Nghiên cứu tổng hợp poly metylmetacrylat bằng phương pháp trùng hợp nhũ tương

Trường ĐH Sư Phạm Hà Nội 2

Khoá luận tốt nghiệp

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2
KHOA HÓA HỌC
----------o0o----------

THIỀU THỊ HƢƠNG

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP
POLY METYLMETACRYLAT BẰNG PHƢƠNG
PHÁP TRÙNG HỢP NHŨ TƢƠNG

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Chuyên ngành: Công Nghệ Môi Trƣờng

HÀ NỘI, 2012

Thiều Thị Hương

1

Lớp: K34A-SP Hoá


Trường ĐH Sư Phạm Hà Nội 2

Khoá luận tốt nghiệp

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

APS:

Amoni pesunfat

CPM:

Chlorpheniramine maleate

CS:

Chitosan

DCM:

Diclometan

DSC:

Phân tích nhiệt vi sai quét

HĐBM:

Hoạt động bề mặt

HLB:

Hidrophilic – lipophilic balance (hệ số cân bằng dầu – nƣớc)

IUPAC:

Iternational Union of Pure and Applied Chemistry

KPS:

Kali pesunfat

MMA:

Metylmetacrylat

NP9:

Nonyl phenol etoxylat

NSAID:

Thuốc kháng viêm không thuộc dạng steroid

PEG :

Poly(etylen glycol)

PMMA:

Poly(metylmetacrylat)

PVA:

Poly(vinyl ancol)

PVP:

Poly(vinyl pyrrolidone)

SFEP:

Trùng hợp nhũ tƣơng không có chất hoạt động bề mặt

TBHP:

Tert-butyl peoxit

THF:

Tetrahyđrofuran

TGA:

Phân tích nhiệt trọng lƣợng

Tween 20: Polysorbate 20
Tween 65: Polysorbate 65
KLPT:

Khối lƣợng phân tử

Thiều Thị Hương

2

Lớp: K34A-SP Hoá


Trường ĐH Sư Phạm Hà Nội 2

Khoá luận tốt nghiệp

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ......................................................................................................... 1
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN ......................................................................... 3
1.1. TÓM TẮT LÝ THUYẾT TRÙNG HỢP
1.1.1. Phản ứng trùng hợp

3

....................................................................................................... 3

1.1.1.1. Các giai đoạn của phản ứng trùng hợp gốc ................................... 3
1.1.1.2. Động học của quá trình trùng hợp gốc tự do ................................. 6
1.1.1.3. Chiều dài chuỗi động học trung bình (V) ......................................... 7
1.1.1.4. Một số yếu tố ảnh hưởng lên quá trình trùng hợp gốc

................. 8

1.1.2. Các phƣơng pháp tiến hành trùng hợp ................................................. 9
1.1.2.1. Trùng hợp khối

.............................................................................. 9

1.1.2.2. Trùng hợp dung dịch

...................................................................... 10

1.1.2.3. Trùng hợp nhũ tương

................................................................... 10

1.1.2.4. Trùng hợp huyền phù ...................................................................... 12
1.2. TỔNG HỢP POLY METYLMETACRYLAT

1.2.1. Giới thiệu chung

.................................................................................. 13

.............................................................................. 13

1.2.2. Ứng dụng của poly metyl metacrylat .................................................. 14
1.2.2.1. Ứng dụng trong khoa học và công nghiệp ....................................... 15
1.2.2.2. Ứng dụng trong nghệ thuật ............................................................... 15
1.2.2.3. Ứng dụng trong y sinh ....................................................................... 15
1.2.3. Các phƣơng pháp tổng hợp PMMA .................................................... 16
1.2.4.1. Tổng hợp PMMA từ MMA

............................................................. 17

1.2.4.2. Kĩ thuật tổng hợp PMMA trên cơ sở pre - formed polyme ........................19
CHƢƠNG 2: THỰC NGHIỆM .................................................................... 23
2.1. HOÁ CHẤT, DỤNG CỤ

............................................................................................... 23

2.1.1. Hóa chất

.......................................................................................... 23

2.1.2. Dụng cụ

.......................................................................................... 23

2.2. PHƢƠNG PHÁP TIẾN HÀNH

Thiều Thị Hương

........................................................ 23

3

Lớp: K34A-SP Hoá


Trường ĐH Sư Phạm Hà Nội 2

Khoá luận tốt nghiệp
2.2.1. Trùng hợp nhũ tƣơng MMA
2.2.2. Nội dung cần khảo sát
2.3. CÁC PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH

............................................................ 23

.................................................................. 24

24

2.3.1. Xác định hiệu suất chuyển hóa bằng phƣơng pháp trọng lƣợng .................24
2.3.2. Xác định độ bền nhũ bằng phƣơng pháp theo dõi khoảng tách pha 24
2.3.3. Xác định khối lƣợng phân tử polyme bằng phƣơng pháp đo độ nhớt25
2.3.4. Phổ hồng ngoại

.............................................................................. 28

2.3.5. Phân tích nhiệt trọng lƣợng (TGA) .................................................... 28
2.2.6. Nhiệt vi sai quét (DSC)

.................................................................. 28

PHẦN 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ...................................................... 29
3.1. NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN PHẢN ỨNG TRÙNG HỢP

....................... 29

3.1.1. Ảnh hƣởng của loại chất tạo nhũ đến quá trình trùng hợp

................ 29

3.1.2. Ảnh hƣởng của hàm lƣợng chất nhũ hoá

....................................... 30

3.1.3. Ảnh hƣởng của nhiệt độ

............................................................ 32

3.1.4. Ảnh hƣởng của thời gian

............................................................ 33

3.1.5. Ảnh hƣởng của hàm lƣợng chất khơi mào

...................................... 34

3.1.6. Ảnh hƣởng của nồng độ monome ........................................................ 36
3.2. MỘT SỐ ĐẶC TRƢNG LÝ HOÁ CỦA SẢN PHẨM .......................... 37
3.2.1. Phổ hồng ngoại

............................................................ 37

3.2.2. Phân tích nhiệt trọng lƣợng (TGA) ...................................................... 38
3.2.3. Nhiệt vi sai quét (DSC)
3.2.4. Hình thái học bề mặt
KẾT LUẬN

.................................................................... 39
.................................................................. 39

.......................................................................................... 41
TÀI LIỆU THAM KHẢO

MỞ ĐẦU
Trong cuộc sống hiện đại, polime gắn bó mật thiết đối với mọi ngành,
Thiều Thị Hương

4

Lớp: K34A-SP Hoá


Trường ĐH Sư Phạm Hà Nội 2

Khoá luận tốt nghiệp

mọi lĩnh vực của sản xuất cũng nhƣ trong sinh hoạt của ngƣời dân do những
tính chất ƣu việt của nó (độ bền cao, khả năng uốn dẻo, độ bền kéo đứt cao…),
trong công nghiệp và đặc biệt là trong lĩnh vực y sinh.
Chức năng điều trị bệnh phụ thuộc vào dƣợc chất, nhƣng hiệu quả điều
trị bệnh còn phụ thuộc nhiều vào tá dƣợc đi kèm. Do đó, trong công nghệ bào
chế dƣợc phẩm, tá dƣợc đóng một vai trò rất quan trọng và không thể thiếu.
Công nghệ bào chế dƣợc phẩm ngày càng hiện đại, yêu cầu về phƣơng diện
hiệu quả trị bệnh, thuận tiện, an toàn trong sử dụng…đối với thuốc ngày càng
cao đòi hỏi tá dƣợc phải có những tính chất phù hợp không những với công
nghệ, thiết bị bào chế mà còn phù hợp với yêu cầu cụ thể về khả năng tƣơng
thích của tá dƣợc với hoạt chất, không làm biến đổi hoạt chất của từng loại
thuốc, yêu cầu về các tính chất nhƣ: tính kết dính, độ trơn chảy, hoà tan, khả
năng trƣơng nở, phân rã, thời gian phân rã nhanh hoặc chậm…Chính vì thế
mà trên thế giới, từ các nguồn nguyên liệu khác nhau ngƣời ta nghiên cứu tạo
ra những tá dƣợc khác nhau, và thậm chí ngay cả từ cùng một nguồn nguyên
liệu ban đầu, qua các phƣơng pháp tổng hợp, biến tính khác nhau ngƣời ta
cũng tạo ra đƣợc nhiều loại tá dƣợc có các công dụng khác nhau để sử dụng
trong bào chế dƣợc phẩm.
Trong số đó phải kể đến PMMA, nó đƣợc sử dụng để tạo các hạt nano
hoặc micro trong một số lĩnh vực y sinh. PMMA nhƣ một chất mang để nhả
thuốc ngày càng tăng. Những ứng dụng y sinh tiềm năng của các hạt PMMA

nhƣ là một chất bổ trợ cho vắc xin và là chất mang đối với nhiều loại thuốc
nhƣ: thuốc kháng sinh, chất chống oxi hoá, chất chống ung thƣ, thuốc chống
nấm.
Hơn nữa, PMMA và các dẫn xuất của nó đƣợc ứng dụng làm tá dƣợc bao
phim bao phim. Copolime của MMA và MAA làm tá dƣợc bao phim nhả
thuốc trong khoảng pH từ 3 đến 8, diễn ra rất nhanh ở pH >6. Copolyme của

Thiều Thị Hương

5

Lớp: K34A-SP Hoá


Trường ĐH Sư Phạm Hà Nội 2

Khoá luận tốt nghiệp

axit metacrylic và MMA đƣợc sử dụng làm hệ mang Cisplatin. PMMA vi bao
bọc natri diclofenac đƣợc sử dụng để điều khiển quá trình nhả thuốc trong dạ
dày, ở ruột non…
Chính vì tính thiết thực của PMMA nêu ở trên nên em đã thực hiện đề
tài: ‘‘ Nghiên cứu tổng hợp poly metylmetacrylat bằng phương pháp trùng
hợp nhũ tương”.

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. Tóm tắt lí thuyết trùng hợp

1.1.1. Phản ứng trùng hợp [1]

Thiều Thị Hương

6

Lớp: K34A-SP Hoá


Trường ĐH Sư Phạm Hà Nội 2

Khoá luận tốt nghiệp

Phản ứng trùng hợp là một quá trình trong đó các phân tử nhỏ (monome)
kết hợp với nhau tạo thành một phân tử lớn (polyme) có phân tử lƣợng cao.
Phản ứng trùng hợp polyme có thể xảy ra theo nhiều cơ chế khác nhau
nhƣ: cơ chế gốc, cơ chế cation, cơ chế anion…Trong đó trùng hợp theo cơ
chế gốc tự do có nhiều ứng dụng trong công nghiệp nhất.
Trùng hợp gốc: Phản ứng trùng hợp các hợp chất chƣa no nhƣ olefin,
các đien, các dẫn xuất axit chƣa no… với sự có mặt của gốc tự do và sự lớn
mạch phân tử bắt đầu bằng sự kết hợp của monome với gốc tự do để hình
thành đại phân tử.
1.1.1.1. Các giai đoạn của phản ứng trùng hợp gốc
a. Giai đoạn khơi mào
Giai đoạn này gồm hai phản ứng: hình thành gốc khơi mào và đƣa gốc
khơi mào tới monome để hình thành gốc monome.

R

CH

CH2

.

Kd

Chất khơi mào (I)

2R (gốc khơi mào) (1)

Ki

R CH2

CH
X

X

(2)

b. Giai đoạn phát triển mạch
Bao gồm các phản ứng phát triển mạch, đó là quá trình đƣa gốc monome
tới monome khác theo cách đƣa lần lƣợt các gốc oligome tới monome.
Mỗi bƣớc cộng ƣu tiên theo hƣớng cộng đầu tới đuôi nhƣ phản ứng (3), (4)
R CH2

CH

CH

CH2

X
R CH2

CH CH2
n1
X

Thiều Thị Hương

Kp

R CH2

X
C H CH2

CH

X

X

Kp

7

CH CH2

CH

X

X

R CH2

CH CH2
n
X

(3)
CH
X

(4)

Lớp: K34A-SP Hoá


Trường ĐH Sư Phạm Hà Nội 2

Khoá luận tốt nghiệp

Điều này là do sự kết hợp hiệu ứng không gian và hiệu ứng electron, lực
đẩy không gian ƣu tiên sự tấn công của gốc tự do vào cacbon ở nối đôi có độ
cản trở không gian nhỏ nhất và hiệu ứng electron làm ổn định gốc tự do sinh ra.
c. Giai đoạn ngắt mạch
Giai đoạn phát triển mạch tiếp tục cho đến khi có một số phản ứng ngắt

mạch xảy ra. Hai con đƣờng chính mà sự ngắt mạch có thể xảy ra trong trùng
hợp gốc tự do là kết hợp gốc (5) và phản ứng dị li (6)
+ Phản ứng kết hợp
K
2R

CH2

CH2

CH
n

X

R CH2

CH

tc

X

CH CH2
n
X

CH

CH CH2

CH CH2

X

X

X

R
n

(5)

+ Phản ứng dị li
2R

CH2

n

X
R

CH2

CH

CH2

CH
X

CH

CH CH
n

X

K
td

R

CH2

X

CH CH2
n
X

CH2
X

(6)

d. Phản ứng chuyển mạch
Trong trùng hợp gốc ngoài các phản ứng cơ bản đã trình bày ở trên

thƣờng kèm theo phản ứng chuyển mạch. Phản ứng này làm mạch polyme
ngừng phát triển nhƣng đồng thời sinh ra một gốc tự do mới.
+ Chuyển mạch lên monome
~ CH2

CH

CH2

X

CH

~ CH2

X

CH2
X

CH2

C
X

(7)

+ Chuyển mạch lên dung môi

Thiều Thị Hương

8

Lớp: K34A-SP Hoá


Trường ĐH Sư Phạm Hà Nội 2

Khoá luận tốt nghiệp

Ví dụ dung môi là CCl4:
~ CH2

~ CH2

CCl4

CH

X

X

CCl3 CH2

CCl3

CH Cl

CH

Cl3C

(8)
CH

CH

X

X

(9)

+ Chuyển mạch lên chất khơi mào
Ví dụ: chất khơi mào là tert – butyl peoxit
CH3
CH3

CH3
~ CH2

C O OH

CH

CH3

X

CH3

CH2
X

CH3

CH3
CH3

~ CH2

C O O

(10)

CH3

C O O

CH2

CH3

CH

CH3

CH2

C O O
CH3

X

CH
X

(11)

+ Chuyển mạch lên polyme: ở phản ứng có độ chuyển hóa cao sẽ xảy ra phản
ứng chuyển mạch lên polyme.
~ CH2

CH ~

~CH2

CH

~ CH2

CH2

X

X

~ CH2

X

CH~
X

(12)

X
~ CH2

C~

CH2

X

CH

~ CH2

X

C~
CH2

CH
X

(13)

Các kí kiệu là:
Kd: Hằng số tốc độ phản ứng phân hủy chất khơi mào.
Ki: Hằng số tốc độ phản ứng khơi mào.
Kp: Hằng số tốc độ phát triển mạch.
Ktc: Hằng số tốc độ phản ứng ngắt mạch kiểu kết hợp.
Ktd: Hằng số tốc độ phản ứng đứt mạch kiểu dị li.

Thiều Thị Hương

9

Lớp: K34A-SP Hoá


Trường ĐH Sư Phạm Hà Nội 2

Khoá luận tốt nghiệp

.
R : Gốc tự do.
1.1.1.2. Động học của quá trình trùng hợp gốc tự do
Nếu thừa nhận nồng độ của chất khơi mào là [I] thì tốc độ phân hủy chất
khơi mào vd là:
vd = Kd . [I]

(14)

Vì phân hủy một chất khơi mào sẽ xuất hiện hai gốc nên tốc độ hình
thành chúng phải gấp hai lần tốc độ phân hủy chất khơi mào, nghĩa là bằng
2Kd [I]. Tốc độ khơi mào vi là:

vi =

d[ R ]
= 2.f. Kd. [I]
dt

(15)

Trong đó: f là hiệu suất khơi mào (có nghĩa là phần các gốc khơi mào mà thực
tế tham gia giai đoạn phát triển mạch)
Các gốc khơi mào tham gia giai đoạn phát triển mạch
f=

Các gốc khơi mào đƣợc tạo ra
Do sự khác nhau về khả năng phản ứng của các gốc đang phát triển là

.

rất nhỏ, do đó có thể bỏ qua và sử dụng đại lƣợng [R ] để biểu diễn chung các
gốc trong hệ. Thừa nhận f không thay đổi trong quá trình trùng hợp, tốc độ vi
tỉ lệ thuận với đại lƣợng [I], vậy tốc độ biến mất các gốc vt là:
vt =

.
d[ R ]
= 2.(Ktc + Ktd) . [R ]2
dt

(16)

Bắt đầu từ một thời điểm nào đó, ở những mức độ chuyển hóa không sâu,
tốc độ hình thành của các gốc có thể coi nhƣ bằng tốc độ biến mất của chúng
(điều kiện dừng). Từ (3) và (4) ta có:

.

2.(Ktc + Ktd) . [R ] = 2.f. Kd . [I]

Thiều Thị Hương

10

(17)

Lớp: K34A-SP Hoá


Trường ĐH Sư Phạm Hà Nội 2

Khoá luận tốt nghiệp

.

1

[R ] =

f .K d [ I ]
K tc K td

2

(18)

Tốc độ trùng hợp v tỉ lệ thuận với tốc độ biến thiên của monome, do đó:
v = vi + vp

(19)

vi rất nhỏ với vp nên:

.

v = vp = Kp.[M].[R ]

(20)

Thay (6) vào (8) ta đƣợc:
1

f .K d
v = Kp.
K tc K td

2

. [I]1/2 . [M]

(21)

Theo lí thuyết tốc độ trùng hợp tỷ lệ với căn bậc hai của nồng độ chất
khởi đầu, và tỷ lệ tuyến tính với nồng độ monome.
1.1.1.3. Chiều dài trung bình mạch động học (V)
Khi không có sự chuyển mạch thì V đƣợc định nghĩa là số lƣợng
monome trung bình trên một mạch polime, đƣợc xác định bằng tỉ số giữa số
phân tử monome đƣợc tiêu thụ và số phần tử hoạt động, tức bằng tỉ số của tốc
độ trùng hợp và tốc độ khơi mào:
v
vi

V=

(22)

Tại trạng thái dừng (vi = vt) thì:
v
vt

V=

(23)

Thay (16), (21) vào (23) ta đƣợc:

K p [M ]
V=

Thiều Thị Hương

2( f ( K tc

K td ) K d [I])1/ 2

11

(24)

Lớp: K34A-SP Hoá


Trường ĐH Sư Phạm Hà Nội 2

Khoá luận tốt nghiệp

Ta thấy, nếu f và [I] tăng, tức nồng độ của chất khơi mào và hiệu suất
khơi mào tăng thì chiều dài trung bình của mạch polyme giảm (bởi sự lớn lên
về số mạch làm tăng quá trình ngắt mạch). Do đó thay đổi nồng độ chất khơi
mào là một trong những cách thay đổi khối lƣợng phân tử của monome.
1.1.1.4. Một số yếu tố ảnh hưởng lên quá trình trùng hợp gốc
a. Ảnh hƣởng của nhiệt độ
Nói chung tất cả các phản ứng trùng hợp đều là phản ứng toả nhiệt, khi
tăng nhiệt độ, tốc độ phản ứng tăng và phụ thuộc vào hiệu ứng nhiệt. Khi
nhiệt độ tăng thì làm tăng tất cả các phản ứng hoá học kể cả các phản ứng cơ
sở trong quá trình trùng hợp. Việc tăng vận tốc quá trình làm hình thành các
trung tâm hoạt động và vận tốc phát triển mạch lớn, do đó làm tăng quá trình
chuyển hoá monome thành polyme và đồng thời cũng làm tăng vận tốc của
phản ứng đứt mạch dẫn đến làm giảm khối lƣợng phân tử trung bình của
polyme nhận đƣợc.
b. Ảnh hƣởng của nồng độ chất khơi mào
Khi tăng nồng độ chất khơi mào, số gốc tự do tạo thành khi phân hủy

cũng tăng lên dẫn đến làm tăng số trung tâm hoạt động, do đó vận tốc trùng
hợp chung cũng tăng nhƣng khối lƣợng phân tử trung bình của polyme tạo
thành giảm (phƣơng trình (24)).
c. Ảnh hƣởng của nồng độ monome
Khi tiến hành trùng hợp trong dung môi nƣớc hay trong môi trƣờng pha
loãng, vận tốc trùng hợp và khối lƣợng phân tử trung bình tăng theo nồng độ
monome. Nếu monome bị pha loãng nhiều có khả năng xảy ra phản ứng
chuyển mạch, do đó làm giảm khối lƣợng phân tử trung bình của polyme
nhận đƣợc (phƣơng trình (24)).
d. Ảnh hƣởng của áp suất

Thiều Thị Hương

12

Lớp: K34A-SP Hoá


Trường ĐH Sư Phạm Hà Nội 2

Khoá luận tốt nghiệp

Khi tăng áp suất lên khoảng vài hay hàng chục atmosphe thì hầu nhƣ
không có ảnh hƣởng gì đến quá trình trùng hợp. Nhƣng ở áp suất cao hàng
chục nghìn atmosphe, vận tốc phản ứng trùng hợp tăng lên khá nhiều nhƣng
không làm giảm khối lƣợng phân tử trung bình của polyme nhận đƣợc.
Ngoài ra, các yếu tố nhƣ thời gian, lƣợng oxy cũng ảnh hƣởng tới phản
ứng trùng hợp gốc tự do.
1.1.2. Các phương pháp tiến hành phản ứng trùng hợp [55]
Phụ thuộc vào từng loại monome và điều kiện gia công, sử dụng, có thể

tiến hành trùng hợp theo các phƣơng pháp sau: trùng hợp khối, trùng hợp
dung dịch, trùng hợp nhũ tƣơng và trùng hợp huyền phù.
1.1.2.1. Trùng hợp khối
Là quá trình trùng hợp tiến hành với monome tinh khiết, có thể khơi mào
theo phƣơng pháp nhiệt, quang hoặc sử dụng chất khơi mào. Trong trƣờng
hợp cần thiết có thể cho vào chất điều chỉnh hoặc chất hóa dẻo. Ngoài một
lƣợng nhỏ chất khơi mào, trong khối polyme nhận đƣợc chỉ còn một số
monome tham gia phản ứng. Do đó, polyme nhận đƣợc rất tinh khiết, trong
suốt, thƣờng đƣợc dùng trong công nghệ thuỷ tinh hữu cơ nhƣng có nhƣợc
điểm là khi độ chuyển hoá cao, độ nhớt của hỗn hợp phản ứng lớn, khả năng
dẫn nhiệt kém nên nhiệt phản ứng thoát ra tƣơng đối khó khăn dẫn đến hiện
tƣợng quá nhiệt cục bộ. Do nhiệt độ không đồng nhất nên sự phân bố khối
lƣợng phân tử không đồng đều. Ngoài ra, trong sản phẩm có thể có bọt khí
làm giảm tính chất cơ lí.

1.1.2.2.Trùng hợp dung dịch
Phản ứng xảy ra trong đó monome hòa tan trong dung môi còn sản phẩm
tạo thành có thể hòa tan hay không hoà tan trong dung môi.

Thiều Thị Hương

13

Lớp: K34A-SP Hoá


Trường ĐH Sư Phạm Hà Nội 2

Khoá luận tốt nghiệp

Trùng hợp dung dịch khắc phục đƣợc nhƣợc điểm chủ yếu của trùng hợp
khối là hiện tƣợng quá nhiệt cục bộ. Độ nhớt của môi trƣờng nhỏ nên sự
khuấy trộn tốt hơn. Xong so với trùng hợp khối, trùng hợp dung dịch ít đƣợc
sử dụng trong công nghiệp hơn vì cần phải có dung môi có độ tinh khiết cao
và thêm công đoạn tách dung môi ra khỏi polyme. Trùng hợp dung dịch đƣợc
sử dụng trong phòng thí nghiệm để nghiên cứu quy luật của trùng hợp gốc.
Độ trùng hợp trung bình tỷ lệ thuận với nồng độ monome. Do vậy, khi pha
loãng monome sẽ làm giảm khối lƣợng phân tử trung bình của polyme thấp
hơn so với trùng hợp khối, đồng thời vận tốc trung bình giảm. Độ trùng hợp
có thể giảm do phản ứng chuyển mạch lên dung môi.
1.1.2.3. Trùng hợp nhũ tương
Là phƣơng pháp quan trọng trong công nghiệp và sản phẩm của nó có
nhiều ứng dụng trong thực tế. Bằng phƣơng pháp này ngƣời ta có thể tổng
hợp đƣợc hàng chục triệu tấn polyme mỗi năm. Đặc điểm của trùng hợp nhũ
tƣơng là tốc độ của quá trình trùng hợp cao, khối lƣợng phân tử lớn, các
polyme có tính đồng đều cao và khả năng thoát nhiệt lớn, nhƣng nhƣợc điểm
là polyme có độ sạch không cao.
Để tiến hành trùng hợp nhũ tƣơng, monone phải khuyếch tán trong một
chất lỏng, chất này không hòa tan cả monome và polyme sản phẩm và dung
dịch keo của polyme dễ dàng keo tụ theo phƣơng pháp thông thƣờng – dung
dịch này gần giống với latex của cao su thiên nhiên nên còn gọi là latex tổng
hợp [56].
Để dễ dàng khuyếch tán monome, ổn định dung dịch nhũ tƣơng monome
và latex, phải cho vào hệ thống các chất nhũ hóa đặc biệt (muối của các axit
béo no, muối của sunfoaxit hữu cơ) các chất này không những có nhiệm vụ
làm giảm sức căng bề mặt ở lớp tiếp xúc giữa monome – nƣớc mà còn tạo ra
một màng chắn cơ học nằm giữa hai pha. Nếu không có chất nhũ hóa, dung

Thiều Thị Hương

14

Lớp: K34A-SP Hoá


Trường ĐH Sư Phạm Hà Nội 2

Khoá luận tốt nghiệp

dịch nhũ tƣơng monome khuyếch tán cơ học trong nƣớc sẽ phân thành hai lớp
ngay sau khi ngừng khuấy do sức căng bề mặt lớn nên có khuynh hƣớng giảm
bề mặt phân lớp. Nhƣng nếu cho vào các chất nhũ hóa, trên bề mặt các chất
khuyếch tán sẽ tạo thành một lớp bảo vệ ổn định ngăn hiện tƣợng phân lớp.
Theo định luật động học trùng hợp trong môi trƣờng đồng thể, độ trùng
hợp tỷ lệ nghịch với vận tốc trùng hợp. Nhƣ vậy là công thức động học trong
môi trƣờng đồng thể không ứng dụng đƣợc cho quá trình trùng hợp nhũ tƣơng.
Từ đó có thể giả thiết rằng cơ cấu phản ứng khơi mào, phát triển mạch và đứt
mạch của trùng hợp nhũ tƣơng là không giống với quá trình trùng hợp trong
môi trƣờng đồng thể.
* Cơ chế trùng hợp nhũ tƣơng
Trƣớc khi xem xét cơ chế trùng hợp nhũ tƣơng chúng ta xét đến tính chất
của dung dịch chất HĐBM trong nƣớc vì dung dịch này sử dụng làm môi
trƣờng phản ứng, chất HĐBM hòa tan rất ít trong nƣớc, đến một nồng độ giới
hạn nào đó, các phân tử chất HĐBM sẽ tập hợp lại thành một nhóm gọi là
mixen gồm từ vài chục đến vài trăm phân tử. Có nhiều công trình nghiên cứu
cấu tạo của mixen và tất cả đều thống nhất một quan điểm, gốc hiđrocacbon
kị nƣớc của phân tử chất HĐBM hƣớng về phía trong mixen, còn phần có cực
ƣa nƣớc hƣớng về phía ngoài. Các mixen có dạng hình cầu hoặc hình phẳng.
Những monome không tan trong nƣớc có thể khuếch tán vào trong mixen
và monome có thể xem nhƣ tan trong nƣớc, ví dụ styren hoàn toàn không tan

trong nƣớc, có thể tan 6,9% trong dung dịch chất HĐBM, và isopren lên đến 9%.
Theo nhiều tác giả, quá trình trùng hợp các monome không tan trong
nƣớc – styren, vinyl axetat, butađien, isopren, vinyl clorua bắt đầu trong
mixen có chứa monome hòa tan vì các chất khơi mào tan trong nƣớc nên các
gốc tự do đầu tiên hình thành trong nƣớc sau đó khuyếch tán vào trong mixen,
tác dụng với monome khơi mào trùng hợp. Trong quá trình trùng hợp, lƣợng

Thiều Thị Hương

15

Lớp: K34A-SP Hoá


Trường ĐH Sư Phạm Hà Nội 2

Khoá luận tốt nghiệp

monome đƣợc bổ sung dần dần từ những giọt monome nhũ hóa, phản ứng
phát triển mạch tiếp tục cho đến khi trong mixen không xuất hiện gốc tự do
thứ hai và không xảy ra phản ứng đứt mạch. Nhƣ vậy là monome nhũ hóa dần
dần chuyển sang hạt polyme, những hạt này cũng hấp thụ phân tử chất
HĐBM, các hạt polyme tăng lên làm nồng độ chất HĐBM giảm xuống dƣới
mức cần thiết để tạo mixen. Theo W. D. Harkin các mixen chất HĐBM này bị
phá vỡ hoàn toàn khi monome đã chuyển hóa đƣợc 13 – 14% và tạo thành
một lớp bảo vệ quanh hạt polyme. Bắt đầu giai đoạn này quá trình trùng hợp
tiến hành trong hạt polyme.
Khi độ chuyển hóa đạt 60% các monome nhũ hóa còn rất ít, chủ yếu là
các hạt polyme. Kích thƣớc các hạt này tăng theo độ chuyển hóa, cuối cùng
hệ thống trùng hợp là một latex tổng hợp, ở đây các hạt polyme rắn đƣợc ổn

định bằng các phân tử chất HĐBM. Nếu cho vào latex các chất điện li (axit,
muối, kiềm…) và đun nóng các hạt polyme sẽ keo tụ dƣới dạng bột.
1.1.2.4. Trùng hợp huyền phù
Một lƣợng lớn polyme nhân tạo đặc biệt là những chất dẻo tổng hợp,
đƣợc sản xuất bằng phƣơng pháp trùng hợp huyền phù. Thuật ngữ “trùng hợp
huyền phù” đƣợc áp dụng trong hệ thống mà ở đó monome tan trong nƣớc,
không tan trong dung môi hữu cơ. Trong thực tế, thuật ngữ trên còn phụ thuộc
vào bản chất của monome mà ta chọn nƣớc hay dung môi hữu cơ là pha liên
tục. Huyền phù là những hạt lỏng lơ lửng trong pha liên tục. Chất khơi mào
có thể hoà tan trong monome lỏng hoặc pha liên tục. Cũng có thể gọi quá
trình trùng hợp huyền phù là quá trình trùng hợp hạt vì nó là biến thể của quá
trình trùng hợp khối. Trong quá trình trùng hợp khối chỉ có monome và chất
khơi mào đƣợc dùng, monome chuyển hoá rất cao, kết quả quá trình gel hoá
tăng nhanh nhƣng quá trình truyền nhiệt kém. Quá trình trùng hợp khối chỉ
đƣợc sử dụng khi lƣợng nhiệt thoát ra từ sản phẩm nhỏ hoặc thu đƣợc sản

Thiều Thị Hương

16

Lớp: K34A-SP Hoá


Trường ĐH Sư Phạm Hà Nội 2

Khoá luận tốt nghiệp

phẩm có tính chất cơ lí mà các phƣơng pháp khác không thu đƣợc. Trong quá
trình trùng hợp huyền phù có sử dụng chất hoạt động bề mặt và các chất ổn
định huyền phù khác.

Phƣơng pháp trùng hợp huyền phù có thuận lợi là quá trình truyền nhiệt
rất tốt và khối hỗn hợp đặc có thể đƣợc khuấy hoặc bơm bằng các thiết bị
chuyển hoá phụ trợ. Tuy nhiên phƣơng pháp này cũng có nhƣợc điểm so với
phƣơng pháp trùng hợp khối là phải có công đoạn tách và làm khô sản phẩm
ra khỏi pha liên tục và chất HĐBM đƣợc sử dụng để phân tán và chống sự kết
tụ những hạt monome có thể bị hấp thụ lên bề mặt sản phẩm polyme.
1.2. Tổng hợp poly metylmetacrylat

1.2.1. Giới thiệu chung
PMMA đƣợc tổng hợp từ quá trình trùng hợp monome MMA. Monome
MMA còn có tên gọi khác là: methyl 2-methylpropenoate (IUPAC) hay
MMA, 2-(methoxycarbonyl)-1-propene.
Bảng 1.1. Một số đặc tính vật lý của MMA
Đặc tính vật lý

Kết quả
100,5oC

Nhiệt độ sôi
Nhiệt độ nóng chảy

-48oC

Khối lƣợng riêng

0,94

Độ tan trong nƣớc g/ml, 20oC

1,6

Áp suất hơi kPa ở 200C

3,9

Mật độ tƣơng đối hơi (không khí =1)

3,5
421oC

Nhiệt độ tự bốc cháy
Giới hạn nổ, vol % trong không khí
-

1,7-12,5

Công thức cấu tạo:

Thiều Thị Hương

17

Lớp: K34A-SP Hoá


Trường ĐH Sư Phạm Hà Nội 2

Khoá luận tốt nghiệp

CH2

CH

n

O
C O
CH3

PMMA có:
Nhiệt độ hoá thuỷ tinh: 30oC
Tỷ trọng ở 25oC: 1,18 g/cm3
Hệ số giãn nở nhiệt: (5 – 10).10-5/K
Tỷ lệ hấp thụ nƣớc tối đa: 0,3 – 0,4% (tính theo khối lƣợng)
Poly(metylmetacrylat) là loại nhựa nhiệt dẻo rất bền, cứng, trong suốt, do
đó nó đƣợc gọi là thuỷ tinh hữu cơ hay plexiglas. Plexiglas không bị vỡ vụn
khi va chạm và bền nhiệt. PMMA không tan trong nƣớc, axit, bazơ, xăng,
ancol nhƣng tan trong benzen, đồng đẳng của benzen, este, xeton. Plexiglas
có khối lƣợng riêng nhỏ hơn silicat, dễ pha màu và dễ tạo dáng ở nhiệt độ cao.
Chính vì vậy nó đƣợc ứng dụng rất nhiều trong các lĩnh vực nhƣ: khoa học,
công nghiệp, nghệ thuật, y học…
1.2.2. Ứng dụng của poly metylmetacrylat
Lần đầu tiên PMMA đƣợc tổng hợp là vào năm 1877 bởi nhà hóa học
ngƣời Đức: Fittig và Paul. Năm 1933 các nhà hóa học ngƣời Đức Otto Röhm
đƣợc cấp bằng sáng chế và đăng ký thƣơng hiệu Plexiglas. Năm 1936 lần đầu
tiên kính an toàn PMMA bắt đầu đƣợc sản xuất trên quy mô công nghiệp.
Trong Chiến tranh thế giới thứ II, kính PMMA đã đƣợc sử dụng làm kính
tiềm vọng cho tàu ngầm, kính chắn gió và cửa sổ máy bay. PMMA có nhiều
tên thƣơng mại nhƣ: Policril, Plexiglas, Gavrieli, Vitroflex, Limacryl, RCast,-Clax Per, Perspex, Plazcryl, Acrylex, Acrylite, Acrylplast, Altuglas,
Polycast, Oroglass, Optix và Lucite và thƣờng đƣợc gọi là acrylic, Perspex

hoặc Plexiglas. Năm 1928, PMMA đƣợc cho thêm các polyme hay copolyme

Thiều Thị Hương

18

Lớp: K34A-SP Hoá


Trường ĐH Sư Phạm Hà Nội 2

Khoá luận tốt nghiệp

chứa polyacrylonitrin tạo ra loại vật liệu mới và đã đƣợc đƣa ra thị trƣờng vào
năm 1933 bởi Công ty Rohm và Haass.
1.2.2.1. Ứng dụng trong khoa học và công nghiệp
William Feinbloom là ngƣời đầu tiên chế tạo ống kính từ PMMA, chúng
đƣợc gọi là ống kính “cứng”. PMMA đƣợc sử dụng làm lá chắn để ngăn chặn
bức xạ β phát ra từ các chất phóng xạ. PMMA đƣợc sử dụng trong các
phƣơng tiện truyền thông đĩa laser quang học, chế tạo đèn trong màn hình
TFT – LCD.
PMMA là môt nhựa nhiệt dẻo rất bền, cứng, chịu đƣợc áp lực lớn nên đã
đƣợc sử dụng làm kính áp lực của tàu ngầm, thiết kế làm cửa sổ máy bay, làm
kính ô tô, chế tạo ống kính ngọn hải đăng, bể nuôi cá…
Ngoài ra PMMA còn đƣợc sử dụng làm chất phân tán bột gốm ổn định
hệ keo trong các chất pha màu không nƣớc.
1.2.2.2. Ứng dụng trong nghệ thuật
Vào những năm 1960, 1970 các nhà sản xuất đồ gỗ nội thất hiện đại đã
tạo ra các sản phẩm nội thất thẩm mỹ bằng cách kết hợp PMMA vào trong
các thiết kế của mình đặc biệt là sử dụng làm ghế văn phòng.

Từ những năm 1960, nhà điêu khắc – nghệ sĩ thủy tinh Leroy Lamis đã
bắt đầu sử dụng PMMA để chế tạo các tấm thủy tinh. Chúng còn đƣợc sử
dụng làm khung ảnh thay cho kính thông thƣờng bởi giá thành tƣơng đối rẻ,
trọng lƣợng nhẹ, khó vỡ, tính thẩm mỹ cao, có thể chế tạo ở kích cỡ lớn.
Từ năm 1950 trở đi, PMMA trở thành vật liệu phổ biến để chế tạo đồ
trang sức, giầy dép, túi sách…
1.2.2.3. Ứng dụng trong y sinh
Việc sử dụng PMMA nhƣ một polyme y sinh đánh dấu một mốc quan
trọng trong lịch sử vi bọc kể từ công trình của giáo sƣ Speiser và các cộng sự
[2]. Những ứng dụng của PMMA nhƣ một chất mang đƣợc sử dụng trong việc

Thiều Thị Hương

19

Lớp: K34A-SP Hoá


Trường ĐH Sư Phạm Hà Nội 2

Khoá luận tốt nghiệp

phát triển các hạt nano sử dụng trong tiêm vắc xin [3; 4], và đƣợc ứng dụng
làm các hạt để bù vào chỗ khuyết tật khi phẫu thuật viêm tủy xƣơng mãn tính [5].
PMMA là một polime rất an toàn cho những ứng dụng y sinh. Một vài
năm qua, trong kĩ thuật chỉnh hình, PMMA đã đƣợc sử dụng nhƣ một chất bột
cấy ghép thay thế các khớp háng và đƣợc sử dụng nhƣ một chất ổn định cột
sống cho bệnh nhân loãng xƣơng [6; 7]. Ngoài ra PMMA còn đƣợc sử dụng
làm vật liệu giả trong chỉnh răng và hàm dƣới [8], và để cấy ghép vĩnh viễn
thủy tinh thể trong mắt sau khi phẫu thuật đục thủy tinh thể [6].

Từ năm 1970, PMMA đã đƣợc sử dụng làm chất nhả thuốc kháng sinh
để sử dụng trong chỉnh hình và chữa nhiễm trùng cơ xƣơng. Các kháng sinh
phổ biến nhất đƣợc sử dụng là aminoglycosit, gentamicin hoặc tobramycin [9].
Một vài công bố gần đây đã chỉ ra rằng có thể sử dụng PMMA làm chất
mang dùng cho các kháng sinh khác nhƣ: daptomycin [10; 11; 12; 13], thuốc
kháng viêm không thuộc dạng steroid (NSAID) giống indomethacin, olmetin
và axit mefenamic [14], thuốc chống ung thƣ và các tác nhân antiresorptive
nhƣ methotrexate [15], doxorubicin và pamidronate [16], và thuốc chống nấm
nhƣ amphotericin B [17]
Thêm vào đó, PMMA cũng đƣợc sử dụng để tạo các hạt nano hoặc
micro trong một số lĩnh vực y sinh [18]. Nó đóng vai trò quan trọng trong vật
liệu vi sinh bởi tính tƣơng hợp sinh học, và những công bố gần đây đã cho
thấy việc sử dụng PMMA nhƣ một chất mang để nhả thuốc ngày càng tăng.
Hơn thế, bằng sáng chế về việc điều chế các hạt PMMA có khả năng ứng
dụng làm chất nhả thuốc đã đƣợc công nhận [19].

1.2.3. Các phương pháp tổng hợp PMMA
Các hạt PMMA ở dạng khối (cấu tạo nguyên khối) hoặc ở dạng viên
nang (chứa các chất) có thể đƣợc tổng hợp bằng cách trùng hợp trực tiếp
monome MMA hoặc từ pre - formed polyme. Mỗi phƣơng pháp có ƣu và

Thiều Thị Hương

20

Lớp: K34A-SP Hoá


Trường ĐH Sư Phạm Hà Nội 2

Khoá luận tốt nghiệp

nhƣợc điểm riêng cần đƣợc đánh giá cẩn thận trƣớc khi lựa chọn các kĩ thuật
tổng hợp phù hợp cho ứng dụng của các hạt mang PMMA.
1.2.3.1. Tổng hợp PMMA từ MMA
* Trùng hợp nhũ tƣơng
Phƣơng pháp hay dùng nhất để tổng hợp PMMA thông qua trùng hợp
monome vẫn là trùng hợp nhũ tƣơng [20]. Quá trình trùng hợp thƣờng sử
dụng các chất khơi mào hóa học nhƣ amoni pesunfat (APS), hoặc chất khơi
mào vật lý nhƣ: tia gamma, bức xạ vi sóng. Dựa trên việc sử dụng chất hoạt
động bề mặt, có thể phân loại thành trùng hợp truyền thống và trùng hợp nhũ
tƣơng không có chất hoạt động bề mặt (SFEP) [21].
- Trùng hợp nhũ tƣơng truyền thống
Trùng hợp nhũ tƣơng truyền thống là một trong những phƣơng pháp
nhanh nhất để điều chế PMMA [22]. Cheng [23] tổng hợp các hạt PMMA silica sử dụng chất nhũ hóa anionic (natri dodecyl sunfat) và không ion
(CA897). Gần đây, Bonfa´ [24] đã tổng hợp đƣợc các hạt nano của PMMA –
poly(etylen glycol), đƣờng kính 195 15 nm, sử dụng polysorbate 20 (Tween
20) làm chất hoạt động bề mặt. Buendı´a [25] đã tổng hợp đƣợc các hạt nano
từ tính PMMA – Fe(0) khi sử dụng chất hoạt động bề mặt không ion
Rhodasurf L-4.
- Trùng hợp nhũ tƣơng không sử dụng chất hoạt động bề mặt
Ngoài phƣơng pháp trùng hợp nhũ tƣơng truyền thống, SFEP đã mở ra
một phƣơng pháp đơn giản cho việc tổng hợp PMMA mà không cần cho thêm
hay lấy ra các chất hoạt động bề mặt [26].
Kreuter và các cộng sự [27; 28; 20; 2] đã tổng hợp đƣợc các hạt PMMA
kích thƣớc từ 50 – 300 nm bằng phƣơng pháp trùng hợp nhũ tƣơng mà không
cần thêm bất kì một chất nào khác. Quá trình trùng hợp đƣợc tiến hành bằng
cách chiếu xạ tia gamma hoặc bằng các chất hóa học sử dụng kali pesunfat

Thiều Thị Hương

21

Lớp: K34A-SP Hoá


Trường ĐH Sư Phạm Hà Nội 2

Khoá luận tốt nghiệp

(KPS) làm chất khơi mào và nhiệt độ lên đến 85oC. Trong suốt quá trình này,
khối lƣợng phân tử và kích thƣớc các hạt sẽ tăng lên phụ thuộc các thông số
nhƣ: nồng độ monome, nồng độ chất khơi mào và nhiệt độ. Các hạt nano
PMMA tổng hợp bằng phƣơng pháp SFEP đƣợc sử dụng làm chất bổ trợ cho
vắc xin.
Một số tác giả đã tiến hành SFEP dùng bức xạ vi sóng, làm tăng tốc độ
phân hủy kali pesunfat [29]. Ngoài ra, An và cộng sự [30] đã kết hợp phƣơng
pháp vi sóng với SFEP để tổng hợp những hạt nano PMMA liên kết ngang
với nhóm chức OH trong đoạn dài 50nm. Camli và cộng sự [31; 32] đã sử
dụng phƣơng pháp SFEP bức xạ tự do để tổng hợp các polyme đồng nhất cỡ
100 nm và các hạt PMMA có nhóm chức amit, sử dụng APS làm chất khơi
mào và axeton làm dung môi. PMMA đƣợc sản xuất theo phƣơng pháp này
dùng để bổ trợ cho thuốc kháng vi rút cúm.
Sairam và cộng sự [33] đã tổng hợp các vi cầu PMMA – poly(vinyl
pyrrolidone) (PVP) kích thƣớc khoảng 5µm đƣợc dung nạp với cefadroxil
(tan trong nƣớc) và indomethacin (không tan trong nƣớc). Pimpha [34] đã thu
đƣợc các hạt nano bao gồm nhân PMMA bao quanh bởi các lớp vỏ axit khác
nhau đƣợc tổng hợp dùng tert-butyl peoxit (TBHP) làm chất khơi mào bằng
cách ghép PMMA với polyme thiên nhiên chitosan (CS) sử dụng SFEP. Do
tính tích điện dƣơng nên nó đã đƣợc nghiên cứu rộng rãi để làm hệ mang và

nhả các tác nhân tích điện âm.
Điều này cho thấy rằng những vật liệu này có tiềm năng trở thành những
chất mang mới cho việc nhả DNA cũng nhƣ đặc tính kháng khuẩn đối với
Coli Staphylococcus aureus và Escherichia.

- Kĩ thuật vi nhũ

Thiều Thị Hương

22

Lớp: K34A-SP Hoá


Trường ĐH Sư Phạm Hà Nội 2

Khoá luận tốt nghiệp

Không nhiều nghiên cứu đề cập đến quá trình tổng hợp PMMA bằng
phƣơng pháp vi nhũ. Trong trùng hợp vi nhũ chất khơi mào thƣờng tan trong
nƣớc, đƣợc thêm vào pha nƣớc của vi nhũ chứa các mixen bị trƣơng [21].
Chen và cộng sự [35] đã thu đƣợc PMMA với đƣờng kính trung bình cỡ 18,4
nm sử dụng phƣơng pháp trùng hợp vi nhũ thay đổi. Khác với các phƣơng
pháp truyền thống, monome đƣợc cung cấp ở pha khí cho phép tổng hợp các
hạt sử dụng rất ít chất hoạt động bề mặt.
Ziegler và cộng sự [36] đã tổng hợp các hạt nano PMMA chứa nhóm
chức photphat với kích thƣớc từ 102 đến 312 nm. Các hạt nano đƣợc tổng hợp
trong một hệ vi nhũ bằng phƣơng pháp đồng trùng hợp các gốc tự do của axit
vinyl photphonic và MMA. Rất gần đây, Lan và cộng sự [37] đã điều chế
thành công vật liệu hình cầu nano PMMA-Fe3O4 siêu thuận từ với đƣờng kính

khoảng 90 nm bằng phƣơng pháp vi nhũ.
1.2.3.2. Kĩ thuật tổng hợp PMMA trên cơ sở pre - formed polyme
Một số kĩ thuật, bao gồm phƣơng pháp dung môi bay hơi/chiết, kết tủa
dạng nano, sấy phun, kết tinh đã đƣợc sử dụng để tổng hợp PMMA từ tiền
PMMA khối lƣợng phân tử khác nhau và pha trộn với các polyme khác nhau,
nhƣ poly( -caprolacton) [38] và CS [39].
- Các phƣơng pháp dung môi bay hơi/chiết
Quá trình nhũ hóa bằng phƣơng pháp bay hơi dung môi với nhũ tƣơng
dầu – nƣớc (o/w) đã đƣợc sử dụng rộng rãi để sản xuất PMMA, đó là phƣơng
pháp tổng hợp tƣơng đối dễ hơn so với các phƣơng pháp khác [40]. Phƣơng
pháp này dựa trên cơ sở nhũ tƣơng hóa pha hữu cơ chứa PMMA kị nƣớc nằm
trong pha nƣớc, chứa chất hoạt động bề mặt. Sau quá trình nhũ hóa, dung môi
đƣợc cho bay hơi bằng cách khuấy nhũ tƣơng ở nhiệt độ phòng, kết quả là
polyme kết tủa và hình thành ở dạng hạt [41]. Thông thƣờng điclometan
(DCM) đƣợc lựa chọn làm dung môi và PVA đƣợc chọn làm chất hoạt động

Thiều Thị Hương

23

Lớp: K34A-SP Hoá


Trường ĐH Sư Phạm Hà Nội 2

Khoá luận tốt nghiệp

bề mặt. Gần đây, Cui và cộng sự [42] đã đƣợc cấp bằng sáng chế do đã tổng
hợp đƣợc hạt cầu cỡ micro PMMA bằng phƣơng pháp nhũ tƣơng sử dụng
PVA làm chất hoạt động bề mặt.

Streubel và cộng sự [43] đã tổng hợp thành công các viên sủi PMMA
bao gồm một chất mang có độ xốp cao (bọt bột polypropylene), thuốc
(verapamil HCl) và polyme (PMMA) bằng phƣơng pháp bay hơi dung môi
o/w thích hợp. Điểm khác biệt với phƣơng pháp truyền thống là sự phân tán
của bột bọt polypropylene trong pha hữu cơ (thuốc/dung dịch polime trong
DCM). Giống nhƣ phƣơng pháp truyền thống, pha hữu cơ trong đƣợc nhũ hóa
trong một dung dịch nƣớc PVA bên ngoài. Gần đây, phƣơng pháp tiếp tục
đƣợc cải tiến [44] để tổng hợp chlorpheniramine maleate (CPM), diltiazem
HCl, theophylline và verapamil dung nạp các vi hạt PMMA bằng cách ngâm
các vi bọt xốp trong một dung dịch hữu cơ của thuốc và polime, sử dụng
DCM hoặc etanol làm dung môi hữu cơ mà không sử dụng bất kì một bƣớc
nhũ hóa nào. Hiệu quả bọc thuốc đã đƣợc cải thiện đáng kể, trong hầu hết các
trƣờng hợp có thể đạt gần 100%. Nó rất quan trọng trong việc cải thiện đáng
kể quá trình tổng hợp thuốc ƣa nƣớc có tỉ trọng thấp. Hiệu quả bẫy của những
thuốc, thậm chí là những phân tử có khả năng tan trong nƣớc cao, đã đƣợc
điều chỉnh trong pha nƣớc bên ngoài.
Sivakumar và cộng sự [8] đã tổng hợp vi cầu chức năng của dạng tổng
hợp pre - formed PMMA sử dụng axit thioglycolic làm tác nhân chuyển mạch.
Những vi hạt PMMA biến tính với nhóm chức cacboxyl có hoạt tính sinh học
đƣợc dùng để điều trị bệnh và chữa mô xƣơng.
Các nghiên cứu khác đã đƣa ra phƣơng pháp tổng hợp PMMA dựa trên
kĩ thuật nhũ hóa dầu trong dầu. Theophylline- và indomethacin dung nạp các
vi hạt PMMA đã đƣợc tổng hợp [45; 46; 47] dùng axeton làm dung môi hòa

Thiều Thị Hương

24

Lớp: K34A-SP Hoá

Trường ĐH Sư Phạm Hà Nội 2

Khoá luận tốt nghiệp

tan PMMA, dầu khoáng hoặc dầu lỏng là các chất lỏng đƣợc lựa chọn làm pha
ngoài và magie hoặc sacroza stearat đƣợc sử dụng làm chất hoạt động bề mặt.
Mestiri và cộng sự [48] có thể bọc một chất có khả năng hòa tan nhƣ
cisplatin trong PMMA với hiệu quả bọc cao, phân bố kích thƣớc hạt hẹp và
điều khiển quá trình nhả thuốc bằng cách lựa chọn các thông số quá trình
thích hợp. Các điều kiện khác nhau của quá trình tổng hợp hạt đã đƣợc đánh
giá nhƣ: bản chất và nồng độ của tác nhân nhũ hóa, tỉ lệ của pha nƣớc và dung
môi hữu cơ, nồng độ của dung dịch polyme và sự thêm vào tác nhân tạo độ
xốp (PEG 4000).
- Kĩ thuật kết tủa dạng nano
Kĩ thuật kết tủa dạng nano đƣợc gọi là “quá trình dịch chuyển dung môi”
hoặc “quá trình Ouzo”. Nguyên lý cơ bản của kĩ thuật đơn giản này dựa trên
sự kết tủa các phân tử polime thành các hạt cỡ nano trong quá trình thay thế
một dung môi bằng không dung môi. Tính khả dụng của nó bị hạn chế đối với
các dung môi tan trong nƣớc, trong đó tốc độ khuếch tán đủ để tạo nhũ tức
thời [49].
Aubry và cộng sự [50] đã tổng hợp các hạt PMMA không tải bằng kĩ
thuật kết tủa dạng nano trong nƣớc bằng cách cho dung dịch PMMA vào
tetrahiđrofuran (THF) hoặc axeton (dung môi). Paiphansiri và cộng sự [51]
đã thu đƣợc các viên nang nano PMMA chứa tác nhân khử trùng ƣa nƣớc sử
dụng quá trình kết tủa nano có kiểm soát đối với các hạt vi nhũ nƣớc/dầu. Gần
đây, Perevyazko [52] cũng đã sử dụng kĩ thuật kết tủa dạng nano để điều chế
các hạt nano từ dung dịch PMMA và các copolyme của nó.
- Kĩ thuật sấy phun và kết tinh
Trong kĩ thuật sấy phun các hạt đƣợc hình thành bằng cách phun nhũ

tƣơng vào dòng khí nóng dƣới điều kiện dung môi bay hơi mạnh [53]. Ảnh
hƣởng của các dung môi khác nhau đến hình thái của PMMA không tải đƣợc

Thiều Thị Hương

25

Lớp: K34A-SP Hoá