Nghiên cứu tổng hợp poly metylmetacrylat bằng phương pháp trùng hợp nhũ tương

Trng H S Phm H Ni 2 Khoỏ lun tt nghip . 1 [R ] = f .K d [ I ] K tc K td 2 (18) Tc trựng hp v t l thun vi tc bin thiờn ca monome, do ú: v = vi + vp (19) vi rt nh vi vp nờn: . v = vp = Kp.[M].[R ] (20) Thay (6) vo (8) ta c: 1 f .K d v = Kp. K tc K td 2 . [I]1/2 . [M] (21) Theo lớ thuyt tc trựng hp t l vi cn bc hai ca nng cht khi u, v t l tuyn tớnh vi nng monome. 1.1.1.3. Chiu di trung bỡnh mch ng hc (V) Khi khụng cú s chuyn mch thỡ V c nh ngha l s lng monome trung bỡnh trờn mt mch polime, c xỏc nh bng t s gia s phõn t monome c tiờu th v s phn t hot ng, tc bng t s ca tc trựng hp v tc khi mo: v vi V= (22) Ti trng thỏi dng (vi = vt) thỡ: v vt V= (23) Thay (16), (21) vo (23) ta c: K p [M ] V= Thiu Th Hng 2( f ( K tc K td ) K d [I])1/ 2 11 (24) Lp: K34A-SP Hoỏ Trng H S Phm H Ni 2 Khoỏ lun tt nghip Ta thy, nu f v [I] tng, tc nng ca cht khi mo v hiu sut khi mo tng thỡ chiu di trung bỡnh ca mch polyme gim (bi s ln lờn v s mch lm tng quỏ trỡnh ngt mch). Do ú thay i nng cht khi mo l mt trong nhng cỏch thay i khi lng phõn t ca monome. 1.1.1.4. Mt s yu t nh hng lờn quỏ trỡnh trựng hp gc a. nh hng ca nhit Núi chung tt c cỏc phn ng trựng hp u l phn ng to nhit, khi tng nhit , tc phn ng tng v ph thuc vo hiu ng nhit. Khi nhit tng thỡ lm tng tt c cỏc phn ng hoỏ hc k c cỏc phn ng c s trong quỏ trỡnh trựng hp. Vic tng vn tc quỏ trỡnh lm hỡnh thnh cỏc trung tõm hot ng v vn tc phỏt trin mch ln, do ú lm tng quỏ trỡnh chuyn hoỏ monome thnh polyme v ng thi cng lm tng vn tc ca phn ng t mch dn n lm gim khi lng phõn t trung bỡnh ca polyme nhn c. b. nh hng ca nng cht khi mo Khi tng nng cht khi mo, s gc t do to thnh khi phõn hy cng tng lờn dn n lm tng s trung tõm hot ng, do ú vn tc trựng hp chung cng tng nhng khi lng phõn t trung bỡnh ca polyme to thnh gim (phng trỡnh (24)). c. nh hng ca nng monome Khi tin hnh trựng hp trong dung mụi nc hay trong mụi trng pha loóng, vn tc trựng hp v khi lng phõn t trung bỡnh tng theo nng monome. Nu monome b pha loóng nhiu cú kh nng xy ra phn ng chuyn mch, do ú lm gim khi lng phõn t trung bỡnh ca polyme nhn c (phng trỡnh (24)). d. nh hng ca ỏp sut Thiu Th Hng 12 Lp: K34A-SP Hoỏ Trng H S Phm H Ni 2 Khoỏ lun tt nghip Khi tng ỏp sut lờn khong vi hay hng chc atmosphe thỡ hu nh khụng cú nh hng gỡ n quỏ trỡnh trựng hp. Nhng ỏp sut cao hng chc nghỡn atmosphe, vn tc phn ng trựng hp tng lờn khỏ nhiu nhng khụng lm gim khi lng phõn t trung bỡnh ca polyme nhn c. Ngoi ra, cỏc yu t nh thi gian, lng oxy cng nh hng ti phn ng trựng hp gc t do. 1.1.2. Cỏc phng phỏp tin hnh phn ng trựng hp [55] Ph thuc vo tng loi monome v iu kin gia cụng, s dng, cú th tin hnh trựng hp theo cỏc phng phỏp sau: trựng hp khi, trựng hp dung dch, trựng hp nh tng v trựng hp huyn phự. 1.1.2.1. Trựng hp khi L quỏ trỡnh trựng hp tin hnh vi monome tinh khit, cú th khi mo theo phng phỏp nhit, quang hoc s dng cht khi mo. Trong trng hp cn thit cú th cho vo cht iu chnh hoc cht húa do. Ngoi mt lng nh cht khi mo, trong khi polyme nhn c ch cũn mt s monome tham gia phn ng. Do ú, polyme nhn c rt tinh khit, trong sut, thng c dựng trong cụng ngh thu tinh hu c nhng cú nhc im l khi chuyn hoỏ cao, nht ca hn hp phn ng ln, kh nng dn nhit kộm nờn nhit phn ng thoỏt ra tng i khú khn dn n hin tng quỏ nhit cc b. Do nhit khụng ng nht nờn s phõn b khi lng phõn t khụng ng u. Ngoi ra, trong sn phm cú th cú bt khớ lm gim tớnh cht c lớ. 1.1.2.2.Trựng hp dung dch Phn ng xy ra trong ú monome hũa tan trong dung mụi cũn sn phm to thnh cú th hũa tan hay khụng ho tan trong dung mụi. Thiu Th Hng 13 Lp: K34A-SP Hoỏ Trng H S Phm H Ni 2 Khoỏ lun tt nghip Trựng hp dung dch khc phc c nhc im ch yu ca trựng hp khi l hin tng quỏ nhit cc b. nht ca mụi trng nh nờn s khuy trn tt hn. Xong so vi trựng hp khi, trựng hp dung dch ớt c s dng trong cụng nghip hn vỡ cn phi cú dung mụi cú tinh khit cao v thờm cụng on tỏch dung mụi ra khi polyme. Trựng hp dung dch c s dng trong phũng thớ nghim nghiờn cu quy lut ca trựng hp gc. trựng hp trung bỡnh t l thun vi nng monome. Do vy, khi pha loóng monome s lm gim khi lng phõn t trung bỡnh ca polyme thp hn so vi trựng hp khi, ng thi vn tc trung bỡnh gim. trựng hp cú th gim do phn ng chuyn mch lờn dung mụi. 1.1.2.3. Trựng hp nh tng L phng phỏp quan trng trong cụng nghip v sn phm ca nú cú nhiu ng dng trong thc t. Bng phng phỏp ny ngi ta cú th tng hp c hng chc triu tn polyme mi nm. c im ca trựng hp nh tng l tc ca quỏ trỡnh trựng hp cao, khi lng phõn t ln, cỏc polyme cú tớnh ng u cao v kh nng thoỏt nhit ln, nhng nhc im l polyme cú sch khụng cao. tin hnh trựng hp nh tng, monone phi khuych tỏn trong mt cht lng, cht ny khụng hũa tan c monome v polyme sn phm v dung dch keo ca polyme d dng keo t theo phng phỏp thụng thng dung dch ny gn ging vi latex ca cao su thiờn nhiờn nờn cũn gi l latex tng hp [56]. d dng khuych tỏn monome, n nh dung dch nh tng monome v latex, phi cho vo h thng cỏc cht nh húa c bit (mui ca cỏc axit bộo no, mui ca sunfoaxit hu c) cỏc cht ny khụng nhng cú nhim v lm gim sc cng b mt lp tip xỳc gia monome nc m cũn to ra mt mng chn c hc nm gia hai pha. Nu khụng cú cht nh húa, dung Thiu Th Hng 14 Lp: K34A-SP Hoỏ Trng H S Phm H Ni 2 Khoỏ lun tt nghip dch nh tng monome khuych tỏn c hc trong nc s phõn thnh hai lp ngay sau khi ngng khuy do sc cng b mt ln nờn cú khuynh hng gim b mt phõn lp. Nhng nu cho vo cỏc cht nh húa, trờn b mt cỏc cht khuych tỏn s to thnh mt lp bo v n nh ngn hin tng phõn lp. Theo nh lut ng hc trựng hp trong mụi trng ng th, trựng hp t l nghch vi vn tc trựng hp. Nh vy l cụng thc ng hc trong mụi trng ng th khụng ng dng c cho quỏ trỡnh trựng hp nh tng. T ú cú th gi thit rng c cu phn ng khi mo, phỏt trin mch v t mch ca trựng hp nh tng l khụng ging vi quỏ trỡnh trựng hp trong mụi trng ng th. * C ch trựng hp nh tng Trc khi xem xột c ch trựng hp nh tng chỳng ta xột n tớnh cht ca dung dch cht HBM trong nc vỡ dung dch ny s dng lm mụi trng phn ng, cht HBM hũa tan rt ớt trong nc, n mt nng gii hn no ú, cỏc phõn t cht HBM s tp hp li thnh mt nhúm gi l mixen gm t vi chc n vi trm phõn t. Cú nhiu cụng trỡnh nghiờn cu cu to ca mixen v tt c u thng nht mt quan im, gc hirocacbon k nc ca phõn t cht HBM hng v phớa trong mixen, cũn phn cú cc a nc hng v phớa ngoi. Cỏc mixen cú dng hỡnh cu hoc hỡnh phng. Nhng monome khụng tan trong nc cú th khuch tỏn vo trong mixen v monome cú th xem nh tan trong nc, vớ d styren hon ton khụng tan trong nc, cú th tan 6,9% trong dung dch cht HBM, v isopren lờn n 9%. Theo nhiu tỏc gi, quỏ trỡnh trựng hp cỏc monome khụng tan trong nc styren, vinyl axetat, butaien, isopren, vinyl clorua bt u trong mixen cú cha monome hũa tan vỡ cỏc cht khi mo tan trong nc nờn cỏc gc t do u tiờn hỡnh thnh trong nc sau ú khuych tỏn vo trong mixen, tỏc dng vi monome khi mo trựng hp. Trong quỏ trỡnh trựng hp, lng Thiu Th Hng 15 Lp: K34A-SP Hoỏ Trng H S Phm H Ni 2 Khoỏ lun tt nghip monome c b sung dn dn t nhng git monome nh húa, phn ng phỏt trin mch tip tc cho n khi trong mixen khụng xut hin gc t do th hai v khụng xy ra phn ng t mch. Nh vy l monome nh húa dn dn chuyn sang ht polyme, nhng ht ny cng hp th phõn t cht HBM, cỏc ht polyme tng lờn lm nng cht HBM gim xung di mc cn thit to mixen. Theo W. D. Harkin cỏc mixen cht HBM ny b phỏ v hon ton khi monome ó chuyn húa c 13 14% v to thnh mt lp bo v quanh ht polyme. Bt u giai on ny quỏ trỡnh trựng hp tin hnh trong ht polyme. Khi chuyn húa t 60% cỏc monome nh húa cũn rt ớt, ch yu l cỏc ht polyme. Kớch thc cỏc ht ny tng theo chuyn húa, cui cựng h thng trựng hp l mt latex tng hp, õy cỏc ht polyme rn c n nh bng cỏc phõn t cht HBM. Nu cho vo latex cỏc cht in li (axit, mui, kim) v un núng cỏc ht polyme s keo t di dng bt. 1.1.2.4. Trựng hp huyn phự Mt lng ln polyme nhõn to c bit l nhng cht do tng hp, c sn xut bng phng phỏp trựng hp huyn phự. Thut ng trựng hp huyn phự c ỏp dng trong h thng m ú monome tan trong nc, khụng tan trong dung mụi hu c. Trong thc t, thut ng trờn cũn ph thuc vo bn cht ca monome m ta chn nc hay dung mụi hu c l pha liờn tc. Huyn phự l nhng ht lng l lng trong pha liờn tc. Cht khi mo cú th ho tan trong monome lng hoc pha liờn tc. Cng cú th gi quỏ trỡnh trựng hp huyn phự l quỏ trỡnh trựng hp ht vỡ nú l bin th ca quỏ trỡnh trựng hp khi. Trong quỏ trỡnh trựng hp khi ch cú monome v cht khi mo c dựng, monome chuyn hoỏ rt cao, kt qu quỏ trỡnh gel hoỏ tng nhanh nhng quỏ trỡnh truyn nhit kộm. Quỏ trỡnh trựng hp khi ch c s dng khi lng nhit thoỏt ra t sn phm nh hoc thu c sn Thiu Th Hng 16 Lp: K34A-SP Hoỏ