1- Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian phản ứng đến quỏ trỡnh đồng trựng hợp.
Để khảo sỏt ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian phản ứng đến quỏ trỡnh chuyển hoỏ, tiến hành phản ứng đồng trựng hợp styren, lauryl metacrylat ở nồng độ monome là 0,5M (tỷ lệ khối lượng St: LMA là 40:60); 1,0% BPO so với khối lượng monome ở cỏc nhiệt độ khỏc nhau: 70°C; 80°C, 90°C, 110°C. Kết quả được thể hiện ở hỡnh 1.
Hỡnh 1. Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian phản ứng đến quỏ trỡnh đồng trựng hợp
Qua hỡnh 1 thấy rằng khi nhiệt độ tăng thỡ mức độ chuyển hoỏ của monome tăng nhanh ở giai đoạn đầu và sau đú tăng chậm dần cho đến giỏ trị khụng đổi. Điều này được giải thớch như sau: khi tăng nhiệt độ sẽ làm tăng tốc độ tất cả cỏc phản ứng hoỏ học kể cả phản ứng cơ sở trong quỏ trỡnh đồng trựng hợp. Việc tăng tốc độ phản ứng dẫn đến hỡnh thành cỏc trung tõm hoạt động và tốc độ phỏt triển mạch làm tăng tốc độ chuyển hoỏ của
0 20 40 60 80 100 120 0 50 100 150 200 250 300 Thời gian phản ứng (phút) M ức đ ộ ch uy ển h oá ( % ) 110 90 80 70
monome thành polyme. Ở nhiệt độ dưới 80°C, tốc độ chuyển hoỏ chậm, để đạt được độ chuyển hoỏ cao thỡ thời gian phản ứng phải kộo dài tới 8 đến 10 giờ. Khi nhiệt độ tăng lờn 90°C thỡ tốc độ chuyển hoỏ tăng nhanh, thời gian cần thiết để monome chuyển hoỏ gần như hoàn toàn trong khoảng 4 giờ. Tuy nhiờn khi nhiệt độ lớn hơn 100°C thỡ tốc độ chuyển hoỏ ban đầu tăng đột ngột nhưng khú đạt được độ chuyển hoỏ hoàn toàn. Điều này được giải thớch là do một phần polyme bị phõn huỷ ở nhiệt độ cao thành monome làm cho độ chuyển hoỏ khụng thể hoàn toàn ở nhiệt độ cao.
Do vậy nhiệt độ 90oC, thời gian phản ứng trong khoảng 240 phỳt được lựa chọn để nghiờn cứu cỏc phản ứng sau.
2- Ảnh hưởng của nồng độ chất khơi mào đến quỏ trỡnh đồng trựng hợp.
Để khảo sỏt ảnh hưởng của hàm lượng chất khơi mào đến quỏ trỡnh đồng trựng hợp, tiến hành phản ứng với nồng độ monome là 0,5M, hàm lượng chất khơi mào BPO tăng từ 0,5% đến 2% so với khối lượng monome ở nhiệt độ 90oC. Kết quả thu được thể hiện trờn hỡnh 2.
Hỡnh 2.Ảnh hưởng của hàm lượng chất khơi mào đến mức độ chuyển hoỏ
Qua hỡnh 2 thấy rằng nếu tăng nồng độ chất khơi mào từ 0,6% đến 2,0% (so với khối lượng monome) thỡ ở nồng độ chất khơi mào lớn hơn
0 20 40 60 80 100 120 0 50 100 150 Thơig gian phản ứng ( phút) M ức đ ộ ch uy ển h oá ( % ) Cm =0,6 %kl Cm =0,8 %kl Cm =1,0 %kl Cm =1,2 %kl Cm =1,5%kl Cm =2,0 %kl
1,2% việc theo dừi động học rất khú khăn, do số gốc tự do tạo thành tăng lờn rất nhanh, dẫn tới làm tăng số trung tõm hoạt động và vỡ vậy tốc độ phản ứng trựng hợp chung tăng lờn đột ngột, làm tăng độ nhớt của dung dịch. Để thuận tiện cho việc nghiờn cứu cỏc quỏ trỡnh sau sẽ tiến hành phản ứng ở nồng độ chất khơi mào là 1,0% so với khối lượng monome.
3- Ảnh hưởng của nồng độ monome đến quỏ trỡnh đồng trựng hợp
Để nghiờn cứu ảnh hưởng của nồng độ monome đến quỏ trỡnh đồng trựng hợp chỳng tụi tiến hành phản ứng ở cỏc nồng độ tăng dần từ 0,25M đến 1,5M trong sự cú mặt của 1,0% BPO so với khối lượng monome, ở nhiệt độ 90oC. Kết quả thu được thể hiện trờn hỡnh 3.
Hỡnh 3.Ảnh hưởng của nồng độ monome đến quỏ trỡnh đồng trựng hợp
Qua hỡnh 3 thấy rằng ở nồng độ monome lớn hơn 0,75M thỡ việc theo dừi động học của quỏ trỡnh rất khú khăn, vỡ đõy là phản ứng toả nhiệt và tạo thành sản phẩm cú trọng lượng phõn tử lớn, dẫn đến độ nhớt của dung dịch tăng rất cao làm cản trở quỏ trỡnh ngắt mạch, cú sự tăng nhiệt cục bộ làm làm cho tốc độ phản ứng tăng lờn đột ngột do vậy để nghiờn cứu bản chất
của quỏ trỡnh phản ứng đồng trựng hợp chỳng tụi chỉ tiến hành phản ứng ở nồng độ thấp hơn 0,75M.
4- Ảnh hưởng của tỷ lệ styren: laurylmetacrylat đến quỏ trỡnh đồng trựng hợp
Để nghiờn cứu ảnh hưởng của tỷ lệ monome đến quỏ trỡnh đồng trựng hợp, tiến hành phản ứng ở nồng độ monome 0,5M, với tỷ lệ khối lượng St : LMA là 50:50; 40:60 hoặc 60:40 và 20:80 hoặc 80:20 (tỷ lệ khối lượng), 1,0% BPO so với khối lượng monome, ở nhiệt độ 90°C. Kết quả thu được thể hiện ở hỡnh 4 và hỡnh 5.
Hỡnh 4. Ảnh hưởng của tỷ lệ styren: laurylmetacrylat
Hỡnh 5.Ảnh hưởng của tỷ lệ styren: laurylmetacrylat
xảy ra nhanh hơn, mức độ chuyển hoỏ của monome đạt được rất cao trong thời gian ngắn. Điều này là do khả năng phản ứng của monome trong phản ứng đồng trựng hợp phụ thuộc vào hoạt tớnh của nú. Styren cú hoạt tớnh hơn nờn tốc độ chuyển hoỏ của nú lớn hơn laurylmetacrylat. Do đú khi hàm lượng styren trong hỗn hợp phản ứng lớn sẽ làm cho mức độ chuyển hoỏ tăng.
Sau khi đó khảo sỏt một số yếu tố ảnh hưởng đến khả năng đồng trựng hợp, tiến hành đồng trựng styren, laurylmetacrylat với cỏc tỷ lệ monome ban đầu khỏc nhau, nhiệt độ phản ứng là 90oC, chất khởi đầu là 1,0% BPO so với khối lượng monome.