Kết quả chụp phổ hồng ngoại cho thấy, so với phổ hồng ngoại của mẫu keratin tách chiết (B1), trên phổ hồng ngoại của mẫu keratin cấy ghép có sự xuất hiện của liên kết C=O và O-C-C trong nhóm este của etyl acrylat (EA) và metyl metacrylat (MMA) vào khoảng 1715-1620cm-1 và 1200-1100cm-1. Kết quả này chứng tỏ có phản ứng cấy ghép EA và MMA lên sợi keratin trong cả 2 dung môi [bmim]Cl và [bdim]Cl. Phổ hồng ngoại của từng mẫu vật liệu được trình bày trong hình 3.12 dưới đây.
54
55
Hình 3.12: Phổ hồng ngoại của các mẫu vật liệu
Kết hợp hiệu quả tách chiết keratin từ lông gà, hiệu quả thu hồi vật liệu cấy ghép và các tính chất nhiệt của vật liệu nhận thấy mẫu B2E nhìn chung có nhiều hơn so với các mẫu vật liệu còn lại (Bảng 3.5):
+ Hiệu quả tách chiết keratin từ lông gà trong dung môi [BDIM]Cl cao hơn so vơi [BMIM]Cl.
+ Hiệu quả thu hồi mẫu vật liệu cấy ghép cao hơn so với B2M và tương đương với mẫu B1M
+ Bền nhiệt hơn so với các mẫu khác do độ giảm khối lượng khi gia nhiệt thấp nhất (63%)
+ Các nhiệt độ đặc trưng Tg=19,010C, Tc=82,450C, Tm=1780C đều tương đương hoặc tốt hơn so với các mẫu vật liệu khác.
56
Bảng 3.5. Bảng so sánh các tính chất của các mẫu vật liệu
Tính chất B1 B1M B1E B2 B2M B2E
Hiệu quả tách chiết keratin từ lông gà(%) 47,17 79,02
Hiệu quả thu hồi (%) 62 38 30 60
% giảm khối lượng (230-5000C) 70 72 71 75 71 63
Nhiệt độ chuyển pha thuỷ tinh (0C) 60,35 _ -20,29 16,91 15,14 19,01
Nhiệt độ tái kết tinh (0C) 124,01 89,03 56,99 63,46 82,08 82,45
Nhiệt độ nóng chảy (0C) 201,07 189 181,14 206,56 169,03 178
Khả năng đổ khuôn film _ + + _ + +
_: mẫu vật liệu không đổ được khuôn film +: mẫu vật liệu có thể đổ được khuôn film mỏng
57
KẾT LUẬN
Luận văn "Nghiên cứu khả năng cấy ghép ethyl acrylate và methyl
methacrylate lên sợi keratin tách chiết từ lông gà" đưa ra kết luận như sau:
1. Vật liệu nhựa nhiệt dẻo có thể được chế tạo bằng phương pháp cấy ghép- đồng trùng hợp monomer ethyl acrylate và methyl methacrylate lên sợi keratin lông gà trong dung môi 1-butyl-3-methyl imidazolium chloride [BMIM]Cl hoặc 1-butyl- 2,3dimethyl imidazolium chloride [BDIM]Cl. Kết quả nghiên cứu cho thấy, hiệu quả thu hồi vật liệu cấy ghép phụ thuộc vào loại monomer cấy ghép và dung môi cấy ghép, không phụ thuộc vào hiệu quả tách chiết keratin từ lông gà bằng 2 dung môi hoà tan nói trên. Hiệu quả tách chiết keratin trong trường hợp sử dụng dung môi hoà tan keratin là [BDIM]Cl va [BMIM]Cl lần lượt đạt 79,02% và 47,17%. Tuy nhiên hiệu quả thu hồi mẫu vật liệu cấy ghép MMA lên sợi keratin trong chất lỏng ion [BMIM]Cl cao hơn so với EA ((62% và 38%). Trong chất lỏng ion [BDIM]Cl, hiệu quả thu hồi mẫu vật liệu cấy ghép EA cao hơn so với MMA (60% và 30%).
2. Các mẫu vật liệu cấy ghép đều có tính chất nhiệt dẻo, bền nhiệt hơn mẫu keratin tách chiết và có khả năng định hình khuôn film mỏng. Trong đó vật liệu cấy ghép EA trong dung môi [BMIM]Cl có ưu điểm hơn so với các mẫu vật liệu còn lại. Các kết quả nghiên cứu trong luận văn có thể sử dụng làm cơ sở cho việc lựa chọn dung môi cho phản ứng cấy ghép-đồng trùng hợp monomer lên sợi keratin nói riêng và các sợi tự nhiên nói chung trong các nghiên cứu tiếp theo.
58
KIẾN NGHỊ
Tác giả xin đưa ra 1 số kiến nghị như sau:
1. Mở rộng nghiên cứu đối với thí nghiệm đổ khuôn film để khắc phục nhược điểm giòn gãy của tấm film đã đổ khuôn được nhằm ứng dụng làm lớp phủ thực vật trong hoạt động sản xuất nông nghiệp.
2. Nghiên cứu quy trình thu hồi và tái sử dụng chất lỏng ion sau các thí nghiệm tách chiết keratin từ lông gà và thí nghiệm cấy ghép monomer lên sợi keratin.
59
Tài liệu tham khảo
TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT
1. Nguyễn Hữu Niếu, Trần Vĩnh Diệu (2004), ''Hoá lý polymer'', NXB Đại học Quốc Gia Tp. HCM
2. Nguyễn Tiến Tài (2009), ''Phân tích nhiệt ứng dụng trong nghiên cứu vật liệu'', NXB Hà Nội
TÀI LIỆU TIẾNG ANH
3. Ana Laura Martinez-Hernandez, Carlos Velasco-Santos, Miguel de Icaza, Victor M. Castano (2003), ''Grafting of methyl methacrylate onto natural keratin'', e- Polymers .
4. Ana Laura Martinez-Hernandez, Carlos Velasco Santos, Miguel de Icaza (2005), ''Mechanical properties evaluation of new composites with protein biofibers reinforcing poly(methyl methacrylate)'', Polymer, (46), pp 8233-8238.
5. Arun Gupta, Ramanan Perumal, Rosli Bin Mohd Yunus, Nuruldiyanah Binti Kamarudin (2012), ''Extraction of keratin protein from chicken feather''. Journal of chemistry and chemical engineer , (6).
6. Azila Idris, R. Vijayaraghavan, Usman Ali Rana, Dale Fredericks, A. F. Patti, D. R. Macfarlane (2013), ''Dissolution of feather keratin in ionic liquid'', Green chemistry , (15), pp 525-534.
7. Belove A. V, Smutka L., Rosochatecka E (2012), ''World chicken meat market-its development and current status'', Acta universitatis agriculturae et silviculturae mendelianae brunensis .
8. Bonser R. H. C, Purslow P. P (1995), ''The Young's modulus of feather keratin''.
Journal of experimental biology , (198), pp. 1029-1033.
9. Chunyan Hu, Narendra Reddy, Kelu Yan, Yiqi Yang (2011), ''Acetylation of chicken feather for thermoplastic applications'', Journal of agricultural and food chemistry, (59), pp 10517-1-523.
10. David R. Goddard and Leonor Michaelis (1935), ''Derivatives of keratin'',
60
11. Donald, C. G (1980), ''Design and materials of feather shafts:Very light, rigid structures'', Journal of biomechanics, Volume 13, Issue 2, pp. 199.
12. Enqi Jin, Narendra Reddy, Zhifeng Zhu, Yiqi Yang (2011), ''Graft polymerization of native chicken feathers for thermoplastic applications'', Journal of agricultural and food chemistry, (59), pp. 1729-1739.
13. Fraser R. D.B, Parry D. A. D (1996), ''The molecular structure of reptilian keratin'', International journal of biological macromolecules, (19), pp. 207-211. 14. Fraser R.D.B and Macrae T.P (1980), ''Molecular structure and mechnical properties of keratins'', Proceedings of the symposia of the society for experimental biology number, (34), pp. 211-246.
15. Fraser R. D. B, Macrae T. P, Parry D. A. D and Suzuki E (1971), ''The structure of feather keratin'', Polylmer, (12), pp. 35-56.
16. Fraser R.D.B., Macrae T.P., Rogers G.E (1972), ''Keratins: their composition, structure and biosynthesis'', Chrles C Thomas publisher, Springfield, Illinois, USA.
17. Hertel, (1966), ''Structure, Form, Movement''
18. Jhorman Mena Ledezma, Omar Augusto Estrada Ramirez, Ivan Dario Lopez Gomez, Maria del Pilar Noriega Escobar (2013), ''Chicken feather fibers and high density polyethylene composite for injection molding'', Innovation on product design and manufacturing. Colombia.
19. Justin R. Barone, Walter F. Schidt, Christina F. E. Liebner (2005), ''Compounding and molding of polyethylene composites reinforced with keratin feather fiber'', Composites science and technology, (65), pp 683-692.
20. Kannappan Saravanan, Bhaarathi Dhurai (2012), ''Exploration on amino acid content and morphological structure in chicken feather fiber'', Journal of textila and apparel technology and management, Volume 7, Issue 3.
21. Kubisa P (2009), ''Ionic liquids as solvents for polymerization processes- Progress and challenges'', Progress in polymer science, (34), pp 1333-1347.
22. Lederer 2005, ''Intergument, feathers and molt ornithology'', Thescience of birds, http://www.ornithology.com
61
23. Mihai Brebu, Iuliana Spiridon (2011), ''Thermal degradation of keratin waste'',
Journal of analytical and applied prolysis, (81), pp. 288-295.
24. Narendra Reddy and Yiqi Yang (2007), ''Structure and properties of chicken feather barbs as natural protein fibers'', Journal of polymers and the environment , (15), pp. 81-87.
25. Narendra Reddy, Chunyan Hu, Kelu Yan, Yiqi Yang (2011), ''Thermoplastic films from cyanoethylated chicken feathers'', Materials science and engineering C, (31), pp 1706-1710.
26. Narendra Reddy, Qiuran Jiang, Enqi Jin, Zhen Shi, Xiuliang Hou, Yiqi Yang (2013), ''Bio-thermoplastics from grafted chicken feathers for potential biomedical applications'', Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, (110), pp 51-58.
27. Oladele I. O., Omotoyimbo J. A., Ayemidejor S. H (2014), ''Mechanical properties of chicken feathers and cow hair fibre feinforced high density polyehtlene composites'', International journal of science and technology, Volume3, No.1, pp 66-72.
28. Parkinson (1998), ''Chementator: A higher use for lowly chicken feathers?'',
Chemical Engineering .
29. Richard P. Swatloski, Scott K. Spear, John D. Holbrey, Robin D. Rogers (2002), ''Dissolution of cellulose with ionic liquids'', J. AM. CHEM. SOC, (124), pp 4974- 4975.
30. Saheb D.N and Jog J.P (1999), ''Natural fiber polymer composites: Areview'',
Advances in polymer technology, (19), pp.351-363.
31. Sameer Al-Asheh, Fawzi Banat, Deaya Al-Rousan (2003), ''Beneficial reuse of chicken feathers in removal of heavy metals from wastewater'', Journal of cleaner production, (11), pp 321-326.
32. Sayed S. A, S. S (2005), ''Removal of some polluting metals from industrial water using chicken feathers'', Desalination, (181), pp 243-255.
33. Schor R, Krimm S (1961), ''Studies on the structure of feather keratin: II. α, β model for the structure of feather keratin'', Biophysical Journal, (6), pp.489-515.
62
34. Yimei Ji, Jinyang Chen, Jingxiao Lv, Zhilian Li, Luyao Xing, Siyuan Ding (2014), ''Extraction of keratin with ionic liquids from poultry feather'', Separation and Purification Technology, (132), pp. 577-583.
35. Yu M, Wu P, Widelitz R.B, Chuong C (2002), ''The morphogenesis of feathers'',
Nature , pp.308-412.
36. Yun-Xian Wang, Xue-Jun Cao (2012), ''Extracting keratin from chicken feathers by using a hydrophobic ionic liquid'', Process biochemistry, (47), pp 896- 899.
37. Zhan. M and Wool R.P (2011), ''Mechanical properties of chicken feather fibers'', Polymer composites , (6), pp. 937-944.
38. Zhaodong Wang, Liuchun Zheng, Chuncheng Li, Dong Zhang, Yaonan Xiao, (2013), ''Anovel and simple procedure to synthesize chitosan-graft- polycaprolactone in an ionic liquid", Carbohydrate Polymers, (94), pp 505-510. 39. Zhenglong Wan, Zhouyi Xiong, Heling Ren, Yuanyuan Huang, Huaxilu, Hanguo Xiong, Yiquiang Wu, Jian Han (2011), ''Graft copolymerization of methyl methacrylate onto bamboo cellulose under microwave irradiation'', Carbonhydrate Polymers,(83), pp 264-269.
40. Zhuojun Meng, Xuejing Zheng, Keyong Tang, Jie Liu, Zhi Ma, Qiaoling Zhao (2012), ''Dissolution and regeneration of collagen fibers using ionic liquid'',
Internation journal of biological macromolecules, (51), pp 440-448. 41. http://www.thepoultrysite.com
63
PHỤ LỤC
Kết quả đo DSC của các mẫu vật liệu
Kết quả đo DTA của mẫu B1
64
Kết quả đo TGA-DTA của mẫu B1E
65
Kết quả đo TGA-DTA của mẫu B2
66