Bảng 2.1: Hằng số quan hệ giữa độ nhớt và trọng lượng phân tử trung bình của poly(natri acrylat) và poly(acrylic axit) .

Form



Dung môi



Nhiệt độ, C



Hằng số

K.104







Na



NaBr, 1,5 Naq



15



12,4



0,5



H



NaCl, 1,0 Naq



25



3,75



0,64



Na



NaOH, 2,0 Naq



25



10,5



0,54



H



Dioxan



30



8,5



0,50







K.102: Khi [] là ml/g.

 Xác định trọng lượng phân tử của PAM bằng phương pháp đo độ nhớt

Trọng lượng phân tử của poly(acrylamit) được xác định bằng cách đo độ



nhớt trong các dung môi sau: nước, NaCl 0,1N, NaNO 3 1N bằng nhớt kế

Ubbelohde. Từ phương trình Mark - Houwink xác định trọng lượng phân tử

polyme.

Trong nước ở 25C:

[] = 6,8 . 104 ( M v )0,66 (dl/g)

Trong NaNO3 1 N ở 30C:

[] = 3,73 . 104 ( M v )0,66 (dl/g)

Ở đây chúng tôi đo độ nhớt trong NaNO3 1 N. Cách tiến hành tương tự như đo độ

nhớt trong poly axit acrylic.

 Xác định trọng lượng phân tử của PHA bằng thiết bị GPC

2.5. Phương pháp tiến hành tạo phức polyme – kim loại [19,20]

2.5.1. Chuẩn bị mẫu polyme – kim loại

- Chuẩn bị mẫu Polyme - Pb2+: 0.1g mỗi polyme PAM, PAA, PHA cho vào

cốc hòa tan với 50ml nước cất. Khuấy đều bằng máy khuấy từ gia nhiệt đến khi các



Lớp KTMT 2012B



39 Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường



polyme tan hết tan hết trong nước. Sau đó cho 20ml dung dịch PbCl 2 nồng độ

800ppm . Điều chỉnh pH thích hợp bằng dung dịch HCl 0,1M và NaOH 0.1M.

Dùng máy khuấy từ khuấy tại nhiệt độ phòng trong 30 phút. Sau đó lọc, định lượng

nồng độ các ion kim loại còn lại sau phản ứng bằng phương pháp quang phổ hấp

thụ nguyên tử AAS.

- Chuẩn bị mẫu Polyme - Ni2+,Cu2+: Lấy 2 cốc, cho vào mỗi cốc 0.1g mỗi

polyme PAM, PAA, PHA cho vào cốc hòa tan với 50ml nước cất. Khuấy đều bằng

máy khuấy từ gia nhiệt đến khi các polyme tan hết trong nước. Sau đó cho vào mỗi

cốc 20ml dung dịch CuCl2 và NiCl2 có nồng độ 800ppm. Điều chỉnh pH thích hợp

bằng dung dịch HCl 0,1M và NaOH 0.1M. Dùng máy khuấy từ khuấy tại nhiệt độ

phòng trong 30 phút. Sau đó lọc, định lượng nồng độ các ion kim loại còn lại sau

phản ứng bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS.

2.5.2. Xác định hàm lượng kim loại bằng phương pháp quang phổ hấp thụ

nguyên tử ngọn lửa (Flame AAS).

Phép đo quang phổ hấp thụ nguyên tử củng như quang phổ phát xạ nguyên

tử được thực hiện bằng cách phun mẫu vào ngọn lửa để nguyên tử hoá. Sự khác

nhau căn bản giữa hai phép đo là phương pháp phát xạ nguyên tử, người ta đo

cường độ phát xạ của nguyên tử hoặc Ion trong mẫu còn trong phương pháp quang

phổ hấp thụ nguyên tử người ta đo độ hấp thụ bức xạ từ nguồn phát bởi hơi nguyên

tử trong mẫu ( được chuyển thành hơi nguyên tử tự do )

Nguyên lý của phương pháp hấp thụ nguyên tử đó là nguồn sáng đơn sắc

được phát ra từ đèn Catot rỗng(HCl) hoặc đèn phóng điện phi cực( EDL) hay đèn

phổ liên tục có biến điện qua vùng nguyên tử hoá đến bộ cảm biến (Detector) để đo

cường độ bức xạ hay độ hấp thụ.

Đối với 1 vài kim loại, phương pháp hấp thụ có độ chính xác, nhạy hơn hẳn

phương pháp phát xạ. Mỗi kim loại có 1 bước sóng hấp thụ riêng, đặc trưng. Đèn

Catot rỗng (HCl) hoặc đèn phóng điện phi cực (EDL) được cấu tạo do chính ngun

tố đó được làm nguồn phát bức xạ đặc trưng. Điều này làm cho phương pháp ổn

định và ít nhiễu. Cường độ bức xạ bị hấp thụ tỷ lệ thuận với nồng độ nguyên tố có

trong mẫu ( trong 1 giới hạn nồng độ).



Lớp KTMT 2012B



40 Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường



2.6. Các phương pháp phân tích đánh giá mức độ tương tác polyme – kim

loại[2]

2.6.1. Xác định nhóm chức đặc trưng bằng phổ hồng ngoại IR, phân tích nhiệt

trọng lượng TGA.

- Phổ hồng ngoại IR

Phương pháp phân tích theo phổ hồng ngoại là một trong những kỹ thuật

phân tích rất hiệu quả. Một trong những ưu điểm quan trọng nhất của phương pháp

phổ hồng ngoại vượt trội hơn những phương pháp phân tích cấu trúc khác (nhiễu xạ

tia X, cộng hưởng từ điện tử…), phương pháp này cung cấp thông tin về cấu trúc

phân tử nhanh, khơng đòi hỏi các phương pháp tính toán phức tạp.

Kỹ thuật này dựa trên hiệu ứng đơn giản là: Các hợp chất hóa học có khả năng

hấp thụ chọn lọc bức xạ hồng ngoại. Sauk hi hấp thụ các bức xạ hồng ngoại, các

phân tử của các hợp chất hóa học dao động với nhiều vận tốc dao động và xuất hiện

dải phổ hấp thụ gọi là phổ hấp thụ bức xạ hồng ngoại.

Các đám phổ khác nhau có mặt trong phổ hồng ngoại tương ứng với các

nhóm chức đặc trưng và các liên kết có trong phân tử hợp chất hóa học.

- Phân tích nhiệt trọng lượng (TGA)

Là phương pháp dựa trên cơ sở xác định khối lượng của mẫu vật chất bị mất

đi (hoặc nhận vào) trong quá trình chuyển pha như là một hàm của nhiệt độ.

Khi vật chất bị nung nóng khối lượng của chúng sẽ bị mất đi từ các quá trình

đơn giản như là bay hơi hoặc từ các phản ứng hóa học giải phóng khí. Một số vật

liệu có thể nhận được khối lượng do chúng phản ứng với không khí trong mơi

trường kiểm tra.

Phép đo TGA nhằm xác định

+ Khối lượng bị mất đi trong quá trình gia nhiệt

+ Khối lượng bị mất theo thời gian và theo nhiệt độ do quá trình khử nước hoặc

phân ly.



Lớp KTMT 2012B



41 Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường



Đường phổ TGA đặc trưng cho một hợp chất hoặc một hệ do thứ tự của các

phản ứng hóa học xuất hiện tại một khoảng nhiệt độ xác định là một hàm của cấu

trúc phân tử.

Sự thay đổi của khối lượng là kết quả của q trình đứt gãy hoặc sự hình

thành vơ số các liên kết vật lý và hóa học tại một nhiệt độ gia tăng dẫn đến sự bay

hơi của các sản phẩm hoặc tạo thành các sản phẩm nặng hơn.

Nhiệt độ sử dụng bình thường khoảng 1200 0C. Mơi trường sử dụng là mơi

trường khí trơ hoặc khí tích cực.



2.6.2. Xác định mức độ tương tác của Polyme với các ion kim loại

Mức độ tương tác của các ion kim loại trong nhựa được xác định theo công

thức:



q=



(Co - Ct) .V

m



Trong đó: q là mức độ tương tác (mg/g hoặc mmol/g), C0 là nồng độ kim

loại trong dung dịch ban đầu (mg/l hoặc mmol/l), C t là nồng độ kim loại sau khi hấp

phụ ( mg/l hoặc mmol/l), V là thể tích dung dịch kim loại hấp phụ (l), m là khối

lượng polyme (g).



Lớp KTMT 2012B



42 Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường



CHƯƠNG III : KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian phản ứng đến quá trình tổng hợp

polyme.

Để nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian phản ứng đến q trình

trùng hợp chúng tơi tiến hành phản ứng ở nồng độ 0,5 N, trong sự có mặt của 1%



§ é chun ho¸ (%)



(NH4)2S2O8 so với monome. Kết quả thu được thể hiện ở hình 1 và hình 2.



100

80

60

90°C

80°C

70°C

65°C



40

20

0

0



20



40



60



80



100



120



140



T (phót)



Hình 3.1: Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian phản ng n quỏ trỡnh tng hp



Đ ộ chuyển hoá (%)



poly(acrylamit)

100

80

60

90C

80C

70C

65C



40

20

0

0



20



40



60



80



100



120



140



T (phót)



Hình 3.2: Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian phản ứng đến quá trình tổng hợp

poly( acrylic axit)



Lớp KTMT 2012B



43 Viện Khoa học và Cơng nghệ Mơi trường



Hình 3.3: Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian phản ứng đến quá trình tổng hợp

poly(hydroxamic axit)

Qua hình vẽ thấy rằng khi nhiệt độ tăng thì tốc độ phản ứng tăng nhanh ở

giai đoạn đầu và sau đó tăng chậm dần cho đến giá trị khơng đổi. Điều này được

giải thích như sau: Khi tăng nhiệt độ sẽ làm tăng tốc độ tất cả các phản ứng hoá học

kể cả phản ứng cơ sở trong quá trình trùng hợp. Việc tăng tốc độ hình thành các

trung tâm hoạt động và tốc độ phát triển mạch làm tăng tốc độ chuyển hoá của

monome thành polyme.

Trong phản ứng ở nhiệt độ khác nhau, poly(acrylamit) và poly(hydroxamic

axit) tại 100 phút và poly(acrylic axit) tại 120 phút độ chuyển hố khơng đổi. Ngồi

ra tại các nhiệt độ đó chúng tơi tiến hành xác định trọng lượng phân tử trung bình

của polyme tạo thành bằng phương pháp đo độ nhớt và thu được kết quả ở bảng 3.1,

3.2 và 3.3.



Lớp KTMT 2012B



44 Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường