CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ THẢO LUẬN
3.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất của quá trình phản ứng
3.1.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian đến hiệu suất của quá trình phản ứng.
Để nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ thời gian đến hiệu suất chuyển hóa chung và chuyển hóa tạo thành copolyme (MMA-MAA) của quá trình phản ứng, phản ứng được tiến hành ở các điều kiện sau: Hàm lượng monoe 15% so với dung môi, hàm lượng chất khơi mào (AIBN) 1% so với tổng khối lượng monome, nhiệt độ thay đổi từ 65 đến 800C. Kết quả được trình bày ở hình 3.1và 3.2:
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
0 50 100 t(phút)150 200 250 300
H(%)
65 70 75 80
0 20 40 60 80 100
0 100 200 300 t(phút)
H(%)
65oC 70oC 75oC 80oC
Hình 3.1: Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian đến độ chuyển hóa
copolyme (MMA-MAA)
Hình 3.2: Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian đến độ chuyển hóa chung của
phản ứng
Kết quả trên hình 3.1 và 3.2: Biểu diễn mối quan hệ của nhiệt độ và thời gian đến mức độ chuyển hóa. Kết quả cho thấy khi nhiệt độ tăng thì mức độ
chuyển hóa của monome tăng nhanh ở giai đoạn đầu, và sau đó tăng chậm cho đến giá trị không đổi. Điều này được giải thích là do khi tăng nhiệt độ sẽ làm tăng tốc độ tất cả các phản ứng hóa học kể cả phản ứng cơ sở trong quá trình đồng trùng hợp. Việc tăng tốc độ phản ứng dẫn đến hình thành các trung tâm hoạt động và tốc độ phát triển mạch làm tăng tốc độ chuyển hóa monome thành copolyme. Khi nhiệt độ dưới 700 C tốc độ chuyển hóa thấp hơn, và kéo dài thời gian đến 240 phút thì độ chuyển hóa gần như không thay đổi. Ở nhiệt độ 700C độ chuyển hóa ban đầu tăng chậm, tiếp tục kéo dài thời gian thì độ chuyển hóa tăng lên và đến thời gian 240 phút độ chuyển hóa gần như không thay đổi. Tuy nhiên khi tăng nhiệt độ lên trên 700C thì tốc độ chuyển hóa ban đầu tăng nhanh, nhưng sau đó tăng chậm, kéo dài thời gian đến 240 phút độ chuyển hóa gần như không thay đổi. Sau thời gian 240 phút độ chuyển hóa chung đạt giá trị cao nhất là 86,16%, và độ chuyển hóa tạo thành copolyme đạt cao nhất là 82,15%. So sánh hai mức độ chuyển hóa thấy rằng quá trình phản ứng sản phẩm tạo thành copolyme là chủ yếu.
3.1.2 Ảnh hưởng nồng độ monome đến hiệu suất của phản ứng.
Để nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ monome đến hiệu suất của phản ứng đồng trùng hợp, phản ứng được thực hiện ở các điều kiện: Hàm lượng chất khơi mào 1% so với tổng monome, Hàm lượng monome 15% so với dung môi, nhiệt độ phản ứng 700C. Kết quả được trình bày trong hình 3.3 và 3.4:
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
0 100 200 300
t(phút)
H(%) 10%
15%
20%
0 20 40 60 80 100
0 100 200 300
t(phút)
H(%) 10%
15%
20%
Hình 3.3: Ảnh hưởng của nồng độ monome và thời gian đến độ chuyển
hóa copolyme (MMA-MAA)
Hình 3.4: Ảnh hưởng của nồng độ monome và thời gian đến độ chuyển
hóa chung của phản ứng
Kết quả ở hình 3.3 và 3.4: Biểu diễn mối quan hệ giữa nồng độ monome và thời gian phản ứng đến mức độ chuyển hóa của quá trình phản ứng. Kết quả cho thấy ở nồng độ 10% mức độ chuyển hóa ban đầu tăng chậm, kéo dài thời gian thì mức độ chuyển hóa tăng cho đến giá trị không đổi, ở thời gian 240 phút, khi nồng độ monome tăng lên 15% thì mức độ chuyển hóa tăng nhanh ở thời điểm ban đấu, và kéo dài thời gian phản ứng thì mức độ chuyển hóa tăng cho đến giá trị không đổi ở thời gian 240 phút. Tuy nhiên tiếp tục tăng nồng độ monome lên 20 % thì mức độ chuyển hóa tăng đột ngột và sau đó tăng chậm dần khi kéo dài thời gian phản ứng. ở thời gian 240 phút, nồng độ monome 15% có mức độ chuyển hóa chung và chuyển hóa riêng đạt giá trị cao nhất. Đối với mức độ chuyển hóa riêng đạt giá trị cao nhất 79,98% và độ chuyển hóa chung cao nhất là
81,99%. So sánh hai kết quả thấy rằng quá trình đồng trùng hợp sản phẩm tạo thành copolyme là chủ yếu.
3.1.3. Ảnh hưởng của nồng độ chất khơi mào đến hiệu suất phản ứng.
Để nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ chất khơi mào đến hiệu suất phản ứng, phản ứng được tiến hành ở các điều kiện: Nhiệt độ phản ứng 700C, nồng độ monome 15% so với dung môi, nồng độ chất khơi mào thay đổi từ 1,0 đến 1,6%.
Kết quả được trình bày trong hình 3.5 và 3.6:
0 20 40 60 80 100 120
0 100t(phút)200 300
H(%)
1%
1.20%
1.30%
1.50%
1.60%
0 20 40 60 80 100 120
0 100 200 300
t(phút)
H(%)
1%
1,2%
1,3%
1,5%
1,6%
Hình 3.5: Ảnh hưởng của nồng độ chất khơi mào và thời gian đến độ chuyển hóa copolyme (MMA-MAA)
Hình 3.6: Ảnh hưởng của nồng độ chất khơi mào và thời gian đến độ
chuyển hóa chung của phản ứng Kết quả trên hình 3.5 và 3.6: Biểu diễn mối quan hệ của hàm lượng chất khơi mào và thời gian đến mức độ chuyển hóa. Kết quả cho thấy, hàm lượng chất khơi mào ảnh hưởng đến mức độ chuyển hóa, với phản ứng copolyme hóa xẩy ra theo cơ chế gốc tự do, chất khơi mào ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình
diễn ra phản ứng. Khi chất khơi mào tăng dẫn đến số mạch đang phát triển tăng, tốc độ chuyển hóa mạch tăng dẫn đến độ chuyển hóa tăng, bên cạnh đó kéo theo chiều dài mạch giảm, khối lượng phân tử copolyme giảm. Hàm lượng chất khơi mào chiếm 1,5 % khối lượng so với monome cho mức độ chuyển hóa cao nhất ở độ chuyển hóa chung và độ chuyển hóa riêng khi thời gian phản ứng 240 phút.
3.2. Nghiên cứu xác định hằng số đồng trùng hợp r1, r2.