Polyvinyl alcohols có thể quang trùng hợp
Phần một- Tổng hợp biến tính Phần hai – Tính chất Phần ba- Ứng dụng
Giới thiệu:
Dân ngành hóa chúng ta ai cũng biết về việc khám phá ra sự kết hợp gelatin với muối dichromate cho tính nhạy quang và tạo hình do mất tính tan trong nước khi phơi sáng. Khám phá cách nay hơn một thế kỷ đã đem lại rất nhiều ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp. Tuy nhiên, việc sử dụng muối dichromate độc hại và có hạn chế trong ứng dụng sinh học nên việc nghiên cứu tìm kiếm một chất liệu mới thay thế là cần thiết. Mới đây, với phát triển thành công trong tổng hợp hũu cơ, họ các chất nhạy quang (chromophore) styrylpiridium đã hổ trợ tích cực trong biến tính PVOH để tạo ra các chủng loại polymer quang trùng hợp. Bài tổng quan này sẽ giúp chúng ta hiểu qua về tổng hợp biến tính vật liệu này, các đặc tính và ứng dụng.
Phần một - Tổng hợp biến tính
Styrylpyridine được biết đến qua phản ứng quang cộng vòng 2+2 trong trạng thái rắn. Sự tạo thành bazo bậc bốn các dị vòng olefin tạo ra sự quang dimmer hóa không chỉ trong trạng thái kết tinh mà còn trong dung dịch và nền polymer Bản chất bazo bậc bốn của các phân tử này đem lại tính chất amphiphilic giúp phát triển màng mỏng phân tử có thể quang dimmer hóa. Các màng mỏng này giống nư màng Langmuir-Blodgett và màng lưỡng phân tử. Việc gắn các đơn vị nhạy quang này vào mạch chính polymer tan được trong nước sẽ tạo ra polymer quang trùng hợp không tan trong nước khi phơi sáng.
Việc gắn các hợp chất dị vòng styryl lên mạch chính PVOH diễn ra dễ dàng bằng phản ứng ecetal hóa với hợp chất chất dị vòng styryl có mang nhóm chức formyl.
Mức độ acetal hóa trong pha nước phụ thuộc nhiều vào tỷ lệ hợp chất formylstyrylpyridinium với số đơn vị lập lại của PVOH. Ngoài ra, tỷ lệ mol aldehyde và đơn vị diol 1,3 của PVOH thấp cho phản ứng có độ chuyển hóa cao trong dung dịch nước với sự hiện diện của một acid và ngược lại. Điều này rất là quan trọng trong thực tế vì nó cho phép không dùng dung môi hừu cơ làm môi trường cho phản ứng acetal hóa trong tổng hợp biến tính PVOH quang trùng hợp được.
Trong sản xuất, một lượng dung dịch PVOH 10% chứa muối formylstyrylpyridinium được acid hóa bắng acid phosphoric để chính pH ≤ 2.0. Dung dịch được khoấy trộn ở nhiệt độ phòng. Trong phòng thí nghiệm, PVOH biến tính được tinh chế lại bằng kết tủa trong rượu ethanol. Trong sản xuất, hỗn hợp sau phản ứng được loại bỏ hợp chất dị vòng chưa phản ứng, xúc tác acid bằng nhựa trao đổi ion.
