Khảo sát ảnh hưởng thời gian phản ứng lên modul tích G’ của các hệ gel biến tính trong điều kiện không dung môi chọn các mẫu PAAGA-2 ở các thí nghiệm
(3.2.3.1) và trong dung môi nước chọn các mẫu PAAGAC ở thí nghiệm (3.3.3.4). Các mẫu gel được xác định sự phụ thuộc của modul tích G’ theo mức độ biến
dạng từ 0,01-1 (%). Từ kết quả này, vẽ đồ thị G’ = f (mức độ biến dạng), và ngoại
suy giá trị modul tích G’ khi gel chưa bị biến dạng hay phần trăm biến dạng bằng 0.
Kết quả đồ thị G’ = f (mức độ biến dạng) của các mẫu gel được trình bày trong phụ
lục 2a và 2b.
Từ kết quả hình 3-43 cho thấy:
2. Như đã trình bày trong phần tổng quan, giá trị modul tích cũng có liên quan
đến mức độ khâu mạch của gel. Vì vậy, khi tăng thời gian phản ứng giữa PAAS và
EDA sẽ làm cho mức độ khâu mạch tăng.
3. Hình 3-42 (A), cho thấy tại thời điểm 8 giờ có sự thay đổi đột ngột của
modul tích. Kết hợp hình 3-9c trang 43, trong khoảng thời gian < 8 giờ phản ứng
khâu mạng liên phân tử làm cho modul tích tăng lên và sau 8 giờ là phản ứng khâu
mạng nội phân tử làm cho modul tích tăng lên. Tuy nhiên mức độ tăng của modul
tích sau 8 giờ nhiều hơn so với trước 8 giờ.
A B
Hình 3-43: Ảnh hưởng thời gian phản ứng lên modul tích (G’
) của PAAGA-2 (A) và PAAGAC (B)
G’ (Pa)
G’ (Pa)
t (giờ) t (giờ)
Chương 4: Kết luận và Kiến nghị
A. Qua kết quả quá trình thực hiện luận văn có thể rút ra các kết luận sau:
1. Tổng hợp được hai loại PAA (PAAG và PAAS) bằng phương pháp polyme hóa monome AA trong dung môi nước với cặp chất oxy hóa khử persulfat-bisulfit có và không có chất khâu mạng NMDA.
2. Tổng hợp được các PAAS có phân tử lượng trung bình số từ (7,83- 107,08).103 (g/mol) bằng cách thay đổi hàm lượng chất khơi mào so với hàm lượng
monome AA.
3. Biến tính PAA bằng phản ứng trans amid hóa PAA với EDA trong điều
kiện không dung môi và dung môinước.
4. PAAGA-2 tổng hợp trong điều kiện không dung môi tạo được nhóm chức
amin –NH2 trong cấu trúc của gel. Các yếu tố chính ảnh hưởng lên phản ứng trans amid hóa là nhiệt độ, tỉ lệ mol EDA:AA, phân tử lượng PAA, và thời gian phản ứng.
5. PAAGAC tổng hợp trong dung môi nước ngoài nhóm chức amin –NH2 còn có thêm nhóm chức cacboxylat –COO- tạo ra trong phản ứng. Các yếu tố chính ảnh hưởng lên phản ứng trans amid hóa là nồng độ PAA, tỉ lệ mol EDA:AA, phân tử lượng PAA, và thời gian phản ứng.
Đã thực hiện được phản ứng tổng hợp PAAGAC bằng phương pháp One-pot (không cần cô lập sản phẩm trung gian) bao gồm hai giai đoạn: Tổng hợp PAAS và
biến tính PAAS với EDA bằng phản ứng trans amid hóa.
6. Độ trương của PAAGA-2 và PAAGAC ảnh hưởng bởi tác nhân môi trường
bên ngoài như pH và nồng độ muối NaCl. PAAGA-2 - Độ trương trong môi trường
pH < 6 cao hơn so với độ trương trong môi trường pH > 6. PAAGAC – Độ trương trong môi trường 4 < pH < 8 thấp hơn độ trương trong môi trường pH < 4 và pH > 8. Các loại gel PAAGA-2 và PAAGAC được xếp vào loại gel nhạy pH.
Ngoài ra, độ trương của PAAGA-2 và PAAGAC bị giảm khi tăng nồng độ
7. Độ ổn định nhiệt của PAA nhỏ hơn 2400C. Sau khi biến tính độ ổn định
nhiệt của PAAGA-2 và PAAGAC giảm xuống, dưới 1800C đối với PAAGA-2 và
dưới 1700C đối với PAAGAC.
8. Tính chất lưu biến – modul tích của PAAGA-2 và PAAGAC phụ thuộc vào điều kiện phản ứng trans amid hóa như thời gian phản ứng.
B. Tuy nhiên luận văn này còn một số hạn chế nhất định như:
1. Đối với mẫu PAAGA-2, chưa xác định được hàm lượng amid còn lại sau
khi biến tính. Và mẫu PAAGAC, chưa xác định được tỉ lệ hàm lượng giữa các
nhóm chức amid, amin và cacboxylat.
2. Chưa đánh giá được độ bền của các mẫu gel theo thời gian , theo pH của
môi trường và nhiệt độ của môi trường.
C. Do đó để tiếp tục hoàn thiện hướng nghiên cứu này, chúng tôi kiến nghị các hướng phát triển đề tài theo các nội dung sau:
1. Nghiên cứu áp dụng kỹ thuật vi sóng vào trong phản ứng trans amid hóa PAA với EDA để giảm thời gian phản ứng.
2. Sử dụng kỹ thuật phân tích phản xạ giảm toàn phần (Attenuated Total Reflectance - ATR) để phân tích phổ hồng ngoại (FT-IR) của các mẫu PAA cũng như các mẫu gel.
3. Sử dụng kỹ thuật phân tích mẫu rắn để phân tích phổ cộng hưởng từ hạt
nhân (NMR) để xác định cấu trúc cho các mẫu gel.
4. Phân tích độ bền của gel theo thời gian, theo pH của môi trường và nhiệt độ
Tài liệu tham khảo
1. G. Saclo, Các phương pháp hóa phân tích, Tập 1, NXB Đại học và Trung học chuyên nghiệp, 1978.
2. Hoàng Ngọc Cường, Polyme: Các trạng thái vật lý và tính chất cơ lý,
Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên TP. HCM, 2009.
3. Hoàng Ngọc Cường, Polyme đại cương, NXB Đại Học Quốc Gia TP. HCM,
2010.
4. Hoàng Nhâm, Hóa Vô Cơ – Tập 3, NXB Giáo Dục, 2005.
5. Lê Ngọc Thạch, Hóa học hữu cơ: Các nhóm định chức chính, NXB Đại học
quốc gia TP. Hồ Chí Minh, 2002, pp. 458-459 và pp. 492-493.
6. Nguyễn Đức Nghĩa, Polyme chức năng và vật liệu lai cấu trúc nano, NXB KHTN & CN, 2009, pp. 111-137.
7. Nguyễn Văn Khôi, Polyme ưa nước: Hóa học và ứng dụng, NXB KHTN & CN, (2007), pp. 31-56.
8. Thực tập sinh hóa cơ sở, Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên TP. HCM,
2010.
9. Trần Khắc Chương, Mai Hữu Khiêm, Động Hóa Học và Xúc Tác, NXB Đại
Học Quốc Gia TP. HCM, 2005.
10. Trần ThịĐà, Nguyễn Hữu Đĩnh, Ứng dụng một số phương pháp phổ nghiên cứu cấu trúc phân tử, NXB GD, 1999, pp. 27-81.
11. B. Tamami, A. Fadavi, Amino group immobilized on polyacrylamide: An efficient heterogeneous catalyst for the Knoevenagel reaction in solvent-free and aqueous media, Catalysis Communications, 2005, 6, pp. 747-751.
12. Bahman Tamami, Hossein Mahdavi, Quaternized amino functionalized
cross-linked polyacrylamide as a new solid–liquid phase transfer catalyst in reduction of carbonyl compounds with NaBH4, Tetrahedron, 2003, 59, pp. 821-826.
13.Brigitte Lindemann, Uwe Paul Schroder, Wilhelm Oppermann, Influence of the Cross-Linker Reactivity on the Formation of Inhomogeneities in Hydrogels, Macromolecules, 1997, 30, pp. 4073-4077.
14. Bryan A. Baker, Rebecca L. Murff, Valeria T. Milam, Tailoring the
mechanical properties of polyacrylamide-based hydrogels, Polymer, 2010, 51, pp. 2207-2214.
15. Eylem Turan, Serkan Demirci, Tuncer Caykara, Preparation of
polyacrylamide hydrogels at various charge densities by postmodification, Journal of Applied Polymer Science, 2009, 111, pp. 108-113.
16. Farajollah Asgari, Thesis of Master: The Effects of Cross-Linking on the Binding of Bile Acids by Poly(acrylamide) Resins, Department of Chemistry, Mc Gill University, Montréal, Québec, Canada, 1995.
17. Fariba Ganji, Samira Vasheghani-Farahani, Ebrahim Vasheghani-Farahani,
Theoretical Description of Hydrogel Swelling: A Review, Iranian Polymer Journal, 2010, 19(5), pp. 375-398.
18. G. Bagheri Marandi, K. Esfandiari, F. Biranvand, M. Babapour, S. Sadeh,
G. R. Mahdavinia, pH sensitivity and swelling behavior of partially
hydrolyzed formaldehyde-crosslinked poly(acrylamide) superabsorbent hydrogels, Journal of Applied Polymer Science, 2008, 109, pp. 1083-1092. 19. George Odian, Principles of Polymerization, Fourth Edition, John Wiley &
Sons, Inc., Hoboken, New Jersey, 2004, pp. 198-350.
20. Georgia Patras, Greg G. Qiao, David H. Solomon, Characterization of the pore structure of aqueous the-dimensional polyacrylamide gels with a novel cross-linker, Electrophoresis, 2000, 21, pp. 3843-3850.
21. Georgia Patras, Greg G. Qiao, David H. Solomon, Novel cross-linked homogeneous polyacrylamide gels with improved separation properties Investigation ofthe cross-linker functionality, Electrophoresis, 2001, 22, pp. 4303-4310.
22. H. Mahdavi, A. Zirakzadeh, J. Amani, Modified cross-linked polyacrylamide supported palladium salts as a new heterogeneous catalyst for Heck reaction, Reactive & Functional Polymers, 2007, 67, pp. 716-722.
23. H. S. Fochler, J. R. Mooney, L. E. Ball, R. D. Boyer, J. G. Grasselli,
Infrared and NMR spectroscopic studies of tbe thermal degradation of polyacrylonitrile, Spectrochimica Acta, 1985, 4lA, pp. 271-278.
24. Hasine Kasgoz, Saadet Ozgumus, Murat Orbay, Preparation of modified polyacrylamide hydrogels and application in removal of Cu(II) ion, Polymer, 2001, 42, pp. 7497-7502.
25. Hasine Kasgoz, Saadet Ozgumus, Murat Orbay, Modified polyacrylamide hydrogels and their application in removal of heavy metal ions, Polymer, 2003, 44, pp. 1785-1793.
26. J. R. Ebdon, T. N. Huckerby, T. C. Hunter, Free-radical aqueous slurry polymerizations of acrylonitrile: 1. End-groups and other minor structures in polyacrylonitriles initiated by ammonium persulfatesodium/ metabisulfite, Polymer, 1994, 35, pp. 250-256.
27. John Lelevre, Effects of Sugars on the Swelling of Crosslinked Potato Starch, Journal of Colloid and Interface Science, 1984, 101, pp. 225-232.
28. Jon D. Van Dyke, Kim L. Kasperski, Thermogravimetric study of
polyacrylamide with evolved gas analysis, Journal of Polumer Science: Part A: Polymer Chemistry, 1993, 31, pp. 1807-1823.
29. Junhua Zhang, Christopher R. Daubert, E. Allen Foegeding,
Characterization of polyacrylamide gels as an elastic model for food gels, Rheol Acta, 2005, 44, pp. 622-630.
30. Marcus J. Caulfield, Greg G. Qiao, David H. Solomon, Some Aspects of the Properties and Degradation of Polyacrylamides, Chem. Rev, 2002, 102, pp. 3067-3083.
31. Marcus J. Caulfield, Helen K. Purss, David H. Solomon, Novel cross-linked polyacrylamide matrices:An investigation using gradient gel electrophoresis, Electrophoresis, 2001, 22, pp. 4297-4302.
32. Maria Elisa S.R. e Silva, Eider R. Dutra , Valdir Mano , Jose C. Machado,
Preparation and thermal study of polymers derived from acrylamide, Polymer Degradation and Stability, 2000, 67, pp. 491-495.
33. Marilia Panayiotou, Thesis of Master: Synthesis and characterization of thermoresponsive polymers, hydrogels and microgels, based on poly (n- substituted acrylamides), Inorganic Chemistry, University of Polytechnic Athens, Grece, 2005.
34. Mehmet Murat Ozmen, Oguz Okay, Swelling behavior of strong
polyelectrolyte poly(N-t-butylacrylamide-co-acrylamide) hydrogels, European Polymer Journal, 2003, 39, pp. 877-886.
35. Mine Yener Kizilay, Oguz Okay, Effect of Initial Monomer Concentration on Spatial Inhomogeneity in Poly(acrylamide) Gels, Macromolecules, 2003, 36, pp. 6856 -6862.
36. Mu-Hoe Yang, The Two-Stages Thermal Degradation of Polyacrylamide, Polymer Testing, 1998, 17, pp. 191-198.
37. N.A. Peppas, P. Bures, W. Leobandunga, H. Ichikawab, Hydrogels in
pharmaceutical formulations, European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics, 2000, 50, pp. 27-46.
38. R. Murugan, S. Mohan, A. Bigotto, FTIR and Polarised Raman Spectra of Acrylamide and Polyacrylamide, Journal of the Korean Physical Society, 1998, 32, pp. 505-512.
39. Raphael M. Ottenbrite, Kinam Park, Teruo Okano, Biomedical Applications of Hydrogels Handbook, Springer, 2010, pp. 1-15.
40. Rolando Barbucci, Hydrogels: Biological Properties and Applications, Springer, 2009, pp 9-18.
41. S. Mukherjee, Mojammel H. Mondal, M. Mukherjee, B. P. Doyle, S.
Nannarone, Onset Kinetics of Thermal Degradation of Ultrathin
Polyacrylamide Films, Macromolecules, 2009, 42, pp. 7889-7896.
42. S. Sumi Mitra, K. Sreekumar, Poly[N-(2-aminoethyl)acrylamido] triethylammonium Polyhalide Derivatives:Preparation and Synthetic Applications,
J. Polym. Sci. A: Polym. Chem, 1997, 35, pp. 1413-1421.
43. Sebastian Seiffert, Wilhelm Oppermann, Amine-Functionalized
Polyacrylamide for Labeling and Crosslinking Purposes, Macromol. Chem. Phys, 2007, 208, pp. 1744-1752.
44. Seymour, R. B., Carraher, C. E. Jr., Polymer chemistry, Marcel Dekker Inc., New York, 2003.
45. Simon Mallam, Ferenc Horkay, Anne-Marie Hecht, Erik Geissler,
Scattering and Swelling Properties of Inhomogeneous Polyacrylamide Gels, Macromolecules, 1989, 22, pp. 3356-3361.
46. Spackman PH, Stein WH, Moore S, Automatic Recording Apparatus for
Use in Chromatography of Amino Acids, Anal Chem, 1958, 30, pp. 1190- 1206.
47. Thomas J. Xue, Michael A. McKinney, Charles A. Wilkie, The thermal degradation of polyacrylonitrile, Polymer Degradation and Stability, 1997, 58, pp. 193-202.
48.Youlu Yu, G. R. Brown, 13C NMR Studies of the Reactions of Cross- Linked Poly(methylacrylate) Beads with Multifunctional Amines, Macromolecules, 1993, 26, pp. 1037-1041.