Đang tải... (xem toàn văn)
Tiểu luận trình bày Polime tan trong nước trên cơ sở nhựa acrylic ứng dụng làm chất tạo đông, nhũ tương, tạo gel và tạo bông. Để hiểu rõ hơn, mời các bạn tham khảo!
Đề tài POLIME TAN TRONG NƯỚC TRÊN CƠ SỞ NHỰA ACRYLIC ỨNG DỤNG LÀM CHẤT TẠO ĐƠNG, NHŨ TƯƠNG, TẠO GEL VÀ TẠO BƠNG Học viên thực hiện Hồng Hải Hậu Giảng viên TS. Trần Xn Mậu Ngày 11/04/2017 Mục Lục 1. Giới thiệu chung 1.1. Polyme là 1.2. Polyme thiên gì? nhiên 1.3. Polyme tổng hợ p 2. Nhựa arcrylic 2.1. Giới thiệu về nhựa acrylic 2.2. Tính chất vật lý 2.3. Tính chất hóa học 3. Đặc trưng của polyme 3.1. Thành phần và đặc tính 3.2. Ngun nhân sử dụng polime 4. Tổng hợp 4.1. Trùng hợp4.1.1 Trùng hợp gố4.1.2 Các ph c ương pháp tiến hành trùng hợp gốc 5. Ứng dụng 1. Giới thiệu chung 1.1. Polyme là gì? 1.1. Polyme là gì? Polyme là những hợp chất cao phân tử mà trong phân tử gồm nhiều phần tử nhỏ hơn gọi là mắc xích. Polyme có thể được tạo thành từ phản ứng trùng hợp hoặc trùng ngưng 1. Giới thiệu chung 1.2. Polyme thiên nhiên 1.2. Polyme thiên nhiên Ưu điểm: sẵn có trong tự nhiên, khơng gây hại với mơi trường, độ tinh khiết về mặt lập thể cao Nhược điểm: sản xuất có hạn, khai thác từ thiên nhiên làm mất cân bằng sinh thái… 1. Giới thiệu chung 1.3. Polyme t 1.3. Polyme tổổng h ng hợợpp Ưu điểm: sản xuất được hàng loạt Nhược điểm: tính đồng đều về mặt lập thể khơng cao, điều kiện về máy móc cũng như trang thiết bị 2. Nhựa arcrylic 2.1. Gi 2.1. Giớới thi i thiệệu v u vềề nh nhự ựa acrylic a acrylic Nhựa acrylic hay poli(acrylic axit), ký hiệu PAA Có cơng thức chung là [CH2CH(COOH)]n. Nó được coi như một poliaxit với các mắc xích là CH2CH(COOH). Một số dẫn xuất polyme tan của nó bao gồm poli(acrylic amit), polimaleic, poli(2aminoetyl acrylat), poli(2hiđroxipropyl acrylat)… 2. Nhựa arcrylic 2.2. Tính ch 2.2. Tính chấất v t vậật lý: t lý: Ở điều kiện thường, PAA là chất rắn hút ẩm mạnh, giòn và khơng màu. PAA có thể được hòa tan trong nước. Độ tan của PAA khơ trong nước tăng lên khi nhiệt độ của nước tăng 2. Nhựa arcrylic 2.3. Tính ch 2.3. Tính chấất hóa h t hóa họọc: c: Trong dung dịch với pH gần trung tính, PAA tồn tại dạng anion polyme PAA có khả năng liên kết với H2O, từ đó hấp thụ và giữ nước, đồng thời làm cho khối lượng phân tử PAA tăng lên so với ngun chất Ở nhiệt độ trên 200 đến 250oC, PAA mất nước và tạo thành anhiđric polyme khơng tan trong nước 3. Đặc trưng của polyme 3.1. Thành ph 3.1. Thành phầần và đ n và đặặc tính c tính Cấu trúc phân tử gồm 2 phần ưa nước và kỵ nước + Phần kỵ nước này làm ổn định phân tử polyme và làm cho polyme có các đặc tính chung của polyme + Phần ưa nước của các polyme (COOH) khiến cho các polyme này có các đặc tính khác hẳn các polyme thơng thường 3. Đặc trưng của polyme 3.1. Thành ph 3.1. Thành phầần và đ n và đặặc tính c tính Độ tan trong nước của các chất cao, đồng thời khả năng tạo màng cao. Trong dung dịch, các polyme tồn tại ở dạng ion mang điện tích do sự phân ly H+, do đó tăng cường khả năng hấp phụ nước đồng thời hình thành nên một màng đối với các hợp chất trong mơi trường nước 10 4. Tổng hợp 4.1.2 Các ph 4.1.2 Các phươ ương pháp ti ng pháp tiếến hành trùng h n hành trùng hợợp g p gốốcc a)Trùng hợp khối Trùng hợp khối là phương pháp tiến hành trùng hợp monome ở pha ngưng tụ, không dùng dung môi Chất khơi mào thường sử dụng là các peoxyt hữu cơ. 18 4. Tổng hợp 4.1.2 Các ph 4.1.2 Các phươ ương pháp ti ng pháp tiếến hành trùng h n hành trùng hợợp g p gốốcc b) Trùng hợp huyền phù (trùng hợp giọt) Cơ chế và động học của phản ứng trùng hợp huyền phù gần giống như trùng hợp khối (các "khối" ở đây là các giọt monomer khuếch tán trong nước) Chất khơi mào được sử dụng: các peoxyt hữu cơ hoặc các hợp chất azo và diazo tan trong monome. Kích thước các "khối" có thể điều chỉnh được bằng cách thay đổi tốc độ khuấy, hàm lượng chất ổn định 19 4. Tổng hợp 4.1.2 Các ph 4.1.2 Các phươ ương pháp ti ng pháp tiếến hành trùng h n hành trùng hợợp g p gốốcc c)Trùng hợp kết tủa Phương pháp này sử dụng dung mơi có thể hòa tan được các monome và nước nhưng khơng hòa tan được polime tạo thành. Đầu tiên hòa tan các monome và nước trong dung mơi, sau đó tiến hành phản ứng với sự có mặt của nước chất hoạt động bề mặt Monome + H2O + HĐBM → polime Polyme được tạo thành khơng tan trong dung mơi nên lắng xuống Lọc lấy kết tủa ta thu được polyme cần 20 4. Tổng hợp 4.1.2 Các ph 4.1.2 Các phươ ương pháp ti ng pháp tiếến hành trùng h n hành trùng hợợp g p gốốcc d)Trùng hợp dung dịch Sử dụng các monome tan trong dung mơi, còn polyme có thể tan hoặc khơng tan. Trường hợp nếu polyme tạo thành tan trong dung mơi thì thuận lợi nhất là sử dụng ngay dung dịch polyme thu Nhược điểm: có thể xảy phản ứng chuyển mạch qua dung mơi làm giảm khối lượng phân tử trung bình của polyme 21 4. Tổng hợp 4.1.2 Các ph 4.1.2 Các phươ ương pháp ti ng pháp tiếến hành trùng h n hành trùng hợợp g p gốốcc e)Trùng hợp nhũ tương Phương pháp này sử dụng rộng rãi nhất trong cơng nghiệp. Trùng hợp nhũ tương xảy ra với tốc độ lớn ở nhiệt độ tương đối thấp, thu được những polyme có phân tử lượng cao và ít đa phân tán. Hệ nhũ tương thường khơng bền nên cho thêm vào hệ chất nhũ hóa để tăng cường sự tạo nhũ và tính bền vững của nhũ tương 22 4. Tổng hợp 4.1.2 Các ph 4.1.2 Các phươ ương pháp ti ng pháp tiếến hành trùng h n hành trùng hợợp g p gốốcc Nghiên cứu động học trùng hợp nhũ tương cho thấy: Vai trò của chất nhũ hố là tăng cường và ổn định nhũ tương, ảnh hưởng trực tiếp đến q trình trùng hợp và ở một mức độ đáng kể, quyết định cơ chế của q trình trùng hợp. Khi tăng nồng độ chất nhũ hố, tốc độ trùng hợp tăng lên. 23 5. Ứng dụng 5.1. Ch 5.1. Chấất làm đ t làm đặặcc Chất làm đặc latex: rất nhiều ứng dụng cần đến q trình làm đặc các hệ latex polime Polyme acrylic tan trong nước là chất làm đặc latex hiệu quả Khả năng thay đổi hoạt động làm đặc: điển hình và có thể do thành phần latex khác nhau đặc biệt là bản chất của chất nhũ hóa. 24 5. Ứng dụng 5.1. Ch 5.1. Chấất làm đ t làm đặặcc Sơn latex là một lĩnh vực phát triển nhanh, điều chỉnh loại sơn này để thu được độ nhớt mong muốn là cần thiết cho ứng dụng phun, lăn và quét. Trong các dây chuyền làm sợi vải, làm đặc hồ in thường được thực hiện cùng với polyme acrylic tan trong nước để sử dụng làm thành phần chấp vá. Kem đánh răng hay bọt cạo râu được làm đặc bằng các polyme này. Kem được làm bền bằng kim loại kiềm và muối natri của poly(acrylic axit) 25 5. Ứng dụng 5.2. Ch 5.2. Chấất phân tán t phân tán Poly(acrylic axit) và một số dẫn xuất của nó hoạt động như chất phân tán hiệu quả, chủ yếu đối với chất màu hữu cơ. Polyme khối lượng phân tử thấp được lựa chọn cho mục đích này Lĩnh vực ứng dụng bao gồm sơn trong đó có thể nâng cáo tính đồng nhất và độ bền của cơng thức, có thể là nhờ tương tác của polyme với các vị trí trên chất màu hay chất độn phân tán. Poli(acrylic axit) và một số dẫn xuất còn được sử dụng làm phụ gia cho nước nồi hơi. 26 5. Ứng dụng 5.3. Ch 5.3. Chấất keo t t keo tụ ụ Rất nhiều polyme tan trong nước hoạt động như chất keo tụ cho nhiều loại vật liệu phân tán Polyme được dùng cho ứng dụng này bao gồm các phân tử cationic, anionic, trung tính tương ứng thu được từ các monomer như đimetylaminoetyl metacrylat, acrylic axit, acrylamit. Xử lý nước: các chất keo tụ được sử dụng để làm trong nhiều loại chất lỏng có các hạt mịn phân tán làm bẩn chúng. 27 5. Ứng dụng 5.3. Ch 5.3. Chấất keo t t keo tụ ụ Luyện kim: các polyme acrylic tan trong nước được dùng để thu hồi quặng từ phân tán trong nước. Ngồi việc làm sạch nước, một mục đích nữa trong q trình luyện kim là thu hồi các hạt quặng kết tập. Kiểu kết tập nhằm tăng tốc độ sa lắng và tốc độ lọc này đã được phát triển ra các lĩnh vực khác ngồi luyện kim. Ví dụ, đối với q trình lọc các kết tủa như canxi sunfat, có thể tăng tốc độ thấm bằng q trình keo tụ trước với các polime như acrylic 28 5. Ứng dụng 5.4. Ch 5.4. Chấất k t kếết dính t dính Trong một số ứng dụng, cần phải tạo ra độ bền màu cho các đồ vật đúc sao cho chúng vẫn giữ được độ bền kích thước sau khi tạo hình trong điều kiện ướt tới khi chúng được nung hay đóng rắn tới hình dạng cuối cùng. Để thuận tiện, chất kết dính tạm thời được sử dụng cho mục đích này phải cháy hết trong q trình nung. Các cơng nghệ cần tới chất kết dính tạm thời kiểu này bao gồm sản xuất gốm, tổng hợp tấm amiăng, tạo bánh nghiền thủy tinh. 29 5. Ứng dụng 5.5. L 5.5. Lớớp ph p phủ ủ Hỗn hợp muối poli(acrylic axit) với tinh bột có thể ứng dụng trong lĩnh vực này và hồ bằng khả năng dẻo hóa của tinh bột Đối với nylon và các loại sợi tổng hợp khác như Dacron, dùng poli(acrylic axit) hoặc các polyme acrylic tan trong nước phù hợp khác thu được hiệu quả cao nhât 30 5. Ứng dụng 5.5. L 5.5. Lớớp ph p phủ ủ Sơn: Ngồi ứng dụng làm chất liên kết và chất kết dính và phân tán tron cơng nghệ sơn, một số polyme acrylic có thể làm chất mang sơn. Giấy: Việc sử dụng poli(acrylic axit) và một số dẫn xuất của nó làm phụ gia bơi trơn và nghiền đã được thực hiện nhằm phân tán trong ngun liệu hay tính chất hiệu quả như độ bền khơ của giấy tạo thành Mỹ phẩm, polyme acrylic tan trong nước được quan tâm trong cơng thức làm bóng tóc, nó phủ lên tóc và cho phép tạo kiểu tóc Tạo màng. Việc sử dụng của polyacrylic axit làm chất tạo màng đã được định hướng trong nhiều lĩnh vực. 31 The e nd Thank yo u fo r yo ur atte ntio n ^.^ 32 ... Mỹ phẩm, polyme acrylic tan trong nước được quan tâm trong cơng thức làm bóng tóc, nó phủ lên tóc và cho phép tạo kiểu tóc Tạo màng. Việc sử dụng của polyacrylic axit làm chất tạo màng đã được định hướng trong nhiều lĩnh vực. ... tan trong nước phù hợp khác thu được hiệu quả cao nhât 30 5. Ứng dụng 5.5. L 5.5. Lớớp ph p phủ ủ Sơn: Ngồi ứng dụng làm chất liên kết và chất kết dính và phân tán tron cơng nghệ sơn, một số polyme acrylic có thể làm chất mang sơn. ... Khi tăng nồng độ chất nhũ hố, tốc độ trùng hợp tăng lên. 23 5. Ứng dụng 5.1. Ch 5.1. Chấất làm đ t làm đặặcc Chất làm đặc latex: rất nhiều ứng dụng cần đến q trình làm đặc các hệ latex polime Polyme acrylic tan trong nước là chất làm đặc latex