CHƯƠNG 2 : THỰC NGHIỆM
2.3. Phương pháp nghiên cứu
2.3.1. Xác định kích thước trung bình của hạt sản phẩm.
Kích thước trung bình của hạt được xác định một cách tương đối từ ảnh SEM của sản phẩm. Kích thước trung bình được xác định theo cơng thức:
Trong đó: N là tổng số hạt có hình dạng hiển thị tồn vẹn trên ảnh SEM, Di là kích thước của các hạt thứ i. Một số mẫu sản phẩm đồng trùng hợp tiêu biểu được chụp ảnh SEM và xác định kích cỡ trung bình của hệ hạt.
2.3.2. Xác định phần trăm độ chuyển hóa bằng phương pháp khối lượng
Trong quá trình trùng hợp một yếu tố quan trọng để đánh giá mức độ thành cơng của q trình là độ chuyển hóa của các monome thành polyme. Trên cơ sở phân tích lượng polyme tạo thành hay lượng monome cịn lại có thể tính được độ chuyển hóa. Lượng polyme tạo thành sau phản ứng được phân tích theo nhiều phương pháp khác nhau, trong đó xác định bằng phương pháp khối lượng được dùng nhiều và đơn giản.
Cách tiến hành: Sau khi sấy khô polyme đến khối lượng không đổi, tiến hành cân sản phẩm và tính tốn độ chuyển hóa theo cơng thức sau:
H% = × 100%
Trong đó: H% là độ chuyển hóa (%)
mpolyme là khối lượng sản phẩm thu được (g)
mmonome là khối lượng monome ban đầu tham gia phản ứng (g).
2.3.3. Xác định thành phần nhóm chức năng trong polyme trên cơ sở PHA
Để xác định thành phần nhóm chức năng trong polyme trên cơ sở PHA sử dụng phương pháp phân tích nguyên tố. Xác định phần trăm các nguyên tố trong PHA tổng hợp từ đó tính hàm lượng nhóm chức năng có trong PHA. Mặt khác để kiểm tra lại kết quả nhóm ngun cứu cịn sử dụng các phương pháp sau:
- Hàm lượng –CONH2 bằng phương pháp trọng lượng:
Cân chính xác m0 (g) polyme khô đem thủy phân với H2SO4 với nồng độ khác nhau và nhiệt độ, thời gian xác định. Sau phản ứng sản phẩm được rửa sạch và sấy khô trong chân không tại 75oC. Sau đó cân khối lượng polyme thu được. Độ tăng khối lượng sản phẩm phản ứng được xác định trong công thức sau:
H = m – m0
Trong đó: H – Khối lượng polyme tăng sau thủy phân (mg) m - Khối lượng sản phẩm sau thủy phân (mg). M0 - Khối lượng polyme trước thủy phân (mg).
Trên cơ sở độ tăng khối lượng của polyme trước và sau khi thủy phân ta xác định hàm lượng nhóm chức năng – CONH2
- Hàm lượng -COOH và –CONHOH:
Cân chính xác m (g) PHA cho vào cốc đựng 50ml NaOH 0,25M khuấy đều trong 6h. Khi phản ứng kết thúc tiến hành lọc, lượng NaOH dư trong dung dịch lọc được chuẩn độ với 50ml HCl 0,25M. Hàm lượng –COOH + -CONHOH được tính toán từ lượng NaOH phản ứng hết với PHA.
- COOH + -CONHOH = CNaOHVNaOH - CHClVHCl mo
Với : AV (mmol/g) là hàm lượng –COOH + -CONHOH; CHCl là nồng độ dung dịch HCl 0,25M; VHCl (ml) dung dịch HCl 0,25M đã dùng ; CNaOH nồng độ dung dịch NaOH 0, 25M; VNaOH (ml) dung dịch NaOH 0,25M dư; m0 khối lượng PHA ban đầu (g).
- Tính hàm lượng –COOH:
Cân chính xác m(g) PHA khơ cho vào cốc chứa 50ml NaHCO3 0.125M khuấy đều trong 12h. Sau đó lấy hỗn hợp này lọc và rửa sạch bằng nước cất. Phần dung dịch lọc được axit hóa với 50ml HCl 0.125M, sau đó đun sơi đuổi hết CO2 và chuẩn độ bằng NaOH 0.125M. Hàm lượng –COOH được tính từ lượng NaHCO3 phản ứng với polyme.
- COOH = CHClVHCl mo
NaHCO3
C VNaHCO
3- + CNaOHVNaOH
Với AV(mmol/g) hàm lượng PHA; CHCl nồng độ dung dịch HCl 0.125M; VHCl (ml) dung dịch HCl 0.125M; CNaOH nồng độ dung dịch NaOH 0.125M; VNaOH (ml) dung dịch NaOH 0.125M đã chuẩn độ; m0 khối lượng PHA (g).
2.3.4. Xác định thành phần VSA và AM trong copolyme bằng phương pháp phân tích nguyên tố tích nguyên tố
Mẫu sản phẩm copolyme AM và VSA được tiến hành xác định thành phần nguyên tố. Copolyme AM và VSA có cơng thức tổng quát là (C2H4O3S)x–
(C3H5NO)y. Khi đó thành phần của các monome VSA và AM được xác định thông
qua khi xác đinh thành phần phần trăm của nguyên tố S, N trong copolyme. Phần trăm của S, N được xác định như sau:
xMS = S% yMN = N%
Trong đó MS và MN tương ứng là khối lượng mol của lưu huỳnh và nito; S%, và N% tương ứng là phần trăm khối lượng của lưu huỳnh và nito thu được từ kết quả phân tích nguyên tố; x và y là số mol của VSA và AM trong 100g copolyme
Từ đó, phần mol của VSA, AM trong copolyme p(AM-co-VSA) có thể được tính như sau:
VSA (% mol) = +
AM (% mol) = 100 - %VSA
2.3.5. Xác định hàm lượng phần gel
Sản phẩm sau khi phản ứng được sấy bằng tủ sấy chân không ở 60oC đến khối lượng khơng đổi. Cân một lượng (khoảng 2g) chính xác rồi tiến hành cho vào túi lọc, ngâm và suclet trong nước cất trong 6h để loại bỏ phần polyme không tạo lưới. Sản phẩm còn lại trong túi được sấy lại bằng tủ sấy chân không đến khối lượng không đổi. Cân lại để xác định khối lượng sản phẩm có tạo lưới. Hàm lượng phần gel của sản phẩm được xác định theo công thức sau:
% 100 (%) 1 2 x g g Gel
Trong đó:g1và g2 khối lượng sản phẩm khơ trước và sau khi rửa
2.3.6. Xác định độ trương sản phẩm
Tất cả các mẫu để xác định độ trương đều được sấy khô trong chân không ở 60oC đến khối lượng không đổi. Độ trương (W) được xác định bằng phương pháp trọng lượng. Cân một lượng đã xác định (khoảng 2g) PHA đã được sấy khô cho vào túi chè và ngâm vào trong nước cất ở nhiệt độ phòng. Sau một khoảng thời gian (khoảng 48 giờ) lấy túi mẫu ra khỏi nước cất và để ráo hết nước trong 5 phút. Xác định trọng lượng mẫu thu được. Độ trương được tính theo cơng thức:
1 1 2 m m m W