. Cụng nghệ chế tạo bao gúi MAP
3.2.2.Một số đặc trưng lý hoỏ và tớnh chất của màng trờn cơ sở PVAc *
Phổ hồng ngoại
Hỡnh 3.6. Phổ hồng ngoại của PVAc
Trờn phổ hồng ngoại của PVAc xuất hiện pic 1741cm-1 đặc trưng cho dao động hoỏ trị của nhúm C=O, pic 2924cm-1 đặc trưng cho dao động hoỏ trị đối xứng của nhúm -CH3, pic 1251cm-1 đặc trưng cho dao động hoỏ trị đối xứng của nhúm C-O-C, ngoài ra khụng thấy xuất hiện pic trong vựng 16411644cm-1 đặc trưng cho dao động hoỏ trị liờn kết C=C, điều này chứng tỏ đó xảy ra phản ứng trựng hợp VAc tạo thành sản phẩm.
*Phõn tớch nhiệt trọng lượng (TGA)
Kết quả phõn tớch nhiệt trọng lượng (TGA) của PVAc cú TLPT khỏc nhau thu được trờn hỡnh 3.7.
Hỡnh 3.7. Giản đồ TGA của cỏc mẫu PVAc cú TLPT khỏc nhau Kết quả trờn hỡnh 3.7 thể hiện về cơ bản cỏc mẫu cú 2 pic phõn huỷ đầu tiờn trong khoảng 322-3320C và 423-4310C. Cỏc pic này đặc trưng cho quỏ trỡnh đeaxetyl hoỏ cũng như giải phúng benzen. Sự hỡnh thành benzen là quỏ trỡnh thứ cấp khi phõn huỷ PVAc. Benzen được hỡnh thành là do quỏ trỡnh vũng hoỏ nội phõn tử và giữa cỏc phõn tử polyen tạo ra trong quỏ trỡnh đeaxetyl hoỏ.
Điều này cũng phự hợp với cơ chế phõn hủy nhiệt của PVAc. Phản ứng tỏch loại xảy ra trong quỏ trỡnh phõn hủy nhiệt của PVAc đó được nghiờn cứu
TLPT = 3,3.10 4 g/mol) ( TLPT = 0,8.10 4 ( g/mol)
TLPT = 7,3.10 4 ( g/mol) TLPT = 5,8.10 4 ( g/mol)
và thấy rằng sự tỏch nhúm axetat ban đầu rất chậm, nhưng tăng dần theo quỏ trỡnh phõn hủy do quỏ trỡnh bổ sung, sự tăng tốc độ này phụ thuộc vào nồng độ của cỏc nhúm khụng no trong mạch polyme. Năng lượng hoạt húa của giai đoạn ban đầu là khoảng 190kJ/mol trong khi năng lượng hoạt húa của quỏ trỡnh bổ sung là 130kJ/mol. Quỏ trỡnh tỏch loại bổ sung này cú thể do trạng thỏi núng chảy chuyển tiếp, được hoạt húa bởi liờn kết đụi liền kề với nhúm axetat, quỏ trỡnh phõn hủy nhiệt của PVAc xảy ra theo cỏc phản ứng dưới đõy [115].
Kết quả đo nhiệt vi sai quột (DSC) của cỏc mẫu PVAc cú TLPT khỏc
nhau thể hiện trờn hỡnh 3.8.
TLPT = 7,3.104 (g/mol) TLPT = 5,8.104 (g/mol)
TLPT = 3,3.104 (g/mol)
Hỡnh 3.8. Giản đồ DSC của cỏc mẫu PVAc cú TLPT khỏc nhau Kết quả trờn hỡnh 3.8 nhận thấy pic thu nhiệt trờn đường cong DSC đặc trưng cho quỏ trỡnh núng chảy của PVAc. Khi TLPT giảm, nhiệt độ núng chảy cú xu hướng giảm do giảm chiều dài mạch polyme. Khi giảm TLPT, cỏc pic thu nhiệt cũng mở rộng do tăng mức độ đa phõn tỏn của polyme khi bổ sung chất chuyển mạch.
* Kết quả chụp ảnh bề mặt nhũ tương PVAc bằng kớnh hiển vi quang
Hỡnh 3.9. Bề mặt nhũ tương PVAc dưới hớnh hiển vi điện tử
học được biển diễn trờn hỡnh 3.9.
Quan sỏt bề mặt nhũ tương dưới kớnh hiển vi quang học ta thấy cấu trỳc mạng lưới 2 chiều liờn tục với cỏc tế bào hở 5-10àm (hỡnh a) và cỏc vựng hỡnh cầu 10àm và cỏc tập hợp cú kớch thước tới 60àm (hỡnh b).
*Hỡnh thỏi học bề mặt màng PVAc
(b)
Quan sỏt ảnh SEM của màng PVAc thấy rừ ràng là màng được tạo thành từ cỏc hạt nhũ với cỏc phõn tử chất hoỏ dẻo xen giữa.
*Độ thấm hơi nước (WVP) của màng PVAc
Khi đo độ thấm hơi nước của màng PVAc cú TLPT khỏc nhau thu được kết quả thể hiện trong bảng 3.9.
Bảng 3.9. Độ thấm hơi nước của màng PVAc
Nhiệt độ (0C) Loại màng Chiều dày (àm) Độ dốc C (g/ngày) WVP (g.mm/m2.ngày.kPa) 10 PVA8 208 150,99 9,42 PVA33 216 134,13 8,69 PVA58 221 128,68 8,53 PVA73 230 113,93 7,86 20 PVA8 208 193,95 12,1 PVA33 216 179,05 11,6
Kết quả đo hỡnh thỏi học bề mặt màng tạo từ nhũ tương PVAc thể hiện trờn
Hỡnh 3.10. Ảnh SEM màng PVAc ở cỏc độ phúng đại 20000 (a) và 30000
hỡnh 3.10.
PVA58 221 167,45 11,1 PVA73 230 150,75 10,4 30 PVA8 208 226,32 14,12 PVA33 216 202,2 13,1 PVA58 221 185,56 12,3 PVA73 230 169,6 11,7 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
(Ghi chỳ: PVA8, PVA33, PVA58, PVA73 lần lượt là PVAc cú TLPT 8x103, 33x103,
58x103 và 73x103)
Kết quả ở bảng 3.9 cho thấy độ thấm hơi nước qua màng PVAc tăng khi tăng nhiệt độ. Độ thấm hơi nước cũng tăng khi TLPT của PVAc giảm. Điều này cú thể do nhiệt độ tăng làm tăng quỏ trỡnh chuyển động hỗn loạn và khuếch tỏn của cỏc phõn tử nước qua màng. TLPT giảm cũng làm tăng quỏ trỡnh khuếch tỏn hơi nước qua màng.
*Túm tắt kết quả mục 3.2:
- Khi tổng hợp PVAc, đó lựa chọn được điều kiện thớch hợp là: chất nhũ húa Emulgel 220 (HLB 14,2), tỷ lệ chất nhũ húa 1%; nhiệt độ 650C, thời gian 150 phỳt; nồng độ monome 30%, nồng độ chất khơi mào
0,5%, nồng độ chất chuyển mạch 0,5% và trọng lượng phõn tử đạt 5,8x104
(g/mol).
- Phổ hồng ngoại đó chứng minh phản ứng trựng hợp VAc đó xảy ra. Cỏc mẫu PVAc với TLPT khỏc nhau trờn cỏc giản đồ TGA và DSC cho thấy khi TLPT giảm, nhiệt độ núng chảy cú xu hướng giảm do giảm chiều dài mạch polyme. Độ thấm hơi nước của màng PVAc tăng khi tăng nhiệt độ hoặc giảm TLPT.