Xem mẫu
Bé c«ng nghiÖp
Tæng c«ng ty ho¸ chÊt ViÖt Nam ViÖn ho¸ häc c«ng nghiÖp ---------------------------------------
B¸o c¸o kÕt qña Nghiªn cøu khoa häc ®Ò tµi ch−¬ng tr×nh KC-02
§Ò tµi KC-02-09
"Nghiªn cøu chÕ t¹o vµ øng dông
polyme ph©n huû sinh häc"
Chñ nhiÖm ®Ò tµi: TS. Ph¹m thÕ trinh
6604 16/10/2007
Hµ Néi, th¸ng 5 – 2004
Bé c«ng nghiÖp
Tæng c«ng ty ho¸ chÊt ViÖt Nam ViÖn ho¸ häc c«ng nghiÖp ---------------------------------------
B¸o c¸o kÕt qña Nghiªn cøu khoa häc
®Ò tµi ch−¬ng tr×nh KC-02 cÊp nhµ n−íc
§Ò tµi KC-02-09
"Nghiªn cøu chÕ t¹o vµ øng dông
polyme ph©n huû sinh häc"
Chñ nhiÖm ®Ò tµi: TS. Ph¹m thÕ trinh §éi ngò c¸n bé thùc hiÖn ®Ò tµi:
1. TS. Phïng Hµ Vô C¬ khÝ, LuyÖn kim vµ Ho¸ chÊt – Bé C«ng nghiÖp
2. TS. §ç Tr−êng ThiÖn ViÖn Ho¸ häc – ViÖn Khoa häc vµ C«ng nghÖ ViÖt Nam 3. TS. Ph¹m Lª Dòng ViÖn Ho¸ häc – ViÖn Khoa häc vµ C«ng nghÖ ViÖt Nam
4. TS. Hoµng Minh T©m Trung t©m chuyÓn giao kü thuËt -ViÖn KHKT N«ng nghiÖp 5. TS. NguyÔn V¨n H¶i ViÖn Khoa häc Kü thuËt n«ng nghiÖp
6. KS. TrÇn Quang H©n ViÖn Ho¸ häc c«ng nghiÖp 7. KS. Hoµng Danh Dù ViÖn Ho¸ häc c«ng nghiÖp 8. KS. Mai V¨n TiÕn ViÖn Ho¸ häc c«ng nghiÖp 9. KS.NguyÔn ThÕ H÷u ViÖn Ho¸ häc c«ng nghiÖp 10. KS.NguyÔn Nh− S¬n ViÖn Ho¸ häc c«ng nghiÖp 11. KS.TrÇn Kim Liªn ViÖn Ho¸ häc c«ng nghiÖp 12. KS.TrÇn Ngäc Doanh ViÖn Ho¸ häc c«ng nghiÖp 13. KS.Hµ SÜ TriÖu ViÖn Ho¸ häc c«ng nghiÖp 14. KS.Hoµng Ph−¬ng Lan ViÖn Ho¸ häc c«ng nghiÖp 15. KS.Lª Thu Hµ ViÖn Ho¸ häc c«ng nghiÖp
16. KS.NguyÔn ThÞ §«ng ViÖn Ho¸ häc – ViÖn Khoa häc vµ C«ng nghÖ ViÖt Nam 17. KS.D−¬ng Anh Vò ViÖn Ho¸ häc – ViÖn Khoa häc vµ C«ng nghÖ ViÖt Nam 18. KTV.Hµ §¹i Phong ViÖn Ho¸ häc c«ng nghiÖp.
Môc lôc
Më ®Çu ............................................................................................................... 1 Ch−¬ng I: Tæng quan ....................................................................................... 3 1.1. Nghiªn cøu vËt liÖu polyme ph©n huû sinh häc ......................................... 3 1.1.1. TÝnh cÊp thiÕt cña viÖc nghiªn cøu polyme ph©n huû sinh häc .............. 3 1.1.2. T×nh h×nh nghiªn cøu vµ øng dông trªn thÕ giíi ..................................... 4 1.1.3. T×nh h×nh nghiªn cøu trong n−íc ............................................................ 5 1.1.4. Giíi thiÖu chung vÒ polyme ph©n huû .................................................... 5 1.1.4.1. Kh¸i niÖm vÒ polyme tù ph©n huû ....................................................... 5 1.1.4.2. Kh¸i qu¸t c¸c qu¸ tr×nh ph©n huû polyme ........................................... 5 1.1.4.3. C¸c h−íng nghiªn cøu chÝnh tæng hîp polyme tù huû ........................ 9
1.1.5. Polyme tù nhiªn ph©n huû sinh häc ......................................................... 10 1.1.5.1. Polysacarit ........................................................................................... 10 1.1.5.2. Xenluloza .............................................................................................. 11 1.1.5.3. Chitin/Chitosan ..................................................................................... 12 1.1.5.4. Polypeptit cã nguån gèc tù nhiªn ......................................................... 12 1.1.6. Polyme tæng hîp ph©n huû sinh häc ....................................................... 13 1.1.6.1. polyeste ................................................................................................. 13 1.1.6.2. Polycaprolacton .................................................................................... 13 1.1.6.3. Polyuretan ............................................................................................. 14 1.1.6.4. Polyamit ................................................................................................ 14 1.1.6.5. Polyanhydrit ......................................................................................... 14 1.1.6.6. Polyvinylancol ...................................................................................... 15
1.1.7. øng dông cña polyme ph©n huû sinh häc ................................................ 15 1.1.7.1. øng dông trong n«ng nghiÖp, l©m nghiÖp ............................................ 15 1.1.7.2. Bao b×, tói ®ùng .................................................................................... 16
1.1.7.3. øng dông trong y häc ........................................................................... 16 1.2. VËt liÖu tæ hîp trªn c¬ së polyetylen tû trong thÊp (LDPE) víi tinh bét ... 17 1.2.1. Tinh bét ................................................................................................... 17
1.2.1.1. TÝnh chÊt vËt lý ..................................................................................... 17 1.2.1.2. TÝnh chÊt ho¸ häc ................................................................................ 18
1.2.2. Giíi thiÖu vÒ polyetylene (PE) ................................................................ 19 1.2.2.1. CÊu t¹o cña PE ...................................................................................... 19 1.2.2.2. TÝnh chÊt cña PE.................................................................................... 20
1.2.2.3. øng dông cña PE................................................................................... 21 1.2.3. VËt liÖu tæ hîp polyme blend gi÷a LDPE vµ tinh bét ............................. 21 1.2.3.1. T×nh h×nh nghiªn cøu ........................................................................... 21 1.2.3.2. Vai trß cña chÊt trî ph©n t¸n (CTPT) trong qu¸ tr×nh ®ïn, trén t¹o vËt liÖu .. 24 1.2.4. Sù t−¬ng hîp trong hÖ polyme blend LDPE/tinh bét ............................... 24 1.2.4.1. Sù t−¬ng hîp cña c¸c polyme ............................................................... 24 1.2.4.2. H×nh th¸i häc trong polyme blend ........................................................ 25 1.2.4.3. Vai trß cña chÊt trî t−¬ng hîp (CTTH) trong c«ng nghÖ chÕ t¹o vËt
liÖu tæ hîp polyme – blend LDPE/tinh bét ......................................................... 27 1.3. BiÕn tÝnh ho¸ häc cña m¹ch polyetylen (PE) b»ng ph−¬ng ph¸p ghÐp
maleic anhydrit (MA) ......................................................................................... 29 1.3.1. Mét sè t¸c nh©n sö dông ®Ó biÕn tÝnh PE ................................................ 29 1.3.1.1. Ho¹t ho¸ PE b»ng maleic anhydrit (MA)................................................ 30 1.3.1.2. BiÕn tÝnh PE b»ng este maleic ................................................................ 32 1.3.1.3. BiÕn tÝnh PE b»ng metacrylat ................................................................. 32 1.3.1.4. BiÕn tÝnh PE b»ng styren ........................................................................ 33 1.3.1.5. Sö dông hîp chÊt vinyl silan ®Ó biÕn tÝnh PE ......................................... 33 1.3.1.6. Sö dông hîp chÊt chøa nhãm Si – H biÕn tÝnh PE .................................. 33 1.3.2. Ph¶n øng copolyme ghÐp .......................................................................... 34 1.3.2.1. Ph¶n øng copolyme ghÐp cña tinh bét vµo PE ®· ®−¬c biÕn tÝnh víi MA.... 35 1.3.2.2. C¬ chÕ cña ph¶n øng copolyme ghÐp cña tinh bét víi PE-MA .............. 38 1.3.2.3. Mét sè yÕu tè ¶nh h−ëng tíi ph¶n øng ................................................... 39 1.4. C¸cph−¬ng ph¸p x¸c ®Þnh sù ph©n huû cña vËt liÖu polyme trong m«i tr−êng.. 40 1.4.1. C¸c yÕu tè ¶nh h−ëng ................................................................................ 40 1.4.2. C¸c ph−¬ng ph¸p thö nghiÖm x¸c ®Þnh sù ph©n huû polyme .................... 41 1.4.2.1. Ph−¬ng ph¸p “buång m«i tr−êng” .......................................................... 41 1.4.2.2. Ph−¬ng ph¸p dïng ®Üa Petri – x¸c ®Þnh ®Þnh l−îng sù ph¸t triÓn cña vi sinh vËt.. 41 1.4.2.3. X¸c ®Þnh sù tæn hao khèi l−îng cña polyme trong c¸c m«i tr−êng theo thêi gian.. 44 1.4.2.4. X¸c ®Þnh ®é æn ®Þnh cña vËt liÖu ............................................................ 44 1.4.2.5. Ph©n tÝch cÊu tróc bÒ mÆt vËt liÖu b»ng kÝnh hiÓn vi ®iÖn tö quÐt (SEM)... 44
1.4.2.6. X¸c ®Þnh sù thay ®æi tÝnh chÊt bÒn c¬ .................................................... 45 1.4.2.7. X¸c ®Þnh ho¹t tÝnh chuyÓn ho¸ cña vi sinh vËt ....................................... 45 Ch−¬ng 2: Thùc nghiÖm – Ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu ..................................... 47 2.1. ThiÕt bÞ vµ ho¸ chÊt . .................................................................................... 47 2.1.1. ThiÕt bÞ sö dông ......................................................................................... 47 2.1.2. Nguyªn liÖu vµ ho¸ chÊt ............................................................................ 47 2.2. C¸c ph−¬ng ph¸p x¸c ®Þnh tÝnh chÊt cña vËt liÖu ......................................... 48 2.2.1. X¸c ®Þnh ®é bÒn c¬ cña vËt liÖu ................................................................ 48 2.2.1.1. Ph−¬ng ph¸p ®o ®é bÒn kÐo ®øt ............................................................. 48 2.2.1.2. Ph−¬ng ph¸p ®o ®é bÒn nÐn cña chÊt dÎo .............................................. 48 2.2.1.3. Ph−¬ng ph¸p ®o ®é bÒn uèn cña chÊt dÎo .............................................. 48 2.2.1.4. Ph−¬ng ph¸p x¸c ®Þnh ®é bÒn va ®Ëp ..................................................... 49 2.2.2. Ph−¬ng ph¸p ®o ®é hÊp thô n−íc cña vËt liÖu ........................................... 49 2.2.3. Ph−¬ng ph¸p x¸c ®Þnh ®é tæn hao khèi l−îng cña mµng PE – tinh bét ..... 49 2.2.4. Ph−¬ng ph¸p phæ hång ngo¹i (IR- Infrared Raditation) ........................... 50 2.2.5. Ph−¬ng ph¸p kÝnh hiÓn vi ®iÖn tö quÐt (SEM- Scanning Electron Microscope) 50 2.2.6. Ph−¬ng ph¸p ph©n tÝch nhiÖt TGA (Thermal Gravimetric Analysis) ........ 50 2.2.7. Ph−¬ng ph¸p nhiÖt vi sai DTA (Differential Thermal Analysis) ............... 50 2.3. Ph−¬ng ph¸p chÕ t¹o vËt liÖu polyme ph©n huû sinh häc trªn c¬ së nhùa LDPE víi tinh bét, cã sù tham gia cña etylen – acrylic axit (EAA) vµ polycaprolacton (PCL) vµ chÊt trî t−¬ng hîp (s¶n phÈm A) ............................... 50 2.3.1. ChuÈn bÞ nguyªn liÖu, ho¸ chÊt ................................................................. 50 2.3.2. Quy tr×nh chÕ t¹o polyme blend ................................................................ 51 2.3.2.1. Quy tr×nh tæng hîp ................................................................................. 51 2.3.2.2. Quy tr×nh thùc nghiÖm chÕ t¹o hçn hîp polyme .................................... 52 2.3.3. Ph−¬ng ph¸p chÕ t¹o mÉu ......................................................................... 55 2.4. Ph−¬ng ph¸p chÕ t¹o mÉu vËt liÖu polyme blend trªn c¬ së nhùa LDPE víi
tinh bét biÕn tÝnh víi polyvinylancol (PVA) (s¶n phÈm C) vµ víi acetat
xenluloza (s¶n phÈm D) . .................................................................................... 55 2.4.1. ChuÈn bÞ nguyªn liÖu ho¸ chÊt .................................................................. 55 2.4.2. Quy tr×nh chÕ t¹o polyme blend ................................................................ 56 2.4.2.1. S¬ ®å tæng hîp ........................................................................................ 56 2.4.2.2. Quy tr×nh thùc nghiÖm chÕ t¹o hçn hîp polyme: LDPE–tinh bét–PVA (hoÆc AC)... 57
...
- tailieumienphi.vn
nguon tai.lieu . vn