ng i hc S phm H Ni 2 Kho lun tt nghip i hc
Nguyn Th Luyn K36B c
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2
KHOA HÓA HỌC
NGUYỄN THỊ LUYẾN
NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP PHỤ GIA
XÚC TIẾN OXY HÓA ỨNG DỤNG
ĐỂ CHẾ TẠO MÀNG PHỦ NÔNG
NGHIỆP PHÂN HỦY SINH HỌC
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Chuyên ngành: Hóa công nghệ môi trường
HÀ NỘI – 2014
ng i hc S phm H Ni 2 Kho lun tt nghip i hc
Nguyn Th Luyn K36B c
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2
KHOA HÓA HỌC
NGUYỄN THỊ LUYẾN
NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP PHỤ GIA
XÚC TIẾN OXY HÓA ỨNG DỤNG
ĐỂ CHẾ TẠO MÀNG PHỦ NÔNG
NGHIỆP PHÂN HỦY SINH HỌC
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Chuyên ngành: Hóa công nghệ môi trường
Người hướng dẫn khoa học
TS. NGUYỄN THANH TÙNG
HÀ NỘI – 2014
ng i hc S phm H Ni 2 Kho lun tt nghip i hc
Nguyn Th Luyn K36B c
LỜI CẢM ƠN
n i Vic thuc
Vigh Vit Nam.
Em xin gi li cc TS. Nguyễn Thanh Tùng
ng dn em c hin.
Em xin gi li c nhing
i hi 2, t liu em thc
t , u ki
n.
Cu em xin gi li c
em c t
n.
i,
thc hin
Nguyễn Thị Luyến
ng i hc S phm H Ni 2 Kho lun tt nghip i hc
Nguyn Th Luyn K36B c
LỜI CAM ĐOAN
i s ng dn tc ca TS. Nguyễn Thanh Tùng
n lc ca b
ng n lut
qu u ci bt qu u
c m.
0
c hin
Nguyễn Thị Luyến
ng i hc S phm H Ni 2 Kho lun tt nghip i hc
Nguyn Th Luyn K36B c
DANH MỤC HÌNH
1.1. C 15
1.2. 15
i Fe
3+
c trong phn ng oxy h
21
n ng peroxit ca Co
2+
, Mn
3
21
Ph hng ngoi ca st stearat 33
ng ca n n hiu sut tng hp FeSt
3
34
ng ca thn hiu sut to FeSt
3
37
Gi t TGA ca FeSt
3
38
. Ch s cacbonyl cnh gia tc thi tit 41
6.
42
ng i hc S phm H Ni 2 Kho lun tt nghip i hc
Nguyn Th Luyn K36B c
DANH MỤC BẢNG
Bng 3.1. ng ca n n hiu sut tng hp FeSt
3
34
Bng 3.2. ng ca t l mol NaOH/n hiu sut tng hp
FeSt
3
35
Bng 3.3. ng ca thn hiu sut to FeSt
3
36
Bng 3.4. bt (MPa) cng ph
nghim gia tc thi tit 39
Bng 3.5. t (%) cmng ph
40
Bng 3.6. bng ph
nghim gia tc thi tit 40
ng i hc S phm H Ni 2 Kho lun tt nghip i hc
Nguyn Th Luyn K36B c
BẢNG CÁC CHỮ CÁI VIẾT TẮT TRONG KHÓA LUẬN
VIẾT TẮT
TÊN ĐẦY ĐỦ
ASTM
American Society for Testing Materials
Aac
Acrylic axit
CS
Coban stearat
CSMA
Styren maleat copolyme
DCP
Dicumyl peroxit
DSC
Nhi
IR
Ph hng ngoi
HDPE
Polyetylen t trng cao
LDPE
Polyetylen t trng thp
MA
Maleic anhydride
OXO
Oxo-biodegradation
GA
Glyxerol
PCL
Polycaprolacton
PHBV
Poly hydroxyl butyrat valerat
PE
Polyetylen
PLA
Poly lactic axit
PP
Polypropylen
PVC
Polyvinyl clorua
THF
Tetrahydrofuran
TGA
t trng
SEM
n t
ng i hc S phm H Ni 2 Kho lun tt nghip i hc
Nguyn Th Luyn K36B c
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN
DANH MỤC HÌNH
DANH MỤC BẢNG
BẢNG CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG KHÓA LUẬN
MỞ ĐẦU 1
1
2. M 2
3. Nhim v u 2
u 2
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 3
1.1. y ca polyetylen s dng nghip
3
1.1.1. 4
1.1 7
1.1 8
1.1 10
1.1 10
1.2 gia s d to y sinh
hc 16
1.2.1. Trn hp vn gc t ng hp 16
1.2.n gc t 16
1.2ng hp 19
1.2t n - oxidant) 20
CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM 28
t, dng c t b 27
2.t 27
ng i hc S phm H Ni 2 Kho lun tt nghip i hc
Nguyn Th Luyn K36B c
2.1.2. Dng c 27
t b u 27
28
2.2.1. Tng hp st stearat 28
2.2.2. Ch t polyme y sinh hc 29
2.2.2.1. Ch to masterbatch 29
i 29
2.2.2.3. Th nghim gia tc thi tit 30
nh t c 30
bt 30
t 30
s 31
2.4. 31
2.4.1. P hp th hng ngoi IR 31
2.4.2. 31
2.4.3. 31
2.4.4. 32
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 33
3.1. Tng hp st stearat 33
3.1.1. Ph hng ngoi 33
3.1.2. ng ca n NaOH 34
3.1.3. ng ca t l mol axit stearic/ NaOH 35
3.1.4. ng ca thn hiu sut phn ng 36
t trng (TGA) 38
3.2. y ccha ph 39
3.2.1. 39
3.2.2. t 39
ng i hc S phm H Ni 2 Kho lun tt nghip i hc
Nguyn Th Luyn K36B c
3.2.3. b 40
3.2.4. Ch s cacbonyl 41
3.2.5. nh chp hin t 42
KẾT LUẬN 44
TÀI LIỆU THAM KHẢO 45
ng i hc S phm H Ni 2 Kho lun tt nghip i hc
Nguyn Th Luyn 1 K36B c
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
nhu ch to vt lin vi
c bin rt mnh m gii. Do
u c v bo v ng sng, bo v sc khe ca con
cu v phn sn phm mn
ng, viu ch to vt liu xanh, sn phm s
cn thit. Mt trong nhng sn pht li
ch to ra b p. Do nhng
u
th gii hp trung la chn vt li
tr y sinh hc.
n phm bao b hi dng polyme
c bi gic
u thay th dn nh ng cht do truyn thng r
y (s giu tn)
bng nhng vt liu d mt khoa hm
ng. sinh hc
si,
;
. Vi mong mun ci thin
kh y c p n t
u tng hp ph ng d ch t
ph y sinh hc.
ng i hc S phm H Ni 2 Kho lun tt nghip i hc
Nguyn Th Luyn 2 K36B c
2. Mục đích của đề tài
Tng hc ph st stearat
a ph gia.
3. Nhiệm vụ nghiên cứu
Tng hp ph st stearat. Khu t
n hiu sut tng hp FeSt
3.
Ch t a ph gia. kh
hy c cha ph gia.
4. Phương pháp nghiên cứu
t: tham kho
bt
b s cacbonyl, ph hng ngoi (IR), t trng (TGA),
nh hin t
ng i hc S phm H Ni 2 Kho lun tt nghip i hc
Nguyn Th Luyn 3 K36B c
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. Quá trình phân hủy của polyetylen sử dụng làm màng phủ nông nghiệp
K t t d i, che ph ng
-1940, m p c s d
rng l i vi nhiu long ph
nghip ci thin chng sn ph bo v ng khi s
khc nghit ca thi tit, tu kii v
gim nhim bng. c s dng r
hy ph thi nh m trng.
. S y sinh h
kt hp v chuyng
vt lit [2].
t dy
n phi gom nht sau v thu hoch. Cn s
dt d m, ging ht ging phi gieo, gi nhit
t, ci thin t ng. Vic ging ging
t b t s gi
sng r t, gic
nc c [1].
Polyetylen (PE) trong lu qu kh nhit so
v c
0
C nu
i ch -2,7
0
C nn tht
nhit bc x t b nh s e.
lng rung s ch
ng i hc S phm H Ni 2 Kho lun tt nghip i hc
Nguyn Th Luyn 4 K36B c
hot gieo trng thi v tip theo. Vi
tn tin. Do vy, ch ty sinh
hc hoy quang trong thi gian nh cc quan
[1].
t d trng thp, PVC,
polypropylen hoc copolyme c y sinh hc
u chnh sao cho xong mt thi v u
y. Quyme
trong
. T ,
[23].
1.1.1. y quang
Khi tii phng ct trc
x t ngoc x p cht
trong polyme hp th bc x n c.
ng
. Q
. Khi tip
i phng ct trc x t ngoi hay
c x p cht trong polyme hp
th bc x n c.
ng dn ti s m, nt b mm
n ca vt liu.
ng i hc S phm H Ni 2 Kho lun tt nghip i hc
Nguyn Th Luyn 5 K36B c
Polyolefin thu cha t C-C, C-t
b ng bt tri t quang
t s p chp
hop th y
kim loi, hp chc chuy-polyme. Nhi
cu g ra rp cht quan
trng nhci.
Gia nhiu loi vt liu cht
d tii bc x mt tr trc tip (vi chi
-1400nm). Ph ng cao nht bc x t ngoi t
290nm c hp th bi cht do dn ti b
quang hc t c t
phn ng vn, tip t
t do, g
quang hng t t di v
din b m
hn ch bi s khut liu.
nc d nhn thy nhi vi polyetylen t trng thp
(LDPE) khi ti
s suy gi t. C t m
tt ngau diu kin thi tit t
di
n nh
trong c t vn ti hing ct mch
m tr cc
y, chng t r t hin
ng i hc S phm H Ni 2 Kho lun tt nghip i hc
Nguyn Th Luyn 6 K36B c
t m m
m t
tip tc chiu x i dn ti s gi t.
S tia polyolefin v ngon
ti s hp th , hydroxyl, i
phn phm d t c
ch y hp th UV c quan
hng ngoi c-H tp hp
-4000cm
-1
, C=O tp h-2000cm
-1
.
quang ht trong
n xu
dn xu
c tp do chuyn mch
bi xi mp
cht nh
dp cht peoxit, sn
phm ch yu c
rn o ra do oxy
o qu
dng hong c
c sinh ra trong polyme do dp t b
i tia t ngoi.
Tp ch quang hc hoc do
hp th ng ca ph t ngoi, hon ng
ng hc
tp ch quang hc
din ra theo 2 phu:
ng i hc S phm H Ni 2 Kho lun tt nghip i hc
Nguyn Th Luyn 7 K36B c
- c tip v
din ra nhanh ch yn ch gc.
- L ti n, s
chn c peoxy hay phn ng c
cp gc.
Hu ht polyme cht C-C, C-H, C-O, C--
p th
lo hp th
trong khong 250-
1.1.2.
100-200
0
C.
400-600
0
ng 150-400kJ/mol 25
0
C. N
nh t ca
nhiu phn m polyme.
3 kiu phn ng nhi
- Phn ng kh p mch polyme b ct do vy
sn phm t
t th.
- Phn ng dn ti s
ng thp ho u
ng vi cu.
ng i hc S phm H Ni 2 Kho lun tt nghip i hc
Nguyn Th Luyn 8 K36B c
- Phn ng th u phn ng
do vy bn chc ca m i m
c.
Hu hn y nhi u gc t do.
u phn gc t
i
n ng, P
i
c t , ch s
s m
gm vi cho 2 gc
t y dn ti vit m
cui mch. Chuyn mng ht gc t
chuyng ct mt m
th xy ra ng c hai gc hot m
a 2 moc do kt hp
hai gc t
P
x
P
j
+ P
x-j
Khy: P
x
P
x-i
+ P
Chuyn mch: P
i
+ P
x
P
i
+ P
x
Ct mch: P
x
P
j
+ P
x-j
Ngt mch: P
i
+ P
j
P
i
+ P
j
hoc P
i+j
1.1.3.
nghi tt li
y vi ng cc.
- u ht liu nhit du tan trong mt s dung
n trng là bu ct
liu polyme c o tinh th, nh LDPE có xu hng bn tng tác
v cn tr bi tng tác mnh n
ng i hc S phm H Ni 2 Kho lun tt nghip i hc
Nguyn Th Luyn 9 K36B c
t gi. Ch ng tác này không th
t, polyme s trng và tan dt
ng v t
n nhi thng trong metanol, ch bn hn ch trong
b
disunf
- nhim trong
2
t cht dng h y
ca polyme. Polyetylen phn ng vi NO
2
th
25
0
p cht chu mch
n ng d i NO
2
y, SO
2
rt hoc
bit bc x t ngoi, d p th
2
b
3
SO
2
*
ydro t m
t trong cp tc tr
kh p.
- c s
dp cht ch n
ch thi hn s dng c c tr a
c bi nh rn
dng thuc tr [18]c bit ng ca
vic ting nghi
hng cng thi ca ng sut [10].
1.1.4.
Din ra do ng ca ng sut-
hc ca vt liu bao gm hing rn nn
do ng suc.
ng i hc S phm H Ni 2 Kho lun tt nghip i hc
Nguyn Th Luyn 10 K36B c
1.2.5.
Hn th nghi t liu M
hy sinh h
2
hp chc sinh kh ng ca enzym
ca vi sinh vc b nghim chun trong mt th
nh phu kiy [1].
DPE, metylen
, ch
, do
.
b
axit, ancol,
[13]. S
2
, H
2
sinh kh hiu
polyme trong
2
, H
2
O, CH
4
2
S, CO
2
2
n sulfidogenic.
c [13].
ng i hc S phm H Ni 2 Kho lun tt nghip i hc
Nguyn Th Luyn 11 K36B c
y sinh hy do hong ca vi sinh vc
bit do hong ca enzym di ln v cc ca vt
liu. V n nhy sinh hc ct thi
gian ng
2
c. T y sinh hc ph thuc nhi c ca
sn phm. T ng xy ra vng.
). M
.
. N
.
:
- T
- T
- T
- ()
- S
- C)
- T
)
ng i hc S phm H Ni 2 Kho lun tt nghip i hc
Nguyn Th Luyn 12 K36B c
- H.
-
.
Nn nhm
-
-
--oxidant) [10]
xenluloz
. Lignin ng ct
[11]
khi
[21].
dng mng rt nh cht ph
n xut. Mt ph gia p n hn
xut s t ca nho s y sinh hc b
y s b ch c (trong khong thi
u b t
y sinh hu kiu, nha s b vn, m
t polymer nt
hp th n khi bin mc g-
y, bu ngay t khi vt dc sn xu
y sinh hng ca vi
ng i hc S phm H Ni 2 Kho lun tt nghip i hc
Nguyn Th Luyn 13 K36B c
sinh vc bi vi sinh vt
cao) s chuy
2
2
c) hoc tt h
ging. Cht do by ngay sau khi sn
xu i nhi cht do
y sinh hc (Oxo- qua hai
n y [6]:
- . ch polyme b
nh, ti
tn s
cacbonyl, axit cacboxilic, este, andehit u. Kt qu mt polyme k
c xut hi c t u kin cho vi y
polyme d
- y sinh hc thc hin b
sinh v n, nm, t
CO
2
i.
Gn quan trng nhnh vn tc ca
u cy sinh hc, s
gim c dit tia UV (Photodegradation) hoc
nhit (Thermal degradation).
Giai n gim c
(Png t u h
loi polyme. Cphi tri qua mn ng t t v
ng cc
s d ng t ng mp
cn gim cn s hp thu tia
tc t do. M ng din ra s y
ng i hc S phm H Ni 2 Kho lun tt nghip i hc
Nguyn Th Luyn 14 K36B c
t i polyme. S c
hydroperoxide to ho
nh nh y
mch polymer. -CH-n pha
ng ca nhi
i sn phm polyme c c tan
x b Norrish I hoc Norrish II.
Hình1.1. C
ng i hc S phm H Ni 2 Kho lun tt nghip i hc
Nguyn Th Luyn 15 K36B c
Hình 1.2.
T
t qu th nghing minh rng cht do t
hy sinh hc Oo ra chng
bt lt [6].
1.2. Các phụ gia sử dụng trong quá trình chế tạo màng phủ phân hủy
sinh học
polyme - - -
[1].
1.2.1. Trn h
,