TỔNG HỢP
TỔNG HỢP
màng polyme phân hủy sinh học trên
màng polyme phân hủy sinh học trên
cơ sở PVA và tinh bột biến tính.
cơ sở PVA và tinh bột biến tính.

Polyvinylancol (PVA)
Polyvinylancol (PVA)

Công thức cấu tạo
Công thức cấu tạo

Cấu trúc lập thể
Cấu trúc lập thể
CH
2
CH
OH
n
HO
C
CH
2
H
2
C
H
HO
C
CH

vào tính chất và nhiệt độ trùng hợp monome.
vào tính chất và nhiệt độ trùng hợp monome.

Tính chất vật lý
Tính chất vật lý

Nhiệt độ nóng chảy
Nhiệt độ nóng chảy

PVA bị phân hủy ở nhiệt độ nóng chảy nên việc xác định
PVA bị phân hủy ở nhiệt độ nóng chảy nên việc xác định
trực tiếp nhiệt độ nóng chảy của PVA rất khó khăn.
trực tiếp nhiệt độ nóng chảy của PVA rất khó khăn.
Thông thường, nhiệt độ nóng chảy của PVA được xác
Thông thường, nhiệt độ nóng chảy của PVA được xác
định gián tiếp, giá trị này không có tính tuyệt đối vì
định gián tiếp, giá trị này không có tính tuyệt đối vì
nhiệt độ nóng chảy của polyme không là một điểm. Nhiệt
nhiệt độ nóng chảy của polyme không là một điểm. Nhiệt
độ nóng chảy của PVA còn phụ thuộc vào lượng nước bị
độ nóng chảy của PVA còn phụ thuộc vào lượng nước bị
hấp phụ trong phân tử polyme.
hấp phụ trong phân tử polyme.

Nhiệt độ chuyển thủy tinh
Nhiệt độ chuyển thủy tinh

Nhiệt độ thủy tinh của PVA cũng thay đổi theo lượng
Nhiệt độ thủy tinh của PVA cũng thay đổi theo lượng
nước bị giữ trong polyme. Do vậy, ở cùng một khối

5% thì tan tốt trong nước. Nếu chứa 20% thì hoàn
toàn không tan trong nước, khi đun lên 35-400C
toàn không tan trong nước, khi đun lên 35-400C
rồi làm lạnh thì polyme lắng xuống. Nếu chứa 50%
rồi làm lạnh thì polyme lắng xuống. Nếu chứa 50%
PVA mất khả năng tan trong nước lạnh và nước
PVA mất khả năng tan trong nước lạnh và nước
nóng nhưng tan trong CH3OH. Nếu để yên thì
nóng nhưng tan trong CH3OH. Nếu để yên thì
dung dịch polyme đậm đặc bị gelatin hóa, nhưng
dung dịch polyme đậm đặc bị gelatin hóa, nhưng
khi đun đến 750C thì tan trở lại.
khi đun đến 750C thì tan trở lại.

Dung dịch PVA còn có tính tạo màng cao. Màng
Dung dịch PVA còn có tính tạo màng cao. Màng
thu được sau khi bốc hơi nước thì trong suốt, có
thu được sau khi bốc hơi nước thì trong suốt, có
độ bền uốn, chịu cọ xát và không thấm khí cao
độ bền uốn, chịu cọ xát và không thấm khí cao
(H2, O2, N2, không khí và các khí khác).
(H2, O2, N2, không khí và các khí khác).

PVA chịu được rất tốt các loại dầu, chất béo,
PVA chịu được rất tốt các loại dầu, chất béo,
cacbua hydro và phần lớn các dung môi hữu cơ.
cacbua hydro và phần lớn các dung môi hữu cơ.
Dung dịch nước PVA không hoặc rất ít chịu tác
Dung dịch nước PVA không hoặc rất ít chịu tác
dụng của vi khuẩn nên bảo quản được trong thời

và làm giảm nhiệt độ thủy tinh hóa của polyme.

.
.
Tính chất hóa học
Tính chất hóa học

PVA có tính chất của một rượu đa chức, có thể
PVA có tính chất của một rượu đa chức, có thể
tham gia este hóa, ete hóa, axetal hóa, tạo phức
tham gia este hóa, ete hóa, axetal hóa, tạo phức
với muối kim loại …
với muối kim loại …

Phản ứng axetal hóa
Phản ứng axetal hóa

Thực chất là phản ứng cộng hợp ái nhân giữa
Thực chất là phản ứng cộng hợp ái nhân giữa
một andehyt và một rượu đa chức.
một andehyt và một rượu đa chức.
CH
2
CH CH
2
CH
OH
OH
H
3

với mỗi một andehyt, mức độ axetal hóa tối đa
với mỗi một andehyt, mức độ axetal hóa tối đa
cũng khác nhau. Khi dùng diandehyt làm tác
cũng khác nhau. Khi dùng diandehyt làm tác
nhân axetal sẽ thu được PVA có cấu trúc không
nhân axetal sẽ thu được PVA có cấu trúc không
gian do dễ hình thành cầu nối axetal giữa các
gian do dễ hình thành cầu nối axetal giữa các
phân tử PVA hơn.
phân tử PVA hơn.

Phản ứng ete hóa
Phản ứng ete hóa

PVA có thể tham gia phản ứng ete hóa với các
PVA có thể tham gia phản ứng ete hóa với các
etylen oxit.
etylen oxit.
CH
2
CH CH
2
CH
OH
OH
+
H
2
C CH
2

2
C
O
OH
CH
CH
2
CH CH
2
OH
C
O
OH
OCH
2
+
HCl

Phản ứng tạo phức
Phản ứng tạo phức

Cũng như các rượu đa chức khác, PVA sẽ dễ
Cũng như các rượu đa chức khác, PVA sẽ dễ
dàng tạo phức với các hợp chất vô cơ. Phức của
dàng tạo phức với các hợp chất vô cơ. Phức của
axit boric với dung dịch PVA giúp keo tụ PVA
axit boric với dung dịch PVA giúp keo tụ PVA
trong bể đông tụ.
trong bể đông tụ.
CH

dụng tính chất này để sản xuất xơ PVA biến tính.
dụng tính chất này để sản xuất xơ PVA biến tính.

Phản ứng phân hủy
Phản ứng phân hủy

PVA là một polyme kém bền nhiệt. Khi đun nóng tới
PVA là một polyme kém bền nhiệt. Khi đun nóng tới
2000C trong chân không thì PVA sẽ bị phân hủy sinh ra
2000C trong chân không thì PVA sẽ bị phân hủy sinh ra
nước. Tiếp tục đun đến 4000C PVA lại bị phân hủy lần
nước. Tiếp tục đun đến 4000C PVA lại bị phân hủy lần
thứ hai cho ra sản phẩm là các hydrocacbon thấp phân
thứ hai cho ra sản phẩm là các hydrocacbon thấp phân
tử và một ít sản phẩm nhựa hóa. Các chất oxy hóa mạnh
tử và một ít sản phẩm nhựa hóa. Các chất oxy hóa mạnh
như KMnO4, K2CrO7, O3 có khả năng gây ra phản ứng
như KMnO4, K2CrO7, O3 có khả năng gây ra phản ứng
oxy hóa cắt mạch cũng như oxy hóa ở đầu mạch PVA.
oxy hóa cắt mạch cũng như oxy hóa ở đầu mạch PVA.

Phương pháp tổng hợp
Phương pháp tổng hợp

Để tạo nên vật liệu polyme tự phân hủy, người ta có thể
Để tạo nên vật liệu polyme tự phân hủy, người ta có thể
tổng hợp các polyme mới hoặc tổ hợp các polyme có sẵn
tổng hợp các polyme mới hoặc tổ hợp các polyme có sẵn
(trong đó có một polyme phân hủy nhanh). Trong điều
(trong đó có một polyme phân hủy nhanh). Trong điều


Mẫu
Mẫu
Nguyên Liệu
Nguyên Liệu
B1
B1
B2
B2
B3
B3
B4
B4
PVA (%)
PVA (%)
Glyxerol (%)
Glyxerol (%)
Urê (%)
Urê (%)
Dextrin (%)
Dextrin (%)
Tinh bột bắp biến tính (%)
Tinh bột bắp biến tính (%)
38
38
8,5
8,5
8,5
8,5
33

18
26
26Mẫu
Mẫu
Nguyên Liệu
Nguyên Liệu
S1
S1
S2
S2
S3
S3
S4
S4
PVA (%)
PVA (%)
Glyxerol (%)
Glyxerol (%)
Urê (%)
Urê (%)
Dextrin (%)
Dextrin (%)
Tinh bột Sắn biến tính (%)
Tinh bột Sắn biến tính (%)
38
38
8,5

8,5
8,5
8,5
18
18
26
26
Nước PVA
Khuấy, gia
nhiệt
Khuấy
Khuấy
Khuấy
Sấy
Đổ khuôn
Để khô
Dextrin
Glyxerol,
urê,tinh
bột
Màng
polyme
TPHSH
T = 50
0
C, t =
3 h
Chất chống
bọt
T = 80

B2
B2
B3
B3
B4
B4
35.29
35.29
60.40
60.40
10.20
10.20
22.64
22.64
35.40
35.40
60.50
60.50
37.44
37.44
36.76
36.76
31.50
31.50
69.00
69.00
33.50
33.50
47.50
47.50

Elongation
Elongation
(mm)
(mm)
Max force
Max force
(N)
(N)
Extension
Extension
(mm)
(mm)
S1
S1
S2
S2
S3
S3
S4
S4
4.54
4.54
9.34
9.34
7.25
7.25
6.40
6.40
12.04
12.04

các mẫu S3, S4 lại có độ bền giảm xuống. Với mỗi hàm
các mẫu S3, S4 lại có độ bền giảm xuống. Với mỗi hàm
lượng tinh bột tương đương thì các mẫu B1, B2, B3, B4
lượng tinh bột tương đương thì các mẫu B1, B2, B3, B4
(tinh bột bắp) có độ bền tốt hơn các mẫu S1, S2, S3, S4
(tinh bột bắp) có độ bền tốt hơn các mẫu S1, S2, S3, S4
(tinh bột sắn). Vậy hàm lượng và loại tinh bột đã ảnh
(tinh bột sắn). Vậy hàm lượng và loại tinh bột đã ảnh
hưởng đến độ bền của màng polyme, đồng thời mẫu B2,
hưởng đến độ bền của màng polyme, đồng thời mẫu B2,
S2 độ bền thể hiện tốt nhất so với các mẫu còn lại.
S2 độ bền thể hiện tốt nhất so với các mẫu còn lại.

Phân tích IR
Phân tích IR

Phổ IR của tất cả các mẫu đều giống nhau vì thành phần tổng hợp
Phổ IR của tất cả các mẫu đều giống nhau vì thành phần tổng hợp
màng polyme không có sự thay đổi về chất mà chỉ thay đổi về lượng
màng polyme không có sự thay đổi về chất mà chỉ thay đổi về lượng
giữa các mẫu. Dựa vào phổ IR ta thấy màng polyme có các mũi hấp
giữa các mẫu. Dựa vào phổ IR ta thấy màng polyme có các mũi hấp
thu đặc trưng sau:
thu đặc trưng sau:

3426.54 cm-1: đặc trưng cho nhóm OH của PVA và tinh bột trong
3426.54 cm-1: đặc trưng cho nhóm OH của PVA và tinh bột trong
mẫu.
mẫu.
