Khảo Sát Các Thông Số Ảnh Hưởng Đến Kích Thước Hạt Polystyrene Đơn Phân Tử

Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến kích thước của hạt nano polystyrene đơn phân tán, cung cấp cái nhìn sâu sắc về quy trình sản xuất.

• Tác giả: Nguyen Thi Thu Huyen
• Người hướng dẫn: Dr. Thanh-Truc Pham
• Trường học: Ho Chi Minh City University of Technology and Education
• Chuyên ngành: Materials Science
• Đề tài: Khảo Sát Các Thông Số Ảnh Hưởng Đến Kích Thước Hạt Polystyrene Đơn Phân Tử
• Loại tài liệu: Bachelor Thesis
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Ho Chi Minh City

Mục lục chi tiết

• ACKNOWLEDGEMENTS
• DECLARATION OF AUTHORSHIP
• TABLE OF CONTENTS
• 1. CHAPTER 1: INTRODUCTION
• 1.1. Overview of nanostructured polymers
• 1.2. Researches on monodispersed PS nanospheres in the world and Vietnam
• 1.2.1. Research situation in the world
• 1.2.2. Research situation in Vietnam
• 1.3. Research motivations and objectives
• 1.3.1. Motivation
• 1.3.2. Research objectives
• 2. CHAPTER 2: THEORETICAL BASIS
• 2.1. Introduction to nano polystyrene
• LIST OF TABLE
• LIST OF FIGURES AND CHARTS
• LIST OF ABBREVIATIONS

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Kích Thước Hạt Polystyrene Đơn Phân Tử

Các hạt polystyrene đơn phân tử (nPS) kích thước nano đang ngày càng được ứng dụng rộng rãi. Chúng có thể được tổng hợp với nhiều kích cỡ và chức năng bề mặt khác nhau, phù hợp để nghiên cứu các đặc tính bề mặt hạt. Ở kích thước nanomet, polystyrene thể hiện các đặc tính khác biệt so với vật liệu khối, giúp kiểm soát hiệu suất trong các ứng dụng. Các hạt nano này đóng vai trò quan trọng trong phân phối sinh học và khả năng tương thích sinh học, cho phép khám phá ảnh hưởng của kích thước, điện tích bề mặt và tính kỵ nước lên tế bào. Polystyrene cũng được sử dụng làm khuôn mềm để chế tạo các điện cực quang ZnO cho pin mặt trời nhạy cảm với thuốc nhuộm, cũng như chất xúc tác quang graphene-SnO2 để phân hủy các chất ô nhiễm hữu cơ và tách nước. Nhìn chung, polystyrene là một vật liệu đầy hứa hẹn cho nhiều ứng dụng như pin, siêu tụ điện, cảm biến, v.v.

1.1. Cấu Trúc Hóa Học và Tính Chất Vật Lý Polystyrene

Polystyrene (PS) là một polymer nhiệt dẻo được tổng hợp từ monomer styrene thông qua quá trình trùng hợp. Cấu trúc của PS bao gồm các chuỗi hydrocarbon dài với một nhóm phenyl gắn vào mỗi carbon. Polystyrene có nhiều dạng cấu trúc khác nhau, bao gồm syndiotactic, atactic và isotactic, ảnh hưởng đến tính chất vật lý của nó. Các tính chất vật lý quan trọng của polystyrene bao gồm độ bền kéo, độ giãn dài, mô đun Young và nhiệt độ chuyển thủy tinh. Các thông số này rất quan trọng trong việc xác định ứng dụng của polystyrene trong các lĩnh vực khác nhau. Tài liệu gốc không cung cấp thông tin chi tiết về các thông số này, nhưng các nguồn khác có thể được tham khảo để biết thêm chi tiết.

1.2. Ứng Dụng Tiềm Năng Của Polystyrene Đơn Phân Tử

Polystyrene đơn phân tử (nPS) có nhiều ứng dụng tiềm năng trong các lĩnh vực khác nhau. Trong lĩnh vực y sinh, chúng có thể được sử dụng để phân phối thuốc, chẩn đoán và các ứng dụng trị liệu khác. Trong lĩnh vực công nghệ, nPS có thể được sử dụng trong pin, siêu tụ điện, cảm biến và các thiết bị điện tử khác. Ngoài ra, nPS còn có thể được sử dụng làm khuôn mềm để chế tạo các vật liệu xốp và các cấu trúc nano khác. Khả năng điều chỉnh kích thước và chức năng bề mặt của nPS khiến chúng trở thành một vật liệu linh hoạt cho nhiều ứng dụng khác nhau. Nghiên cứu sâu hơn về các ứng dụng này có thể mở ra những khả năng mới trong tương lai.

II. Vấn Đề Kiểm Soát Kích Thước Hạt Polystyrene Nano

Việc kiểm soát kích thước hạt polystyrene ở kích thước nano là một thách thức quan trọng. Kích thước hạt ảnh hưởng trực tiếp đến các tính chất và ứng dụng của vật liệu. Các yếu tố như nhiệt độ, nồng độ monomer, chất hoạt động bề mặt và thời gian phản ứng đều có thể ảnh hưởng đến kích thước hạt. Việc hiểu rõ các thông số này và cách chúng tương tác với nhau là rất quan trọng để tổng hợp các hạt polystyrene có kích thước mong muốn. Các phương pháp phân tích như kính hiển vi điện tử quét (SEM) và tán xạ ánh sáng động (DLS) được sử dụng để xác định kích thước hạt và phân bố kích thước.

2.1. Các Yếu Tố Ảnh Hưởng Đến Kích Thước Hạt Polystyrene

Nhiều yếu tố ảnh hưởng đến kích thước hạt polystyrene trong quá trình tổng hợp. Nhiệt độ phản ứng ảnh hưởng đến tốc độ trùng hợp và sự hình thành hạt. Nồng độ monomer styrene quyết định lượng vật liệu có sẵn để tạo thành hạt. Chất hoạt động bề mặt, chẳng hạn như sodium dodecyl sulfat (SDS), giúp ổn định các hạt và ngăn chúng kết tụ lại. Thời gian phản ứng ảnh hưởng đến kích thước cuối cùng của hạt. Việc tối ưu hóa các thông số này là rất quan trọng để đạt được kích thước hạt mong muốn. Theo tài liệu gốc, các thông số này đã được khảo sát để xác định ảnh hưởng của chúng đến kích thước hạt.

2.2. Thách Thức Trong Việc Đạt Kích Thước Hạt Đồng Đều

Một thách thức khác là đạt được kích thước hạt đồng đều. Sự phân bố kích thước hạt rộng có thể ảnh hưởng đến các tính chất và ứng dụng của vật liệu. Các yếu tố như sự khuấy trộn không đủ, sự phân bố không đồng đều của monomer và chất hoạt động bề mặt, và sự kết tụ hạt có thể dẫn đến sự phân bố kích thước hạt rộng. Các kỹ thuật như trùng hợp nhũ tương gần như không có nhũ tương có thể giúp cải thiện sự đồng đều của kích thước hạt. Việc kiểm soát chặt chẽ các điều kiện phản ứng và sử dụng các phương pháp phân tích tiên tiến là rất quan trọng để đạt được kích thước hạt đồng đều.

III. Phương Pháp Trùng Hợp Nhũ Tương Bí Quyết Kích Thước Hạt

Trùng hợp nhũ tương là một phương pháp phổ biến để tổng hợp các hạt polystyrene. Phương pháp này liên quan đến việc trùng hợp monomer styrene trong một hệ nhũ tương, thường sử dụng nước làm pha liên tục và chất hoạt động bề mặt để ổn định các hạt. Trùng hợp nhũ tương có nhiều ưu điểm, bao gồm tốc độ trùng hợp cao, kiểm soát nhiệt độ dễ dàng và khả năng đạt được độ chuyển đổi cao. Kỹ thuật "trùng hợp nhũ tương gần như không có nhũ tương" có thể cải thiện khả năng kiểm soát kích thước hạt và độ đồng đều.

3.1. Cơ Chế Hình Thành Hạt Polystyrene Trong Nhũ Tương

Cơ chế hình thành hạt trong trùng hợp nhũ tương bao gồm một số giai đoạn. Đầu tiên, chất hoạt động bề mặt tạo thành các mixen trong nước. Monomer styrene hòa tan vào các mixen này. Chất khơi mào, thường là một chất tan trong nước, tạo ra các gốc tự do trong pha nước. Các gốc tự do này xâm nhập vào các mixen chứa monomer và bắt đầu quá trình trùng hợp. Các hạt polystyrene phát triển bên trong các mixen. Khi các hạt phát triển, chúng hấp thụ thêm monomer từ pha nước. Cuối cùng, các hạt đạt đến một kích thước ổn định và quá trình trùng hợp kết thúc.

3.2. Ưu Điểm Của Trùng Hợp Nhũ Tương So Với Các Phương Pháp Khác

Trùng hợp nhũ tương có nhiều ưu điểm so với các phương pháp trùng hợp khác. Nó cho phép kiểm soát tốt kích thước hạt và độ đồng đều. Nó có thể được thực hiện ở nhiệt độ thấp, giúp giảm thiểu sự hình thành các sản phẩm phụ. Nó có thể đạt được tốc độ trùng hợp cao và độ chuyển đổi cao. Nó có thể sử dụng nhiều loại monomer và chất hoạt động bề mặt khác nhau. Nó có thể tạo ra các hạt có nhiều hình dạng và cấu trúc khác nhau. Những ưu điểm này làm cho trùng hợp nhũ tương trở thành một phương pháp linh hoạt và hiệu quả để tổng hợp các hạt polystyrene.

IV. Ảnh Hưởng Của Nhiệt Độ Đến Kích Thước Hạt Polystyrene

Nhiệt độ là một thông số quan trọng ảnh hưởng đến kích thước hạt polystyrene. Nhiệt độ cao hơn thường dẫn đến tốc độ trùng hợp nhanh hơn, có thể dẫn đến kích thước hạt nhỏ hơn. Tuy nhiên, nhiệt độ quá cao có thể dẫn đến sự hình thành các sản phẩm phụ và sự phân bố kích thước hạt rộng hơn. Việc tìm ra nhiệt độ tối ưu là rất quan trọng để đạt được kích thước hạt mong muốn và độ đồng đều. Tài liệu gốc khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến kích thước hạt polystyrene.

4.1. Mối Quan Hệ Giữa Nhiệt Độ và Tốc Độ Phản Ứng Trùng Hợp

Nhiệt độ ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ phản ứng trùng hợp. Theo phương trình Arrhenius, tốc độ phản ứng tăng theo cấp số nhân khi nhiệt độ tăng. Điều này là do nhiệt độ cao hơn cung cấp nhiều năng lượng hơn cho các phân tử, cho phép chúng vượt qua rào cản năng lượng hoạt hóa và phản ứng nhanh hơn. Trong trùng hợp nhũ tương, tốc độ trùng hợp nhanh hơn có thể dẫn đến sự hình thành hạt nhanh hơn và kích thước hạt nhỏ hơn.

4.2. Tác Động Của Nhiệt Độ Đến Độ Đồng Đều Kích Thước Hạt

Nhiệt độ cũng có thể ảnh hưởng đến độ đồng đều của kích thước hạt. Nhiệt độ không đồng đều trong phản ứng có thể dẫn đến sự hình thành hạt không đồng đều và sự phân bố kích thước hạt rộng hơn. Nhiệt độ quá cao có thể dẫn đến sự hình thành các sản phẩm phụ và sự kết tụ hạt, làm giảm độ đồng đều của kích thước hạt. Việc kiểm soát chặt chẽ nhiệt độ và đảm bảo sự khuấy trộn tốt là rất quan trọng để đạt được độ đồng đều kích thước hạt cao.

V. Nồng Độ Monomer Styrene Tối Ưu Hóa Kích Thước Hạt

Nồng độ monomer styrene là một thông số quan trọng khác ảnh hưởng đến kích thước hạt polystyrene. Nồng độ monomer cao hơn thường dẫn đến kích thước hạt lớn hơn, vì có nhiều vật liệu hơn để tạo thành hạt. Tuy nhiên, nồng độ monomer quá cao có thể dẫn đến sự kết tụ hạt và sự phân bố kích thước hạt rộng hơn. Việc tối ưu hóa nồng độ monomer là rất quan trọng để đạt được kích thước hạt mong muốn và độ đồng đều. Tài liệu gốc khảo sát ảnh hưởng của nồng độ monomer styrene đến kích thước hạt polystyrene.

5.1. Ảnh Hưởng Của Nồng Độ Monomer Đến Sự Hình Thành Hạt

Nồng độ monomer styrene ảnh hưởng trực tiếp đến sự hình thành hạt. Nồng độ monomer cao hơn cung cấp nhiều vật liệu hơn để tạo thành hạt, dẫn đến kích thước hạt lớn hơn. Tuy nhiên, nồng độ monomer quá cao có thể dẫn đến sự hình thành quá nhiều hạt, làm giảm kích thước hạt trung bình. Việc tìm ra nồng độ monomer tối ưu là rất quan trọng để đạt được kích thước hạt mong muốn.

5.2. Tác Động Của Nồng Độ Monomer Đến Độ Polydispersity

Nồng độ monomer cũng có thể ảnh hưởng đến độ polydispersity (PDI), một thước đo độ đồng đều của kích thước hạt. Nồng độ monomer quá cao hoặc quá thấp có thể dẫn đến PDI cao hơn, cho thấy sự phân bố kích thước hạt rộng hơn. Việc kiểm soát chặt chẽ nồng độ monomer và các điều kiện phản ứng khác là rất quan trọng để đạt được PDI thấp và kích thước hạt đồng đều.

VI. Ứng Dụng Thực Tế Tạo Màng ZnO Xốp Từ Polystyrene

Các hạt polystyrene có thể được sử dụng làm khuôn mềm để tạo ra các vật liệu xốp, chẳng hạn như màng ZnO xốp. Trong phương pháp này, các hạt polystyrene được nhúng vào một ma trận ZnO. Sau đó, các hạt polystyrene được loại bỏ, để lại các lỗ rỗng trong ma trận ZnO. Màng ZnO xốp có thể được sử dụng trong nhiều ứng dụng, chẳng hạn như xúc tác quang, cảm biến và pin mặt trời. Tài liệu gốc đề xuất ứng dụng nPS làm khuôn mềm trong điều chế màng mỏng ZnO xốp.

6.1. Quy Trình Tạo Màng ZnO Xốp Bằng Khuôn Polystyrene

Quy trình tạo màng ZnO xốp bằng khuôn polystyrene bao gồm một số bước. Đầu tiên, các hạt polystyrene được tổng hợp với kích thước mong muốn. Sau đó, các hạt polystyrene được phân tán trong một dung dịch tiền chất ZnO. Dung dịch này được phủ lên một chất nền. Sau khi sấy khô, các hạt polystyrene được loại bỏ bằng cách nung hoặc hòa tan trong dung môi. Điều này để lại một màng ZnO xốp với các lỗ rỗng có kích thước và hình dạng tương ứng với các hạt polystyrene.

6.2. Ưu Điểm Của Màng ZnO Xốp Trong Ứng Dụng Xúc Tác Quang

Màng ZnO xốp có nhiều ưu điểm trong ứng dụng xúc tác quang. Cấu trúc xốp cung cấp diện tích bề mặt cao, cho phép nhiều chất phản ứng tiếp xúc với chất xúc tác. Các lỗ rỗng cũng có thể cải thiện sự khuếch tán của chất phản ứng và sản phẩm. Ngoài ra, màng ZnO xốp có thể được chế tạo với các tính chất quang học được điều chỉnh, chẳng hạn như khả năng hấp thụ ánh sáng cao hơn. Những ưu điểm này làm cho màng ZnO xốp trở thành một vật liệu đầy hứa hẹn cho các ứng dụng xúc tác quang.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MINISTRY OF EDUCATION AND TRAINING HO CHI MINH CITY UNIVERSITY OF TECHNOLOGY AND EDUCATION GRADUATION PROJECT MATERRIALS SCIENCES SURVEY THE PARAMETERS AFFECTING THE SIZE OF MONODISPERSED POLYSTYRENE NANOSPHERES LECTURER: DR. THANH-TRUC PHAM STUDENT: NGUYEN THI THU HUYEN PHAM VAN THANH SKL 009110 HO CHI MINH CITY, SEPTEMBER 2022 HO CHI MINH CITY UNIVERSITY OF TECHNOLOGY AND EDUCATION FACULTY OF APPLIED SCIENCES DEPARTMENT OF MATERIALS TECHNOLOGY BACHELOR THESIS SURVEY THE PARAMETERS AFFECTING THE SIZE OF MONODISPERSED POLYSTYRENE NANOSPHERES SUPERVISOR: Dr. THANH-TRUC PHAM STUDENT’S NAME: NGUYEN THI THU HUYEN STUDENT’S ID NUMBER:18130020 STUDENT’S NAME: PHAM VAN THANH STUDENT’S ID NUMBER: 18130040 Course: 2018 Ho Chi Minh City, 09 & 2022 of dissertation HO CHI MINH CITY UNIVERSITY OF TECHNOLOGY AND EDUCATION FACULTY OF APPLIED SCIENCES DEPARTMENT OF MATERIALS TECHNOLOGY BACHELOR THESIS SURVEY THE PARAMETERS AFFECTING THE SIZE OF MONODISPERSED POLYSTYRENE NANOSPHERES SUPERVISOR: Dr. THANH-TRUC PHAM STUDENT’S NAME: NGUYEN THI THU HUYEN STUDENT’S ID NUMBER:18130020 STUDENT’S NAME: PHAM VAN THANH STUDENT’S ID NUMBER: 18130040 Course: 2018 Ho Chi Minh City, 09 & 2022 of dissertation TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.

HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG NAM BM CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU Độc lập - Tự do – Hạnh phúc Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2022 NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Giảng viên hướng dẫn: TS. Phạm Thanh Trúc Cơ quan công tác của giảng viên hướng dẫn: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh Sinh viên thực hiện: 1. Nguyễn Thị Thu Huyền MSSV: 18130020 2.

Phạm Văn Thành MSSV: 18130040 1. Tên đề tài: Chế tạo hạt polystyrene và khảo sát các thông số ảnh hưởng đến kích thước hạt 2. Nội dung chính của khóa luận: Chế tạo hạt Polystyrene bằng phương pháp nhũ tương gần như không có nhũ. Khảo sát các thông số ảnh hưởng đến kích thước hạt: nhiệt độ, nồng độ của sodium dodecyl sulfat, lượng styrene, thời gian phản ứng.

Các sản phẩm dự kiến Sản phẩm dạng nhũ tương để khảo sát kích thước hạt 4. Ngôn ngữ trình bày: Bản báo cáo: Tiếng Anh ☑ Tiếng Việt • Trình bày bảo vệ: Tiếng Anh • Tiếng Việt ☑ TRƯỞNG BỘ MÔN GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên) i KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM BỘ MÔN CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU Độc lập – Tự do – Hạnh phúc ******* NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Họ và tên Sinh viên: Nguyễn Thị Thu Huyền MSSV: 18130020 Phạm Văn Thành MSSV: 18130040 Ngành: Công nghệ vật liệu Tên đề tài tiếng Việt: Chế tạo hạt polystyrene và khảo sát các thông số ảnh hưởng đến kích thước hạt Tên đề tài tiếng Anh: Survey the parameters affecting the size of monodispersed polystyrene nanospheres Họ và tên Giáo viên hướng dẫn: Ts. Phạm Thanh Trúc Cơ quan công tác của GV hướng dẫn: Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp. Hồ Chí Minh.

Địa chỉ: 01 Võ Văn Ngân, Phường Linh Chiểu, TP. Thủ Đức, TP. Hồ Chí Minh NHẬN XÉT 1. Về nội dung đề tài và khối lượng thực hiện:.

Tinh thần học tập, nghiên cứu của sinh viên:. Đề nghị cho bảo vệ hay không?. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2022 Giáo viên hướng dẫn (Ký & ghi rõ họ tên) ii KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM BỘ MÔN CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU Độc lập – Tự do – Hạnh phúc ******* NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Họ và tên Sinh viên: Nguyễn Thị Thu Huyền MSSV: 18130020 Phạm Văn Thành MSSV: 18130040 Ngành: Công nghệ vật liệu Tên đề tài tiếng Việt: Chế tạo hạt polystyrene và khảo sát các thông số ảnh hưởng đến kích thước hạt Tên đề tài tiếng Anh: Survey the parameters affecting the size of monodispersed polystyrene nanospheres Họ và tên giáo viên phản biện:. Cơ quan công tác của GV phản biện:.

Địa chỉ: NHẬN XÉT 1. Về nội dung đề tài và khối lượng thực hiện:. Kiến nghị và câu hỏi:. Đề nghị cho bảo vệ hay không?.

Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2022 Giáo viên phản biện (Ký & ghi rõ họ tên) iii ACKNOWLEDGEMENTS I would like to express my sincere thanks to Ms. Thanh-Truc Pham, who guided me in this graduation thesis, for taking a lot of time to impart her knowledge and for her help during the preparation of this thesis. I would like to thank the teachers of the Faculty of Applied Science, Ho Chi Minh City University of Technology and Education for their interest and guidance during my study and thesis work. I would like to thank my fellow researchers at the Materials Technology Laboratory for their support and help when I encountered difficulties during the experiment.

During the process of writing the thesis, it is inevitable that shortcomings can be avoided. I look forward to receiving the contributions of teachers and friends to make the thesis content complete and practical. iv DECLARATION OF AUTHORSHIP I hereby declare that this thesis was carried out by myself under the guidance and supervision of Dr. Thanh-Truc Pham and the work contained and the results in it are true by the author and have not violated research ethics.

The data and figures presented in this thesis are for analysis, comments, and evaluations from various resources by own work and have been duly acknowledged in the reference part. I will take full responsibility for any fraud detected in my thesis. Ho Chi Minh City, day 25 month 08 year 2022 Author Nguyen Thi Thu Huyen Pham Van Thanh v TABLE OF CONTENTS ACKNOWLEDGEMENTS. iv DECLARATION OF AUTHORSHIP.

v TABLE OF CONTENTS. vi LIST OF TABLE. ix LIST OF FIGURES AND CHARTS. x LIST OF ABBREVIATIONS.

xii CHAPTER 1: INTRODUCTION.1 Overview of nanostructured polymers .2 Researches on monodispersed PS nanospheres in the world and Vietnam.1 Research situation in the world .2 Research situation in Vietnam .3 Research motivations and objectives. 6 CHAPTER 2: THEORETICAL BASIS .1 Introduction to nano polystyrene .4 Polystyrene synthesis method. Emulsion polymerization with almost no emulsion. Synthetic materials in emulsion polymerization with almost no emulsion.2 Material analysis and evaluation .1 Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR) .2 Molecular weight analysis by viscosity analysis .3 Dynamic light scattering (DLS) .4 Scanning electron microscope (SEM) .5 Ultraviolet–visible spectroscopy (UV- Vis) .2 Equipment and tool .1 Manufacturing IO ZnO film by dip coating method .1 Dip coating method .2Assemble the PS array samples .3 Synthesis of ZnO sol.

PS nanoparticle composite diagram and demonstration .4 Analysis and evaluation method of PS nanoparticles. Fourier transform infrared spectroscopy .2 UV-Vis absorbance measurement .3 Molecular weight analysis by viscosity analysis .4 Dynamic light scattering .5 Scanning electron microscope. 36 CHAPTER 4: RESULTS AND DISCUSSIONS .1 Parameters affecting particle size .3 The survey results of SDS concentration .4 The survey results of styrene volumetric .1 PS FTIR Spectrum.2 Scanning electron microscope.4 DLS of nPS. 58 viii LIST OF TABLE Table 2.1: Physical parameters of polystyrene .2: Mechanical parameters of polystyrene .1: Chemicals used in the project……….2:The synthesis and analysis systems.3: Equipments used in the project .1: The survey results of temperature……………………………………….

2: The survey results of time .3: The survey results of SDS concentration .4: The survey results of styrene volumetric .5: Information on the spectrum of PS nanoparticles when surveyed at parameters .6: Calculate the viscosity of nPS.7: Equation constants for various polymer- solvent pairs. 49 ix LIST OF FIGURES AND CHARTS Figure 1.1: Number of studies on nano polymers over the years .2: Making a micelle-liposome polymer carrying the drug .3: Solar cells made from nano polymers .4: The number of research registries on the application of nano polymers by countries .1: The molecular structure of polystyrene ………………………………….2: Equation for polymerization of polystyrene from styrene .3: a) Syndiotactic PS b) Atactic PS c) Isotactic PS .4: Emulsion polymerization concept .1:PS nanoparticle synthesis process diagram………………….2: Synthesis PS system .3: nPS samples after synthesis .4: Illustrate the dip coating method.5: The synthesis of ZnO IOs is shown schematically .1: The adsorption of the ZnO thin films in the photocatalysis degradation of 5 mg/L methylene blue when survey temperature …………………………………….2: Percent adsorption of the ZnO thin films in the photocatalysis degradation of 5 mg/L methylene blue when survey time .3: Percent adsorption of the ZnO thin films in the photocatalysis degradation of 5 mg/L methylene blue when survey SDS concentration .4: Percent adsorption of the ZnO thin films in the photocatalysis degradation of 5 mg/L methylene blue when survey volumetric styrene .5: FTIR spectrum of polystyrene nanoparticles surveyed in the following parameters: sample 3, sample 8, sample 13, sample 19 .6: SEM image of sample 3 at a) 400 nm (120x), b) 1µm (30x) .7: SEM image of sample 8 at c) 400 nm (120x), d) 1µm (30x) .8: Graph of reduced viscosity at concentrations.9: Average particle size and particle size distribution in solution of sample 3 .10: Average particle size and particle size distribution in solution of sample 8 .11: Average particle size and particle size distribution in solution of sample 13 .12: Average particle size and particle size distribution in solution of sample 19. 53 xi LIST OF ABBREVIATIONS Symbol Nomenclature MS Styrene monomer PS Polystyrene nPS Polystyrene Nanosphere PVC Polyvinyl Clorua ATRP Atom transfer radical polymerization RAFT Reversible addition-fragmentation chain transfer APS Amoni persulfate PLGA Poly acid lactic-co-glycolic PU Poly(ether urethane) CDs Compact disc DVDs Digital versatile disc EPS Expanded polystyrene HIPS High impact polystyrene GPPS General purpose polystyrene IO Inverse opals CMC Critical micelle concentration AIBN Azobisisobutyronitrile IAMS Institute of Applied Materials Science SPS Peroxodisulfate FTIR Fourier-transform infrared spectroscopy GPC Gel Permeation Chromatography SEM Scanning Electron Microscope XRD X-Ray Diffraction xii PDI Polydispersity Index UV-Vis Ultraviolet-visible spectroscopy FTIR Fourier-transform infrared spectroscopy DLS Dynamic light scattering PCS Photon correlation spectroscopy NIR Near- infrared HOMO Highest Occupied Molecular Orbital LUMO Lowest unoccupied molecular orbital DI Deionized xiii CHAPTER 1: INTRODUCTION 1.1 Overview of nanostructured polymers Nanomaterials technology is a fairly new field in Vietnam. The fabrication and research of nanomaterials is very necessary and in line with the development trend of the world.

While there are many challenges, it plays a massive role in the development of science and technology. It helps humans to control the structure of atoms and molecules, creating nanoscale materials. Such materials exhibit unique chemical, physical as well as biological properties, thanks to the small size and high surface area as compared to block materials. One of the most impressive developments is nanostructured polymers or nanopolymers.

Fascinated properties could be obtained when grain size or surface feature size is reduced into the nanometer. For example, Thapa et al. developed nano-structured poly acid lactic-co-glycolic (PLGA) and poly(ether urethane) (PU) formulations with surface feature dimensions ranging between 50 and 100 nm and tested their in vitro cytocompatibility properties with bladder smooth muscle cells. Results from their studies provided the first evidence that bladder smooth muscle cell adhesion and proliferation were enhanced on polymeric surfaces with nano- dimensional, compared to micro-dimensional, features.

In these studies, bladder smooth muscle cell adhesion and proliferation were greater on two-dimensional nanometer surfaces of polymers such as PLGA and PU [1]. In Vietnam, the Institute of Applied Materials Science is studying several applications of nanostructured samples for magnetic, electronic, and photoelectric devices. Among them, nano polymer monodisperse shows their potential applications in photonic crystals. Nanopolymers are significant components for high-molecular compounds to create new materials.

Nanopolymers are also created based on the two polymerization mechanisms, which is step-growth polymerization and chain-growth polymerization. In 1 the step-growth polymerization, the reactions will be controlled slowly to create the polymer chains containing approximately ten to hundreds of units, so that the size was limitted at the nanoscale.