Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình đóng rắn và tính chất của màng poly(vinyl alcohol)

Bài viết Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình đóng rắn và tính chất của màng poly(vinyl alcohol) giới thiệu việc sử dụng glutaraldehyde để đóng rắn Poly(vinyl alcohol) (PVA), một polymer tổng hợp có khả năng phân hủy sinh học, nhằm cải thiện khả năng chịu nước và tăng cường độ bền cơ học để mở rộng phạm vi ứng dụng của nó.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình đóng rắn và tính chất của màng poly(vinyl alcohol) TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - VOL. 17, NO. 10.1, 2019 5 KHẢO SÁT MỘT SỐ YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH ĐÓNG RẮN VÀ TÍNH CHẤT CỦA MÀNG POLY(VINYL ALCOHOL) CURING CONDITIONS OF POLY(VINYL ALCOHOL) AND PROPETIES OF FILM BASED ON CURED POLY(VINYL ALCOHOL) Dương Thế Hy Trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng; dthy@dut.udn.vn Tóm tắt - Bài báo này giới thiệu việc sử dụng glutaraldehyde để Abstract - This paper reports the use of glutaraldehyde for đóng rắn Poly(vinyl alcohol) (PVA), một polymer tổng hợp có khả crosslinking Poly(vinyl alcohol) (PVA), a biodegradable synthetic năng phân hủy sinh học, nhằm cải thiện khả năng chịu nước và polymer, to improve its water resistance and mechanical strength tăng cường độ bền cơ học để mở rộng phạm vi ứng dụng của nó. to expand its application. Factors affecting the curing process Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình đóng rắn được khảo sát bao including glutaraldehyde (GA) content, catalyst content, gồm hàm lượng glutaraldehyde (GA), hàm lượng xúc tác acid temperature and curing time have been investigated. The results acetic, nhiệt độ đóng rắn và thời gian đóng rắn. Kết quả nghiên show that the best curing conditions are: the weight ratio of GA to cứu cho thấy, điều kiện đóng rắn tốt nhất là: tỷ lệ khối lượng PVA: 1/100; the weight ratio of catalyst to PVA: 3.5/100, curing GA/PVA là 1/100; tỷ lệ khối lượng acid acetic/PVA là 3,5/100, nhiệt temperature of 90oC and curing time of 7 hours. PVA film after độ đóng rắn là 90oC và thời gian đóng rắn là 7 giờ. Màng PVA sau curing has less water sorption; the water vapor transmission khi đóng rắn ít hút nước hơn, tốc độ truyền hơi nước qua màng through the film also decreases, tensile strength, heat resistance giảm xuống, độ bền kéo, độ chịu nhiệt được cải thiện. are improved. Từ khóa - Poly(vinyl alcohol) (PVA); phân hủy sinh học; Key words - PVA; biodegradable; glutaraldehyde; crosslinking; glutaraldehyde; đóng rắn; trương swelling 1. Đặt vấn đề hợp cho việc sản xuất bao bì như mềm dẻo, trong suốt, độ dãn Nhu cầu sử dụng nhựa hiện nay rất cao, gần như lĩnh dài khi đứt cao. Đặc biệt, PVA là một trong số rất ít các vực nào cũng có, từ cuộc sống hằng ngày đến các ngành polymer chứa liên kết đơn C-C trong mạch chính nhưng lại bị công nghệ cao như hàng không, vũ trụ. Các sản phẩm từ phân hủy sinh học hoàn toàn [2]. Do độ phân cực cao nên, nhựa đem lại sự tiện lợi cho cuộc sống sinh hoạt của con PVA có khả năng chịu dầu mỡ và dung môi nhưng tính ưa người, nhưng chính nó cũng là nguyên nhân gây ô nhiễm nước lớn, dễ hấp thu hơi ẩm nên độ ổn định kích thước kém. môi trường. Lượng nhựa tiêu thụ trên toàn thế giới tăng từ Để cải thiện khả năng chịu nước người ta tiến hành tạo liên 1,5 triệu tấn vào năm 1950 lên 299 triệu tấn vào năm 2013 kết ngang cho PVA. Một trong những tác nhân có thể sử dụng [1]. Người ta dự đoán rằng đến năm 2050 sản lượng nhựa để tạo liên kết ngang là glutaraldehyde (GA). trên toàn thế giới sẽ gấp 3 lần so với năm 2013. Lượng nhựa Ở nghiên cứu này, các điều kiện đóng rắn màng PVA tiêu thụ tăng liên tục như vậy kéo theo lượng rác thải nhựa được khảo sát bao gồm hàm lượng xúc tác (acid acetic), thời tăng lên không ngừng. Từ đó, ô nhiễm rác thải polymer gian, nhiệt độ đóng rắn và hàm lượng tác nhân đóng rắn GA. ngày càng trở nên trầm trọng. Ngoài nhu cầu sử dụng ngày Một số tính chất của màng PVA cũng được khảo sát, bao càng tăng thì còn một nguyên nguyên nhân chính nữa dẫn gồm độ bền kéo, độ thấm hơi nước và sự phân hủy nhiệt. đến tình trạng này là hầu hết vật liệu polymer hiện đang sử dụng là polymer tổng hợp có nguồn gốc từ dầu mỏ và rất 2. Thực nghiệm khó phân hủy trong môi trường tự nhiên. 2.1. Hóa chất Hai biện pháp xử lý rác thải polymer chính đang được PVA với độ thủy phân 99% và khối lượng phân tử trung áp dụng hiện nay là tái chế và đốt để thu hồi năng lượng. bình khối 85000 – 124000 g/mol, GA (dung dịch 50% trong Biện pháp tái chế chỉ áp dụng được với một lượng nhỏ sản nước), acid acetic (99%) được mua của hãng Sigma-Aldrich. phẩm do gặp phải vấn đề về tương thích khi phối trộn lại 2.2. Tạo màng polymer với polymer nguyên sinh và sự suy giảm tính chất trong ...