Header Page 1 of 148.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

-------

NGUYỄN HƯỜNG HẢO

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VẬT LIỆU POLYME
TRÊN CƠ SỞ POLYVINYL ANCOL (PVA) BIẾN TÍNH
VỚI TINH BỘT, ỨNG DỤNG LÀM MÀNG SINH HỌC
TRONG XỬ LÝ VÀ ĐIỀU TRỊ VẾT THƯƠNG

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÓA HỌC

Hà Nội – 2015
Footer Page 1 of 148.


Header Page 2 of 148.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

-------

NGUYỄN HƯỜNG HẢO

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VẬT LIỆU POLYME
TRÊN CƠ SỞ POLYVINYL ANCOL (PVA) BIẾN TÍNH

Tác giả

Nguyễn Hường Hảo


Header Page 4 of 148.

LỜI CẢM ƠN!
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc PGS.TS. Phạm Thế Trinh và PGS.TS.
Nguyễn Huy Tùng đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo, giúp đỡ và động viên tôi thực
hiện thành công luận án tiến sĩ này.
Tôi xin trân trọng cảm ơn tới các thầy, cô giáo, các cán bộ và các anh chị Trung
tâm NCVL Polyme -Viện kỹ thuật hóa học - Trường ĐH. Bách Khoa Hà Nội đã tạo
điều kiện và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian tôi học tập và thực hiện luận án.
Tôi xin chân thành cảm ơn các anh chị và các bạn đồng nghiệp Viện Hóa
Học Công Nghiệp đã hết lòng ủng hộ và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và
thực hiện luận án.
Tôi cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô và các cán bộ tại Bộ môn Dược
Lý – Trường Đại học Y Hà Nội đã giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện nghiên cứu
thử nghiệm màng PVA biến tính tinh bột trên động vật.
Cuối cùng những kết quả nghiên cứu của tôi không tách rời những hy sinh
vất vả của gia đình, người thân và bạn bè, đã dành những tình cảm quí giá, động
viên khích lệ tôi để hoàn thành tốt luận án này.
Tác giả rất mong được sự đóng góp của các nhà chuyên môn và các đồng
nghiệp để nội dung bản luận án này ngày càng hoàn chỉnh và có tác dụng thiết thực.
Trân trọng cảm ơn!
Hà Nội - 2015
Tác giả

NGUYỄN HƯỜNG HẢO


5

1.2. BIẾN TÍNH POLYME VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP BIẾN TÍNH POLYME ......

7

1.2.1. Khái niệm chung về biến tính polyme .......................................................

7

1.2.2. Các phương pháp biến tính polyme ............................................................

8

1.2.2.1. Biến tính polyme bằng phương pháp biến đổi hóa học.....................

9

1.2.2.2. Biến tính polyme bằng phương pháp khâu mạch .............................

9

1.2.2.3. Biến tính polyme bằng phương pháp cắt mạch phân tử ....................

10

1.2.2.4. Biến tính polyme bằng chất hóa dẻo .................................................

11


1.4.2.3. Tinh bột biến tính ..............................................................................

20

1.4.3. Chất hóa dẻo dùng để tổng hợp vật liệu PVA/TB .......................................

21

1.4.4. Tác nhân khâu mạch ...................................................................................

22

1.5. CÁC PHƯƠNG PHÁP KHÂU MẠCH POLYME ĐỂ BIẾN TÍNH POLYME ...

23

1.5.1. Khâu mạch thực hiện bằng các nhóm chức có trong mạch chính polyme .......

23

1.5.2. Khâu mạch bằng quang hóa .........................................................................

23

1.5.3. Khâu mạch bằng gốc tự do ..........................................................................

24

1.5.4. Khâu mạch bằng oxi hóa


28

1.7.3. Axit boric.........................................................................................................

31

1.7.4. Cơ chế phản ứng khâu mạch của PVA với tinh bột bằng tác nhân khâu
mạch glutaraldehyt ................................................................................................

33

1.8. CÁC PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP VẬT LIỆU POLYME TRÊN CƠ SƠ
POLYVINYL ANCOL BIẾN TÍNH VỚI TINH BỘT .........................................

33

1.8.1. Tổng hợp vật liệu PVA/TB theo phương pháp hóa học ............................

34

1.8.2. Tổng hợp vật liệu PVA/TB theo phương pháp bức xạ gamma...................

35

1.8.3. Tổng hợp vật liệu PVA/TB theo phương pháp đóng băng tan chảy
(Freezing/Thawing)................................................................................................

37


2.1.1. Nguyên liệu và hoá chất...............................................................................

44

2.1.2. Thiết bị sử dụng ...........................................................................................

44

2.2. PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO MÀNG PVA BIẾN TÍNH TINH BỘT ..................

45

2.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP HÓA LÝ NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC CỦA VẬT

49

44

LIỆU
2.3.1. Phương pháp phổ hồng ngoại.....................................................................................

49

2.3.2. Phương pháp phổ cộng hưởng từ................................................................................

49

2.3.3. Phân tích nhiễu xạ tia X ...........................................................................................

49


51

2.4.4. Phương pháp xác định độ hút ẩm của vật liệu ............................................

51

2.5. CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC, TÍNH CHẤT POLYME ...

52

2.5.1. Phương pháp xác định độ trương .................................................................

52

2.5.2. Phương pháp xác định mật độ khâu mạch, khối lượng phân tử trung bình
giữa hai nút lưới và kích thước lưới ............................................................

52

2.5.2.1. Xác định mật độ khâu mạng và khối lượng phân tử giữa các nút
mạng theo phương pháp ngâm trương nở bão hòa .....................................

52

2.5.2.2. Xác định kích thước các mắt lưới .....................................................

53

2.5.3. Cách xác định tỷ trọng của polyme lưới ....................................................


2.7. CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CHỈ TIÊU SINH HÓA ..........................

56

2.7.1. Phương pháp xác định các chỉ tiêu hàm lượng kim loại nặng .....................

56

2.7.2. Phương pháp thử độ vô khuẩn .....................................................................

56

2.8. PHƯƠNG PHÁP THỬ NGHIỆM TRÊN ĐỘNG VẬT ........................................

58

2.8.1. Phương pháp kiểm tra độ kích ứng da .........................................................

58

2.8.2. Phương pháp đánh giá khả năng hồi phục vết thương ................................

61

2.8.3. Phương pháp kiểm tra độc tính màng PVA/TB ...........................................

61

CHƯƠNG 3 . KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

PVA/TB ............................................................................................

68

3.1.3.4. Vai trò của chất xúc tác đến tính chất cơ lý của màng PVA/TB......

70

Footer Page 7 of 148.


Header Page 8 of 148.
3.1.4. Các điều kiện phản ứng tổng hợp PVA biến tính tinh bột ...........................

72

3.1.4.1. Nhiệt độ phản ứng để tổng hợp PVA biến tính tinh bột....................

72

3.1.4.2. Thời gian phản ứng để tổng hợp PVA biến tính tinh bột ..................

73

3.1.4.3. Tốc độ khuấy để tổng hợp PVA biến tính tinh bột ...........................

74

3.1.5. Các điều kiện tối ưu tổng hợp màng PVA biến tính tinh bột.......................


lưới và kích thước lưới vào hàm lượng GA.................................................

84

3.3.2. Mối quan hệ giữa khối lượng phân tử trung bình giữa các nút lưới với độ
kết tinh và khối lượng riêng của polyme lưới PVA/TB ..............................

86

3.3.3. Mối tương quan giữa tính chất thẩm thấu hơi nước của màng PVA/TB
với hàm lượng tác nhân khâu mạch GA ......................................................

86

3.3.4. Hệ số khuyếch tán axit salisilic của màng PVA/TB ...................................

88

3.3.5. Các yếu tố ảnh hưởng đến độ trương của màng PVA biến tính tinh bột .....

89

3.3.5.1. Ảnh hưởng của mật độ phân bố lưới và khối lượng phân tử giữa hai
nút lưới (Mc) đến độ trương của màng PVA/TB ...............................

90

3.3.5.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ trương của màng PVA/TB ................

91


96

3.5. CÁC CHỈ TIÊU SINH HÓA CỦA MÀNG PVA BIẾN TÍNH TINH BỘT..........

98

3.5.1.Xác định các chỉ tiêu về hàm lượng kim loại nặng ......................................

98

3.5.2. Xác định các chỉ tiêu vô trùng của màng .....................................................

99

3.5.2.1. Tác động của các phương pháp khử trùng đến tính chất cơ lý của
màng PVA biến tính tinh bột..........................................................................

Footer Page 8 of 148.

98


Header Page 9 of 148.
3.5.2.2. Ảnh hưởng của liều xạ đến tính chất cơ lý của màng PVA/TB ........

100

3.5.2.3. Ảnh hưởng của thời gian chiếu xạ đến tính chất cơ lý của màng


tinh bột .......................................................................................................

106

3.6.5.1. Sơ đồ quy trình chế tạo màng PVA/TB bằng phương pháp cán

106

tráng
3.6.5.2. Mô tả quy trình công nghệ chế tạo màng PVA biến tính tinh bột.....

107

3.6.5.3. Xác định độ ổn định của quy trình công nghệ chế tạo màng

107

PVA/TB
3.7. THỬ NGHIỆM MÀNG PVA BIẾN TÍNH TINH BỘT TRÊN ĐỘNG VẬT ......

110

3.7.1. Độ kích ứng da .............................................................................................

110

3.7.2. Đánh giá khả năng phục hồi vết thương của màng sinh học PVA/TB ........

110


120

TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................

122

PHỤ LỤC ......................................................................................................................

132

Footer Page 9 of 148.


Header Page 10 of 148.

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
ASTM :

American standard test method

DSC:

Phân tích nhiệt vi sai quét (Differential Scanning Calorimetry)

GA :

Glutaraldehyt

Gl:


PAN:

Polyanhydrit

PCL:

Poly -caprolacton

PE:

Polyethylen

PEG:

Poly(etylen glycol)

PGA:

Polyglycolic axit

PHA:

Polyhydroxy ankanoate

PLGA:

Poly(lactit-co-glycolit)

PP:


Tg:

Nhiệt độ hóa thủy tinh

TGA:

Phân tích nhiệt trọng lượng (Thermo Gravimetric Analysis)

KLPT:

Footer Page 10 of 148.

Khối lượng phân tử


Header Page 11 of 148.

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1:

Một số chức năng vật lý của chất hóa dẻo................................................

11

Bảng 1.2.

Tính chất vật lý của PVA .........................................................................

17


Bảng 3.2.

Ảnh hưởng của 3 loại PVA đến tính chất cơ lý của màng PVA/TB ........

64

Bảng 3.3.

Ảnh hưởng của tinh bột biến tính đến tính chất của PVA/TB..................

65

Bảng 3.4.

Ảnh hưởng của tỷ lệ thành phần PVA /TBbt đến tính chất cơ lý của
màng PVA biến tính tinh bột....................................................................

Bảng 3.5.

65

Ảnh hưởng của các loại chất hóa dẻo đến tính chất cơ lý của màng PVA
biến tính tinh bột ...........................................................................................

66

Bảng 3.6.

Ảnh hưởng của các chất khâu mạch tạo lưới đến tính chất PVA/TB.......


Bảng 3.12 . Mối tương quan giữa tính chất thẩm thấu hơi nước của màng PVA/TB
với hàm lượng GA ....................................................................................

87

Bảng 3.13. Sự phụ thuộc của hàm lượng axit salicylic tại khoang 1 và khoang 2
theo thời gian ............................................................................................

88

Bảng 3.14. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ trương của màng PVA/TB ....................

91

Bảng 3.15. Ảnh hưởng của thời gian đến độ trương của màng PVA/TB ...................

92

Bảng 3.16. Sự thay đổi tính chất cơ lý của màng PVA biến tính tinh bột .................

94

Bảng 3.17. Hàm lượng kim loại nặng của màng PVA/TB .........................................

98

Bảng 3.18. Sự phụ thuộc tính chất cơ lý của màng PVA biến tính tinh bột vào
phương pháp khử trùng.............................................................................

99

105

Bảng 3.25. Các điều kiện tối ưu sử dụng trong công nghệ chế tạo màng sinh học
PVA/TB......................................................................................................

106

Bảng 3.26. Một số tính chất cơ lý của màng PVA biến tính tinh bột ............................

108

Bảng 3.27. Một số tính chất đặc trưng của màng sinh học trên cơ sở PVA biến tính
tinh bột......................................................................................................

109

Bảng 3.28. Đánh giá và tính điểm các chỉ số về ban đỏ và phù nề trên da thỏ...........

110

Bảng 3.29. Theo dõi tình trạng vết thương trên lưng thỏ ở lô 1 .................................

110

Bảng 3.30. Theo dõi tình trạng vết thương trên lưng thỏ ở lô 2 đắp màng sinh học
PVA/TB ...................................................................................................

111

Bảng 3.31. Sự thay đổi thể trọng thỏ ..........................................................................


Footer Page 12 of 148.

116


Header Page 13 of 148.

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ
Hình 1.1. Các phương pháp biến tính polyme ............................................................

8

Hình 1.2. Sơ đồ phân loại phương pháp biến tính polyme bằng cách cắt mạch
polyme ........................................................................................................

11

Hình 1.3. Công thức cấu tạo của amyloza có dạng gồm.  - Dglucopyranoza nối
với nhau bởi liên kết -1,4 glucozit ...........................................................

19

Hình 1.4. Công thức cấu tạo của amylopectin có dạng gồm.  - D glucopyranoza
nối với nhau bởi liên kết -1,6 tạo mạch nhánh ........................................

20

Hình 1.5. Các phương pháp biến tính tinh bột và các sản phẩm chuyển hoá từ
tinh bột .......................................................................................................

36

Hình 1.13. Ảnh hưởng của nồng độ và lượng bức xạ đến khối lượng phân tử
giữa các liên kết..........................................................................................

37

Hình 1.14. Độ truyền qua của ánh sáng theo thời gian ................................................

38

o

Hình 1.15. Độ trương trong nước ở 23 C của vat liệu tổng hợp đóng băng/tan chảy
sau 2, 3, 4, 5 vòng đóng băng/tan chảy.......................................................

39

Hình 1.16. Sử dụng màng PVA/TB trong điều trị và xử lý vết thương........................

42

Hình 1.17. Một số loại thuốc bao viên nhằm điều khiển tốc độ giải phóng các hoạt
chất, điều trị thấp khớp, viêm khớp, đa khớp, ............................................

42

Hình 2.1. Sơ đồ thực nghiệm tổng hợp chế tạo màng PVA biến tính tinh bột...........

46


74

Hình 3.5. Ảnh hưởng của tốc độ khuấy đến tính chất cơ lý của màng PVA/TB........

75

Hình 3.6. Phổ IR của PVA..........................................................................................

77

Hình 3.7. Phổ hồng ngoại của màng PVA biến tính tinh bột ....................................

77

1

78

1

Hình 3.9. Phổ H- NMR của màng polyme PVA/TB .................................................

79

Hình 3.10. Phổ XRD của PVA .....................................................................................

80

Hình 3.11. Phổ XRD của tinh bột.................................................................................

Hình 3.18. Đồ thị biểu diễn hàm lượng axit salicylic ở khoang 1 và khoang 2 theo
thời gian ......................................................................................................

89

Hình 3.19. Đồ thị xác định hệ số khuếch tán axit salicylic ..........................................

89

Hình 3.20. Ảnh hưởng của mật độ phân bố lưới đến độ trương của màng PVA/TB ...

90

Hình 3.21. Ảnh hưởng của khối lượng phân tử trung bình giữa hai nút lưới, Mc đến
độ trương của màng PVA/TB .....................................................................

91

Hình 3.22. Độ trương của màng PVA biến tính tinh bột theo môi trường pH .............

93

Hình 3.23 . Sự thay đổi pH môi trường của màng PVA và màng PVA/TB theo thời
gian .............................................................................................................
Hình 3.24. Phổ GC sản phẩm phân hủy của vật liệu polyme-blend PVA/TB sau 40

94
95

ngày.............................................................................................................

nghệ sinh y học, do màng polyme sinh học có ưu điểm là khi được cấy lên vết thương, nó
có khả năng thấm nước, thấm khí, chống nhiễm khuẩn và làm khô da, giúp da tái tạo nhanh
và phục hồi mà không làm bệnh nhân đau, không để lại sẹo [65, 88, 89].
Đã có rất nhiều công trình nghiên cứu tổng hợp polyme cấu trúc mạng lưới ứng
dụng làm polyme sinh học sử dụng trong lĩnh vực y sinh . Ngoài các loại polyme sinh học
thuộc họ polysaccharit (như tinh bột [3], cellulose chitin, chitosan [31,44, 69, 81], alginat
[55]…) hoặc là các protein (như collagen [11], gelatin [16,83, 84],…) còn có các polyme
tổng hợp có khả năng phân huỷ sinh học và tương thích sinh học (như polyvinyl
ancol(PVA)[62]; polylactic axit (PLA) [14]; polyglycolit (PGA)[15]; poly(lactic-coglycolic axit) (PLGA) [14]; copolyme(glycolit và ɛ-caprolacton) [15], polyhydroxyl
axit(PHA),

polycaprolacton

(PCL)

[67];

polyethylen

glycol

(PEG)

[63],

polyvinylpyrolidon(PVP) [75]; v.v…). Ứng dụng của của các loại vật liệu này là rất đa
dạng: cho hệ giải phóng thuốc, cấy ghép mô, tế bào; cấy ghép da, chất keo dán y sinh; vải
đệm y sinh; chỉ khâu tự tiêu…đặc biệt tạo điều kiện tốt cho quá trình chữa trị vết thương,
rút ngắn thời gian chữa bệnh.
Trong số polyme tổng hợp đó thì PVA là một loại đã được nhiều nhà khoa học tập

X-ray xác định độ kết tinh, …

[3] Phân tích tính chất cơ lý của polyme tổng hợp: Xác định độ bền cơ học của
polyme (độ bền kéo đứt, độ dãn dài, hàm lượng phần gel,.....). Xác định độ nhớt,
khối lượng phân tử. Xác định tính chất nhiệt: bằng TGA, DTA, DSC…

[4] Chế thử mẫu màng polyme : Nghiên cứu các điều kiện công nghệ tới quá trình tạo
màng (ảnh hưởng nồng độ dung dịch, các loại phụ gia, phương pháp tạo màng:
cán láng, đổ khuôn, chế độ sấy …)

[5] Phân tích tính chất sản phẩm màng polyme sinh học tổng hợp như:
+ Tính chất bền cơ ( độ bền kéo đứt, độ dãn dài,....).
+ Xác định nhiệt độ chuyển pha của màng ( Tg, Tm).
+ Xác định tính chất vật lý (độ trương nở, độ hấp thụ nước, tỷ trọng, độ thấm khí,
thấm nước…).
+ Xác đinh hệ số khuyếch tán axit salysilic.
+ Xác định độ bền kháng thủng của màng.
+ Xác định cấu trúc hình thái bề mặt bằng chụp ảnh SEM.
+ Xác định các chỉ tiêu về hàm lượng kim loại nặng (As, Zn, Hg, Cd, Pb, Sn).
+ Xác định các chỉ tiêu vô trùng ( theo quy định Bộ Y tế ).
[6] Xây dựng quy trình tổng hợp và chế tạo màng polyme sinh học trên cơ sở PVA
biến tính với tinh bột.
[7] Tiến hành ứng dụng thử màng polyme tổng hợp được trên động vật (đánh giá khả
năng phục hồi vết thương, có so sánh đối chứng).

2
Footer Page 16 of 148.


Header Page 17 of 148.

GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM
1.1.1 Tình hình nghiên cứu polyme sinh học trên thế giới
Hiện nay có rất nhiều công trình nghiên cứu tổng hợp và ứng dụng polyme sinh học
trên trên thế giới cũng như tại Việt Nam. Các loại polyme sinh học có thể chế tạo trên cơ
sở polyme blend giữa các loại nhựa nhiệt dẻo với tinh bột [62,71] hay được tổng hợp từ các
polyme có khả năng tương thích sinh học cao như: polyvinylancol (PVA) [66, 72, 73],
polylactic axit (PLA) [39, 56], polyglycolic axit (PGA) [36], polycaprolacton (PCL) [47,
68], polyetylenglycol (PEG)…, hoặc polyme blend giữa các polyme phân hủy sinh học với
các loại polyme khác [29-35, 78, 93]. Đặc biệt, những công trình nghiên cứu để chế tạo ra
các loại màng sinh học phục vụ chữa bệnh, chăm sóc sức khoẻ cho con người được đặc
biệt ưu tiên và phát triển rất mạnh mẽ trên thế giới.
Trước tiên phải kể đến là polyme trên cơ sở PVA với tinh bột, đây là loại polyme ở
dạng màng mỏng có khả năng thấm nước tốt, giúp cho vết thương được xử lý nhanh chóng,
giúp bệnh nhân không đau đớn khi bị bỏng, bị thương mất da hoặc bị dập da. Polyme được
tạo ra ở dạng màng mỏng trên cơ sở PVA với tinh bột, có tác nhân glutaraldehyt làm chất
khâu mạch., màng sinh học này được sử dụng như màng da thay thế [88]. Kết quả nghiên
cứu cho thấy: màng mỏng có độ bền cơ lý tốt, không còn tồn tại nhóm gây độc, màng có hệ
số khuyếch tán axit salisilic rất thấp, hoàn toàn thích hợp cho quá trình xử lý vết thương
trên da. Xu thế tổng hợp polyme dạng màng mỏng sử dụng trong y học được PAL và cộng
sự [59, 82, 83], cũng như được nhóm tác giả Young.CD, Wu.J.R[134] đặc biệt tập trung
nghiên cứu sâu và đã có nhiều ứng dụng thực tiễn.
Tương tự như trên, một loạt công trình nghiên cứu tổng hợp PVA với tinh bột để tạo ra
sản phẩm dạng màng mỏng ứng dụng trong y sinh [51, 116] . Các tác giả đã este hoá nhóm
–OH của PVA với nhóm (-COOH) của gelatin [95]. Chế phẩm này rất thích hợp dùng làm
da nhân tạo, ngoài ra còn dùng vào hệ giải phóng thuốc và xử lý vết thương ướt [84]. Một
số màng mỏng polyme trên cơ sở hydroxyl apatit [87] ; carboxymethyl xenlulo acrylat [85]
và chitosan cũng được tập trung nghiên cứu. Kết quả mở ra khả năng ứng dụng rộng rãi
như:chế tạo băng gạc vết thương có khả năng phân phối thuốc như: tải minocycline lên
màng PVA/chitosan[58], tải nitrofurazon lên PVA/sodium alginate [55] nhằm tăng cường
tốc độ chữa lành vết thương. Loại gạc này bao gồm lớp hỗn hợp xốp collagen biến tính

1.1.2 Tình hình nghiên cứu polyme sinh học ở Việt Nam
Nghiên cứu những loại polyme mới công nghệ cao nói chung và polyme ứng dụng
trong ngành y sinh nói riêng là vấn đề đang được các nhà khoa học thế giới quan tâm và
tập trung nghiên cứu, đặc biệt là việc nghiên cứu sử dụng các polyme từ các hợp chất
polyme sinh học ứng dụng trong ngành dược phẩm và y tế. Đây là một lĩnh vực khoa học
mới ở nước ta. Tuy nhiên trong những năm qua, được sự quan tâm và đầu tư của Nhà
nước, hiện nay trong nước có nhiều tác giả tại các cơ sở (trường, viện) đã nghiên cứu về
lĩnh vực này dưới dạng thực hiện nhiệm vụ, đề tài các cấp.
- Nhóm tác giả Nguyễn Thị Ngọc Tú và cộng sự (Viện Hóa học – Trung tâm
KHTN&CNQG) đã tiến hành nghiên cứu chế tạo màng băng polyme sinh học từ polyme
compozit trên cơ sở chitin/chitosan dùng trong y tế [2].

5
Footer Page 19 of 148.


Header Page 20 of 148.
- Học viện Quân Y đã nuôi cấy thành công tế bào sừng và nguyên bào sợi, góp
phần quan trọng cho việc xây dựng công nghệ chế tạo da nhân tạo. Kết quả được báo cáo
tại Hội thảo quốc tế "Bỏng - điều trị và phẫu thuật" do Viện Bỏng Quốc Gia tổ chức tại Hà
Nội [1].
- Công trình của nhóm các nhà khoa học Viện Hóa học - Trung tâm Khoa học Tự
nhiên và Công nghệ Quốc gia, các bác sĩ Trường Đại học Y Hà Nội thực hiện chế tạo
màng da nhân tạo chitin để chữa các tổn thương về da.
- GS.TS Nguyễn Văn Thanh, TS.DS Huỳnh Thị Ngọc Lan và nhóm cộng sự ở
trường ĐH Y Dược TPHCM nghiên cứu thành công màng sinh học chữa bỏng (màng
Acetul), vật liệu này là nguồn nguyên liệu để nuôi cấy vi khuẩn Acetobacter xylinum, mở
ra một hướng điều trị bỏng mới tại Việt Nam.
- Nhóm nghiên cứu do PGS.TS. Phạm Ngọc Lân chủ trì đã nghiên cứu về quá trình
trộn hợp LDPE với tinh bột trong phòng thí nghiệm để chế tạo màng mỏng tự hủy [5] .

phương pháp hóa học và bằng các phương pháp vật lý.
Biến tính polyme là phương pháp tổng hợp polyme có thành phần, cấu trúc, tính
chất không có sẵn khi trùng hợp trực tiếp monome. Sản phẩm polyme biến tính có thể ở
dạng thương mại, tạo điều kiện để phát triển loại vật liệu mới cho các ứng dụng đặc biệt
bằng các sử dụng phương pháp hóa học trên mạch polyme.
+ Biến tính hóa học: là phản ứng trên các mạch chính của hợp chất cao phân tủ nhưng
không có sự phân hủy. Biến tính hóa học có thể bằng cách sử dụng chất biến tính hoặc
bằng cách ghép mạch polyme. Trong đó ghép mạch là một trong những phương pháp biến
tính hứa hẹn nhiều triển vọng. Ghép mạch đồng trùng hợp (graft co-polymerization) có thể
bằng kỹ thuật xử lý hóa học, bức xạ quang....
Ví dụ khi lưu hóa cao su, lưu huỳnh đóng vai trò như chất khâu mạch cao su tự nhiên, khi
cao su được lưu hóa sẽ có tính đàn hồi tuyệt với

Khi biến tính cellulose thành xanthat

Khi biến tính polyeste không no bằng xúc tác BPO

7
Footer Page 21 of 148.


Header Page 22 of 148.

+ Biến tính vật lý bao gồm sự bổ sung của chất ổn định cũng như các chất gia cuờng (vô
cơ) và sự trộn lẫn của các polyme khác nhau (polyme blend).
1.2.2 Các phương pháp biến tính polyme
Biến tính polyme gồm các phương pháp chính được trình bày trong sơ đồ sau:

Các phương pháp biến tính polyme


công nghệ cao su gọi là sự lưu hóa, trong công nghệ chất dẻo gọi là sự hóa rắn hay đóng
rắn chất dẻo. Hai quá trình đều là quá trình tạo liên kết ngang giữa các mạch hay polyme 3
chiều. Phản ứng khâu mạch polyme có thể thực hiện bằng các nhóm chức có trong mạch
chính polyme hay nối đôi theo các phản ứng hóa học thông thường. Có nhiều phương pháp
để khâu mạch các hợp chất cao phân tử như:
+ Khâu mạch bằng các nhóm chức có trong mạch chính polyme.
+ Khâu mạch bằng quang hóa.
+ Khâu mạch bằng gốc tự do.
+ Khâu mạch bằng oxi hóa.
+ Khâu mạch bằng cách dùng các hợp chất có nhóm chức có khả năng phản ứng với nhóm
chức của mạch polyme.

9
Footer Page 23 of 148.


Header Page 24 of 148.
+ Khâu mạch bằng hai nhóm chức khác nhau ở hai mạch polyme khác nhau.
1.2.2.3 Biến tính polyme bằng phương pháp cắt mạch phân tử
1.2.2.3.1 Đặc điểm của phương pháp cắt mạch phân tử
Quá trình cắt mạch polyme xảy ra sự phân cắt các liên kết hóa học trong mạch chính nên
làm giảm khối lượng phân tử (KLPT) mà không làm thay đổi thành phần hóa học. Quá
trình này phụ thuộc vào số lượng liên kết bị phân cắt và được so sánh theo tỷ lệ: p = a/n
(Với a: số lượng liên kết bị phân cắt, n: tổng số liên kết trong mạch phân tử và p: là xác
xuất phân cách liên kết).
+ Trường hợp quan trọng là cắt mạch để cho hỗn hợp đồng đẳng có khối lượng phân tử
thấp hơn. Quá trình này có sự phân cắt ngẫu nhiên các liên kết nên thường được gọi là cắt
mạch ngẫu nhiên với sự giảm khối lượ ng phân tử rất nhanh là phản ứng phụ không mong
muốn khi trùng hợp nhưng được ứng dụng trong gia công.
+ Trường hợp cắt mạch hoàn toàn đến cùng thành monome gọi là phản ứng depolyme hóa.

cách mạch thành 2 đơn vị động học độc lập. Độ bền liên kết trong phân tử và tốc độ phân
cắt không phụ thuộc vào độ trùng hợp.
1.2.2.3.2 Phân loại phân hủy các hợp chất cao phân tử
Cắt mạch các hợp chất cao phân tử

Cắt mạch hóa học

Cắt mạch oxi hóa

Cắt mạch do tác
nhân vật lý

Cắt mạch
do thủy

Cắt mạch

phân, ancol

do tác nhân

phân, amin
phân

Cắt mạch

cắt mạch

hóa học


cấu trúc của vật liệu polyme. Các chất hóa dẻo được sử dụng nhằm 2 mục đích là: trợ giúp
quá trình gia công và thay đổi tính chất của sản phẩm cuối cùng. Hai mục đích này có thể
được chia nhỏ tùy theo từng tác dụng cụ thể như bảng 1.1:
Bảng 1.1 Một số chức năng vật lý của chất hóa dẻo [7]
1. Tác dụng hỗ trợ gia công
Giảm nhiệt độ gia công

Tăng sự khô bề mặt

Giảm độ nhớt khi chảy

Cải thiện tính chảy

Giảm dính khi nghiền

Cải thiện tính thấm ướt

11
Footer Page 25 of 148.