Phương Nam Co LTD
Cung cấp Chất hoạt động bề mặt, dầu bôi trơn Korea
© 28/3/2024 - Vietnam12h.com Application

Decanedioic Acid sử dụng tổng hợp copolyeste


Kết quả phân tích phổ hồng ngoại 

Tiến hành tổng hợp copolyeste với xúc tác TBT 1,5 g/mol tính theo lượng tiền chất axit (DMT và SbA), với Decanedioic Acid. Phổ hồng ngoại của hỗn hợp được ghi tại các thời điểm khác nhau của quá trình tổng hợp copolyeste được thể hiện như trong hình 3. Kết quả này cho thấy sự suy giảm rõ rệt về cường độ các đỉnh hấp thụ tại vùng 3400 cm-1 đặc trưng cho nhóm OH của tiền chất axit (SbA) và glycol (EG). Tại thời điểm kết thúc phản ứng trùng ngưng (M2) cường độ của đỉnh pic tại vùng này rất thấp cho thấy hầu hết các nhóm carboxylic và hydroxyl đã phản ứng còn lại rất ít. Đặc biệt, sản phẩm copolyeste sau khi tinh chế (M3) hầu như không còn sự xuất hiện của các nhóm chức này cho thấy mức độ trùng hợp cao của sản phẩm cũng như việc xử lý, tinh chế sản phẩm có hiệu quả tốt. Ngoài ra, kết quả phổ hồng ngoại cũng chỉ ra các đỉnh hấp thụ đặc trưng cho các liên kết, nhóm chức có mặt trong cấu trúc hóa học của mạch copolyeste như: đỉnh hấp thụ tại ví trí 1720 cm-1 đặc trưng cho liên kết C=O trong nhóm carboxyl, các đỉnh hấp thụ tại vùng 2858 cm-1 và 2935 cm-1 đặc trưng cho dao động hóa trị của liên kết C-H. Các đỉnh hấp thụ đặc trưng cho dao động hóa trị liên kết C-O tại vùng 1270 cm-1 và 1035-1130 cm-1. Đỉnh hấp thụ tại vị trí 730 cm-1 đặc trưng cho dao động của các nhóm CH2 liên tiếp trong mạch chính của SbA.

Phổ IR hỗn hợp phản ứng tại các thời điểm khác nhau

M0: Hỗn hợp phản ứng ban đầu; M1: Hỗn hợp phản ứng kết thúc giai đoạn 1; M2: Kết thúc giai đoạn trùng ngưng; M3: Hỗn hợp phản ứng sau tinh chế.

Kết quả phân tích phổ 1H NMR

Phổ 1H NMR của mẫu copolyeste được trình bày như trong hình 4. Trong đó, các đỉnh cực đại tại vị trí d=8,1 ppm đặc trưng cho các nguyên tử H trong vòng thơm của đoạn terephthalat-T (4H), các đỉnh cực đại tại d=4,2÷4,7 ppm đặc trưng cho nguyên tử H trong đoạn ethylen-E (4H), đỉnh cực đại tại vị trí d=2,30÷2,4 ppm đặc trưng cho nguyên tử H tại các nhóm CH2 cạnh nhóm carboxyl trong đoạn Decanedioic Acid (4H), các đỉnh cực đại tại d=1,2÷1,6 ppm đặc trưng cho các nhóm CH2 ở giữa trong đoạn Decanedioic Acid-S (8H). 

Giá trị tích phân của các đỉnh cực đại được thể hiện như trong bảng 1. Từ các số liệu thu được trong bảng này cũng cho biết được phần tỷ trọng của các đoạn T : E : S xấp xỉ 3 : 5 : 2, tỷ lệ T : S xấp xỉ 3 : 2 tương đương với tỷ lệ tiền chất DMT và SbA sử dụng. Trong điều kiện DMT rất dễ thăng hoa tại vùng nhiệt độ phản ứng [7], kết quả này chứng tỏ rằng, điều kiện tiến hành thí nghiệm là khá tốt, tránh được sự thăng hoa của DMT.

Bảng 1. Các đặc trưng phổ 1H NMR của copolyeste.

Phổ 1H NMR của copolyeste.

Độ nhớt nội Trong khảo sát này, copolyeste được tổng hợp sử dụng 2 loại xúc tác khác nhau TBT và Sb2O3 kết hợp kẽm acetat được so sánh. Trong đó, hệ xúc tác Sb2O3/Zn(Ac)2 đã được sử dụng rất phổ biến trong công nghiệp với antimon trioxid đóng vai trò làm xúc tác cho quá trình trùng ngưng còn kẽm acetat là xúc tác cho quá trình este hóa cũng như trao đổi este [5, 8]. Lượng xúc tác sử dụng của hệ này là 0,15 g Sb2O3 và 0,2 g Zn(Ac)2 tính trên 1 mol tiền chất axit (DMT và SbA). Nhiệt độ phản ứng pha cuối đối với quá trình tổng hợp sử dụng hệ xúc tác Sb2O3/Zn(Ac)2 là 270 oC.

Bảng 2. Độ nhớt nội của copolyeste được tổng hợp bởi các hệ xúc tác khác nhau.

Kết quả xác định độ nhớt nội của copolyeste được tổng hợp bởi các hệ xúc tác khác nhau cho thấy, có sự khác biệt đáng kể về độ nhớt nội bởi 2 sản phẩm này. Theo đó, sản phẩm copolyeste được tổng hợp sử dụng xúc tác TBT cho độ nhớt nội cao hơn hẳn so với hệ xúc tác oxit kim loại/acetate kim loại. Điều đó cho thấy, hiệu quả xúc tác của TBT là cao hơn hẳn so với hệ xúc tác oxit kim loại như trước đây.

Kết luận  

Poly(ethylene terephthalate-co-ethylene Decanedioic Acid) copolyeste đã được tổng hợp thành công theo quá trình gồm hai giai đoạn tương tự như quá trình tổng hợp polyeste. Trong đó, giai đoạn 1 được thực hiện ở 150-200 oC, khí quyển N2, áp suất thường; giai đoạn 2 tiến hành ở nhiệt độ đến 260-270 oC, áp suất âm (100 Pa). Quá trình tổng hợp hạn chế được lượng DMT mất mát do thăng hoa, điều này được thể hiện qua tỷ lệ các đoạn terephthalat/Decanedioic Acid trong mạch chính tương đương với tỷ lệ tiền chất DMT và SbA sử dụng. Trong nghiên cứu tổng hợp này, xúc tác TBT cho hiệu quả tốt, cho sản phẩm copolyeste có độ nhớt nội cao hơn hẳn so với hệ xúc tác oxit/acetate kim loại (Sb2O3/Zn(Ac)2) thường được sử dụng.