CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
4.1. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng phản ứng nối mạng thiol-maleimide bằng phương pháp FT-IR
4.1.1. Khảo sát sự thay đổi của các nhóm chức thiol và ene với 2 phương pháp truyền
Trước khi thực hiện quá trình so sánh các phổ thì luôn scale các phổ về cùng tỉ lệ với đỉnh đối chiếu là của gốc pheny tại 1515 cm-1.
Hình 4.1: Các phổ được scale về cùng tỉ lệ với đỉnh đối chiếu 1515 cm-1 a) Khảo sát bằng phương pháp ATR
Phương pháp ATR và dung môi DMF được chọn để đánh gía sơ bộ trước phản ứng do sự tiện lợi của phương pháp ATR và trong dung môi DMF tốc độ gel của mẫu khá nhanh.
Luận văn thạc sĩ Lê Lâm Bảng 4.1: Bảng thông tin mẫu khảo sát
Kí hiệu Mẫu khảo sát Ghi chú
DMF DMF tetrathiol (0,1202g) + BMI
(0,1720g)/CHCl3(1,2mL); SH/ene=1,492.
DMF-BMI Hòa tan BMI trong
DMF DMF/BMI (0,24ml/0,0947g).
DMF- Tetrathiol
Hòa tan tetrathiol
trong DMF DMF/tetrathiol (0.23ml/0,0648g).
TBD-noxt
Hệ tetrathiol/BMI trong DMF không
có xúc tác
Tetrathiol/BMI/DMF (0.11 g /0.158 g/ 0.4 mL DMF );
SH/ene=1,49
TBD-xt
Hệ tetrathiol/BMI trong DMF có xúc
tác
Tetrathiol/BMI/DMF/ Ddxt pha 3 lần (0,15g/0,2155g/0,6mL/25L); SH/ene=1,49 Các mẫu được chuẩn bị theo như mục 3.4.1, và đo ATR-IR. Trong khảo sát này ngoài việc khảo sát sự thay đổi của hệ trong dung môi DMF chúng tôi còn kết hợp khảo sát tính khả thi của phương pháp ATR-FTIR trong việc theo dõi quá trình phản ứng.
Theo hình 4.2, ở đây chúng ta quan sát có sự thay đổi tại đỉnh 831 cm-1 và 690 cm-1 , là 2 đỉnh đặc trưng của BMI, thời gian phản ứng 1 phút, 6 phút, 11 phút, 16 phút, 21 phút. Nhưng trong khảo sát bằng ATR-FTIR, ta không quan sát được đỉnh thiol (2570 cm-1) do độ phân giải của phổ trong vùng này này thấp. Các phổ khảo sát tại 26 phút, 31 phút, 61 phút không thấy sự biến đổi. Có thể là do mẫu đã gel (trùng với thời gian gel của mẫu để bên ngoài) nên không còn tiếp xúc tốt với tinh thể ATR . Vậy ta chỉ có thể quan sát được sự thay đổi của phản ứng khi mẫu chưa gel tại các đỉnh đặc trưng của BMI.
Luận văn thạc sĩ Lê Lâm Hình 4.2: Sự thay đổi đỉnh đặc trưng theo thời gian trong hệ DMF
Vì vậy ATR sẽ không được dùng để khảo sát các yếu tố ảnh hưởng phản ứng phản ứng, mà thay vào đó transmission IR sẽ được dùng.
b) Khảo sát bằng transmission FTIR Bảng 4.2: Bảng thông tin mẫu khảo sát
Kí hiệu Mẫu khảo sát Ghi chú
TBC-noxt
TETRATHIOL-BMI- CLOROFORM không
có xúc tác
tetrathiol (0,1151g) + BMI
(0,1720g)/CHCl3(1,5mL); SH/ene=1,492.
TBC- 1Ddxt 1/9
TETRATHIOL-BMI- CLOROFORM có xúc
tác
tetrathiol (0,1153g) + BMI
(0,1660g)/CHCl3(1,5mL)+ 3àL Ddxt 1/9;
SH/ene=1,49
TBD-noxt- 1 phut TBD-xt- 6 phut TBD-xt- 11 phut TBD-xt- 16 phut TBD-xt- 21 phut DMF
831 690
Luận văn thạc sĩ Lê Lâm TBC- 3Ddxt
1/9
TETRATHIOL-BMI- CLOROFORM có xúc
tác
tetrathiol (0,1158g) + BMI (0,1660g)/CHCl3(1,5mL)+ 9 àL Ddxt
1/9; SH/ene=1,49
Theo hình 4.3, Với mẫu đo TBC-noxt tại 1 phút, 11 phút, 21 phút.
Ta quan sát phổ tại 2 đỉnh đặc trưng của BMI (829 cm-1 và 692 cm-1) và thấy không có sự thay đổi theo thời gian từ 1 phút đến 21 phút. Điều đó chứng tỏ phản ứng chưa diễn ra khi không có xúc tác (hình 4.3).
Hình 4.3: 2 Đỉnh đặc trưng của maleimide (829 cm-1và 690 cm-1) từ 0 phút đến 20 phút của mẫu TBC-noxt
Tương tự với hình 4.4., ta cũng quan sát không thấy sự thay đổi của đỉnh Thiol trong thời gian từ 0 đến 21 phút đầu tiên (hình 4.4)
TBC-noxt - 1 phut TBC-noxt - 11 phut TBC-noxt - 21 phut
Luận văn thạc sĩ Lê Lâm Hình 4.4: Đỉnh đặc trưng của thiol (1570 cm-1) từ 0 phút đến 20 phút của mẫu TBC-
noxt
Theo hình 4.5, đo mẫu TBC- 1Ddxt 1/9 được đo tại 1 phút, 11 phút, 61 phút.
Quan sát phổ tại 2 đỉnh đặc trưng của BMI và thấy có sự thay đổi thời gian rõ rệt tại đỉnh đặc trưng 829 cm-1 và 690 cm-1 của BMI (hình 4.5). Theo hình 4.5, 2 đỉnh đặc trưng của maleimide có giảm theo thời gian, chứng tỏ phản ứng xảy ra khi có xúc tác.
TBC-noxt - 1 phut TBC-noxt - 11 phut TBC-noxt - 21 phut
Luận văn thạc sĩ Lê Lâm Hình 4.5: 2 Đỉnh đặc trưng của maleimide thay đổi từ từ 1 phút đến 61 phút của mẫu
TBC- 1Ddxt 1/9
Tương tự hình 4.6, ta cũng quan sát thấy ở đỉnh thiol (tại 2570 cm-1) thể hiện sự thay đổi
Hình 4.6: Đỉnh đặc trưng của BMI thay đổi từ từ 1 phút đến 61 phút của mẫu TBC- 1Ddxt 1/9
1 phút- 1Ddxt 1/9 6 phút- 1Ddxt 1/9 11 phút- TBC 1Ddxt 1/9 1Ddxt 1/9 61 phút- TBC- 1Ddxt 1/9
829
690
1 phút 6 phút 11 phút 61 phút
2570
Luận văn thạc sĩ Lê Lâm Đối với đỉnh của thiol (2570 cm-1) là một đỉnh cường độ yếu nên việc quan sát quá trình
biến đổi diễn ra sẽ không rõ ràng như tại đỉnh của BMI.
Qua kết quả trên, ta thấy với hệ TBC-noxt thì hoàn toàn không có phản ứng diễn ra (khảo sát tới 21 phút). Phản ứng chỉ diễn ra khi có xúc tác Ddxt 1/9 và quá trình quan sát ta thấy đỉnh đặc trưng của BMI diễn ra rõ ràng hơn đỉnh của thiol.
Với hình 4.7, mẫu đo mẫu TBC- 3Ddxt 1/9 được đo tại 61 phút.
Mẫu TBC- 3Ddxt 1/9 tại 61 phút đã đóng rắn tạo màng và so sánh các kết quả đo mẫu đó với với kết quả đo mẫu TBC-noxt, TBC- 1Ddxt 1/9. Kết quả cho ta thấy như hình 4.7. Ở hình 4.7, ta quan sát thấy với cũng tại 61 phút nhưng với hàm lượng xúc tác gấp 3 lần (TBC- 3Ddxt 1/9) thì mẫu đã đóng rắn và hầu như không còn thấy đỉnh đặc trưng của maleimide so với mẫu hàm lượng xúc tác ít hơn (TBC- 1Ddxt 1/9)
Hình 4.7: Sự biến mất của 2 đỉnh đặc trưng BMI Tương tự, quan sát tại đỉnh của thiol (hình 4.8)
61 phút-TBC- 3Ddxt 1/9 Màng mỏng
61 phút-TBC- 1Ddxt 1/9
10 phút-TBC- 1Ddxt 1/9 5 phút-TBC- 1Ddxt 1/9 0 phút-TBC- 1Ddxt 1/9
TBC-noxt
828 690
Luận văn thạc sĩ Lê Lâm Hình 4.8: Sự thay đổi cảu đỉnh thiol
Mặc dù đỉnh của BMI biến mất nhưng đỉnh của thiol vẫn còn. Điều này hợp lý vì ban đầu mẫu mang đi đo có tỉ lệ SH/ene=1,492, nên sau khi phản ứng đỉnh BMI biến mất còn thiol vẫn còn dư.