Đồ án tốt nghiệp - Khảo sát ảnh hưởng của ion đến quá trình tổng hợp hydrogels vật lý

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA ION
ĐẾN QUÁ TRÌNH TỔNG HỢP
HYDROGELS VẬT LÝ

SVTH: Lưu Thị Trang Thư
MSSV: 19128082
GVHD: TS. Giang Ngọc Hà

TP. Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2023

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA ION
ĐẾN QUÁ TRÌNH TỔNG HỢP
HYDROGELS VẬT LÝ

SVTH: Lưu Thị Trang Thư
MSSV: 19128082
GVHD: TS. Giang Ngọc Hà

TP. Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2023

TÓM TẮT KHÓA LUẬN
Hydrogels là một vật liệu đặc biệt với khả năng hút nước và giữ nước lớn. Chúng được
tạo thành từ mạng lưới các chuỗi phân tử polymer có khả năng hấp thụ nước lớn so với
trọng lượng phân tử của chính chúng. Điều này làm cho hydrogels trở nên hữu ích trong
nhiều ứng dụng từ: y tế, môi trường cho đến các ngành công nghiệp. Một cấu trúc đặc
biệt của hydrogels là double network gels (DN gels). Đây là một loại hydrogels đặc biệt,
có đặc tính đàn hồi và chịu lực cao hơn so với các hydrogels thông thường. DN gels bao
gồm hai mạng lưới là: mạng cứng và mạng mềm. Có tính chất và cấu trúc hoàn toàn
khác nhau. Cấu trúc chồng chéo của hai mạng cấu trúc này làm cho DN gels trở nên
vượt trội về tính chất cơ học. Chúng có độ đàn hồi cao, chịu được lực kéo, lực nén và
có thể giữ được hình dạng sau khi biến dạng.
Trong luận văn này, tập trung nghiên cứu tổng hợp hydrogels có cấu trúc DN gels dựa
trên polymer có khả năng phân hủy sinh học là: sodium carboxymethyl cellulose (CMC)
làm mạng thứ nhất và polyvinyl alcohol (PVA) làm mạng thứ hai. Quá trình tổng hợp
được thực hiện thông qua việc khuấy trộn và gels hóa từng hệ polymer bằng phương
pháp vật lý. Trong quá tình nghiên cứu, các phương pháp kiểm tra và đánh giá vật liệu
được tiến hành. Để đánh giá tích chất của hydrogels thì các phương pháp được sử dụng
là: đo độ bền kéo, độ hấp thụ nước. Đồng thời, các phương pháp phân tích cấu trúc cũng
được sử dụng như: phổ hồng ngoại biến đổi Fourier, nhiệt quét vi sai, phân tích nhiệt
trọng lượng, quan sát kính hiển vi. Các khảo sát đánh giá này sẽ là dữ liệu để tổng hợp
nên những hydrogels với cấu trúc DN gels có cơ tính tốt hơn. Việc kết hợp hai loại
polymer là PVA và CMC tạo ra hệ DN gels hy vọng sẽ mở ra tiềm năng ứng dụng trong
nhiều lĩnh vực hơn.

i

LỜI CẢM ƠN
Đầu tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Bộ môn Công Nghệ Kỹ Thuật Hóa Học
thuộc
...

...
roxypropyl guar gum/polyacrylamide
hybrid double-network hydrogel. Chemical Engineering Journal, 2016. 306: p.
953-960.

37.

Chen, H., et al., A comparative study of the mechanical properties of hybrid
double-network hydrogels in swollen and as-prepared states. Journal of
Materials Chemistry B, 2016. 4(35): p. 5814-5824.

38.

Wang, W., et al., Rebuilding postinfarcted cardiac functions by injecting TIIA@
PDA nanoparticle-cross-linked ROS-sensitive hydrogels. ACS applied materials
&amp interfaces, 2018. 11(3): p. 2880-2890.

39.

Lin, T., et al., One-step radiation synthesis of agarose/polyacrylamide doublenetwork hydrogel with extremely excellent mechanical properties. Carbohydrate
polymers, 2018. 200: p. 72-81.

40.

Tuncaboylu, D.C., et al., Autonomic self-healing in covalently crosslinked
hydrogels containing hyhobic domains. Polymer, 2013. 54(23): p. 63816388.

41.

Ou, K., et al., Properties and toughening mechanisms of PVA/PAM doublenetwork hydrogels prepared by freeze-thawing and anneal-swelling. Materials
Science and Engineering: C, 2017. 77: p. 1017-1026.

42.

Liu, S., et al., A Conductive Self‐Healing Double Network Hydrogel with
Toughness and Force Sensitivity. Chemistry–A European Journal, 2018. 24(25):
p. 6632-6638.

43.

Chen, H., et al., Super bulk and interfacial toughness of physically crosslinked
double‐network hydrogels. Advanced Functional Materials, 2017. 27(44): p.
1703086.

44.

Zhang, B., et al., Highly Mechanical and Fatigue‐Resistant Double Network
Hydrogels by Dual Physically Hyhobic Association and Ionic Crosslinking.
Macromolecular Materials and Engineering, 2018. 303(7): p. 1800072.

45.

Liu, Y., et al., Poly(vinyl alcohol) Hydrogels with Integrated Toughness,
Conductivity, and Freezing Tolerance Based on Ionic Liquid/Water Binary
Solvent Systems. ACS Appl Mater Interfaces, 2021. 13(24): p. 29008-29020.

46.

Nagarkar, R. and J. Patel, Polyvinyl Alcohol: A Comprehensive Study. Acta
Scientific Pharmaceutical Sciences, 2019.

47.

Wang, J., L. Lou, and J. Qiu, Super‐tough hydrogels using ionically crosslinked
networks. Journal of Applied Polymer Science, 2019. 136(44).
72

48.

Yang, C.H., et al., Strengthening alginate/polyacrylamide hydrogels using
various multivalent cations. ACS Appl Mater Interfaces, 2013. 5(21): p. 1041822.

49.

Tan, L., et al., Effect of Na+ and Ca2+ on the Thermal Degradation of
Carboxymethylcellulose in Air. Polymers and Polymer Composites, 2017. 25(4):
p. 309-314.

73