የካቲክ ሴሉሎስ ኤተር መፍትሄ ባህሪያት

በተለያዩ የፒኤች እሴቶች ላይ ያለው ከፍተኛ-ቻርጅ-ትፍገት cationic ሴሉሎስ ኤተር (KG-30M) ያለውን dilute የመፍትሔ ባህሪያት ከሃይድሮዳይናሚክ ራዲየስ (Rh) በተለያዩ ማዕዘኖች, እና ሥሩ አማካኝ ስኩዌር ራዲየስ የማሽከርከር ራዲየስ, Rg ከ Rh ጋር ያለው ሬሾ ቅርጹ መደበኛ ያልሆነ ነገር ግን ወደ ሉላዊ ቅርብ መሆኑን ያሳያል። ከዚያም, rheometer እርዳታ ጋር, cationic ሴሉሎስ ethers መካከል cationic ሴሉሎስ ethers የተለየ ክፍያ ጥግግት ጋር ሦስት ያጎሩ መፍትሄዎች በዝርዝር ጥናት, እና የማጎሪያ, ፒኤች ዋጋ እና የራሱ ቻርጅ ጥግግት የራሱ rheological ንብረቶች ላይ ያለውን ተጽዕኖ ተብራርቷል. ትኩረቱ እየጨመረ በሄደ ቁጥር የኒውተን ገላጭ መጀመሪያ ቀንሷል እና ከዚያ ቀንሷል። መለዋወጥ አልፎ ተርፎም ወደነበረበት መመለስ ይከሰታል፣ እና thixotropic ባህሪ በ 3% (የጅምላ ክፍልፋይ) ይከሰታል። ከፍ ያለ የዜሮ-ሼር viscosity ለማግኘት መጠነኛ የቻርጅ መጠን ጠቃሚ ነው፣ እና ፒኤች በ viscosity ላይ ትንሽ ተፅዕኖ አይኖረውም።

ቁልፍ ቃላት፡-cationic ሴሉሎስ ኤተር; ሞርፎሎጂ; ዜሮ መቆራረጥ viscosity; ሪዮሎጂ

የሴሉሎስ ተዋጽኦዎች እና የተሻሻሉ ተግባራዊ ፖሊመሮች በፊዚዮሎጂ እና በንፅህና ምርቶች ፣ በፔትሮኬሚካል ፣ በመድኃኒት ፣ በምግብ ፣ በግላዊ እንክብካቤ ምርቶች ፣ ማሸግ ፣ ወዘተ በስፋት ጥቅም ላይ ውለዋል ። ውሃ የሚሟሟ cationic ሴሉሎስ ኤተር (ሲሲኢ) በጠንካራ ውፍረት ምክንያት ነው ። ችሎታ, በየቀኑ ኬሚካሎች, በተለይም ሻምፖዎች ውስጥ በሰፊው ጥቅም ላይ ይውላል, እና ሻምፑ ከታጠበ በኋላ የፀጉርን የመገጣጠም ችሎታ ያሻሽላል. በተመሳሳይ ጊዜ, በጥሩ ተኳሃኝነት ምክንያት, በሁለት-በአንድ እና በሁሉም-በአንድ ሻምፖዎች ውስጥ ጥቅም ላይ ሊውል ይችላል. በተጨማሪም ጥሩ የመተግበር ተስፋ ያለው እና የተለያዩ ሀገራትን ትኩረት ስቧል. እንደ ኒውቶኒያ ፈሳሽ, pseudoplastic ፈሳሽ, thixotropic ፈሳሽ እና viscoelastic ፈሳሽ ያለውን ትኩረት መጨመር ጋር, ነገር ግን cationic ሴሉሎስ ኤተር ሞርፎሎጂ, rheology እና ተጽዕኖ ምክንያቶች ሴሉሎስ ተዋጽኦ መፍትሔዎች እንደ ኒውቶኒያን ፈሳሽ, pseudoplastic ፈሳሽ ያሉ ባህሪያትን ያሳያል መሆኑን ጽሑፎቹ ላይ ሪፖርት ተደርጓል aqueous መፍትሄ ውስጥ ጥቂት አሉ. የምርምር ዘገባዎች. ይህ ጽሑፍ የሚያተኩረው ለተግባራዊ አተገባበር ማጣቀሻ ለማቅረብ በኳተርንሪ አሚዮኒየም የተሻሻለው ሴሉሎስ የውሃ መፍትሄ ላይ ነው።

1. የሙከራ ክፍል

1.1 ጥሬ እቃዎች

ካቲኒክ ሴሉሎስ ኤተር (KG-30M, JR-30M, LR-30M); የካናዳ ዶው ኬሚካል ኩባንያ ምርት፣ በጃፓን በፕሮክተር ኤንድ ጋምብል ኩባንያ ኮቤ አር ኤንድ ዲ ማእከል የቀረበው፣ በቫሪዮ ኤል ኤሌሜንታል ተንታኝ (የጀርመን ኤለመንታል ኩባንያ) የሚለካ፣ የናሙናው የናይትሮጅን ይዘት 2.7%፣ 1.8%፣ 1.0% ነው (የክፍያው ጥግግት ነው) 1.9 Meq/g፣ 1.25 Meq/g፣ 0.7 Meq/g በቅደም ተከተል)፣ እና በጀርመን ALV-5000E laser light Scattering instrument (LLS) የተሞከረው የክብደቱ አማካይ የሞለኪውል ክብደት 1.64 ያህል ነው።×106 ግ / ሞል.

1.2 የመፍትሄ ዝግጅት

ናሙናው በማጣራት, በዲያሊሲስ እና በበረዶ ማድረቅ ተጠርቷል. ተከታታይ ሶስት መጠናዊ ናሙናዎችን ይመዝኑ እና አስፈላጊውን ትኩረት ለማዘጋጀት መደበኛ ቋት መፍትሄ በ pH 4.00, 6.86, 9.18 ይጨምሩ. ናሙናዎቹ ሙሉ በሙሉ መሟሟቸውን ለማረጋገጥ, ሁሉም የናሙና መፍትሄዎች ከመፈተሽ በፊት ለ 48 ሰዓታት በማግኔት ቀስቃሽ ላይ ተቀምጠዋል.

1.3 የብርሃን መበታተን መለኪያ

የናሙናውን አማካይ ክብደት-አማካኝ ሞለኪውላዊ ክብደት በ dilute aqueous መፍትሄ ለመለካት ኤልኤልኤስን ተጠቀም፣ ሀይድሮዳይናሚክ ራዲየስ እና ስርወ ማለት ሁለተኛ ቪሊ ኮፊሸን እና የተለያዩ ማዕዘኖች ሲሆኑ፣ እና ይህ cationic ሴሉሎስ ኤተር በ ውስጥ እንዳለ መገመት የውሃው መፍትሄ በተመጣጣኝ ሁኔታ.

1.4 የ viscosity መለኪያ እና ሪዮሎጂካል ምርመራ

የተጠናከረው የ CCE መፍትሄ በብሩክፊልድ RVDV-III+ ሩሞሜትር የተጠና ሲሆን የማጎሪያ፣የክፍያ መጠጋጋት እና የፒኤች እሴት እንደ የናሙና viscosity ባሉ rheological ንብረቶች ላይ የሚያሳድረው ተጽዕኖ ተመርምሯል። ከፍ ባለ መጠን, thixotropy ን መመርመር አስፈላጊ ነው.

2. ውጤቶች እና ውይይት

2.1 በብርሃን መበታተን ላይ ምርምር

በልዩ ሞለኪውላዊ አወቃቀሩ ምክንያት በአንድ ሞለኪውል መልክ በጥሩ መሟሟት ውስጥ እንኳን መኖር አስቸጋሪ ነው, ነገር ግን በተወሰኑ የተረጋጋ ማይሎች, ስብስቦች ወይም ማህበራት መልክ.

የ CCE dilute aqueous መፍትሄ (~ o.1%) በፖላራይዚንግ ማይክሮስኮፕ ሲታይ፣ በጥቁር መስቀል ኦርቶጎን ሜዳ ዳራ ስር፣ “ኮከብ” ደማቅ ነጠብጣቦች እና ብሩህ አሞሌዎች ታዩ። በተጨማሪም በብርሃን መበታተን, ተለዋዋጭ ሃይድሮዳይናሚክ ራዲየስ በተለያየ ፒኤች እና ማዕዘኖች, የስር አማካይ ካሬ ራዲየስ ሽክርክሪት እና ሁለተኛው የቪሊ ኮፊሸን ከቤሪ ዲያግራም የተገኘው ታብ ውስጥ ተዘርዝረዋል. 1. በ 10-5 ክምችት የተገኘው የሃይድሮዳይናሚክ ራዲየስ ተግባር ስርጭት ግራፍ በዋናነት አንድ ጫፍ ነው, ነገር ግን ስርጭቱ በጣም ሰፊ ነው (ምስል 1), ይህም በስርዓቱ ውስጥ ሞለኪውላዊ ደረጃ ማህበራት እና ትላልቅ ስብስቦች መኖራቸውን ያመለክታል. ; ለውጦች አሉ፣ እና የ Rg/Rb እሴቶቹ በ0.775 አካባቢ ናቸው፣ ይህም በመፍትሔው ውስጥ ያለው የ CCE ቅርፅ ወደ ሉላዊ ቅርበት ያለው መሆኑን ያሳያል፣ ነገር ግን በቂ መደበኛ አይደለም። በ Rb እና Rg ላይ የፒኤች ተጽእኖ ግልጽ አይደለም. በመጠባበቂያው መፍትሄ ውስጥ ያለው ቆጣሪ ከሲሲኢ ጋር በመተባበር በጎን ሰንሰለቱ ላይ ያለውን ክፍያ ለመከላከል እና እንዲቀንስ ያደርገዋል፣ ነገር ግን ልዩነቱ እንደ መከላከያው አይነት ይለያያል። የተከፈሉ ፖሊመሮች የብርሃን መበታተን መለኪያ ለረጅም ጊዜ የኃይል መስተጋብር እና ውጫዊ ጣልቃገብነት የተጋለጠ ነው, ስለዚህ በኤልኤልኤስ ባህሪ ውስጥ የተወሰኑ ስህተቶች እና ገደቦች አሉ. የጅምላ ክፍልፋዩ ከ 0.02% በላይ ሲሆን በ Rh ስርጭት ዲያግራም ውስጥ በአብዛኛው የማይነጣጠሉ ድርብ ጫፎች ወይም ብዙ ጫፎችም አሉ። ትኩረቱ እየጨመረ ሲሄድ, Rh ደግሞ ይጨምራል, ይህም ተጨማሪ ማክሮ ሞለኪውሎች ተያያዥነት ያላቸው ወይም እንዲያውም የተዋሃዱ መሆናቸውን ያሳያል. መቼ Cao et al. የካርቦክሲሜቲል ሴሉሎስን ኮፖሊመር እና ላዩን-አክቲቭ ማክሮመርሮችን ለማጥናት የብርሃን መበታተንን ተጠቅሟል ፣ እንዲሁም የማይነጣጠሉ ድርብ ጫፎች ነበሩ ፣ አንደኛው በ 30nm እና 100nm መካከል ያለው ፣ በሞለኪዩል ደረጃ ላይ ሚሴሎች መፈጠርን ይወክላል ፣ ሌላኛው ደግሞ ከፍተኛው Rh በአንጻራዊነት ነው። ትልቅ, እንደ ድምር ይቆጠራል, በዚህ ጽሑፍ ውስጥ ከተወሰኑት ውጤቶች ጋር ተመሳሳይ ነው.

2.2 ስለ ሪዮሎጂካል ባህሪ ምርምር

2.2.1 የትኩረት ውጤት፡-የ KG-30M መፍትሄዎች ግልጽ የሆነ viscosity በተለያየ መጠን በተለያየ የሸረሪት መጠን ይለኩ, እና በኦስትዋልድ-ዴዋሌ የቀረበው የኃይል ህግ እኩልታ በሎጋሪዝም መልክ, የጅምላ ክፍልፋይ ከ 0.7% በማይበልጥ ጊዜ እና ተከታታይ ቀጥታ መስመሮችን ይለኩ. ከ 0.99 የሚበልጡ የመስመራዊ ትስስር ቅንጅቶች ተገኝተዋል። እና ትኩረቱ እየጨመረ ሲሄድ የኒውተን ገላጭ n ዋጋ ይቀንሳል (ሁሉም ከ 1 ያነሰ) ግልጽ የሆነ pseudoplastic ፈሳሽ ያሳያል. በማክሮ ሞለኪውላር ሰንሰለቶች መቆራረጥ እና አቅጣጫ መሄድ ይጀምራሉ, ስለዚህ ስ visቲቱ ይቀንሳል. የጅምላ ክፍልፋይ ከ 0.7% በላይ በሚሆንበት ጊዜ, የተገኘው ቀጥተኛ መስመር መስመራዊ ትስስር Coefficient ይቀንሳል (ገደማ 0.98), እና n መለዋወጥ ወይም እንኳ ትኩረት መጨመር ጋር መነሳት ይጀምራል; የጅምላ ክፍልፋዩ ወደ 3% (ምስል 2) ሲደርስ, ሰንጠረዡ ግልጽ የሆነ viscosity መጀመሪያ ይጨምራል እና ከዚያም በመከርከሚያው መጠን መጨመር ይቀንሳል. እነዚህ ተከታታይ ክስተቶች ከሌሎች የአኒዮኒክ እና ካቲካል ፖሊመር መፍትሄዎች ሪፖርቶች የተለዩ ናቸው. የ n ዋጋ ይጨምራል, ማለትም, ያልሆኑ የኒውቶኒያ ንብረት ተዳክሟል; የኒውቶኒያን ፈሳሽ ዝልግልግ ፈሳሽ ነው, እና intermolecular መንሸራተት የሚከሰተው በተቆራረጠ ውጥረት ውስጥ ነው, እና መልሶ ማግኘት አይቻልም; የኒውቶኒያን ያልሆነ ፈሳሽ ሊመለስ የሚችል የመለጠጥ ክፍል እና የማይመለስ ዝልግልግ ክፍል ይዟል። በሸረሪት ውጥረት ውስጥ, በሞለኪውሎች መካከል ያለው የማይቀለበስ ሸርተቴ ይከሰታል, እና በተመሳሳይ ጊዜ, ማክሮ ሞለኪውሎች ተዘርግተው እና ከሽላቱ ጋር ስለሚጣሩ, ሊመለስ የሚችል የመለጠጥ ክፍል ይፈጠራል. ውጫዊው ኃይል በሚወገድበት ጊዜ, ማክሮ ሞለኪውሎች ወደ መጀመሪያው የተጠማዘዘ ቅርጽ ይመለሳሉ, ስለዚህ የ n ዋጋ ከፍ ይላል. የኔትወርክ መዋቅር ለመፍጠር ትኩረቱ እየጨመረ ይሄዳል. የጭረት ውጥረቱ ትንሽ በሚሆንበት ጊዜ አይጠፋም, እና የመለጠጥ ለውጥ ብቻ ይከሰታል. በዚህ ጊዜ የመለጠጥ ችሎታው በአንፃራዊነት ይሻሻላል, viscosity ይዳከማል, እና የ n ዋጋ ይቀንሳል; በመለኪያ ሂደት ውስጥ የሽላጩ ውጥረት ቀስ በቀስ እየጨመረ ሲሄድ, ስለዚህ n ዋጋው ይለዋወጣል. የጅምላ ክፍልፋዩ ወደ 3% ሲደርስ የሚታየው viscosity መጀመሪያ ይጨምራል ከዚያም ይቀንሳል, ምክንያቱም ትንሹ ሸለቆው የማክሮ ሞለኪውሎች ግጭትን ስለሚያበረታታ ትላልቅ ስብስቦችን ይፈጥራል, ስለዚህ viscosity ይነሳል, እና የሽላጩ ጭንቀቱ ጥራቶቹን መሰባበሩን ይቀጥላል. , viscosity እንደገና ይቀንሳል.

በ thixotropy ምርመራ ውስጥ ፍጥነቱን (r / ደቂቃ) ወደሚፈለገው y እንዲደርስ ያቀናብሩ ፣ ፍጥነቱን በመደበኛ ክፍተቶች በመጨመር የተቀመጠውን እሴት እስኪደርስ ድረስ ይጨምሩ እና ከዚያ በፍጥነት ከከፍተኛው ፍጥነት ወደ መጀመሪያው እሴት ይመለሱ። የሸረሪት ውጥረት, ከተቆራረጠ ፍጥነት ጋር ያለው ግንኙነት በስእል 3. የጅምላ ክፍልፋዮች ከ 2.5% በታች ሲሆኑ, ወደ ላይ ያለው ኩርባ እና ወደ ታች ያለው ኩርባ ሙሉ በሙሉ ይደራረባል, ነገር ግን የጅምላ ክፍልፋይ 3% ሲሆን, ሁለቱ መስመሮች ቁ. ረዘም ያለ መደራረብ፣ እና የታችኛው መስመር ወደ ኋላ ቀርቷል፣ ይህም thixotropyን ያሳያል።

የሽላጭ ውጥረት ጊዜ ጥገኛነት ሪዮሎጂካል ተቃውሞ በመባል ይታወቃል. ሪዮሎጂካል ተከላካይ የቫይስኮላስቲክ ፈሳሾች እና ፈሳሾች ከቲኮትሮፒክ አወቃቀሮች ጋር የባህሪ ባህሪ ነው. ይህ ትልቅ y በተመሳሳይ የጅምላ ክፍልፋይ ላይ ነው, ፈጣን r ወደ ሚዛናዊነት ይደርሳል, እና ጊዜ ጥገኝነት ያነሰ ነው; በዝቅተኛ የጅምላ ክፍልፋይ (<2%), CCE የሪዮሎጂካል ተቃውሞ አያሳይም. የጅምላ ክፍልፋዩ ወደ 2.5% ሲጨምር, ጠንካራ የጊዜ ጥገኝነት ያሳያል (ምሥል 4), እና ወደ ሚዛን ለመድረስ 10 ደቂቃ ያህል ይወስዳል, በ 3.0%, ሚዛናዊ ጊዜ 50 ደቂቃ ይወስዳል. የስርዓቱ ጥሩ thixotropy ለተግባራዊ አተገባበር ምቹ ነው።

2.2.2 የክፍያ መጠጋጋት የሚያስከትለው ውጤት፡-የስፔንሰር-ዲሎን ኢምፔሪካል ፎርሙላ የሎጋሪዝም ቅርጽ ተመርጧል, በውስጡም ዜሮ-የተቆረጠ viscosity, b በተመሳሳይ ትኩረት እና የተለያየ የሙቀት መጠን ቋሚ ነው, እና በተመሳሳይ የሙቀት መጠን መጨመር ይጨምራል. እ.ኤ.አ. በ 1966 በኦኖጊ በተቀበለው የኃይል ህግ እኩልታ መሠረት M የፖሊሜር አንፃራዊ ሞለኪውላዊ ክብደት ፣ A እና B ቋሚዎች ናቸው ፣ እና ሐ የጅምላ ክፍልፋይ (%) ነው። ምስል.5 ሦስቱ ኩርባዎች በ 0.6% አካባቢ ግልጽ የሆኑ የመቀየሪያ ነጥቦች አሏቸው ማለትም ወሳኝ የሆነ የጅምላ ክፍልፋይ አለ። ከ 0.6% በላይ, የዜሮ-ሼር viscosity በከፍተኛ ፍጥነት ይጨምራል ትኩረትን ሲጨምር የሶስቱ ናሙናዎች ኩርባዎች የተለያየ ክፍያ መጠናቸው በጣም ቅርብ ናቸው. በአንጻሩ የጅምላ ክፍልፋዩ በ0.2% እና 0.8% መካከል ሲሆን የሃይድሮጅን ቦንድ ማኅበር የተወሰነ ግንኙነት ስለሚያስፈልገው የ LR ናሙና በትንሹ የተቆረጠ viscosity ትልቁ ነው። ስለዚህ, ክፍያ ጥግግት ማክሮ ሞለኪውሎች በሥርዓት እና የታመቀ መንገድ መደርደር እንደሚቻል ጋር በቅርበት የተያያዘ ነው; በDSC ሙከራ፣ LR ደካማ የሆነ ክሪስታላይዜሽን ጫፍ እንዳለው ተረጋግጧል፣ ይህም ተስማሚ የኃይል መጠን ያሳያል፣ እና የዜሮ-ሼር viscosity በተመሳሳይ ትኩረት ከፍ ያለ ነው። የጅምላ ክፍልፋዩ ከ 0.2% በታች ሲሆን ፣ LR በጣም ትንሹ ነው ፣ ምክንያቱም በ dilute መፍትሄ ውስጥ ፣ አነስተኛ ኃይል ያላቸው ማክሮ ሞለኪውሎች የኮይል አቅጣጫን የመፍጠር እድላቸው ሰፊ ነው ፣ ስለሆነም የዜሮ-ሼር viscosity ዝቅተኛ ነው። ይህ ከውፍረቱ አፈፃፀም አንፃር ጥሩ የመመሪያ ጠቀሜታ አለው።

2.2.3 pH ውጤት፡ ምስል 6 ከ 0.05% እስከ 2.5% የጅምላ ክፍልፋይ ውስጥ በተለያየ ፒኤች የሚለካው ውጤት ነው. በ 0.45% አካባቢ የመቀየሪያ ነጥብ አለ ፣ ግን ሦስቱ ኩርባዎች ሊደራረቡ ነው ፣ ይህም ፒኤች በዜሮ-ሼር viscosity ላይ ምንም ግልጽ ተጽዕኖ እንደሌለው ያሳያል ፣ ይህ ከአኒዮኒክ ሴሉሎስ ኤተር ወደ ፒኤች ስሜታዊነት በጣም የተለየ ነው።

3. መደምደሚያ

የ KG-30M dilute aqueous መፍትሄ በኤልኤልኤስ የተጠና ሲሆን የተገኘው የሃይድሮዳይናሚክ ራዲየስ ስርጭት አንድ ጫፍ ነው. ከማዕዘን ጥገኝነት እና ከRg/Rb ሬሾ፣ ቅርጹ ወደ ሉላዊ ቅርበት ያለው ቢሆንም መደበኛ ግን በቂ እንዳልሆነ መገመት ይቻላል። ለ CCE መፍትሄዎች በሶስት ቻርጅ እፍጋቶች, viscosity በማጎሪያው መጨመር ይጨምራል, ነገር ግን የኒውተን አደን ቁጥር n መጀመሪያ ይቀንሳል, ከዚያም ይለዋወጣል እና እንዲያውም ይነሳል; ፒኤች በ viscosity ላይ ትንሽ ተጽእኖ የለውም, እና መጠነኛ የኃይል መሙላት ከፍተኛ viscosity ሊያገኝ ይችላል.