trong vật liệu nên không thuận lợi cho thủy phân PLA [42] Các polyme trên đều không bị phân hủy trong môi trường ẩm và các axit, bazơ thông thường Do đó, quá trình phân hủy của các vật liệu polyme blend này chủ yếu là do xảy ra sự thủy phân của PLA Polyme blend PLA/ EVA được tạo thành từ 2 polyme thành phần, trong đó PLA rất dễ bị thủy phân, còn EVA hầu như không bị thủy phân trong các môi trường axit, ... các vật liệu thân thiện hơn với môi trường 1.3 SỰ PHÂN HỦY CỦA PLA TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG KHÁC NHAU PLA là một polyeste, do đó cơ chế phân hủy của PLA phân theo cơ chế thủy phân Tác nhân thúc đẩy thủy phân PLA là nhiệt độ, độ ẩm và các chất xúc tác như axit bazo và enzym của vi sinh vật Trong đó, sự có mặt của nước và nhiệt độ đóng vai trò quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến thủy phân của PLA Các chất... phân hủy sinh học Bên cạnh đó, còn có một số nhược điểm giòn và độ cứnng cao lên khó sử dụng làm vật liệu bao gói , giá thành cao Để khắc phục được những ưu nhược điểm này, PLA đã được trộn hợp với các polyme phân hủy sinh học và các polyme không phân hủy sinh học • Polyme blend của PLA với các polyme phân hủy sinh học Các polyme phân hủy sinh học khi trộn hợp với PLA có thể tạo ra vật liệu blend phân. .. có thể đánh giá được sự thay đổi khối lượng phân tử của PLA PLA-COOH + NaOH → PLA- COONa +H2O 23 1.5.1.5 Đo pH của dung dịch sau thủy phân Thủy phân PLA sinh ra sản phẩm chứa nhóm chức axit Do đó, làm tăng tính axit của môi trường và làm giảm pH [20] 1.5.1.6 Xác định tính chất cơ lí Sự thủy phân PLA gây ra đứt mạch đại phân tử polyme, giảm khối lượng phân tử, do đó làm giảm cơ tính của vật liệu PLA 1.5.1.7... bền và độ dãn dài cho PLA • Polyme bend của PLA với polyme không phân hủy sinh học Các polyme không phân hủy sinh học thường là các polyme không phân cực (các polyolefin, cao su tự nhiên và tổng hợp, polystiren…) hay các polyme có độ phân cực thấp, kị nước, ưa nước kém ( polyetylen oxit, polymetylmetacrylat, polyterephtalat, polyvinylphenol…) Nhiều công trình nghiên cứu đã tiến hành trộn chúng với PLA. .. và năng lượng khác phù hợp cho các vi khuẩn phát triển Một số công trình nghiên cứu phân hủy của PLA trong mùn [25] và đất [26] cho thấy các sản phẩm phân hủy PLA đã được xác định như axit lactic, lactit và lactoyl axit lactic 20 Quá trình thủy phân enzym và phân hủy của PLA trong môi trường chứa vi sinh cũng chịu ảnh hưởng lớn bởi khối lượng phân tử và độ kết tinh của PLA ban đầu [27] Khối lượng phân. .. EVA với các polyme phân hủy sinh học nhằm thúc đẩy sự phân hủy sinh học trong khi vẫn cải thiện được cơ tính của nó PLA là một lựa chọn tốt cho mục đích này 1.2.2 Tổng quan về polyme blend PLA/ EVA Blend là phương pháp trộn hợp hai hay nhiều polyme để thu được một vật liệu có tính chất kết hợp được các tính chất nổi trội của các polymer thành phần 1.2.2.1 Polyme blend giữa PLA và một số polyme PLA có... thủy phân trong axit của các mạch hay đoạn mạch PLA tiếp theo Nó được gọi là cơ chế “tự xúc tác’’[21] 1.3.3 Phân hủy PLA trong môi trường sinh học • Phân hủy PLA trong môi trường vi sinh vật Sự phân hủy của PLA trong các môi trường giàu vi sinh vật như mùn, rác và đất Chúng là các môi trường sinh học tổ hợp trong nhiều quá trình phân hủy xảy ra đồng thời hay liên tiếp Bên cạnh PLA, chúng còn chứa các . trường. 1.3. SỰ PHÂN HỦY CỦA PLA TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG KHÁC NHAU PLA là một polyeste, do đó cơ chế phân hủy của PLA phân theo cơ chế thủy phân. Tác nhân thúc đẩy thủy phân PLA là nhiệt độ, độ ẩm và các. thủy phân của PLA. Việc nghiên cứu phân hủy của PLA và các vật liệu polyme blend của PLA trong các môi trường hóa học (axit, đệm và bazơ ) cũng như các môi trường sinh học (chứa enzym và vi. (chứa enzym và vi sinh vật ) đã được nghiên cứu khá chi tiết. Song phần lớn các nghiên cứu trên được thực hiên riêng rẽ. Trên thực tế, sự phân hủy của PLA và các vật liệu của PLA trong môi trường