NGUYÊN cứu và CHẾ tạo vật LIỆU SIÊU hấp THỤ nước từ TINH bột và ACID ACRYLIC

NGHIÊN CỨU VÀ CHẾ TẠO VẬT LIỆU SIÊU HẤP THỤ NƯỚC TỪ TINH BỘT VÀ ACID ACRYLIC NGHIÊN CỨU VÀ CHẾ TẠO VẬT LIỆU SIÊU HẤP THỤ NƯỚC TỪ TINH BỘT VÀ ACID ACRYLIC Giáo viên hướng dẫn: TS... Tổn

Trang 1

NGHIÊN CỨU VÀ CHẾ TẠO VẬT LIỆU SIÊU HẤP THỤ NƯỚC TỪ TINH BỘT VÀ

ACID ACRYLIC

NGHIÊN CỨU VÀ CHẾ TẠO VẬT LIỆU SIÊU HẤP THỤ NƯỚC TỪ TINH BỘT VÀ

ACID ACRYLIC

Giáo viên hướng dẫn: TS NGUYỄN C U KHOA ỬU KHOA

Người thực hiện: ĐỖ THỊ BÍCH THUẬN TH BÍCH THU N Ị BÍCH THUẬN ẬN - Hóa K10

Trang 2

MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

2 Tổng hợp vật liệu siêu hút nước từ AA và tinh bột

1 Khảo sát cơ chế ghép của AA lên tinh bột

Trang 3

NỘI DUNG

I Tổng quan

II Thực nghiệm

III Kết quả

VI Kết luận và đề nghị

Trang 4

- Vật liệu thiên nhiên

- Vật liệu tổng hợp

1 Giới thiệu vật liệu hấp thụ nước

I TỔNG QUAN

Trang 7

 Ứng dụng của acide acrylic :

I TỔNG QUAN

2 Giới thiệu về acid acrylic

- Điều chế PAA

Trang 8

I TỔNG QUAN

3 Giới thiệu về PAA

 Tính chất :

 Phương pháp tổng hợp :

- Chất khơi mào là NO

2

Trang 9

I TỔNG QUAN

- Chất khơi mào là K2S2O8

Trang 10

I TỔNG QUAN

- Chất khơi mào là benzoyl peroxide

Trang 11

I TỔNG QUAN

 Ứng dụng :

- Sản phẩm trùng hợp dạng rắn

- Sản phẩm trùng hợp dạng nhũ

- Điều chế copolymer

Trang 12

I TỔNG QUAN

4 Tinh bột

Hàm lượng tinh bột (%) tính theo trọng lượng khô

Trang 13

I TỔNG QUAN

4 Tinh bột

4.1 Thành phần hóa học của tinh bột :

1, Amylose :

Trang 14

4 Tinh bột

1, Amylose :

 Hàm lượng amylose của một số tinh bột :

Trang 15

4 Tinh bột

1, Amylose :

 Tính chất của amylose :

- Độ hòa tan

- Tính lưu biến

- Phản ứng iod

- Khả năng tạo phức

Trang 16

4 Tinh bột

2, Amylopectin :

Trang 17

4.2 Tính chất chức năng của tinh bột :

4 Tinh bột

a, Tính chất thủy nhiệt và sự hồ hóa tinh bột :

H t tinh ạt tinh

b t ột

H p th n c ấp thụ nước ụ nước ước

qua vỏ n c l ngNg ng t ước ỏư ụ nước

Hydrat hóa

Phân tán

liên kết các phân tử

Trang 18

- Nhiệt độ hồ hóa của một số tinh bột :

Trang 19

b, Khả năng tạo hình tinh bột :

- Khả năng tạo màng

- Khả năng tạo sợi

4.3 Biến hình của tinh bột :

- Phương pháp biến hình vật lý

- Phương pháp biến hình hóa học

- Phương pháp biến hình enzim

4.3.1 Phương pháp biến hình vật lý :

- Trộn với chất rắn trơ

- Biến hình bằng hồ hóa sơ bộ

- Biến hình bằng gia nhệt khô ở t o cao

Trang 20

4.3.2 Biến hình bằng phương pháp hóa học :

- Biến hình bằng acid

- Biến hình tinh bột bằng kiềm

- Biến hình tinh bột bằng oxi hóa

- Biến hình tinh bột bằng xử lý tổ hợp d8ể thu nhận tinh bột keo đông

- Biến hình tinh bột bằng cách gắn thêm nhóm phosphat

- Biến hình bằng cách tạo liên kết ngang

- Biến hình bằng cách gắn thêm nhóm ít phân cực

Trang 21

• Tinh bột dihidro phosphat

Trang 22

• Tinh bột monohidrophosphat

Trang 23

- Biến hình bằng cách tạo liên kết ngang

Trang 24

- Biến hình bằng cách gắn thêm nhóm ít phân cực

Trang 25

4.3.2 Biến hình bằng phương pháp hóa học : 4.3.3 Biến hình tinh bột bằng ezim :

4.3.4 Ứng dụng :

Trang 26

I TỔNG QUAN

5 Tình hình nghiên cứu vật liệu hấp thụ nước thuộc lĩnh vực đề tài

– Tháng 2 năm 1978 tại cơng ty hĩa chất Sanyo,

Masuda và các cộng sự [21] đã nghiên cứu thành cơng vật liệu hấp phụ nước từ cellulose, acid acrylic, natri acrylate, dung dịch amonium cerinitrate và N,N-

methylenebisacrylamide, sản phẩm cĩ khả năng hút

nước 192 lần

Trang 27

– Tháng 6 năm 1983 tại phòng nghiên cứu hóa công nghiệp Kyoritsu Organic Industrial Research Laboratory, Tokyo [18]

đã nghiên cứu ra vật liệu siêu hấp phụ nước từ 21,8g acid

acrylic, 11,9g acrylamide, 179,1g nước, 10.9g natri hydroxide,

2,2-azobis(2-amidinoprppan), sản phẩm có khả năng hút nước 650 lần.

– Tháng 11 năm 1984, Fanta và các cộng sự đã thành công trong việc nghiên cứu polymer hấp phụ nước tinh bột- polyacrylonitrile có khả năng hấp thụ nước 500 lần [10]

– Tháng 11 năm 1988, Saotome, Kazuo đã điều chế vật liệu

-methylene bisacrylamide, 0,1g potasium persulfat và 66,6g

NaOH, sản phẩm có khả năng hút nước 610 lần [29]

Trang 28

– Năm 1999, ở Trung Quốc cũng đã công bố chế phẩm

Khoa Du là vật liệu có độ hút nước rất cao khoảng 1000 lần khi được sử dụng cho cây trồng và đã tiết kiệm được 50% lượng nước dùng và giúp tăng sản lượng cây 15-20% so với đối chứng.

– Trong 5 năm gần đây hàng loạt các patent của các tập

đoàn hóa chất đã được công bố như:

•Sanyo Chemical Industies Ltd (Japan), Water absorbing agent absorbent material, 2000.

•Bayer AG (Đức), Preformed super absorbents with high swelling capacity, patent 6,156,848, 2000.

Trang 29

– Nippon Catalytic Chem Ind (Japan), Process for production

of water-absorbent resin, patent WO 0,198,382, 2002.

– Industrial Technology Reasearch Insitute (Đài Loan),

Method for preparing hydrphylic porous polymer material, patent 6,635,684, 2002.

– Dainippon Ink and Chemicals, Inc (Japan), Water absorbent

material, patent 6,653,399, 2003.

– Sumimoto Seika Chemicals, Co Ltd (Japan), Process for

preparing water absorbent resin, patent 6,573,330, 2003.

– Nippon Shokubai Co Ltd (Japan), Water-absorbent resin

powder and production process there for, 2003.

Trang 30

I TỔNG QUAN

6 Phản ứng tạo gốc tự do trong quá trình ghép tạo copolymer

6.1 Tạo gốc tự do bằng hóa chất

• Năm 1958, Guido Mino và các cộng sự đưa ra

cơ chế phản ứng như sau :

Trang 31

: một carbon trên sườn tinh bột

Trang 32

• Năm 1985, Hồ Sĩ Tráng và các cộng sự đưa ra

cơ chế phản ứng như sau :

Trang 33

6 Phản ứng tạo gốc tự do trong quá trình

ghép tạo copolymer

6.2 Tạo gốc tự do bằng quay hóa kết hợp với hóa chất 6.1 Tạo gốc tự do bằng hóa chất

Trang 35

6 Phản ứng tạo gốc tự do trong quá trình

ghép tạo copolymer

6.2 Tạo gốc tự do bằng quay hóa kết hợp với hóa chất 6.1 Tạo gốc tự do bằng hóa chất

6.3 Tạo gốc tự do bằng phản ứng quay hóa

Trang 36

- Phân tích phổ (IR, NMR) để xác định cấu trúc vật

Trang 37

II THỰC NGHIỆM

1 Tổng hợp vật liệu PAA/DEG-PAA

2Petroleum ether, NP9 và nzolperoxide

NaOH, nước, acid acrylic, DEG-DAA

Trang 39

II THỰC NGHIỆM

3 Xác định vật liệu tạo thành

 Phổ IR : ghi trên máy phổ hồng ngoại IR – Vector 22 Bruker của Viện CNHH

 Phổ NMR : đo trên máy Bruker 500MHz của Viện hoá học

 Hình SEM : chụp trên kính hiển vi điện tử quét máy JSM - 5300

Trang 40

III KẾT QUẢ

1 Vật liệu PAA/DEG - DAA

Trang 41

III KẾT QUẢ

0 200 400 600 800 1000

Trang 42

III KẾT QUẢ

0 5 10 15

Trang 43

III KẾT QUẢ

Trang 44

III KẾT QUẢ

0 200 400 600

Trang 45

III KẾT QUẢ

Trang 46

III KẾT QUẢ

0 200 400 600

Trang 47

III KẾT QUẢ

2 Vật liệu PAA/DEG – DAA – tinh bột

Trang 48

III KẾT QUẢ

0 200 400 600 800

Trang 49

III KẾT QUẢ

Trang 50

III KẾT QUẢ

0 100 200 300 400

Trang 51

III KẾT QUẢ

bắp

Bột sắn

Bột mì

Bột gạo

Bột nếp

Trang 52

III KẾT QUẢ

0 100

200

300

400

Bột bắp Bột sắn Bột mì Bột gạo Bột nếp

Các loại tinh bột

Trang 53

III KẾT QUẢ

Trang 54

III KẾT QUẢ

0100200300400

Trang 55

III KẾT QUẢ

Trang 56

III KẾT QUẢ

0 100 200 300

Trang 57

III KẾT QUẢ

Trang 58

III KẾT QUẢ

0 100 200 300 400

Trang 59

III KẾT QUẢ

3 Xác định cấu trúc vật liệu

a, Vật liệu PAA / DEG - DAA

Trang 60

III KẾT QUẢ

Trang 61

III KẾT QUẢ

Trang 62

III KẾT QUẢ

b, Vật liệu PAA / DEG – DAA – tinh bột

Trang 63

III KẾT QUẢ

Hình 4.3:

Vật liệu PAA/DEG-DAA-Tinh bột

Hình 5.3:

Vật liệu PAA/DEG-DAA-Tinh bột

Trang 64

III KẾT QUẢ

Trang 65

III KẾT QUẢ

Trang 66

III KẾT QUẢ

Trang 67

III KẾT QUẢ

Trang 69

 KẾT LUẬN

- Từ phổ IR, NMR đã chứng minh cho thấy AA

ghép với tinh bột theo cơ chế 2.

- Hình SEM cho thấy cấu trúc liên kết của AA

vào tinh bột

Trang 70

IV KẾT LUẬN

Qua quá trình nghiên cứu chúng tơi đã đạt được những kết quả sau:

- Tổng hợp vật liệu PAA/DEG-DAA cĩ khả năng hút nước cao 500 – 700 lần, giá thành hạ, tuy nhiên thời gian phân huỷ cấu trúc nhanh 7-10 ngày Nên sản phẩm thích hợp dùng trong

tả lĩt, băng vệ sinh, y tế,

- Tổng hợp vật liệu PAA/DEG-DAA-tinh bột cĩ khả năng hút nước cao 350 - 450 lần, chúng tơi đã khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ nước của vật liệu, với mục đích hạ giá thành sản phẩm chúng tơi chọn thành phần nguyên

Trang 71

 KIEÁN NGHÒ

Để chuẩn bị cho việc đưa vào sản xuất có hiệu quả, chúng tôi kiến nghị cho những nghiên cứu tiếp theo như sau:

1 Khảo sát thêm một số chất xúc tác khơi mào khác.

2 Tiếp tục nghiên cứu trên PVA, cellulose, để so sánh

và tìm ra ưu điểm nổi bật của từng loại nhằm đưa vào sản xuất.

3.Cần tiếp tục nghiên cứu những mặt giới hạn của đề tài

để nhằm nâng cao khả năng hấp phụ của vật liệu.

4 Hoàn thiện quy trình công nghệ nhằm đưa vào sản xuất phục vụ đời sống.

5 Thử nghiệm vật liệu vào nông nghiệp, đánh giá sự ảnh

Định dạng
Số trang	71
Dung lượng	3,91 MB