3.14 .Chỉ số độ nhớt và KLPT của PLA
3.39. Sự mất khối lượng theo thời gian phõn hủy của PLA
PLA: 61500g/mol
PLA: 44000g/mol
127
Bảng 3.20. Sự thay đổi KLPT và độ bền kộo theo thời gian phõn hủy của cỏc mẫu PLA trong mụi trường ngõm nước PLA trong mụi trường ngõm nước
Thời gian phõn hủy [ngày] Mẫu PLA: 61500 [g/mol] Mẫu PLA: 44000 [g/mol] Mẫu PLA:30100 [g/mol]
KLPT K [Mpa] KLPT K [Mpa] KLPT K[Mpa]
0 61500 38,1 44000 35,4 30100 32,2 30 57500 31,4 36040 31,8 24260 20,4 60 30700 24,7 24040 21,6 16060 15,6 90 21020 20,0 15990 - 7870 - 120 15360 - 9030 8,4 2600 2,2 150 8070 7,8 3140 - 450 - 180 2870 - 630 - - -
Kết quả trong bảng 3.20 cho thấy KLPT và độ bền kộo của cỏc mẫu giảm đi khi kộo dài thời gian ngõm mẫu trong dung dịch muối đệm. Độ suy giảm KLPT và độ bền kộo của PLA xảy ra nhanh hơn sau 120 ngày thử. Cỏc mẫu PLA cú KLPT cao hơn cú thời gian phõn hủy dài hơn. Ở cựng một giỏ trị KLPT mẫu PLA đó bị thủy phõn cho độ bền kộo thấp hơn rất nhiều so với mẫu PLA chưa thủy phõn. Nhỡn chung độ bền kộo của tất cả cỏc mẫu PLA sau khi phõn hủy trong mụi trường in vitro đều giảm mạnh dẫn đến những thử nghiệm tiếp theo là khú khăn, thậm chớ khụng thể xỏc định được độ bền kộo trong thời gian sau được nữa.
Cỏc thớ nghiệm tương tự cũng được thực hiện đối với cỏc cỏc mẫu chụn vựi trong đất. Định kỳ 30 ngày, cỏc mẫu được lấy lờn, rửa sạch đất, sấy khụ, đưa đi đo
128
lại độ bền kộo đứt và xỏc định khối lượng phõn tử. Kết quả được trỡnh bày trong bảng 3.21
Bảng 3.21. Sự thay đổi KLPT và độ bền kộo theo thời gian phõn hủy của cỏc mẫu PLA trong mụi trường vựi trong đất PLA trong mụi trường vựi trong đất
Thời gian phõn hủy [ngày] Mẫu PLA: 61500 [g/mol] Mẫu PLA: 44000 [g/mol] Mẫu PLA:30100 [g/mol] KLPT K [Mpa] KLPT K [Mpa] KLPT K [Mpa]
0 61500 38,1 44000 35,3 30100 32,2 30 58500 33,4 40260 29,7 28260 28,3 60 46700 28,7 34060 23,2 20060 19,5 90 31020 21,2 24870 17,7 10870 - 120 25360 18,5 16600 10,6 7600 5,4 150 20070 16,1 8342 8,1 450 - 180 15870 14,3 - - - -
Kết quả thu được trong bảng 3.21 cho thấy theo thời gian phõn hủy độ suy giảm KLPT và độ bền kộo của PLA trong mụi trường vựi trong đất cho kết quả tương tự như trong mụi trường nước. So sỏnh tốc độ phõn hủy của PLA trong mụi trường ngõm nước và mụi trường vựi trong đất thỡ tốc độ phõn hủy của cỏc mẫu PLA trong mụi trường nước xảy ra với tốc độ nhanh hơn bởi vỡ mụi trường nước tạo điều kiện cho phản ứng phõn hủy thủy phõn của PLA xảy ra nhanh hơn.
3.5.4. Sự thay đổi pH mụi trường phõn hủy của PLA theo thời gian
Để nghiờn cứu khảo sỏt sự thay đổi pH mụi trường phõn hủy của PLA theo thời gian, chỳng tụi tiến hành như sau: Cỏc mẫu PLA được chế tạo theo tiờu chuẩn, và được ngõm trong mụi trường cú pH ban đầu khỏc nhau ( mụi trường ban đầu được chọn ứng với pH cú giỏ trị là 10, 7,4 và 3). Theo thời gian PLA bị phõn hủy và tạo ra cỏc sản phẩm phõn hủy khỏc nhau dẫn tới sự thay đổi pH của mụi trường. pH
129
mụi trường phõn hủy của PLA được đo trờn thiết bị Meter- pH526 ( Đức), theo thời gian định kỳ 2 tuần một lần chỳng tụi tiến hành đo lại để xỏc định pH. Kết quả khảo sỏt sự thay đổi pH mụi trường phõn hủy của PLA theo thời gian được trỡnh bày chi tiết trờn hỡnh 3.40 0 2 4 6 8 10 12 0 2 4 6 8 10 12 14
Thời gian [tuần]
pH
Hỡnh 3.40. Sự thay đổi pH mụi trường phõn hủy của PLA theo thời gian
Kết quả hỡnh 3.40 cho thấy theo thời gian pH mụi trường phõn hủy của PLA giảm xuống. Sự giảm pH mụi trường phõn hủy xảy ra ngay khi mẫu được ngõm vào mụi trường. Với mụi trường ban đầu cú độ pH cao (pH=10 và 7,4) độ suy giảm pH xảy ra nhanh hơn so với mụi trường ban đầu cú pH thấp (pH=3). Chứng tỏ tốc độ phõn hủy PLA trong mụi trường kiềm xảy ra nhanh hơn so với mụi trường axit. Sau 12 tuần thử nghiệm pH mụi trường phõn hủy của cỏc mẫu PLA được đặt trong mụi trường cú pH ban đầu bằng 10 giảm xuống pH=4,54, trong mụi trường pH ban đầu bằng 7,4 giảm xuống pH= 4,60. Trong khi cỏc mẫu PLA được đặt trong mụi trường axit cú pH ban đầu bằng 3 sự suy giảm pH của mụi trường là rất thấp, sau 12 tuần phõn hủy pH của mụi trường giảm từ pH=3 về pH= 2,70. Sự suy giảm pH mụi trường phõn hủy của PLA là do theo thời gian PLA phõn hủy tạo ra axit lactic và nồng độ của axit lactic sinh ra tăng lờn theo thời gian (Điều này được chứng minh bằng cỏch xỏc định sản phẩm phõn hủy theo thời gian qua phương phỏp GC-MS )
130
3.5.5. Nghiờn cứu sản phẩm phõn hủy thủy phõn của PLA.
Sản phẩm phõn hủy hỡnh thành trong suốt quỏ trỡnh phõn hủy thủy phõn của PLA, trong dung dịch muối đệm photphat được xỏc định bằng phương phỏp sắc ký khối phổ (GC-MS). Cỏc hợp chất tạo ra từ sự phõn hủy của loại polyme này được xỏc định bằng cỏch so sỏnh với thư viện phổ và cỏc mẫu thử chuẩn. Giản đồ GC phõn tớch cỏc sản phẩm phõn hủy từ PLA theo thời gian sau 25, 70 và 140 ngày được trỡnh bầy trong hỡnh 3.41, 3.42 và 3.43.