በኖኒዮኒክ ሴሉሎስ ኢተር የገጽታ ባህሪያት ላይ የተተኪዎች እና ሞለኪውላዊ ክብደት ተጽእኖዎች

እንደ ዋሽበርን ኢምፕሬግኔሽን ቲዎሪ (ፔኔትሬሽን ቲዎሪ) እና ቫን ኦስ-ጉድ-ቻውድሪ ጥምር ቲዎሪ (ቲዎሪ ማጣመር) እና የአምድ ዊክ ቴክኖሎጂ (አምድ ዊኪንግ ቴክኒክ) አተገባበር፣ እንደ ሜቲል ሴሉሎስ ያሉ በርካታ አዮኒክ ያልሆኑ ሴሉሎስ ኤተርስ። ሴሉሎስ, ሃይድሮክሲፕሮፒል ሴሉሎስ እና ሃይድሮክሲፕሮፒል ሜቲል ሴሉሎስ ተፈትኗል. የእነዚህ ሴሉሎስ ኤተርስ የተለያዩ ተተኪዎች፣ የመተካት ደረጃዎች እና ሞለኪውላዊ ክብደቶች፣ የገጽታ ኃይላቸው እና ክፍሎቻቸው በእጅጉ ይለያያሉ። መረጃው እንደሚያሳየው የሉዊስ ion-ያልሆነ ሴሉሎስ ኤተር መሰረት ከሉዊስ አሲድ ይበልጣል፣ እና የላይኛው የነጻ ሃይል ዋናው አካል የሊፍሺትዝ-ቫን ደር ዋልስ ሃይል ነው። የሃይድሮክሲፕሮፒል ወለል ኃይል እና ውህደቱ ከሃይድሮክሳይሜቲል የበለጠ ነው። በተመሳሳይ ምትክ እና የመተካት ደረጃ ፣ የሃይድሮክሲፕሮፒል ሴሉሎስ ወለል ነፃ ኃይል ከሞለኪውላዊ ክብደት ጋር ተመጣጣኝ ነው ። የሃይድሮክሲፕሮፒል ሜቲልሴሉሎዝ ወለል ነፃ ኃይል ከመተካት ደረጃ ጋር ተመጣጣኝ እና ከሞለኪውላዊ ክብደት ጋር የተገላቢጦሽ ነው። በሙከራው በተጨማሪ ion-ያልሆኑ ሴሉሎስ ኤተር ውስጥ የምትክ hydroxypropyl እና hydroxypropylmethyl የገጽታ ኃይል ሴሉሎስ ላይ ላዩን ኃይል የበለጠ ይመስላል መሆኑን አረጋግጧል, እና ሙከራው የተፈተነ ሴሉሎስ እና ስብጥር ላይ ላዩን ኃይል ያረጋግጣል ውሂብ ናቸው. ከሥነ-ጽሑፍ ጋር የሚስማማ.

ቁልፍ ቃላት፡- ኖኒክ ሴሉሎስ ኤተርስ; ተተኪዎች እና የመተካት ደረጃዎች; ሞለኪውላዊ ክብደት; የገጽታ ባህሪያት; የዊክ ቴክኖሎጂ

ሴሉሎስ ኤተር በኤተር ተተኪዎች ኬሚካላዊ መዋቅር መሰረት ወደ አኒዮኒክ፣ cationic እና nonionic ethers ሊከፋፈል የሚችል ትልቅ የሴሉሎስ ተዋጽኦዎች ምድብ ነው። ሴሉሎስ ኤተር በፖሊመር ኬሚስትሪ ውስጥ ከተመረመሩ እና ከተመረቱት የመጀመሪያዎቹ ምርቶች ውስጥ አንዱ ነው። እስካሁን ድረስ ሴሉሎስ ኤተር በመድሃኒት, በንጽህና, በመዋቢያዎች እና በምግብ ኢንዱስትሪ ውስጥ በስፋት ጥቅም ላይ ውሏል.

ምንም እንኳን ሴሉሎስ ኤተር እንደ ሃይድሮክሲሜቲል ሴሉሎስ፣ ሃይድሮክሲፕሮፒልሴሉሎዝ እና ሃይድሮክሲፕሮፒልሜቲል ሴሉሎዝ ያሉ በኢንዱስትሪ የተመረተ ቢሆንም ብዙዎቹ ንብረቶቻቸው ላይ ጥናት የተደረገ ቢሆንም የገጽታ ሃይላቸው፣ አሲድ አልካሊ-ሪአክቲቭ ባህሪያት እስካሁን አልተዘገበም። አብዛኛዎቹ እነዚህ ምርቶች በፈሳሽ አካባቢ ውስጥ ጥቅም ላይ ስለሚውሉ የገጽታ ባህሪያት, በተለይም የአሲድ-ቤዝ ምላሽ ባህሪያት, አጠቃቀማቸውን ሊነኩ ስለሚችሉ, የዚህን የንግድ ሴሉሎስ ኤተር የኬሚካላዊ ባህሪያትን ማጥናት እና መረዳት በጣም አስፈላጊ ነው.

የሴሉሎስ ተዋጽኦዎች ናሙናዎች የዝግጅት ሁኔታዎችን በሚቀይሩበት ጊዜ ለመለወጥ በጣም ቀላል መሆናቸውን ከግምት ውስጥ በማስገባት ይህ ወረቀት የንግድ ምርቶችን እንደ ናሙናዎች በመጠቀም የወለል ኃይላቸውን ለመለየት እና በዚህ ላይ በመመርኮዝ የእነዚህ ምርቶች ምትክ እና ሞለኪውላዊ ክብደቶች በላዩ ላይ ተጽዕኖ ያሳድራሉ ። ንብረቶች ይጠናል.

1. የሙከራ ክፍል

1.1 ጥሬ እቃዎች

በሙከራው ውስጥ ጥቅም ላይ የዋለው ion-ያልሆነ ሴሉሎስ ኤተር የተገኘ ነውKIMA ኬሚካል ኩባንያ, LTD,. ናሙናዎቹ ከመመርመራቸው በፊት ምንም ዓይነት ህክምና አልተደረጉም.

የሴሉሎስ ተዋጽኦዎች ከሴሉሎስ የተሠሩ መሆናቸውን ግምት ውስጥ በማስገባት ሁለቱ አወቃቀሮች ቅርብ ናቸው, እና የሴሉሎስን ገጽታ ባህሪያት በጽሑፎቹ ውስጥ ተዘግበዋል, ስለዚህ ይህ ወረቀት ሴሉሎስን እንደ መደበኛ ናሙና ይጠቀማል. ጥቅም ላይ የዋለው የሴሉሎስ ናሙና ኮድ-ስም C8002 ነበር እና የተገዛው ከKIMA, CN. በምርመራው ወቅት ናሙናው ምንም ዓይነት ሕክምና አልተደረገም.

በሙከራው ውስጥ ጥቅም ላይ የሚውሉት ሬጀንቶች፡- ኢታነን፣ ዲዮዶሜትታን፣ ዳይኦይድድድ ውሃ፣ ፎርማሚድ፣ ቶሉይን፣ ክሎሮፎርም ናቸው። ሁሉም ፈሳሾች ለንግድ ከሚገኝ ውሃ በስተቀር በትንታኔ ንጹህ ምርቶች ነበሩ።

1.2 የሙከራ ዘዴ

በዚህ ሙከራ ውስጥ የአዕማድ ዊኪንግ ቴክኒሻን ተካሂዷል, እና አንድ ክፍል (10 ሴ.ሜ ያህል) መደበኛ ፒፔት ከ 3 ሚሊ ሜትር ውስጣዊ ዲያሜትር ጋር እንደ የዓምድ ቱቦ ተቆርጧል. በእያንዳንዱ ጊዜ 200 ሚሊ ግራም የዱቄት ናሙና ወደ አምድ ቱቦ ውስጥ ካስገቡ በኋላ እኩል እንዲሆን ይንቀጠቀጡ እና ወደ 3 ሴንቲ ሜትር ውስጣዊ ዲያሜትር ባለው የመስታወት መያዣ ግርጌ ላይ በአቀባዊ ያስቀምጡት, ስለዚህ ፈሳሹ በድንገት እንዲጣበቅ ያድርጉ. ለመፈተሽ 1 ሚሊ ሊትር ፈሳሽ ይመዝኑ እና ወደ መስታወት መያዣ ውስጥ ያስቀምጡት, እና የጥምቀት ጊዜ t እና የጥምቀት ርቀት X በተመሳሳይ ጊዜ ይመዝግቡ. ሁሉም ሙከራዎች የተከናወኑት በክፍል ሙቀት ነው (25±1°ሐ) እያንዳንዱ መረጃ የሶስት ተደጋጋሚ ሙከራዎች አማካኝ ነው።

1.3 የሙከራ ውሂብ ስሌት

የዱቄት ቁሳቁሶችን ወለል ኃይል ለመፈተሽ የዓምድ ዊኪንግ ቴክኒኮችን ተግባራዊ ለማድረግ የንድፈ ሃሳቡ መሠረት Washburn impregnation equation (Washburn penetration equation) ነው።

1.3.1 የሚለካው ናሙና የካፒላሪ ውጤታማ ራዲየስ ሪፍ መወሰን

የ Washburn immersion ፎርሙላውን ሲተገበር ሙሉ በሙሉ እርጥበቱን ለማግኘት ያለው ሁኔታ cos=1 ነው። ይህ ማለት አንድ ፈሳሽ ወደ ጠጣር ለመጥለቅ በሚመረጥበት ጊዜ ሙሉ በሙሉ እርጥብ ሁኔታን ለማግኘት, ልዩ በሆነ የ Washburn immersion ፎርሙላ መሰረት የመጥለቅለቅ ርቀትን እና ጊዜን በመሞከር የሚለካውን ናሙና ካፒላሪ ውጤታማ ራዲየስ ሬፍ ማስላት እንችላለን.

1.3.2 ሊፍሺትዝ-ቫን ደር ዋልስ ለሚለካው ናሙና የሃይል ስሌት

እንደ ቫን ኦስ-ቻውድሁሪ-ጉድ ጥምረት ደንቦች, በፈሳሽ እና በጠጣር መካከል ባሉ ምላሾች መካከል ያለው ግንኙነት.

1.3.3 የሉዊስ አሲድ-መሠረት ኃይል የሚለካው ናሙናዎች ስሌት

በአጠቃላይ የአሲድ-ቤዝ የጠጣር ባህሪያት በውሃ እና ፎርማሚድ ከተረጨ መረጃ ይገመታል. ነገር ግን በዚህ ጽሑፍ ውስጥ ሴሉሎስን ለመለካት ይህንን ጥንድ የዋልታ ፈሳሾችን ሲጠቀሙ ምንም ችግር እንደሌለ ተገንዝበናል ፣ ነገር ግን በሴሉሎስ ኤተር ሙከራ ውስጥ ፣ ምክንያቱም በሴሉሎስ ኤተር ውስጥ ያለው የውሃ / ፎርማሚድ የዋልታ መፍትሄ ስርዓት የመጥለቅ ቁመት በጣም ዝቅተኛ ነው ። , ጊዜ ቀረጻ በጣም አስቸጋሪ በማድረግ. ስለዚህ, በቺቦውስክ የተዋወቀው የቶሉኢን / ክሎሮፎርም መፍትሄ ስርዓት ተመርጧል. እንደ ቺቦቭስኪ ገለጻ የቶሉኢን/ክሎሮፎርም ዋልታ መፍትሄ ዘዴም አማራጭ ነው። ይህ የሆነበት ምክንያት እነዚህ ሁለት ፈሳሾች በጣም ልዩ አሲድነት እና አልካላይን ስላላቸው ነው, ለምሳሌ, ቶሉኢን የሉዊስ አሲድነት የለውም, እና ክሎሮፎርም ሉዊስ አልካላይን የለውም. በቶሉኢን/ክሎሮፎርም የመፍትሄ ስርዓት የተገኘውን መረጃ ወደሚመከረው የዋልታ መፍትሄ የውሃ/ፎርማሚድ ስርዓት ለመጠጋት ሴሉሎስን በተመሳሳይ ጊዜ ለመፈተሽ እነዚህን ሁለት የዋልታ ፈሳሽ ስርዓቶች እንጠቀማለን እና ከዚያ ተዛማጅ የማስፋፊያ ወይም የኮንትራት ኮፊሸን እናገኛለን። ከመተግበሩ በፊት ሴሉሎስ ኤተርን በቶሉኢን / ክሎሮፎርም በመርጨት የተገኘው መረጃ ለውሃ / ፎርማሚድ ስርዓት ከተገኘው መደምደሚያ ጋር ይቀራረባል. የሴሉሎስ ኤተርስ ከሴሉሎስ የተገኘ ስለሆነ እና በሁለቱ መካከል በጣም ተመሳሳይ የሆነ መዋቅር ስላለ ይህ የግምት ዘዴ ትክክለኛ ሊሆን ይችላል.

1.3.4 የጠቅላላ የገጽታ ነፃ ሃይል ስሌት

2. ውጤቶች እና ውይይት

2.1 ሴሉሎስ መደበኛ

በሴሉሎስ መደበኛ ናሙናዎች ላይ ያደረግነው የፈተና ውጤታችን እነዚህ መረጃዎች በጽሑፎቹ ውስጥ ከተዘገቡት ጋር በጥሩ ሁኔታ የሚስማሙ መሆናቸውን ስላረጋገጡ፣ በሴሉሎስ ኤተርስ ላይ የፈተና ውጤቶቹም ግምት ውስጥ መግባት አለባቸው ብሎ ማመን ተገቢ ነው።

2.2 የፈተና ውጤቶች እና የሴሉሎስ ኤተር ውይይት

የሴሉሎስ ኤተር ሙከራ በሚደረግበት ጊዜ የውሃ እና ፎርማሚድ ዝቅተኛ የመጥለቅ ከፍታ ምክንያት የመጥለቅ ርቀትን እና ጊዜን ለመመዝገብ በጣም አስቸጋሪ ነው. ስለዚህ ይህ ወረቀት የቶሉኢን / ክሎሮፎርም መፍትሄ ስርዓትን እንደ አማራጭ መፍትሄ ይመርጣል, እና የሉዊስ አሲድ የሴሉሎስ ኤተር የውሃ / ፎርማሚድ እና ቶሉኢን / ክሎሮፎርም በሴሉሎስ ላይ በተደረጉት የፈተና ውጤቶች እና በሁለቱ የመፍትሄ ስርዓቶች መካከል ያለውን ተመጣጣኝ ግንኙነት ግምት ውስጥ ያስገቡ. እና የአልካላይን ኃይል.

ሴሉሎስን እንደ መደበኛ ናሙና በመውሰድ የሴሉሎስ ኤተር ተከታታይ አሲድ-መሰረታዊ ባህሪያት ተሰጥተዋል. ሴሉሎስ ኤተርን በቶሉኢን/ክሎሮፎርም የማውጣት ውጤት በቀጥታ የተሞከረ በመሆኑ አሳማኝ ነው።

ይህ ማለት የተተኪዎቹ ዓይነት እና ሞለኪውላዊ ክብደት የሴሉሎስ ኤተር አሲድ-ቤዝ ባህሪያትን እና በሁለቱ ተተኪዎች ማለትም ሃይድሮክሲፕሮፒል እና ሃይድሮክሲፕሮፒልሜቲል መካከል ያለው ግንኙነት በሴሉሎስ ኤተር እና በሞለኪዩል ክብደት ሙሉ በሙሉ ተቃራኒው ላይ ተጽዕኖ ያሳድራል። ነገር ግን የፓርላማ አባላት የተቀላቀሉ ተተኪዎች ከመሆናቸው እውነታ ጋር የተያያዘ ሊሆን ይችላል።

የ MO43 እና K8913 ተተኪዎች የተለያዩ እና ተመሳሳይ ሞለኪውላዊ ክብደት ስላላቸው ለምሳሌ የቀድሞው ሃይድሮክሳይሜቲል እና የኋለኛው ምትክ hydroxypropyl ነው ፣ ግን የሁለቱም ሞለኪውላዊ ክብደት 100,000 ነው ፣ ስለዚህ ይህ ማለት ደግሞ ተመሳሳይ ሞለኪውላዊ ክብደት ቅድመ ሁኔታ በሁኔታዎች ውስጥ፣ የሃይድሮክሳይሜቲል ቡድን S+ እና S- ከሃይድሮክሲፕሮፒል ቡድን ያነሱ ሊሆኑ ይችላሉ። ግን የመተካት ደረጃም ይቻላል ፣ ምክንያቱም የ K8913 የመተካት ደረጃ 3.00 ያህል ነው ፣ የ MO43 ግን 1.90 ብቻ ነው።

የ K8913 እና K9113 የመተካት ደረጃ እና ተተኪዎች ተመሳሳይ ናቸው ነገር ግን የሞለኪውላዊ ክብደት ብቻ ስለሚለያዩ በሁለቱ መካከል ያለው ንፅፅር እንደሚያሳየው የሃይድሮክሲፕሮፒል ሴሉሎስ ኤስ + በሞለኪውላዊ ክብደት መጨመር ይቀንሳል ፣ ግን S - በተቃራኒው ይጨምራል። .

የሁሉም ሴሉሎስ ኤተር እና ክፍሎቻቸው የወለል ሃይል የፈተና ውጤቶች ማጠቃለያ ሴሉሎስም ይሁን ሴሉሎስ ኤተር የገጽታቸው ሃይል ዋናው አካል የሊፍሺትዝ-ቫን ደር ዋልስ ሃይል መሆኑን በሂሳብ አያያዝ መረዳት ይቻላል። ወደ 98% ~ 99% ገደማ። ከዚህም በላይ የሊፍሺትዝ-ቫን ደር ዋልስ የነዚህ ኖኒዮኒክ ሴሉሎስ ኤተርስ ሃይሎች (ከMO43 በስተቀር) ከሴሉሎስ የበለጠ የሚበልጡ ናቸው፣ ይህ የሚያሳየው የሴሉሎስን የመለጠጥ ሂደት የሊፍሺትዝ-ቫን ደር ዋልስ ኃይሎችን የመጨመር ሂደት ነው። እና እነዚህ ጭማሬዎች የሴሉሎስ ኤተር የገጽታ ኃይል ከሴሉሎስ የበለጠ ወደ መሆን ይመራሉ. ይህ ክስተት በጣም አስደሳች ነው ምክንያቱም እነዚህ ሴሉሎስ ኢተርስ በተለምዶ የሰርፋክታንት ምርት ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል. ነገር ግን መረጃው ትኩረት የሚስብ ነው, በዚህ ሙከራ ውስጥ የተሞከረው የማጣቀሻ መደበኛ ናሙና መረጃ እጅግ በጣም የሚጣጣም ስለሆነ ብቻ ሳይሆን በሥነ-ጽሑፍ ውስጥ ከተጠቀሰው ዋጋ ጋር የሚጣጣም ነው. ምሳሌ፡ እነዚህ ሁሉ ሴሉሎስ የኤተርስ SAB ከሴሉሎስ በጣም ያነሰ ነው፣ እና ይህ የሆነው በጣም ትልቅ በሆነው የሉዊስ መሰረታቸው ነው። በተመሳሳይ ምትክ እና የመተካት ደረጃ ፣ የሃይድሮክሲፕሮፒል ሴሉሎስ ወለል ነፃ ኃይል ከሞለኪውላዊ ክብደት ጋር ተመጣጣኝ ነው ። የሃይድሮክሲፕሮፒል ሜቲልሴሉሎዝ ወለል ነፃ ኃይል ከመተካት ደረጃ ጋር ተመጣጣኝ እና ከሞለኪውላዊ ክብደት ጋር የተገላቢጦሽ ነው።

በተጨማሪም ሴሉሎስ ኤተር ከሴሉሎስ የበለጠ ትልቅ SLW ስላላቸው ነገር ግን መበታተናቸው ከሴሉሎስ የተሻለ መሆኑን አስቀድመን አውቀናል፣ ስለዚህ የ SLW nonionic cellulose ethers የሚያካትት የሎንዶን ኃይል መሆን እንዳለበት አስቀድሞ ሊታሰብ ይችላል።

3. መደምደሚያ

ጥናቶች እንደሚያመለክቱት የመተኪያ አይነት ፣ የመተካት ደረጃ እና የሞለኪውላዊ ክብደት ion-ያልሆኑ ሴሉሎስ ኢተር ላይ ላዩን ኃይል እና ስብጥር ላይ ትልቅ ተጽዕኖ አላቸው። እና ይህ ተፅእኖ የሚከተለው መደበኛነት ያለው ይመስላል።

(1) ኤስ+ ያልሆነ አዮኒክ ሴሉሎስ ኤተር ከ S- ያነሰ ነው።

(2) የኖኒዮኒክ ሴሉሎስ ኤተር የገጽታ ኃይል በሊፍሺትዝ-ቫን ደር ዋልስ ኃይል ተቆጣጥሯል።

(3) ሞለኪውላዊ ክብደት እና ተተኪዎች ion-ያልሆኑ ሴሉሎስ ኤተርስ ላይ ላዩን ኃይል ላይ ተጽዕኖ አላቸው, ነገር ግን በዋነኝነት ተተኪዎች አይነት ላይ ይወሰናል.

(4) በተመሳሳዩ ምትክ እና የመተካት ደረጃ ፣ የሃይድሮክሲፕሮፒል ሴሉሎስ ወለል ነፃ ኃይል ከሞለኪውላዊ ክብደት ጋር ተመጣጣኝ ነው ። የሃይድሮክሲፕሮፒል ሜቲልሴሉሎዝ ወለል ነፃ ኃይል ከመተካት ደረጃ ጋር ተመጣጣኝ እና ከሞለኪውላዊ ክብደት ጋር የተገላቢጦሽ ነው።

(5) ሴሉሎስን የማጣራት ሂደት የሊፍሺትዝ-ቫን ደር ዋልስ ሃይል የሚጨምርበት ሂደት ሲሆን በተጨማሪም ሉዊስ አሲድነት እየቀነሰ እና ሉዊስ አልካላይን የሚጨምርበት ሂደት ነው።