Bài giảng TỔNG hợp BIOPOLYME

TỔNG HỢP TỔNG HỢP BIOPOLYME BIOPOLYME TỔNG HỢP POLYLACTIC ACID BẰNG TỔNG HỢP POLYLACTIC ACID BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐA TRÙNG NGƯNG TRỰC PHƯƠNG PHÁP ĐA TRÙNG NGƯNG TRỰC TIẾP TỪ AXIT LACTIC TIẾP TỪ AXIT LACTIC HO C H CH 3 C O OH 150 o C H OCH CH 3 C O OH l xt,180 o C H OCH CH 3 C O OH m H OCH CH 3 C O OH n 105 o C 150 0 C, 5h 180 0 C, 10Torr, 5h 105 0 C, 0.5Torr, 2h 150 0 C, 0.5Torr, 10h Axit lactic Dehydrat OLL A Ña truøng ngöng PLL A 1 Ñun PLL A 2 Ña truøng ngöng PLL A 3 (Sánh) (Lỏng) (Sệt) (Rắn) (Rắn) Mẫu I SnCl  Nguyên liệu đầu vào là Nguyên liệu đầu vào là axít lactic axít lactic được cho vào thiết bị được cho vào thiết bị autoclave tiến hành dehydrate ở nhiệt độ 150oC trong autoclave tiến hành dehydrate ở nhiệt độ 150oC trong môi trường trơ, phản ứng kéo dài trong 5h. môi trường trơ, phản ứng kéo dài trong 5h.  Sản phẩm của phản ứng là oligolactic (OLLA) có dạng Sản phẩm của phản ứng là oligolactic (OLLA) có dạng chất lỏng sệt. chất lỏng sệt.  Cho xúc tác SnCl2 với tỉ lệ SnCl2/OLLA=4/1000, Cho xúc tác SnCl2 với tỉ lệ SnCl2/OLLA=4/1000, vàTSA (p-toluenesulfonic acid ) theo tỉ lệ SnCl/TSA=1/1. vàTSA (p-toluenesulfonic acid ) theo tỉ lệ SnCl/TSA=1/1. Sau khi trộn lẫn các xúc tác vào OLLA, tiến hành phản Sau khi trộn lẫn các xúc tác vào OLLA, tiến hành phản ứng đa trùng ngưng ở nhiệt độ 180oC, áp suất 10Torr ứng đa trùng ngưng ở nhiệt độ 180oC, áp suất 10Torr (1Torr = 1mmHg) , phản ứng kéo dài trong 5 giờ. Sau đó (1Torr = 1mmHg) , phản ứng kéo dài trong 5 giờ. Sau đó , hạ nhiệt độ xuống 105oC và đun trong 2giờ , áp suất 0,5 , hạ nhiệt độ xuống 105oC và đun trong 2giờ , áp suất 0,5 Torr. Cuối quá trình, nhiệt độ được tăng lên 150oC, áp Torr. Cuối quá trình, nhiệt độ được tăng lên 150oC, áp suất 0,5 Torr, phản ứng đa trùng ngưng kéo dài trong 10 suất 0,5 Torr, phản ứng đa trùng ngưng kéo dài trong 10 giờ. giờ.  Sản phẩm cuối cùng là polylactic acid.(PLLA) có dạng Sản phẩm cuối cùng là polylactic acid.(PLLA) có dạng rắn. rắn.  Nhận xét Nhận xét : : - Quá trình tổng hợp PLLA bằng phương pháp đa trùng - Quá trình tổng hợp PLLA bằng phương pháp đa trùng ngưng nóng chảy trực tiếp từ axít lactic có sử dụng xúc ngưng nóng chảy trực tiếp từ axít lactic có sử dụng xúc tác TSA và hợp chất Sn(II) là phương pháp mới để tổng tác TSA và hợp chất Sn(II) là phương pháp mới để tổng hợp PLLA. Những xúc tác này giúp cho quá trình phản hợp PLLA. Những xúc tác này giúp cho quá trình phản ứng hiệu quả, polyme tạo thành có khối lượng phân tử ứng hiệu quả, polyme tạo thành có khối lượng phân tử cao. cao. - Phương pháp trùng ngưng nóng chảy trực tiếp từ axít - Phương pháp trùng ngưng nóng chảy trực tiếp từ axít lactic giúp tổng hợp PLLA nhanh chóng, quá trình dễ lactic giúp tổng hợp PLLA nhanh chóng, quá trình dễ tiến hành, đơn giản, ít tốn kém. tiến hành, đơn giản, ít tốn kém. - Sản phẩm của quá trình ( Mẫu I ): dạng hạt rắn, kích - Sản phẩm của quá trình ( Mẫu I ): dạng hạt rắn, kích thước nhỏ, nâu nhạt, rất dễ hút ẩm. thước nhỏ, nâu nhạt, rất dễ hút ẩm. - Tuy nhiên nếu khống chế nhiệt độ không tốt, trong quá - Tuy nhiên nếu khống chế nhiệt độ không tốt, trong quá trình phản ứng nhiệt độ cao hơn nhiệt độ nóng chảy của trình phản ứng nhiệt độ cao hơn nhiệt độ nóng chảy của PLLA tạo thành thì sẽ làm giảm hiệu suất phản ứng. PLLA tạo thành thì sẽ làm giảm hiệu suất phản ứng. KHẢO SÁT PHẢN ỨNG KHẢO SÁT PHẢN ỨNG DEHYDRAT HOÁ LACTIC ACID DEHYDRAT HOÁ LACTIC ACID HO C H CH 3 C O OH O CH C O CH C O O CH 3 H 3 C + 2H 2 O 150 o C Cách tiến hành: Cách tiến hành:  Cân m (g) lactic acid cho vào autoclave Cân m (g) lactic acid cho vào autoclave  Sục khí argon (Ar) vào autoclave Sục khí argon (Ar) vào autoclave  Tiến hành đun ở t=150 oC, khuấy liên tục trong những Tiến hành đun ở t=150 oC, khuấy liên tục trong những khoảng thời gian t khác nhau để khảo sát hiệu suất phản khoảng thời gian t khác nhau để khảo sát hiệu suất phản ứng. ứng. [...]... hay 2870-2960.) Hình SEM -Kích thước (Size) và dạng(Shape) của polymer (I)  KẾT LUẬN VỀ PHƯƠNG PHÁP ĐA TRÙNG NGƯNG LIÊN TỤC Mẫu polylactide tổng hợp theo phương pháp trên có trọng lượng phân tử khoảng 7000, độ đa phân tán là 1,85, độ trùng hợp polyme là 47 TỔNG HỢP POLYLACTIC ACID TỪ AXÍT LACTIC BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐA TRÙNG NGƯNG GIÁN ĐOẠN H3C CH3 HO C H C OH O CH 150oC C + C O O O CH O CH3 2H2O Kết quả... của monomer có nhiệt thùy tinh hoá Tg thấp TỔNG HỢP POLYLACTIC ACID TỪ AXIT LACTIC BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐA TRÙNG NGƯNG LIÊN TỤC O O CH3 CH3-CH-C OH OH -2H2O O OH C C H O O CH3 C O HO-C-CH -CH3 - H C CH3 - 2 -O-CH-CO -O-CH-C- - n O CH3 Axít Lactic Dehydra t SnCl2, TSA OLIGO (A)) Đa trùng ngưng SnCl2, TSA 1800C, 5h 10Torr, PLL A(2 Đun PLL A3 Lactide (B)e Trùng hợp 1800C, 10Torr, 5h PLL A3 1050C, 2h 0,5Torr...  3.Độ trùng hợp của polyme: 2 × M n ( p) n= 2 × M (m) − 18 2 × 3785 = 2 × 90 − 18 ≈ 47 4: Phổ IR:  Polylactide có cấu trúc: _ CH3 O _ O _ CH C O _n CH3 CH C Vì vậy trong phổ IR sẽ có các nhóm chức đặc trưng như sau:  a/[C—O—C ] có bước sóng ở vùng 1051-1120 cm-1  b/[ C==O ] có bước sóng ở vùng 1591cm-1  c/[ CH3—CH ] có bước sóng ở vùng 1404-1460 và 2938 cm-1  Các số liệu trên phù hợp với các số... trùng ngưng, có làm cho trọng lượng phân tử của polyme tăng lên ( từ 7000 lên 16.500) độ trùng hợp cũng tăng lên rõ rệt( 47 lên 137) và độ đa phân tán từ 1,85 còn 1,49, điều này có nghĩa là các mẫu sau (II) và (III) đã tốt hơn 2.Từ oligolactide chuyển sang polylactide tuy có trong lượng phân tử lớn, độ trùnh hợp cao, và độ đa phân tán thấp nhưng qua hình SEM, dạng và kích thước của polyme vẫn còn lẫn... nhưng không nhiều lắm 4.Hiệu suất từ Axit Lactic sang Lactide là : 35%  Hiệu suất từ Lactide sang polylactide là: 95%/trên Lactide  Hiệu suất từ oligolactide sang polylactide là : 85%/trên Lactide Tổng hợp màng polyme PHSH trên cơ sở PVA & XENLLULOZO   Polyvinylancol (PVA) Công thức cấu tạo CH2 CH OH  n Cấu trúc lập thể H HO HO C H2C CH2 H HO H HO C C C CH2 H CH2 CH2   Cấu trúc của PVA PVA thu... + Mn=11053 (g/mol) + Mw=16506 (g/mol) + Mz=22694 (g/mol) + Vp=64763(ml) VIII.2.1.2Độ đa phân tán của polyme: f = 1 ⇒ M = Mw         + D=1,4934 f = 0 ⇒ M = Mn f = 2 ⇒ M = Mz Mw D= Mn  Độ trùng hợp của polyme: 2 × M n ( p) n= 2 × M (m) − 18 2 × 11053 = 2 × 90 − 18 ≈ 137     Phân tích phổ IR của mẫu: Trong phổ IR này ta thấy có những peak ở những bước sóng sau: + 1756,23cm-1 : liên kết –C=O... Nguyên liệu đầu vào là axít lactic được cho vào thiết bi autoclave, tiến hành dehydrat ở nhiệt độ 150oC trong môi trường khí trơ, khuấy liên tục trong 25 giờ Sau phản ứng ta thấy, trong thiết bị là hỗn hợp rắn lỏng Tiến hành lọc lấy chất rắn màu trắng , sấy khô Chất rắn này là lactide tạo thành Còn chất lỏng sệt còn lại là Oligolactic (OLLA) Hai phần sản phẩm này được tiến hành thực nghiệm như sau: ... trong 10 giờ Sản phẩm cuối quá trình ở dạng rắn hòan tòan      Phần B: Lấy lactide ( chất rắn trắng ) để tiến hành thực nghiệm Cân lượng xúc tác theo tỉ lệ như ở phần A Tiến hành phản ứng trùng hợp mở vòng lactide ở 180 oC,áp suất 10 Torr, trong 5 giờ Nhiệt độ cũng được hạ xuống 105 oC để sản phẩm kết tinh trong 2 giờ Tiếp tục đun 150 oC, áp suất 0,5 Torr, trong vòng 10 giờ Sản phẩm cuối quá... polyvinyl benzyl cũng đều là polyme kết tinh có từng đoạn định hướng dọc trục phân tử 5.52A0 Không thể thu được PVA vô định hình, mức độ đều đặn về không gian cơ bản phụ thuộc vào tính chất và nhiệt độ trùng hợp monome    Tính chất vật lý Nhiệt độ nóng chảy PVA bị phân hủy ở nhiệt độ nóng chảy nên việc xác định trực tiếp nhiệt độ nóng chảy của PVA rất khó khăn Thông thường, nhiệt độ nóng chảy của PVA được . TỔNG HỢP TỔNG HỢP BIOPOLYME BIOPOLYME TỔNG HỢP POLYLACTIC ACID BẰNG TỔNG HỢP POLYLACTIC ACID BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐA TRÙNG NGƯNG TRỰC. dụng xúc tác TSA và hợp chất Sn(II) là phương pháp mới để tổng tác TSA và hợp chất Sn(II) là phương pháp mới để tổng hợp PLLA. Những xúc tác này giúp cho quá trình phản hợp PLLA. Những xúc. acid.(PLLA) có dạng rắn. rắn.  Nhận xét Nhận xét : : - Quá trình tổng hợp PLLA bằng phương pháp đa trùng - Quá trình tổng hợp PLLA bằng phương pháp đa trùng ngưng nóng chảy trực tiếp từ axít