2.1. Đối tƣợng và phƣơng pháp nghiên cứu 2.1.1. Đối tƣợng nghiên cứu 2.1.1. Đối tƣợng nghiên cứu
Để thực hiện mục tiêu đề ra, tiến hành nghiên cứu tìm các điều kiện thích hợp cho việc tổng hợp muối cacboxylat kẽm trong phịng thí nghiệm từ dầu hạt cao su, sử dụng các tác nhân kiềm khác nhau. Dầu hạt cao su đƣợc thu từ quy trình chiết lấy dầu tại Phịng Thí nghiệm Trọng điểm Phát triển Năng lƣợng sinh học, Khoa Hóa học, Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên- Đại học Quốc gia Hà Nội, đƣợc tinh chế đạt độ tinh khiết khoảng 95% và đƣợc dùng làm nguyên liệu thực hiện phản ứng.
2.1.2. Phƣơng pháp nghiên cứu
- Sử dụng các tác nhân NaOH, Na2CO3, NH4OH để tiến hành khảo sát điều kiện tối ƣu phản ứng xà phịng hóa dầu hạt cao su theo phƣơng pháp thông thƣờng. Các điều kiện đƣợc khảo sát gồm có: nồng độ kiềm, dung môi, nhiệt độ, thời gian, bản chất kiềm. NaOH, Na2CO3, NH4OH đƣợc mua trên thị trƣờng và sử dụng ngay không cần tinh chế.
- Sử dụng các muối vô cơ để điều chế muối cacboxylat của kim loại. Các muối, oxit bazơ vô cơ gồm: ZnSO4.7H2O, BaCl2.2H2O, CaCl2.2H2O đƣợc mua trên thị trƣờng và dùng ngay không cần điều chế.
- Sử dụng các dung môi Axeton, Etanol, n-hexan đƣợc mua trên thị trƣờng, sử dụng ngay không cần tinh chế.
- Sử dụng các phƣơng pháp lọc rửa, tách chiết, chƣng cất đơn, chƣng cất hồi lƣu để tách lấy sản phẩm cần thiết.
- Sử dụng các phƣơng pháp Hóa-Lý để xác định cấu trúc sản phẩm: xác định điểm chảy, IR, ICP, SEM, DSC, TGA, GC, UFLC
2.2. Dụng cụ và hóa chất 2.2.1. Hóa chất dùng chung 2.2.1. Hóa chất dùng chung Hóa chất kỹ thuật
- Metanol kỹ thuật loại khan nƣớc, mua của Đài Loan; - Axeton kỹ thuật loại khan nƣớc, mua của Malaysia; - KOH rắn 85%, mua của Trung quốc.
Hóa chất tinh khiết ph n tích
- Metanol của hãng Merk; - Axeton của hãng Merk; - n-hexan của hãng MerK;
- NaOH 0.01 N, chất chuẩn của Việt Nam;
- NaOH, Na2CO3, NH4OH, ZnSO4.7H2O, BaCl2.2H2O, CaCl2.2H2O của hãng Xilong.
Tất cả các loại hóa chất trên đƣợc dùng trực tiếp, không cần tinh chế.
2.2.2. Dụng cụ và thiết bị
- Cân phân tích có độ chính xác 10-4 g, cân kỹ thuật có độ chính xác 10-2 g, máy ly tâm, bếp cách thủy, máy khuấy, ình khí nitơ, tủ sấy;
- Dụng cụ chuẩn độ axít- azơ;
- Máy xác định hàm lƣợng nƣớc Karl Fisher của hãng Mettler Toledo;
- Máy sắc ký lỏng UFLC của hãng Shimadzu, detectơ khúc xạ (RID), cột sắc ký
Cadenzal CD-C18(250mm × 4,6mm × 3μm);
- Máy xác định nhiệt độ nóng chảy: As-One (Japan); - Máy cô quay BUCHI R-210, B-491 (Swiss);
Tất cả dụng cụ thiết ị là của khoa Hóa học, Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN.
2.3. Thực nghiệm 2.3.1. Xử lý hạt cao su 2.3.1. Xử lý hạt cao su
Quy trình chung
Hạt cao su do Công ty cổ phần cao su Sơn La cung cấp 10 kg đƣợc phơi khơ, bóc vỏ. Nhân hạt cao su thu đƣợc đem sấy khô đến khối lƣợng không đổi. Sau đó nghiền thành bột mịn (180/125 - là bột mà ít nhất 95% phần tử đi qua đƣợc rây số 180 và không quá 40% phần tử đi qua đƣợc rây số 125). Quy trình xử lý đƣợc trình bày trên sơ đồ 3.1 (xem phần thảo luận).
2.3.2. Tách chiết dầu từ nhân hạt cao su 2.3.2.1. Quy trình chung 2.3.2.1. Quy trình chung
Bột nhân hạt cao su thu đƣợc từ quy trình xử lý ở mục 2.3.1 đƣợc đem ngâm trong n-hexan (1kg bột – 2.5l n-hexan) 7 ngày. Sau đó hỗn hợp đƣợc khuấy cơ trong 8 giờ, lọc lấy dịch n-hexan chứa dầu hạt cao su. Dịch lọc đƣợc cất loại n-hexan, thu dầu cao su (lần 1). Bả lần 1 đƣợc khuấy với n-hexan thu hồi trong 8 giờ, lọc thu dịch chứa dầu hạt cao su. Cất loại n-hexan thu dầu cao su (lần 2). Bả tiếp tục đƣợc khuấy với n-hexan thu hồi trong 8 giờ thu đƣợc dầu hạt cao su (lần 3). Quy trình tách chiết dầu từ nhân hạt cao su trình ày nhƣ sơ đồ 3.2 (xem phần thảo luận).
2.3.2.2. Xác định hàm lƣợng axít béo tự do a. Hóa chất và thiết bị a. Hóa chất và thiết bị
- Metanol (MeOH), axeton (Ace), axetonitrile (ACN), dichlometan mua hóa chất tinh khiết của hãng Merck.
- Dung cụ chuẩn độ axít – azơ;
b. Quy trình xác định hàm lƣợng axít béo tự do trong dầu hạt cao su
FFA của dầu hạt cao su đƣợc xác định bằng phƣơng pháp chuẩn độ:
Cân 1.00 g dầu hạt cao su cho vào bình nón dung tích 250 ml. Hịa tan mẫu bằng 50 ml axeton đã đƣợc đun nóng và chuẩn độ bằng NaOH 0.1N với chỉ thị phenolphtalein. Dung dịch chuyển dần từ không màu sang màu hồng nhạt trong 30s. Tiếp tục thêm NaOH cho đến khi xuất hiện màu hồng bền trong 30s.
+ Hàm lƣợng FFA đƣợc tính theo cơng thức 2.1:
( ) ( ) ( ) ( ) ( ) (2.1)
Trong đó: - CNaOH = 0.1N
- VNaOH là thể tích dung dịch NaOH 0.1N dùng để chuẩn độ (ml) - M (axit béo tự do) = 282 g/mol (tính theo axit oleic)
Bảng 2.1. Kết quả xác định hàm lƣợng FFA trong dầu hạt cao su
TT TN1 TN2 TN3
VNaOH (ml) 12.75 12.80 12.80
FFA (%) 35.96 36.10 36.10
Nhƣ vậy, dầu cao su đƣợc sử dụng trong luận văn này có hàm lƣợng axít béo tự do là 36%, tƣơng đƣơng chỉ số axít là 71.57 mg KOH/g.
2.3.2.3. Xác định hàm lƣợng nƣớc trong dầu hạt cao su a. Dụng cụ hóa chất a. Dụng cụ hóa chất
- Piridin - SO2 - Iot - Metanol - Máy Karl Fisher tự động (hình 6) - Xy lanh tiêm mẫu