Tổng hợp polysucsinic

TỔNG HỢP POLYANHYDRIC SUCSINIC VÀ POLYANHYDRIC MALEIC
TRÊN HỆ XÚC TÁC AXETAT KIM LOẠI
Nguyễn Thị Thu Thảo
III. Phần thực nghiệm:
III.1.Hoá chất , thiết bị:
Hoá chất dùng cho phản ứng gồm: acid sucinic, maleic , anhydric acetic, các loại
dung môi như diethylete, tetrahydrofuran, metanol, petroleum ete… có độ sạch p.a của
Trung quốc. Xúc tác bao gồm axetat cadmi, axetat kẽm, axetat magnhê, axetat canxi có
độ sạch p.a của Trung quốc.
Thiết bị phục vụ cho quá trình tổng hợp polyme gồm 2 giai đoạn: tạo prepolyme
và trùng ngưng nóng trong áp suất thấp( hình 1 và hình 2)
III.2. Tổng hợp prepolyme và polyme:
Prepolyme được tổng hợp trên cơ sở phản ứng giữa acid sucinic (maleic) và anhydric
acetic , trong điều kiện nhiệt độ 150
0
C, xúc tác và thời gian . Sau thời gian phản ứng,
đuổi hết acetic anhydric dư cho hỗn hợp trở thành khô, hoà tan bằng một thể tích tương
ứng dichloromethane và kết tinh prepolymer bằng hỗn hợp dietyl ete/ete dầu mỏ( 1:1).
Prepolyme kết tinh được tách khỏi dung dịch, làm khô, phân tích sơ bộ.
HOOC
(CH )
2
2
COOH + (CH CO) O
3 2
reflux
CH
3
2
2
O

O O
C C
C
(CH )
C
O
O
O
3
CH
xuc tac
Polyme được tạo thành từ phản ứng trùng ngưng prepolyme trong bình phản ứng bằng
Inox có gắn máy khuấy, bơm hút chân không, bếp gia nhiệt.
Prepolyme
10
-4
mmHg
180
o
C 90min
CH
3
O
O O
O
O
O
CH
2
( )

C C
C
C CH
3
_
_
_
_
2
n
Sau phản ứng, sản phẩm polyme được đổ ra khuôn bằng inox, để nguội, và tiến hành
phân tích các chỉ số cần thiết.
III.3.Phân tích sản phẩm:
Prepolyme được tiến hành xác định điểm nóng chảy, IR, GC/MS, SEM
Polyme được tiến hành xác định điểm nóng chảy, IR, X-Ray, SEM, SKG,
1
H-NMR và
13
C-NMR. Các kết quả phân tích được trình bày trong phần biện luận và phụ lục kèm
theo.
IV.Kết quả và biện luận:
IV.1.Kết quả tổng hợp :
Prepolyme và polyme
(*)
của acid sucinic, maleic trên một số xúc tác khác nhau
được trình bày trong các bảng sau:
Bảng 1: Hiệu suất prepolyme và polyme của acid sucinic trên một số xúc tác
acetat kim loại:
Số
TT Xúc tác

Hiệu suất Prepol. Hiệu suất polyme
mg ma% Tnc
0
C mg ma%
prepol
ma%
sucinic
Tnc
0
C
1
2
3
4
Ca(CH3COO)2
Zn(CH3COO)2
Mg(CH3COO)2
Cd(CH3COO)2
11000
14000
13800
15900
61
78
77
88
117,5
117,5
117,4
117,3

7000
5300
6600
5900
64
38
48
37
39
29
37
33
158,0
156,5
171,0
176,0
Bảng 2: Hiệu suất prepolyme và polyme của acid maleic trên một số xúc tác acetat kim
loại:
Số
TT Xúc tác
Hiệu suất Prepol. Hiệu suất polyme
mg ma% Tnc
0
C mg ma%
prepol
ma%
maleic
Tnc
0
C

1
2
3
4
Ca(CH3COO)2
Zn(CH3COO)2
Mg(CH3COO)2
Cd(CH3COO)2
9400
11200
9800
10200
81
96
84
88
129,4
129,4
123,0
132,0
2700
2700
2600
3500
28
24
26
34
23
23

22
30
133,0
135,0
134,0
132,5
(*)
Điều kiện phản ứng không thay đổi trong suốt quá trình nghiên cứu.Cụ thể,hàm
lượng sucinic tham gia phản ứng là 18gam. Maleic là 11,6gam, anhydric axetic có trọng
lượng tương ứng theo tỉ lệ mol 1:1 và lượng xúc tác bằng 0,3%mol cho tất cả các thí
nghiệm.
Qua bảng 1 và bảng 2 có thể rút ra một số vấn đề sau:
IV.1.1/Hiệu suất prepolyme :
Hình 3:Hiệu suất prepolyme của acid maleic và sucinic phụ thuộc vào xúc tác.
1-Ca(CH
3
COO)
2
; 2-Zn(CH
3
COO)
2
; 3-Mg(CH
3
COO)
2
và 4-Cd(CH
3
COO)
2

Hiệu suất tạo thành prepolyme của maleic trên các xúc tác nhìn chung đều cao
hơn so với sucinic, ngoại trừ trường hợp xúc tác axêtat cadmium(4). Đặc biệt, khi xúc tác
là axetat kẽm, hiệu suất prepolyme của acid maleic đạt tới 96%. Khi nguyên liệu ban đầu
là acid maleic, hiệu suất prepolyme ít phụ thuộc vào một loại nào trong những hệ xúc tác
nêu trên. Nhưng đối với nguyên liệu ban đầu là acid sucinic thì sự phụ thuộc này thể hiện
rõ và sự cách biệt là khoảng 20%. Trong khi axetat kẽm và magnhê (2,3)cho hiệu suất
gần 80% thì axetat canxi (1) chỉ cho 60%, còn axetat cadmium (4) cho hiệu suất 88%
Trong quá trình hình thành prepolyme, thời gian phản ứng đóng vai trò khá quan
trọng.
Bảng 3: Hiệu suất prepolyme phụ thuộc vào thời gian phản ứng:
Thời gian phản ứng (Giờ) Hiệu suất prepolyme( mmg) ma-%
1
2
3
4
5
6
7
7600
7900
8300
13300
12700
12800
13300
42
44
46
74
71

71
74
Các thí nghiệm trên cho thấy, trong điều kiện nêu ở trên, hiệu suất prepolyme sau 3 giờ
chỉ đạt dưới 50%. Từ giờ thứ 4 trở đi, hiệu suất đạt trên 70%. Các thí nghiệm tiếp theo
cho thấy hiệu suất biến thiên ở vùng 71-74%.
Hình 4: Sự phụ thuộc giữa hiệu suất prepolyme với thời gian phản ứng:
IV.1.2/Hiệu suất polyme:
Hình 5: Hiệu suất polyme tính theo prepolyme trên các xúc tác khác nhau:
Từ preplyme thu được, qua phản ứng trùng ngưng nóng, chúng tôi nhận được
polyme với các hiệu suất khác nhau: Prepolyme thu được qua phản ứng của acid sucinic
với sự tham gia của xúc tác là axetat can xi, cho hiệu suất polyme khoảng 65%, trong khi
prepolyme của acid maleic với sự tham gia của xúc tác axetat canxi cho hiệu suất polyme
chưa tới 30%. Như vậy có thể thấy rằng, với các hệ xúc tác trên, hiệu suất tạo thành
prepolyme của acid maleic cao hơn nhưng khi trùng ngưng thì hiệu suất polyme từ
prepolyme của acid sucinic lại cao hơn.
Hình 6: Hiệu suất polyme tính trên tổng diacid tham gia phản ứng.
Poly-(sucinic anhydric) và Poly-(maleic anhydric) được tổng hợp bằng phản ứng
trùng ngưng nóng(mel polycondensation), nên có thể giải thích các hiện tượng trên bằng
cơ sở lý thuyết chung của phản ứng trùng ngưng. Các đại lượng sau đây ảnh hưởng trực
tiếp đến hiệu suất tạo thành prepolyme và polyme:
a/.Chiều hướng của phản ứng: Khi trong phân tử của chất phản ứng có hai hoặc hơn hai
nhóm chức, phản ứng giữa các phân tử có thể xảy ra và tạo thành sản phẩm trùng ngưng:
n X – R – Y -> X – (- R – Z -) –
n-1
R – Y + ( n – 1 ) a
hoặc phản ứng nội phân tử tạo vòng:
n X – R – Y -> n R Z + n a
trong một vài trường hợp phản ứng đóng vòng có thể xảy ra qua giai đoạn tạo thành dime
hoặc trime:
n X – R – Y -> X – R – Z – R – Y + a

X–R–Z–R–Y -> n/2 R R + n/2 a
Phản ứng đóng vòng và trùng ngưng mạch thẳng là các phản ứng cạnh tranh nhau,
hiệu suất của monome, dime, trime vòng và polyme do tỷ số tốc độ giữa các phản ứng
này quyết định. Chiều hướng phản ứng của hợp chất đa chức được xác định chủ yếu do
cấu tạo của phân tử monome và ở mức độ nhỏ hơn do điều kiện tiến hành phản ứng
( nhiệt độ, nồng độ của chất phản ứng ).
Bản chất và cấu tạo của gốc R có ảnh hưởng lớn nhất đến chiều hướng phản ứng
của hợp chất X – R – Y, nếu gốc chỉ gồm các nhóm – CH
2
– thì yếu tố quyết định là số
các nhóm này nghĩa là khoảng cách giữa các nhóm chức. Khoảng cách giữa các nhóm
chức tăng sẽ làm giảm khả năng đóng vòng và đẩy mạnh những phản ứng trùng ngưng có
tốc độ không phụ thuộc vào khoảng cách giữa các nhóm chức trong phân tử (trong phép
tính gần đúng bậc nhất).
Đóng vòng là chiều hướng cơ bản của phản ứng trong trường hợp tạo thành các
vòng no ( cylan ) năm và sáu cạnh, sự tạo thành vòng lớn hoặc nhỏ hơn sẽ gặp khó khăn.
Trong cấu trúc phẳng của vòng 3, 4, 5, vị trí các nguyên tử hydro ứng với trạng
thái ít thuận lợi nhất về mặt năng lượng, vì ngoài sức căng góc của vòng còn có thêm sức
căng xoắn. Khả năng đóng vòng của một hợp chất lưỡng chức không những phụ thuộc
vào sức căng xuất hiện khi tạo thành vòng mà còn phụ thuộc vào khoảng cách giữa các
nhóm chức. Nếu sự tạo thành vòng 3 và 4 gặp khó khăn do sức căng trong vòng lớn thì sự
tạo thành vòng nhiều đơn vị cấu tạo khó là do khoảng cách giữa các nhóm chức lớn. Như
vậy khả năng đóng vòng của hợp chất lưỡng chức phụ thuộc vào sức căng của vòng và
khoảng cách giữa các nhóm chức. Tăng khoảng cách và tăng sức căng đều gây khó khăn
cho quá trình đóng vòng. Các hợp chất lưỡng chức chứa các gốc béo ở nhánh hình như có
khuynh hướng đóng vòng lớn hơn.
b/. ảnh hưởng của nồng độ monome lên chiều phản ứng: Nếu giảm nồng độ monome
trong môi trường phản ứng, khả năng tương tác giữa các phân tử giảm đi, trong khi đó
khả năng phản ứng nội phân tử không thay đổi.

+ Thời gian t
1
, trong đó phần x trong toàn bộ lượng a của chất ban đầu đi vào
phản ứng nội phân tử được xác định theo phương trình động học của phản ứng bậc nhất:
t
1
=1/k
1
. ln ( a / (a-x) ) (1)
và không phụ thuộc vào nồng độ của chất phản ứng.
+ Thời gian t
2
, trong đó cũng phần x trong toàn bộ lượng a của chất ban đầu đi
vào phản ứng nội phân tử được xác định theo phương trình động học của phản ứng bậc
hai:
t
2
=1/k
2
. x / a. ( a-x) (2)
Nghĩa là thời gian t
2
tỷ lệ nghịch với nồng độ ban đầu của chất phản ứng.
Như vậy giảm nồng độ của chất ban đầu tạo khả năng cho quá trình đóng vòng.
Nghiên cứu thực nghiệm về sự phụ thuộc này cho thấy bắt đầu ở nồng độ monome vào
những 30-50% sự pha loãng có hiệu lực đáng kể.
c/.ảnh hưởng của nhiệt độ lên chiều hướng của phản ứng: Nhiệt độ liên hệ với hằng số
tốc độ phản ứng theo phương trình Arrhenius:
Ln K =- A. E/K. T (3)
Tỷ số của hằng số tốc độ phản ứng trùng ngưng kp và đóng vòng kc, quyết định tỷ số

hiệu suất sản phẩm trùng ngưng và monomer vòng ở nhiệt độ không đổi T
1
:
( Ec- Ep

)
L
1
=k’
p
/ k’
c
=( A’
p
/A’
c
). e k.T (4)
Khi tăng nhiệt độ tới t
2
tỷ lệ hiệu suất của monomer vòng và polymer được xác định bằng
phương trình sau:
L
1
A’
p
. A’’
c
( Ec – Ep

). (1/T

1
– 1/T
2
)
= x e R (5)
L
2
A’c. A’’
p
Vì phần đứng trước e là đại lượng mà theo phép tính gần đúng bậc nhất không phụ thuộc
vào nhiệt độ, nên :
L
1
( Ec

– Ep

). ( 1/T
1
- 1/T
2
)
= e R (6)

L
2
Nếu năng lượng hoạt hóa của hai phản ứng bằng nhau ( Ec

= Ep ) thì L
1

/L
2
=1 và nhiệt độ
sẽ không ảnh hưởng tới tốc độ phản ứng. Nếu Ec>Ep khi tăng nhiệt độ tỷ số L
1
/L
2
lớn
hơn đơn vị và hiệu suất monomer vòng sẽ tăng lên khi tăng nhiệt độ. Từ đó rút ra rằng
ảnh hưởng của nhiệt độ lên chiều phản ứng được quyết định bởi hiệu số năng lượng hoạt
hóa của phản ứng đóng vòng và trùng ngưng. ảnh hưởng đó càng mạnh nếu hiệu số này
càng lớn. Năng lượng hoạt hóa của phản ứng đóng vòng hình thành ít ra từ hai đại lượng :
+Năng lượng hoạt hóa của phản ứng tương tác giữa các nhóm chức Ep (coi như
tương đương với năng lượng hoạt hóa tương tác giữa phân tử của các nhóm chức)
+Năng lượng hoạt hóa Es mà phân tử cần có để để va chạm nội phân tử giữa các
nhóm chức và tạo nên các vòng có sức căng lớn hay nhỏ:
Ec = Ep + Es
Do đó năng lượng hoạt hóa của phản ứng đóng vòng luôn luôn lớn hơn năng lượng hoạt
hóa của phản ứng trùng ngưng. Khi nhiệt độ tăng sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho phản ứng
đóng vòng. Như vậy giảm nồng độ của chất phản ứng và tăng nhiệt độ sẽ tạo thuận lợi
cho phản ứng đóng vòng monomer và làm giảm hiệu suất của phản ứng trùng ngưng. Tuy
nhiên cấu tạo của các hợp chất lưỡng chức ban đầu vẫn là yếu tố quyết định.
d/. Cân bằng trùng ngưng và trọng lượng phân tử polyme: Nếu khả năng tạo vòng bằng
không, thì quá trình trùng ngưng và phản ứng trùng ngưng cũng như tất cả các phản ứng
ngưng tụ đều là những phản ứng cân bằng. Gọi đại lượng K đặc trưng cho phản ứng là
hằng số cân bằng, quyết định trạng thái cuối cùng của hệ. Hằng số cân bằng phụ thuộc
vào bản chất của các nhóm chức phản ứng nhưng không phụ thuộc vào tính chất của gốc.
Trùng ngưng là một quá trình nhiều bước, mỗi bước là một phản ứng cơ bản của
các nhóm chức: Hằng số cân bằng K không thay đổi trong tất cả các bước của phản ứng
trùng ngưng nghĩa là không phụ thuộc vào trọng lượng phân tử của hợp chất chứa các

nhóm chức phản ứng. Nguyên lý các tính chất, các liên kết và các nhóm trong đại phân tử
của hai dãy đồng đẳng polyme không phụ thuộc vào trọng lượng phân tử polyme là một
trong những nguyên lý cơ bản của hóa học cao phân tử hiện đại.
Cân bằng giữa các liên kết Z tạo thành của đại phân tử polyme, giữa chất đơn giản
a tách ra khi trùng ngưng và các nhóm chức tự do X và Y xác định trọng lượng phân tử
của polyme:
n X – R – Y  X – ( - R – Z - )
n
- R – Y + ( n-1) a
Việc chuyển dịch cân bằng bằng cách tách các chất a ra khỏi môi trường phản ứng
sẽ tạo điều kiện để thu được polymer có trọng lượng phân tử lớn. Trong phép tính gần
đúng nếu thừa nhận hệ số cân bằng K không đổi trong tất cả các bước của phản ứng trùng
ngưng, có thể tìm được sự phụ thuộc giữa độ trùng hợp trung bình Polymer, hệ số cân
bằng K và số phân tử chất đơn giản tách ra như sau:
Ptb= căn ( K/n.a )
Độ trùng hợp của sản phẩm trùng ngưng tỷ lệ thuận với căn bậc 2 của hệ số cân
bằng và tỷ lệ nghịch với căn bậc 2 của phần mol đơn chất tách ra trong phản ứng.
e/. ảnh hưởng của nồng độ monomer lên tốc độ trùng ngưng và trọng lượng phân tử của
polyme: Hệ số cân bằng không phụ thuộc vào nồng độ monomer vì nồng độ của tất cả
các cấu tử tham gia phản ứng cùng thay đổi như nhau khi pha loãng. Trọng lượng phân tử
khi tham gia phản ứng đi đến cân bằng cũng không phụ thuộc vào nồng độ monomer.
Tốc độ trùng ngưng tỷ lệ thuận với nồng độ của chất phản ứng. Bởi vậy, nếu tăng nồng
độ monomer thì thời gian đạt đến cân bằng sẽ rút ngắn lại và thu được polymer có trọng
lượng phân tử cực đại.
f/. ảnh hưởng của nhịêt độ lên tốc độ trùng ngưng và trọng lượng phân tử polyme: Tốc độ
phản ứng trùng ngưng cũng như tốc độ các phản ứng hóa học khác tăng theo nhiệt độ. Sự
phụ thuộc của trọng lượng phân tử cực đại của polymer vào nhiệt độ được xác định bằng
sự thay đổi tương ứng hằng số cân bằng, hằng số này liên hệ với hiệu ứng nhiệt của phản
ứng bằng phương trình đẳng tích ( đẳng áp )
K

1
Q 1 1
Ln = - ( - ) (8)
K
2
R T
1
T
2
Từ phương trình trên ta thấy khi tăng nhiệt độ, hằng số cân bằng tăng đối với
phản ứng thu nhiệt và giảm đối với phản ứng phát nhiệt. Trọng lượng phân tử cực đại của
polymer cũng thay đổi theo giá trị hằng số cân bằng.
Hiệu ứng nhiệt của phản ứng trùng ngưng thường không lớn ( 8-10 kcal/mol ) do
đó nhiệt độ phản ứng ảnh hưởng rất ít đến trọng lượng phân tử của polymer. Nhưng sự
tăng nhiệt độ sẽ đưa hệ thống đến trạng thái cân bằng nhanh hơn, còn ở nhiệt độ thấp đôi
khi không đạt được trạng thái cân bằng.
Tăng nhiệt độ thường làm dễ dàng cho việc tách các chất đơn giản như nước, nhờ
đó cân bằng dịch chuyển và tạo nên polymer có trọng lượng phân tử lớn hơn. Sự chuyển
cân bằng cũng có thể đạt được bằng cách tăng thời gian cắt loại các chất tách ra khi trùng
ngưng hoặc bằng cách tăng độ chân không. Vì tốc độ phản ứng tăng theo nhiệt độ cho
nên ở những giai đoạn trung gian, trước khi hệ đạt đến cân bằng, polymer được trùng
ngưng ở nhiệt độ càng cao sẽ có trọng lượng phân tử càng lớn, nhưng sau khi đạt được
cân bằng thì polymer trùng ngưng ở nhiệt độ càng thấp sẽ có trọng lượng phân tử càng
lớn. Do đó để rút ngắn thời gian trùng ngưng, để tăng tốc độ người ta tiến hành phản ứng
lúc đầu ở nhiệt độ cao và sau đó giảm nhiệt độ, đưa hệ vào trạng thái cân bằng, làm như
thế trọng lượng phân tử sẽ lớn hơn
g/.ảnh hưởng của xúc tác lên tốc độ trùng ngưng và trọng lượng phân tử polyme: Nếu kết
thúc phản ứng trùng ngưng sau khi đạt được trạng thái cân bằng thì việc đưa xúc tác vào
tất nhiên là không thể ảnh hưởng tới trọng lượng phân tử của sản phẩm cuối cùng. Xúc
tác làm tăng tốc độ phản ứng chỉ đẩy nhanh hệ thống tới trạng thái cân bằng.

Khi các giá trị K rất lớn thì trọng lượng phân tử tương ứng với trạng thái cân bằng
có thể lớn đến nỗi hệ không thể đạt được cân bằng. Khi ấy trọng lượng phân tử polymer
thu được sẽ phụ thuộc vào mức độ gần đến trạng thái cân bằng của hệ, nghĩa là phụ thuộc
vào tốc độ phản ứng ở một khoảng thời gian nhất định. Trong trường hợp này, xúc tác
làm tăng tốc độ phản ứng sẽ làm tăng trọng lượng phân tử polymer.
h/.ảnh hưởng của tạp chất đơn chức lên trọng lượng phân tử của polyme: ảnh hưởng của
tạp chất đơn chức đến trọng lượng phân tử của sản phẩm gắn liền với HSCB. Khi đưa
một hợp chất đơn chức vào để khóa 1 trong 2 loại nhóm chức của phản ứng, nồng độ của
các nhóm chức này sẽ giảm và mẫu số trong biểu thức HSCB sẽ giảm một cách tương
ứng :
nz na

K=
nx.ny
Tính không đổi của K buộc số hạng nz phải giảm, nghĩa là giảm độ trùng hợp của
sản phẩm trùng ngưng. Một hợp chất đơn chức đưa vào hệ trùng ngưng có thể điều chỉnh
trọng lượng phân tử của polymer bằng cách khóa 1 trong các nhóm chức tận cùng của
polymer được gọi là chất ổn định.
Quy tắc không đương lượng của các nhóm chức có một tầm quan trọng đặc biệt
đối với các phản ứng trùng ngưng khác loại vì nếu cho 2 chất có nhóm chức khác nhau
tham gia phản ứng thì phần dư của 1 trong 2 loại nhóm chức đó sẽ đóng vai trò một tạp
chất đơn chức và làm giảm trọng lượng phân tử của polymer. Trong trường hợp này, độ
trùng hợp của polyme được xác định bằng tỷ số của cấu tử có lượng nhỏ hơn và số mol
dư của cấu tử thứ hai.
n
P = (m>n)
m-n
m: số mol chất A, n: số mol chất B
IV.2: Kết quả phân tích sản phẩm:
IV.2.1. Kết quả phân tích nhiệt độ nóng chảy của sản phẩm:

Nhiệt độ nóng chảy của sản phẩm tương đối đồng nhất và phù hợp với các công
bố trước đây.Cụ thể, đối với prepolyme của acid sucinic, nhiệt nóng chảy biến thiên ở
vùng 117,3-117,5
0
C. Nhiệt nóng chảy của prepolyme của acid maleic biến thiên ở 129,4-
132,0
0
C. Nhiệt nóng chảy của polyme poly-(sucinic anhydric) biến thiên ở 120-130
0
C và
nhiệt nóng chảy của poly-(maleic anhydric) biến thiên ở 124,8- 130
0
C. Phản ứng trùng
ngưng trong khối nóng chảy, thường là ở nhiệt độ 180 – 280
0
C.
Để giảm khả năng xảy ra các phản ứng phụ (oxy hóa, phân hủy, decarboxy
hóa…) cần tiến hành phản ứng trùng ngưng trong môi trường khí trơ và kết thúc trong
chân không để có thể loại hoàn toàn các đơn chất tách ra trong quá trình phản ứng như
nước, hydroclorua, amoniac…ưu điểm của phương pháp trùng ngưng nóng chảy là không
cần tách dung môi ra khỏi polyme và thu hồi dung môi. Ngoài ra, việc đưa dung môi vào
còn làm giảm tốc độ trùng ngưng và làm tăng xác suất đóng vòng.
IV.2.2:Kết quả phân tích IR:
IV.2.2.1: IR của prepolyme:
IR của prepolyme được xác định trên máy của hãng Bruker trong vùng 3500-500 cm
-1
.
Hình 7: Phổ IR prepolyme của acid sucinic:
Qua phổ IR của prepolyme có thể thấy rõ mối liên kết [-O-C=O] trong cấu trúc
prepolyme :

CH
3
2
2
O
O O
C C
C
(CH )
C
O
O
O
3
CH
nằm ở vùng 1588-1690 cm
-1
, còn cabonyl của polyme nằm ở vùng 1710 -1740cm
-1
. Liên
kết [C-O-C] nằm ở vùng 1200-1300 cm
-1
. Nối đôi[RCH=CHR] của prepolyme của maleic
thể hiện rõ ở vùng 866 cm
-1
, trong khi phổ IR của prepolyme của sucinic không có.
Hình 8:Phổ IR prepolyme của acid maleic:
IV.2.2.2: IR của polyme:
Đặc điểm nổi bật của phổ IR của polyme là nhóm cacbonyl của polyme thể hiện rõ ở
vùng 1694-1783 cm

-1
đối với trường hợp poly-(sucinic anhydrid), còn đối với trường hợp
poly-(maleic anhydrid) 1635-1709 cm
-1
, trong khi đó, nhóm [RCH=CHR] của poly-
(maleic anhydrid) thể hiện ở vùng 867cm
-1
, còn phổ IR của poly-(sucinic anhydrid)
không có. Phổ IR của poly-(sucinic anhydrid) và poly-(maleic anhydrid) trên các xúc tác
khác nhau được giới thiệu ở phần phụ lục.
IV.2.3: Kết quả phân tích SEM:


Hình 9: Kích thước(size) và dạng(shape)
của prepolyme của acid sucinic

Hình 10: Kích thước(size) và dạng
( shape) của poly-(sucinic anhydrid)
Hình 11: Kích thước(size) và
dạng(shape) của prepolyme của acid
maleic
Hình 12: Kích thước(size) và
dạng(shape) của poly-(maleic anhydrid)
Kết quả chụp SEM mẫu prepolyme của acid sucinic (hình 9)và poly-(sucinic anhydrid)
(hình 10) cho thấy các monome đã trùng ngưng thành những polyme có trọng lượng phân
tử lớn hơn. Tương tự trong hình 11 và hình 12 là kết quả chụp SEM prepolyme của acid
maleic và poly-(maleic anhydrid).Do cấu trúc của poly-(maleic anhydrid) có nối đôi C=C
nên tính chất của nó dòn hơn. Điều đó thể hiện trên bề mặt phân tử khi chụp SEM. Phân
tử poly-(sucinic anhydrid) có độ láng, mịn hơn so với poly-(maleic anhdrid).
IV.2.4: Kết quả phân tích X-ray:

Hình : Phổ đồ X-ray của Poly-(susinic anhydrid)
Hình Phổ đồ X-ray của Poly-(Maleic anhydrid)
IV.2.5: Kết quả phân tích GCP:
Poly-(susinic anhydrid)
Poly-(maleic anhydrid)
IV.2.6: Kết quả phân tích MNR:
IV.2.7: Kết quả phân tích khả năng phân hủy:
V. kết luận:
Đã nghiên cứu tổng hợp Poly-(sucinic anhydrid) và Poly-(maleic
anhydrid) bằng phản ứng trùng ngưng nóng (hotmel polycondensation) giữa sucinic acid
và maleic acid với acetic anhydrid trên các hệ xúc tác acetat kim lọai( Ca, Mg, Zn. Cd).
Kết quả tổng hợp cho hiệu suất tạo thành prepolyme của maleic trên các xúc tác nhìn
chung đều cao hơn so với sucinic, ngoại trừ trường hợp xúc tác axêtat cadmium(4). Đặc
biệt, khi xúc tác là axetat kẽm, hiệu suất prepolyme của acid maleic đạt tới 96%. Khi
nguyên liệu ban đầu là acid maleic, hiệu suất prepolyme ít phụ thuộc vào một loại nào
trong những hệ xúc tác nêu trên. Nhưng đối với nguyên liệu ban đầu là acid sucinic thì sự
phụ thuộc này thể hiện rõ và sự cách biệt là khoảng 20%. Trong khi axetat kẽm và
magnhê (2,3)cho hiệu suất gần 80% thì axetat canxi (1) chỉ cho 60%, còn axetat cadmium
(4) cho hiệu suất 88%
Prepolyme thu được qua phản ứng của acid sucinic với sự tham gia của xúc tác là axetat
can xi, cho hiệu suất polyme khoảng 65%, trong khi prepolyme của acid maleic với sự
tham gia của xúc tác axetat canxi cho hiệu suất polyme chưa tới 30%. Như vậy có thể
thấy rằng, với các hệ xúc tác trên, hiệu suất tạo thành prepolyme của acid maleic cao hơn
nhưng khi trùng ngưng thì hiệu suất polyme từ prepolyme của acid sucinic lại cao hơn.
VI. tàI liệu tham khảo:
VII. phụ lục