Luận văn thạc sĩ về nghiên cứu xúc tác quang từ phenoxazine trong phản ứng trùng hợp gốc tự do

• Tác giả: Nguyễn Trần Hà
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Trần Hà
• Trường học: Trường Đại Học Bách Khoa TP.HCM
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Vật Liệu
• Đề tài: Nghiên Cứu Xúc Tác Quang Từ Phenoxazine Cho Phản Ứng Trùng Hợp Gốc Tự Do
• Loại tài liệu: luận văn
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Thành Phố Hồ Chí Minh

• LỜI MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Tổng quan về quá trình polymer hóa kiểm soát gốc tự do (Controlled/Living Radical Polymerization - CRP)
• 1.2. Trùng hợp chuyển đổi nguyên tử ATRP
• 1.3. Tổng hợp polymer ứng dụng và vật liệu mới sử dụng ATRP
• 1.4. Những nghiên cứu liên quan đến ATRP
• 1.5. Trùng hợp chuyển đổi nguyên tử sử dụng xúc tác quang hữu cơ (O-ATRP)
• 1.6. Tổng quan về monomer Furfuryl Methacrylate và Abietic acid có nguồn gốc rosin
• 1.6.1. Monomer Furfuryl Methacrylate
• 1.6.2. Abietic acid từ rosin
• 2. CHƯƠNG 2: XÚC TÁC PHENOXAZINE TRONG PHẢN ỨNG O-ATRP
• 2.1. Nguyên liệu và thiết bị thí nghiệm
• 2.2. Tổng hợp xúc tác quang PHP
• 2.3. Khảo sát quá trình polymer hóa monomer MMA
• 2.3.1. Khảo sát thời gian phản ứng
• 2.3.2. Khảo sát dung môi
• 2.3.3. Khảo sát nồng độ chất khởi tạo
• 2.4. Sử dụng xúc tác PHP cho quá trình polymer hóa các monomer methacrylate
• 2.5. So sánh khả năng xúc tác PHP với Perylene và 10H-Phenoxazine
• 2.6. Tổng hợp biomass-based monomer methacrylate
• 2.6.1. Tổng hợp monomer Furfuryl Methacrylate (FMA)
• 2.6.2. Tổng hợp monomer Abietic Ethyl Methacrylate (AEM)
• 2.7. Tổng hợp polymer PMMA
• 2.8. Tổng hợp homopolymer từ monomer FMA và AEM
• 2.9. Tổng hợp diblock copolymer từ P3HT macroinitiator và monomer sinh học FMA, AEM
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu

Nghiên cứu này tập trung vào việc phát triển xúc tác quang từ phenoxazine cho phản ứng trùng hợp gốc tự do, đặc biệt là trong phương pháp O-ATRP. Phenoxazine là một hợp chất hữu cơ có khả năng hoạt động như một chất xúc tác quang, cho phép quá trình polymer hóa diễn ra mà không cần sử dụng các kim loại độc hại. Nghiên cứu này không chỉ mở ra hướng đi mới trong lĩnh vực xúc tác quang mà còn giải quyết vấn đề ô nhiễm kim loại trong sản phẩm polymer truyền thống. Các phương pháp trùng hợp gốc tự do đã được chứng minh là hiệu quả trong việc tổng hợp các loại polymer khác nhau, nhấn mạnh tầm quan trọng của việc nghiên cứu và phát triển các chất xúc tác mới.

II. Phương pháp nghiên cứu

Để thực hiện nghiên cứu, các monomer như Methyl Methacrylate (MMA) được sử dụng trong quá trình polymer hóa bằng phương pháp O-ATRP. PHP (10-(perylene-yl)-10H-phenoxazine) được tổng hợp và sử dụng làm xúc tác quang. Quá trình polymer hóa được thực hiện dưới ánh sáng UV, cho phép theo dõi và điều chỉnh các điều kiện như tỉ lệ monomer, thời gian phản ứng và dung môi. Kết quả cho thấy rằng PHP có khả năng xúc tác tốt hơn so với các loại xúc tác khác như Perylene và 10H-Phenoxazine. Quá trình này không chỉ tiết kiệm thời gian mà còn nâng cao hiệu suất tổng hợp polymer, với khối lượng phân tử cao và độ phân tán thấp.

III. Kết quả và thảo luận

Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng việc sử dụng phenoxazine làm chất xúc tác quang trong phản ứng trùng hợp gốc tự do mang lại nhiều lợi ích. Các polymer thu được có khối lượng phân tử cao (Mn = 28360 g/mol) và độ phân tán thấp (ĐP = 1). Thí nghiệm cho thấy rằng PHP có thể xúc tác hiệu quả cho nhiều loại monomer khác nhau, bao gồm cả Furfuryl Methacrylate (FMA) và Abietic Ethyl Methacrylate (AEM). Điều này cho thấy tính linh hoạt và khả năng ứng dụng cao của phenoxazine trong lĩnh vực polymer hóa, đồng thời mở ra hướng nghiên cứu mới cho các loại polymer sinh học và polymer thân thiện với môi trường.

IV. Kết luận

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng xúc tác quang từ phenoxazine có tiềm năng lớn trong việc cải thiện quy trình trùng hợp gốc tự do thông qua phương pháp O-ATRP. Việc sử dụng PHP không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm kim loại trong sản phẩm cuối cùng mà còn nâng cao hiệu suất tổng hợp polymer. Các kết quả thu được từ nghiên cứu này có thể được ứng dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp polymer, đặc biệt là trong việc phát triển các sản phẩm polymer mới với tính chất vượt trội.