CHƢƠNG 2 THỰC NGHIỆM
2.2. Quy trình tổng hợpcopolyme
2.2.1. Quy trình chung tổng hợp copolyme theo phương pháp RAFT
2.2.1.1. Tổng hợp copolyme ngẫu nhiên
- Sử dụng hệ thống phản ứng có bình cầu phản ứng có khuấy từ, bể điều nhiệt với C CH3 CN N H3C C CH3 CN CH3 N
- Sau khi đã cân chính xác từng loại chất (các monome, chất khơi mào, chất điều chỉnh mạch), các hóa chất đƣợc cho vào bình định mức, tiến hành định mức bằng bằng toluen, cả hỗn hợp đƣợc cho vào bình cầu phản ứng. Thực hiện sục khí nitơ vào hỗn hợp phản ứng trong bình cầu để loại bỏ hết oxi trong thời gian 45 phút. Sau thời gian trên ngừng sục khí nitơ và bình phản ứng đƣợc cho vào bể điều nhiệt và đƣợc giữ ở 700C trong suốt quá trình phản ứng.
- Khối lƣợng phân tử lý thuyết của copolyme đƣợc tính theo cơng thức:
𝑚1 .𝑀𝑚1 + 𝑚2 .𝑀𝑚2 + 𝑚3 .𝑀𝑚3
𝐶𝑇𝐴 .𝐶𝑜𝑛𝑣𝑚 +𝑀𝐶𝑇𝐴
(tỉ lệ [CTA]/[I]= 5/1)
[m1], [m2], [m3] là nồng độ các monone 1, 2, 3.
𝑀𝑚1, 𝑀𝑚2 , 𝑀𝑚3là khối lƣợng phân tử của monome 1, 2, 3. [CTA]: nồng độ chất chuyển mạch.
[I]: nồng độ chất khơi mào. Conv: độ chuyển hóa 2.2.1.2. Tổng hợp copolyme khối
- Sử dụng hệ thống phản ứng có bình cầu phản ứng có khuấy từ, bể điều nhiệt với độ chính xác ± 0,20C, hệ thống sục khí nitơ.
- Thực hiện điều chế chất điều chỉnh mạch Macro-CTA (PMMA-SC(=S)Ph):
+ Tiến hành cân hóa chất (MMA, AIBN, CPDB) rồi định mức bằng Toluen rồi cho vào bình cầu.
+ Thực hiện sục khí nitơ để loại bỏ khí oxi và tiến hành phản ứng bằng hệ thống điều nhiệt trên ở nhiệt độ 700C.
+ Sau thời gian phản ứng, tiến hành thu PMMA bằng phƣơng pháp kết tủa trong metanol. Thực hiện cô quay dung dịch sau khi kết tinh để tận thu PMMA.
+ Sấy chân không PMMA thu đƣợc trong thời gian 72 giờ. - Tiến hành trùng hợp tạo copolyme khối:
+ Tiến hành lấy Macro – CTA đã tổng hợp ở trên. + Lấy các monome, AIBN.
+ Định mức trong bình định mức bằng toluen, sau đó cho vào bình cầu, sục khí nitơ để loại bỏ khí oxi và tiến hành phản ứng bằng hệ thống điều nhiệt trên ở nhiệt độ 700C.
+ Sau thời gian phản ứng, tiến hành thu copolyme bằng phƣơng pháp kết tủa trong metanol.
+ Sấy chân không copolyme thu đƣợc trong thời gian 72 giờ. - Khối lƣợng phân tử copolyme đƣợc tính theo cơng thức:
𝑚1 .𝑀𝑚1 + 𝑚2 .𝑀𝑚2 + 𝑚3 .𝑀𝑚3
[𝑚𝑎𝑐𝑟𝑜 − 𝐶𝑇𝐴] .𝐶𝑜𝑛𝑣𝑚 +𝑀𝑚𝑎𝑐𝑟𝑜 −𝐶𝑇𝐴
(tỉ lệ [macro-CTA]/[I]= 5/1)
2.2.2. Trùng hợp tạo copolyme ngẫu nhiênPEA-PMMA-PtBDMSMA
- Không dùng chất chuyển mạch CPDB:
Lấy hóa chất: EA (0,679 gam; 6,75.10-3 mol), MMA (0,683 gam; 6,75.10-3 mol), tBDMSMA (1,800 gam; 9,00.10-3 mol), AIBN (0,0173 gam; 1,054.10-4 mol). Định mức trong bình định mức trong bình định mức có thể tích15 ml bằng toluen, sau đó tiến hành theo quy trình đã trình bày ở trên.
- Có sử dụng chất chuyển mạch CPDB:
Lấy hóa chất EA, MMA, tBDMSMA với lƣợng nhƣ trên; AIBN (3,5.10-3 gam; 2,1.10-5 mol); CPDB (0,024 gam; 1,054.10-4 mol). Tiến hành định mức trong bình định mức có thể tích 15 ml bằng toluen, sau đó tiến hành theo quy trình đã trình bày ở trên.
2.2.3. Trùng hợp tạo copolyme ngẫu nhiên PBA-PMMA-PtBDMSMA
- Không dùng chất chuyển mạch CPDB:
Lấy hóa chất: BA (0,874 gam; 6,75.10-3 mol), MMA (0,683 gam; 6,75.10-3 mol), tBDMSMA (1,800 gam; 9,00.10-3 mol), AIBN (0,0188 gam; 1,119.10-4 mol). Định mức trong bình định mức trong bình định mức có thể tích 15 ml bằng toluen, sau đó tiến hành theo quy trình đã trình bày ở trên.
- Sử dụng chất chuyển mạch CPDB:
3gam; 2,238.10-5 mol); CPDB (0,026 gam; 1,119.10-4 mol). Tiến hành định mức trong bình định mức có thể tích 15 ml bằng toluen, sau đó tiến hành theo quy trình đã trình bày ở trên.
2.2.4. Trùng hợp tạo copolyme khối PtBDMSMA-b-PMMA
Copolyme khối PtBDMSMA-b-PMMA với tỷ lệ [tBDMSMA]/[MMA] là 25/75 đƣợc chuẩn bị bằng cách quy trình hai bƣớc nhƣ sau.
Bƣớc thứ nhất: Đối với khối PtBDMSMA, quy trình trùng hợp tƣơng tự với trùng hợp tạo copolyme ngẫu nhiêntrình bày ở trên nhƣng phản ứng đƣợc giữ cho đến khi độ chuyển hóa của monome >98%.
Bƣớc thứ hai: Thêm vào hệ hỗn hợp MMA, AIBNtrong toluen (đã loại khí oxy). Thành phần hỗn hợp trong phản ứng đồng trùng hợp đƣợc nêu trong Bảng 2.1. Bảng 2.1.Thành phần hỗn hợp trong phản ứng tổng hợp PtBDMSMA-b-PMMA PtBDMSMA Vtotal =20 mL PtBDMSMA-b-MMA Vtotal = 40 mL TBDMSMA x 102 (mol) CDB x 104 (mol) AIBN x 104 (mol) Thời gian (h) MMA x 102 (mol) AIBN x 104 (mol) Thời gian (h) 3 8,8 1,76 48 9 1,76 96 3 10 2 48 4,5 2 96 3 8 1,6 48 2 1,6 96
Kết thúc phản ứng bằng cách làm lạnh bình phản ứng và mở cho tiếp xúc với khơng khí. Copolyme đƣợc kết tủa trong methanol/pentan (90/10 theo thể tích). Sau khi lọc, copolyme đƣợc sấy khơ trong chân không ở 30°C trong 48 giờ.
2.2.5. Trùng hợp tạo copolyme khối PMMA-b-PEA/PtBDMSMA
* Tạo PMMA làm Macro - CTA:
- Lấy hóa chất: MMA (6 gam), AIBN (0,0314 gam; 1,875.10-4 mol), CPDB (0,214 gam; 9,375.10-4 mol), định mức trong bình thể tích 40 ml bằngtoluen. Thực hiện phản ứng theo quy trình tổng hợp macro-CTA đã nêu ở trên.
* Tạo copolyme PMMA-b-PEA/PtBDMSMA
3mol); macro-CTA PMMA (2,479 gam); AIBN (0,0035 gam; 2,13.10-5 mol). Định mức trong bình định mức 15 ml bằng toluen. Thực hiện phản ứng theo quy trình tổng hợp tạo copolyme block ở trên.
2.2.6. Trùng hợp tạo copolyme khối PMMA-b-PBA/PtBDMSMA
* Tạo copolyme PMMA-b-PBA/PtBDMSMA
- Lấy hóa chất: BA (0,869 gam; 6,75.10-3 mol); tBDMSMA (1,8 gam; 9.10-3 mol); Macro-CTA PMMA (2,669 gam); AIBN (0,0035 gam; 2,13.10-5 mol). Định mức trong bình định mức 15 ml bằng toluen. Thực hiện phản ứng theo quy trình tổng hợp tạo copolyme khối ở trên.