Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong khoa học vật liệu hiện đại, polymer và đặc biệt là copolymer đóng vai trò quan trọng nhờ tính linh hoạt và khả năng điều chỉnh cấu trúc đa dạng (như copolymer khối, copolymer ghép, copolymer ngẫu nhiên và copolymer luân phiên). Những vật liệu này tạo nền tảng phát triển các cấu trúc chức năng ứng dụng trong công nghiệp, nông nghiệp và y học. Trong đó, monomer N-isopropylacrylamide (NIPAM) là một dẫn xuất tiêu biểu của họ acrylamide, được sử dụng để tổng hợp poly(N-isopropylacrylamide) (pNIPAM). Vật liệu pNIPAM có đặc tính nhạy nhiệt đặc trưng với nhiệt độ dung dịch tới hạn dưới (LCST) đạt xấp xỉ 32 °C trong môi trường nước—ngưỡng nhiệt độ gần với thân nhiệt người, thích hợp cho các hệ dẫn truyền và giải phóng thuốc có kiểm soát hoặc hydrogel lưu trữ phân bón trong nông nghiệp.

Để mở rộng khả năng ứng dụng trong lĩnh vực y sinh, việc tích hợp thêm đặc tính nhạy pH nhằm kiểm soát quá trình phóng thích hoạt chất là một yêu cầu kỹ thuật quan trọng. Giải pháp thực tiễn được áp dụng là kết hợp NIPAM với một monomer chứa nhóm acid carboxylic như Acrylic acid (AA). Mặc dù copolymer giữa NIPAM và AA sở hữu tiềm năng ứng dụng lớn, các công bố khoa học toàn diện khảo sát chi tiết về cơ chế và động học phản ứng đồng trùng hợp gốc tự do của hệ monomer này trong dung môi nước còn hạn chế. Do đó, việc nghiên cứu cơ chế phản ứng, xác định các thông số động học và đánh giá các yếu tố công nghệ ảnh hưởng đến quá trình tạo màng/hạt copolymer p(NIPAM-co-AA) là cần thiết để phục vụ tối ưu hóa sản xuất và kiểm soát chất lượng vật liệu.

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài được xác định gồm 5 nhiệm vụ cụ thể:

  1. Tổng hợp thành công copolymer mạch thẳng p(NIPAM-co-AA) từ hai monomer NIPAM và AA.
  2. Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng chất khơi mào Ammonium persulfate (APS) đến tính chất của poly(NIPAM-co-AA).
  3. Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ mol monomer NIPAM/AA đến tính chất của poly(NIPAM-co-AA).
  4. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ monomer trong dung dịch đến tính chất của poly(NIPAM-co-AA).
  5. Xác định các thông số động học của quá trình đồng trùng hợp gốc tự do giữa NIPAM và AA trong dung dịch nước có xúc tác APS, bao gồm năng lượng hoạt hóa ($E$), thừa số tần suất ($A$) và hàm mô hình động học thực nghiệm ($f(\alpha)$) thông qua phương pháp phân tích nhiệt vi sai (DSC) bất đẳng nhiệt.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Quá trình tổng hợp và sản phẩm copolymer p(NIPAM-co-AA) tạo thành từ phản ứng đồng trùng hợp giữa monomer NIPAM, monomer AA với hệ khơi mào APS/TEMED trong môi trường nước; cùng các thông số động học của phản ứng.
  • Phạm vi nghiên cứu: Khảo sát các thông số thực nghiệm gồm hàm lượng chất khơi mào APS (1% – 4% mol), tỉ lệ mol NIPAM/AA (80/20 – 95/5), nồng độ monomer (2,5% – 10% khối lượng); phân tích động học nhiệt bất đẳng nhiệt trên thiết bị DSC trong khoảng nhiệt độ từ 20 °C đến 95 °C ở các tốc độ gia nhiệt 0,5; 1,0; 1,5 và 2,0 °C/phút dưới dòng khí nitơ trơ.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Đề tài vận dụng lý thuyết phản ứng trùng hợp gốc tự do chuỗi với ba giai đoạn cơ bản: khơi mào (tạo gốc tự do từ chất khơi mào và phản ứng với monomer), phát triển mạch (gốc hoạt động tấn công liên kết đôi của các phân tử monomer tiếp theo, ưu tiên kết hợp đầu – đuôi) và ngắt mạch (tái hợp gốc, dị ly hoặc hiệu ứng gel khi độ nhớt hệ tăng cao), cùng phản ứng truyền mạch qua dung môi/chất khơi mào. Về mặt động học, nghiên cứu sử dụng phương trình tốc độ phản ứng, phương trình Arrhenius biểu diễn sự phụ thuộc của hằng số tốc độ phản ứng vào nhiệt độ tuyệt đối và thuyết va chạm hoạt động để giải thích ngưỡng năng lượng hoạt hóa cũng như định hướng không gian của các tiểu phân.

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm và xử lý dữ liệu được thiết lập theo các quy chuẩn hóa học polymer:

[Monomer NIPAM, AA + Nước] 
[Bổ sung dung dịch APS 0,084M]
[Copolymer p(NIPAM-co-AA)] 
[Sản phẩm tinh chế phục vụ phân tích FTIR, NMR, DLS, DSC]
  • Xác định hằng số đồng trùng hợp ($r_1, r_2$): Áp dụng phương trình tuyến tính Kelen – Tudos thông qua việc biến đổi các tỉ lệ mol monomer trong nguyên liệu nhập liệu ($F$) và trong copolymer thành phẩm ($f$) thu được từ dữ liệu phổ cộng hưởng từ hạt nhân ($^1\text{H-NMR}$).
  • Xác định động học nhiệt bằng DSC bất đẳng nhiệt: Áp dụng phương pháp mô hình tự do (model-free isoconversional methods) nhằm tính toán năng lượng hoạt hóa tại các mức độ chuyển hóa khác nhau mà không phụ thuộc vào giả định mô hình phản ứng cụ thể. Ba phương trình cốt lõi được sử dụng gồm phương trình Friedman, phương trình Ozawa – Flynn – Wall (OFW) và phương trình Kissinger – Akahira – Sunose (KAS), kết hợp cùng phương pháp Kissinger.
  • Xác định mô hình động học thực nghiệm: Sử dụng phương pháp hồi quy tuyến tính bội trên phương trình phân tích động học kết hợp dạng rút gọn Sestak – Berggren: $\ln(\mathrm{d}\alpha/\mathrm{d}t) = \ln A - E/(RT) + m\ln(\alpha) + n\ln(1-\alpha)$ để xác định đồng thời bộ ba tham số động học ($E$, $A$, và các số mũ $m, n$).

Nguồn dữ liệu thực nghiệm được thu thập trực tiếp thông qua hệ thống hóa chất và thiết bị phân tích tiêu chuẩn:

Danh mục Chi tiết chủng loại / Xuất xứ Vai trò trong nghiên cứu
N-Isopropylacrylamide (NIPAM) Macklin (Trung Quốc), độ tinh khiết >98% (tái kết tinh bằng hexane) Monomer chính mang tính nhạy nhiệt
Acrylic acid (AA) Aladdin (Trung Quốc), độ tinh khiết >99% Monomer mang nhóm carboxyl nhạy pH
Ammonium persulfate (APS) Macklin (Trung Quốc), độ tinh khiết >99% Tác nhân khơi mào phản ứng
N,N,N',N'-Tetramethylethylenediamine (TEMED) Macklin (Trung Quốc), độ tinh khiết >99% Chất xúc tiến thúc đẩy phân hủy APS
Màng thẩm tách Dialysis MWCO = 8000 – 12000 g/mol Tinh chế copolymer, loại bỏ monomer dư
Máy đo quang phổ FTIR Jasco FT/IR-4700 (Easton, MA, USA), vùng đo 4000 – 400 cm⁻¹ Phân tích nhóm chức hóa học bằng kỹ thuật ATR
Máy quang phổ NMR Bruker Avance III spectrometer (USA), tần số 600 MHz Phân tích cấu trúc phân tử trong dung môi DMSO-d6
Máy đo kích thước hạt DLS Malvern Panalytical Zetasizer Pro (Malvern, UK) Xác định đường kính thủy động học ở 25 °C
Máy phân tích nhiệt vi sai DSC NETZSCH DSC 214 Polyma Khảo sát quá trình tỏa nhiệt ở các tốc độ gia nhiệt $\beta$

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan

Chương này hệ thống hóa các cơ sở lý luận về phản ứng trùng hợp và đồng trùng hợp polymer. Tác giả trình bày chi tiết bản chất của phản ứng trùng hợp chuỗi gốc tự do qua 4 giai đoạn: khơi mào (phân loại các nguồn khơi mào hóa học như hợp chất azo AIBN, peroxide BPO, persulfate APS, hệ oxy hóa khử, cũng như khơi mào bức xạ, ánh sáng và nhiệt độ), phát triển mạch (năng lượng hoạt hóa thấp khoảng 5 – 8 kcal/mol, ưu tiên kiểu liên kết đầu – đuôi), ngắt mạch (ngắt mạch nhị phân tử qua tái hợp gốc/dị ly và ngắt mạch đơn phân tử do hiệu ứng gel cản trở khuếch tán) và truyền mạch (làm giảm khối lượng phân tử trung bình hoặc tạo nhánh). Chương 1 cũng so sánh 4 phương pháp tổng hợp polymer cơ bản gồm trùng hợp khối, trùng hợp huyền phù, trùng hợp nhũ tương và trùng hợp dung dịch; trong đó trùng hợp dung dịch cho phép kiểm soát nhiệt độ tốt nhờ dung môi nhưng đòi hỏi quá trình tinh chế tách dung môi phức tạp.

Về mặt lý thuyết động học, chương phân tích biểu thức tốc độ phản ứng, phương trình Arrhenius biểu diễn hằng số tốc độ $k = A \exp(-E/RT)$, và thuyết va chạm hoạt động dựa trên hai yếu tố: năng lượng hoạt hóa $E$ và định hướng không gian thuận lợi $A$. Lý thuyết đồng trùng hợp được cụ thể hóa bằng 4 phản ứng phát triển mạch cơ bản giữa các gốc trung tâm $\text{R}1^\bullet, \text{R}2^\bullet$ với hai monomer $\text{M}1, \text{M}2$, định nghĩa các hằng số đồng trùng hợp $r_1 = k{11}/k{12}$ và $r_2 = k{22}/k{21}$, cùng cách thức xác định thông số $r_1, r_2$ qua phương trình Kelen – Tudos. Phần cuối chương trình bày tổng quan cấu trúc, tính chất hóa lý của NIPAM ($M = 113,16\text{ g/mol}$, $T_\mathrm{m} = 63 - 67\text{ }^\circ\text{C}$), AA ($M = 72,06\text{ g/mol}$, $T_\mathrm{m} = 14\text{ }^\circ\text{C}$), chất khơi mào APS ($M = 228,18\text{ g/mol}$), chất xúc tiến TEMED ($M = 116,13\text{ g/mol}$), cơ chế tương tác tạo gốc tự do giữa APS và TEMED, cùng nguyên lý làm việc của các kỹ thuật phân tích FTIR, NMR, DLS và DSC.

Chương 2: Thực nghiệm và phương pháp nghiên cứu

Chương 2 mô tả chi tiết hóa chất, trang thiết bị và quy trình tiến hành các chuỗi thí nghiệm. NIPAM thương mại chứa chất ức chế MEHQ được tinh chế bằng phương pháp tái kết tinh với dung môi hexane trước khi tổng hợp. Quy trình tổng hợp p(NIPAM-co-AA) được thực hiện trong bình cầu 100 mL: hỗn hợp NIPAM, AA và nước được siêu âm 15 phút, hút chân không 30 phút ở 3 – 5 °C có mặt APS 0,084M, sau đó kích hoạt phản ứng bằng dung dịch TEMED và duy trì khuấy trong 4 giờ ở 3 – 5 °C. Sản phẩm được ổn định 24 giờ ở 5 °C, lọc thẩm tách qua màng Dialysis (MWCO = 8000 – 12000 g/mol) trong nước cất suốt 7 ngày (thay nước 2 lần/ngày) và sấy khô ở 65 °C đến khối lượng không đổi.

Quy trình khảo sát thực nghiệm được chia thành 4 nội dung độc lập:

  • Khảo sát hàm lượng chất khơi mào APS: Thực hiện trên 4 mẫu APS-1, APS-2, APS-3, APS-4 tương ứng với hàm lượng APS là 1%, 2%, 3%, 4% mol so với tổng mol monomer; cố định tỉ lệ mol NIPAM/AA = 80/20 và nồng độ monomer 5% khối lượng.
  • Khảo sát tỉ lệ mol NIPAM/AA: Thực hiện trên 4 mẫu AA-80/20, AA-85/15, AA-90/10, AA-95/05 tương ứng với các tỉ lệ mol NIPAM/AA là 80/20, 85/15, 90/10, 95/5; cố định 2% APS và nồng độ monomer 5%.
  • Khảo sát nồng độ monomer: Thực hiện trên 4 mẫu C-2,5; C-5; C-7,5; C-10 tương ứng với nồng độ tổng monomer trong dung dịch là 2,5%; 5%; 7,5% và 10% khối lượng; cố định tỉ lệ NIPAM/AA = 95/5 và 2% APS.
  • Khảo sát động học bất đẳng nhiệt DSC: Mẫu phản ứng với tỉ lệ NIPAM/AA = 95/5, 2% APS, nồng độ monomer 5% ($m = 25,0 \pm 1,0\text{ mg}$) được quét nhiệt DSC từ 20 °C đến 95 °C dưới khí nitơ trơ ($40\text{ mL/phút}$) ở 4 tốc độ gia nhiệt $\beta = 0,5; 1,0; 1,5; 2,0\text{ }^\circ\text{C/phút}$ (ký hiệu mẫu: APS-2%-R0,5 đến APS-2%-R2,0).

Chương 2 cũng thiết lập các phương trình giải tích động học mô hình tự do (Friedman, Ozawa – Flynn – Wall, Kissinger – Akahira – Sunose) và phương pháp hồi quy tuyến tính bội xác định mô hình thực nghiệm Sestak – Berggren.

Chương 3: Kết quả và bàn luận

Chương 3 trình bày toàn bộ kết quả thực nghiệm và phân tích tương quan giữa các thông số công nghệ:

  • Kiểm chứng cấu trúc hóa học qua FTIR: Phổ hồng ngoại xác nhận sự tạo thành liên kết copolymer p(NIPAM-co-AA). Trên phổ xuất hiện đỉnh hấp thụ đặc trưng tại vị trí số sóng $1713\text{ cm}^{-1}$ tương ứng với dao động hóa trị của liên kết $-\mathrm{C=O}$ trong nhóm carboxyl của monomer Acrylic acid, cùng các đỉnh dao động đặc trưng của khung phân tử NIPAM.
  • Xác định hằng số đồng trùng hợp: Dựa trên phân tích phổ $^1\text{H-NMR}$ của mẫu AA-95/05 và số liệu tỉ lệ mol ban đầu, phương pháp tuyến tính Kelen – Tudos xác định được hằng số đồng trùng hợp của cặp monomer là $r_\mathrm{NIPAM} = 0,946$ và $r_\mathrm{AA} = 0,652$. Kết quả này chỉ ra rằng cả hai monomer đều có xu hướng đồng trùng hợp ngẫu nhiên, trong đó gốc NIPAM có hoạt tính gắn chèn monomer NIPAM cao hơn một chút so với monomer AA ($r_\mathrm{NIPAM} > r_\mathrm{AA}$).
  • Đặc trưng phân bố kích thước hạt (DLS): Kết quả đo tán xạ ánh sáng động cho thấy đường kính thủy động học của các hạt copolymer thay đổi rõ rệt theo tỉ lệ phối trộn monomer. Khi giảm tỉ lệ AA, tăng tỉ lệ NIPAM từ 80/20 lên 95/5 (tương ứng từ AA-80/20 đến AA-95/05), đường kính thủy động học giảm dần từ $496,1\text{ nm}$ xuống $170,8\text{ nm}$.
  • Động học phản ứng nhiệt vi sai (DSC): Đường cong DSC ghi nhận pic tỏa nhiệt của phản ứng trùng hợp dịch chuyển về vùng nhiệt độ cao hơn khi tăng tốc độ gia nhiệt $\beta$ từ 0,5 lên 2,0 °C/phút. Xử lý số liệu nhiệt lượng bằng phương pháp mô hình tự do xác định được:
    • Năng lượng hoạt hóa theo phương pháp Kissinger: $E = 154,22\text{ kJ/mol}$.
    • Năng lượng hoạt hóa theo phương pháp Ozawa: $E = 152,04 \pm 14,03\text{ kJ/mol}$.
    • Năng lượng hoạt hóa trung bình theo phương pháp KAS: $E = 148,91 \pm 12,80\text{ kJ/mol}$.
    • Áp dụng mô hình hồi quy tuyến tính đa biến, phản ứng đồng trùng hợp hệ NIPAM/AA với xúc tác APS trong dung môi nước tuân theo mô hình thực nghiệm Sestak – Berggren có dạng hàm: $f(\alpha) = (1 - \alpha)^{1,446}\alpha^{0,356}$.

Kết quả và đóng góp

Nghiên cứu đã thực hiện khảo sát thực nghiệm toàn diện phản ứng đồng trùng hợp giữa NIPAM và AA, cung cấp các số liệu định lượng về hóa lý và động học phản ứng:

Thông số / Đại lượng Giá trị thực nghiệm xác định trong khóa luận Phương pháp / Thiết bị đo
Vị trí pic carbonyl nhóm carboxyl (-COOH) $1713\text{ cm}^{-1}$ Phổ biến đổi hồng ngoại FTIR (Jasco FT/IR-4700)
Hằng số đồng trùng hợp $r_\mathrm{NIPAM}$ $0,946$ Phổ $^1\text{H-NMR}$ kết hợp phương trình Kelen – Tudos
Hằng số đồng trùng hợp $r_\mathrm{AA}$ $0,652$ Phổ $^1\text{H-NMR}$ kết hợp phương trình Kelen – Tudos
Dải đường kính thủy động học $170,8\text{ nm}$ (tỉ lệ 95/5) đến $496,1\text{ nm}$ (tỉ lệ 80/20) Tán xạ ánh sáng động DLS (Malvern Zetasizer Pro)
Năng lượng hoạt hóa ($E$) - Kissinger $154,22\text{ kJ/mol}$ DSC bất đẳng nhiệt (NETZSCH DSC 214 Polyma)
Năng lượng hoạt hóa ($E$) - Ozawa $152,04 \pm 14,03\text{ kJ/mol}$ DSC bất đẳng nhiệt (NETZSCH DSC 214 Polyma)
Năng lượng hoạt hóa ($E$) - KAS trung bình $148,91 \pm 12,80\text{ kJ/mol}$ DSC bất đẳng nhiệt (NETZSCH DSC 214 Polyma)
Hàm mô hình động học thực nghiệm $f(\alpha)$ $f(\alpha) = (1 - \alpha)^{1,446}\alpha^{0,356}$ Mô hình Sestak – Berggren qua hồi quy tuyến tính

Đóng góp khoa học và thực tiễn của công trình:

  • Về mặt khoa học: Khóa luận làm sáng tỏ các quy luật ảnh hưởng của hàm lượng chất khơi mào APS, tỉ lệ mol NIPAM/AA và nồng độ monomer đến cấu trúc và kích thước hạt copolymer hình thành; lần đầu tiên công bố bộ dữ liệu động học nhiệt đầy đủ (năng lượng hoạt hóa $E$ từ các mô hình KAS, Ozawa, Kissinger và mô hình thực nghiệm Sestak – Berggren) cho hệ đồng trùng hợp NIPAM và AA trong dung dịch nước sử dụng chất khơi mào APS.
  • Về mặt thực tiễn: Xây dựng quy trình tổng hợp p(NIPAM-co-AA) có khả năng kiểm soát kích thước hạt và thành phần cấu trúc, làm cơ sở dữ liệu kỹ thuật để tính toán, thiết kế và tối ưu hóa các thông số phản ứng trong chế tạo vật liệu polymer thông minh ứng dụng trong y sinh và nông nghiệp.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Dựa trên phạm vi nghiên cứu được công bố trong văn bản, công trình có một số giới hạn và định hướng mở rộng:

  • Hạn chế: Các khảo sát thực nghiệm tập trung vào phản ứng đồng trùng hợp trong dung môi nước ở điều kiện nhiệt độ thấp ban đầu (3 – 5 °C) với hệ khơi mào APS/TEMED; dữ liệu động học nhiệt DSC bất đẳng nhiệt được khảo sát trong phạm vi nhiệt độ từ 20 °C đến 95 °C ở 4 tốc độ gia nhiệt cụ thể (0,5 đến 2,0 °C/phút). Nghiên cứu chưa mở rộng khảo sát trên các hệ dung môi khác nhau hoặc đánh giá trực tiếp khả năng mang/nhả thuốc in vitro của copolymer thành phẩm.
  • Hướng nghiên cứu tiếp: Khảo sát chi tiết hành vi chuyển pha nhiệt độ (LCST) và độ nhạy pH của copolymer p(NIPAM-co-AA) trong các môi trường đệm mô phỏng sinh học khác nhau; thử nghiệm phối trộn và tạo màng hydrogel phục vụ ứng dụng mang hoạt chất y sinh hoặc phân bón tan chậm trong nông nghiệp.

Giá trị tham khảo

Báo cáo khóa luận là tài liệu tham khảo chuyên khảo dành cho:

  • Sinh viên, học viên cao học và nghiên cứu viên: Thuộc các chuyên ngành Công nghệ Kỹ thuật Hóa học, Hóa học Polymer, Khoa học Vật liệu và Kỹ thuật Y sinh quan tâm đến phản ứng đồng trùng hợp gốc tự do và polymer nhạy kích thích.
  • Phần nội dung có giá trị tham khảo kỹ thuật cao:
    • Quy trình thực nghiệm tinh chế monomer NIPAM và quy trình lọc sạch copolymer bằng màng lọc thẩm tách Dialysis nhiều ngày.
    • Phương pháp tính toán và xử lý số liệu xác định hằng số đồng trùng hợp $r_1, r_2$ theo mô hình Kelen – Tudos từ số liệu $^1\text{H-NMR}$.
    • Trình tự xử lý dữ liệu dòng nhiệt DSC bất đẳng nhiệt để tính toán năng lượng hoạt hóa theo phương pháp đẳng độ chuyển hóa (KAS, OFW, Friedman, Kissinger) và hồi quy hàm phản ứng Sestak – Berggren.

Câu hỏi thường gặp

1. Tín hiệu phổ FTIR nào chứng minh phản ứng đồng trùng hợp p(NIPAM-co-AA) đã diễn ra thành công?
Sự xuất hiện của đỉnh hấp thụ đặc trưng tại vị trí số sóng $1713\text{ cm}^{-1}$ trên phổ FTIR—đại diện cho dao động hóa trị của nhóm carbonyl ($-\mathrm{C=O}$) thuộc nhóm chức carboxyl của monomer Acrylic acid trong mạch copolymer—chứng minh hai monomer đã liên kết tạo thành copolymer.

2. Hằng số đồng trùng hợp của NIPAM và AA trong nghiên cứu này bằng bao nhiêu và được tính theo mô hình nào?
Hằng số đồng trùng hợp được xác định thông qua phương pháp tuyến tính Kelen – Tudos dựa trên số liệu phổ $^1\text{H-NMR}$, với giá trị thu được tương ứng là $r_\mathrm{NIPAM} = 0,946$ và $r_\mathrm{AA} = 0,652$.

3. Sự thay đổi tỉ lệ mol NIPAM/AA ảnh hưởng như thế nào đến đường kính thủy động học của copolymer đo bằng DLS?
Khi thay đổi tỉ lệ mol NIPAM/AA từ 95/5 sang 80/20 (tăng hàm lượng monomer AA), đường kính thủy động học của copolymer trong dung dịch nước đo ở 25 °C tăng dần từ $170,8\text{ nm}$ lên $496,1\text{ nm}$.

4. Năng lượng hoạt hóa của phản ứng đồng trùng hợp hệ APS/Monomer xác định qua DSC bất đẳng nhiệt có giá trị bao nhiêu?
Năng lượng hoạt hóa ($E$) xác định bằng phương pháp Kissinger đạt $154,22\text{ kJ/mol}$, phương pháp Ozawa đạt $152,04 \pm 14,03\text{ kJ/mol}$, và phương pháp Kissinger – Akahira – Sunose (KAS) cho giá trị trung bình là $148,91 \pm 12,80\text{ kJ/mol}$.

5. Mô hình hàm phản ứng thực nghiệm $f(\alpha)$ của quá trình đồng trùng hợp được xác định dưới dạng biểu thức nào?
Thông qua phương pháp hồi quy tuyến tính đa biến dạng Sestak – Berggren rút gọn, mô hình động học thực nghiệm của phản ứng được xác định là $f(\alpha) = (1 - \alpha)^{1,446}\alpha^{0,356}$.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Dương Gia Huy đã tổng hợp thành công copolymer p(NIPAM-co-AA) bằng phản ứng đồng trùng hợp gốc tự do trong dung môi nước dưới sự khơi mào của hệ APS/TEMED. Công trình đã phân tích chi tiết cấu trúc hóa học, kích thước thủy động học hạt, xác định hằng số đồng trùng hợp ($r_\mathrm{NIPAM} = 0,946; r_\mathrm{AA} = 0,652$) và tính toán bộ ba thông số động học nhiệt bất đẳng nhiệt trên thiết bị DSC với năng lượng hoạt hóa trung bình KAS đạt $148,91 \pm 12,80\text{ kJ/mol}$ cùng mô hình Sestak – Berggren $f(\alpha) = (1 - \alpha)^{1,446}\alpha^{0,356}$. Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở dữ liệu thực nghiệm quan trọng cho việc thiết kế và tối ưu hóa quá trình tổng hợp vật liệu polymer nhạy nhiệt và nhạy pH.