Feartan Fuasgladh Ether Cellulose Cationic

Chaidh na feartan fuasglaidh caol aig ether ceallalose cationic dùmhlachd àrd (KG-30M) aig diofar luachan pH a sgrùdadh le inneal sgapaidh laser, bhon radius hydrodynamic (Rh) aig diofar cheàrnan, agus an radius ceàrnagach ceàrnagach de chuairteachadh Rg Tha an co-mheas gu Rh a’ leigeil fhaicinn gu bheil a chumadh neo-riaghailteach ach faisg air spherical. An uairsin, le cuideachadh bho reometer, chaidh sgrùdadh mionaideach a dhèanamh air trì fuasglaidhean dùmhail de ethers ceallalose cationic le dùmhlachd cosgais eadar-dhealaichte, agus chaidh beachdachadh air buaidh dùmhlachd, luach pH agus an dùmhlachd cosgais fhèin air na feartan reul-eòlais aige. Mar a bha an dùmhlachd a’ dol am meud, lùghdaich neach-aithris Newton an toiseach agus an uairsin lughdaich e. Bidh atharrachadh no eadhon ath-thionndadh a 'tachairt, agus tha giùlan thixotropic a' tachairt aig 3% (bloigh mhòr). Tha dùmhlachd cosgais meadhanach buannachdail gus slaodachd rùsgaidh nas àirde fhaighinn, agus chan eil mòran buaidh aig pH air a shlaodachd.

Prìomh fhaclan:ether ceallalose cationic; morf-eòlas; slaodachd rùsgaidh neoni; reul-eòlas

Tha derivatives ceallalose agus na polymers gnìomh atharraichte aca air an cleachdadh gu farsaing ann an raointean stuthan eòlas-inntinn agus slàintealachd, petroceimigean, cungaidh-leigheis, biadh, toraidhean cùram pearsanta, pacadh, msaa. comas, tha e air a chleachdadh gu bitheanta ann an ceimigean làitheil, gu h-àraidh shampoos, agus faodaidh e piseach a thoirt air combability falt an dèidh shampooing. Aig an aon àm, air sgàth a cho-chòrdalachd math, faodar a chleachdadh ann an seampùthan dà-ann-aon agus uile-ann-aon. Tha deagh shealladh tagraidh aige cuideachd agus tha e air aire diofar dhùthchannan a tharraing. Chaidh aithris anns an litreachas gu bheil fuasglaidhean derivative ceallalose a’ nochdadh giùlan leithid lionn Newtonian, lionn pseudoplastic, lionn thixotropic agus lionn viscoelastic le àrdachadh ann an dùmhlachd, ach morf-eòlas, reul-eòlas agus feartan buaidh ether ceallalose cationic ann am fuasgladh uisgeach Chan eil mòran ann. aithisgean rannsachaidh. Tha am pàipear seo a’ cuimseachadh air giùlan reul-eòlais fuasgladh uisgeach ceallalose atharraichte ammonium ceàrnach, gus iomradh a thoirt seachad airson cleachdadh practaigeach.

1. Pàirt deuchainneach

1.1 Stuthan amh

Ether ceallalose cationic (KG-30M, JR-30M, LR-30M); Toradh Canada Dow Chemical Company, air a thoirt seachad le Procter & Gamble Company Kobe Ionad R&D ann an Iapan, air a thomhas le anailisiche eileamaideach Vario EL (Companaidh Elemental Gearmailteach), an sampall Is e susbaint naitrigean 2.7%, 1.8%, 1.0% fa leth (tha an dùmhlachd cosgais 1.9 Meq / g, 1.25 Meq / g, 0.7 Meq / g fa leth), agus tha e air a dhearbhadh leis an ionnstramaid sgaoilidh solais laser Gearmailteach ALV-5000E (LLS) air a thomhas tha a chuideam cuibheasach moileciuil cuideam timcheall air 1.64×106g / mol.

1.2 Ullachadh fuasgladh

Chaidh an sampall a ghlanadh le sìoladh, dialysis agus reothadh-tiormachadh. Dèan cuideam air sreath de thrì sampaill cainneachdail fa leth, agus cuir ris fuasgladh bufair àbhaisteach le pH 4.00, 6.86, 9.18 gus an dùmhlachd riatanach ullachadh. Gus dèanamh cinnteach gun deach na sampallan a sgaoileadh gu h-iomlan, chaidh a h-uile fuasgladh sampall a chuir air inneal-tionndaidh magnetach airson 48 uair ron deuchainn.

1.3 Tomhas sgaoilidh aotrom

Cleachd LLS gus cuideam moileciuil cuibheasach cuideam an t-sampall a thomhas ann am fuasgladh uisgeach caol,, an radius hydrodynamic agus am freumh meadhan radius ceàrnagach cuairteachaidh nuair a tha an dàrna co-èifeachd Villi agus ceàrnan eadar-dhealaichte,), agus thoir a-mach gu bheil an ether ceallalose cationic seo ann an am fuasgladh uisgeach a rèir a inbhe co-mheas.

1.4 Tomhas slaodachd agus sgrùdadh reul-eòlais

Chaidh am fuasgladh CCE dùmhail a sgrùdadh le Brookfield RVDV-III + rheometer, agus chaidh sgrùdadh a dhèanamh air buaidh dùmhlachd, dùmhlachd cosgais agus luach pH air feartan reul-eòlais leithid slaodachd sampall. Aig co-chruinneachaidhean nas àirde, feumar sgrùdadh a dhèanamh air a thixotropy.

2. Toraidhean agus deasbad

2.1 Rannsachadh air Sgapadh Solais

Air sgàth an structar moileciuil sònraichte aige, tha e duilich a bhith ann an cruth aon mholacile eadhon ann an deagh fhuasgladh, ach ann an cruth micelles seasmhach, cruinneachaidhean no comainn.

Nuair a chaidh am fuasgladh uisgeach caol (~ o.1%) de CCE fhaicinn le miocroscop polarizing, fo chùl an raoin orthogonal crois dhubh, nochd spotan soilleir “rionnag” agus bàraichean soilleir. Tha e air a chomharrachadh tuilleadh le sgapadh solais, an radius hydrodynamic fiùghantach aig pH agus ceàrnan eadar-dhealaichte, radius ceàrnagach bunaiteach an rothaidh agus an dàrna co-èifeachd Villi a gheibhear bho dhiagram Berry air an liostadh ann an Tab. 1. Tha an graf cuairteachaidh den ghnìomh radius hydrodynamic a gheibhear aig dùmhlachd de 10-5 gu ìre mhòr mar aon stùc, ach tha an cuairteachadh gu math farsaing (Fig. 1), a’ nochdadh gu bheil comainn ìre moileciuil agus co-chruinneachaidhean mòra san t-siostam ; Tha atharrachaidhean ann, agus tha na luachan Rg / Rb uile timcheall air 0.775, a’ nochdadh gu bheil cumadh CCE ann am fuasgladh faisg air spherical, ach nach eil e cunbhalach gu leòr. Chan eil buaidh pH air Rb agus RG follaiseach. Bidh an aghaidh anns an fhuasgladh bufair ag eadar-obrachadh le CCE gus a’ chosgais air an t-sèine taobh aige a dhìon agus toirt air crìonadh, ach tha an eadar-dhealachadh ag atharrachadh a rèir an seòrsa cunntais. Tha tomhas sgapaidh aotrom de pholaimirean fo chasaid buailteach do eadar-obrachadh feachd fad-ùine agus eadar-theachd bhon taobh a-muigh, agus mar sin tha cuid de mhearachdan agus chuingealachaidhean ann an comharrachadh LLS. Nuair a tha am bloigh mhòr nas àirde na 0.02%, tha a’ mhòr-chuid de stùcan dùbailte neo-sgaraichte no eadhon ioma stùcan anns an diagram cuairteachaidh Rh. Mar a bhios an dùmhlachd ag àrdachadh, bidh Rh cuideachd ag àrdachadh, a’ nochdadh gu bheil barrachd macromolecules co-cheangailte no eadhon air an cruinneachadh. Nuair a bha Cao et al. cleachdadh sgapadh solais gus sgrùdadh a dhèanamh air copolymer carboxymethyl cellulose agus macromers gnìomhach air uachdar, bha stùcan dùbailte do-sgaraichte ann cuideachd, aon dhiubh eadar 30nm agus 100nm, a 'riochdachadh cruthachadh micelles aig an ìre molecular, agus am fear eile Tha an stùc Rh gu ìre mhath mòr, a tha air a mheas mar iomlanachd, a tha coltach ris na toraidhean a chaidh a dhearbhadh sa phàipear seo.

2.2 Rannsachadh air giùlan reul-eòlais

2.2.1 Buaidh dùmhlachd:Tomhais an slaodachd follaiseach de fhuasglaidhean KG-30M le dùmhlachdan eadar-dhealaichte aig diofar ìrean rùsgaidh, agus a rèir an cruth logarithmach den cho-aontar lagh cumhachd a mhol Ostwald-Dewaele, nuair nach eil am bloigh tomadach nas àirde na 0.7%, agus sreath de loidhnichean dìreach le co-èifeachdan co-dhàimh sreathach nas àirde na 0.99 air fhaighinn. Agus mar a tha an dùmhlachd a’ dol am meud, tha luach neach-aithris Newton n a’ dol sìos (uile nas lugha na 1), a’ sealltainn lionn pseudoplastic follaiseach. Air a stiùireadh le feachd rùsgaidh, bidh na slabhraidhean macromolecular a 'tòiseachadh a' fuasgladh agus a 'stiùireadh, agus mar sin bidh an slaodachd a' lùghdachadh. Nuair a tha am bloigh tomad nas àirde na 0.7%, bidh co-èifeachd co-dhàimh sreathach na loidhne dhìreach a gheibhear a’ dol sìos (timcheall air 0.98), agus n a’ tòiseachadh ag atharrachadh no eadhon ag èirigh leis an àrdachadh ann an dùmhlachd; nuair a ruigeas am bloigh tomad 3% (Fig. 2), an clàr Bidh an slaodachd a tha coltach a’ dol am meud an toiseach agus an uairsin a’ lùghdachadh le àrdachadh ann an ìre rùsgaidh. Tha an t-sreath seo de iongantasan eadar-dhealaichte bho aithisgean fuasglaidhean polymer anionic agus cationic eile. Tha an luach n ag èirigh, is e sin, tha maoin neo-Newtonian air a lagachadh; Tha lionn Newtonian na leaghan slaodach, agus bidh sleamhnachadh eadar-mholacileach a’ tachairt fo ghnìomh cuideam rùsgaidh, agus chan fhaighear air ais e; Ann an lionn neo-Newtonian tha pàirt elastagach a ghabhas faighinn air ais agus pàirt viscous nach gabh fhaighinn air ais. Fo ghnìomh cuideam rùsgaidh, bidh an leathad nach gabh a thoirt air ais eadar moileciuilean a ’tachairt, agus aig an aon àm, leis gu bheil na macromolecules air an sìneadh agus air an stiùireadh leis an rùsgadh, tha pàirt elastagach a ghabhas faighinn air ais air a chruthachadh. Nuair a thèid an fheachd bhon taobh a-muigh a thoirt air falbh, tha na macromolecules buailteach tilleadh chun chruth lùbte tùsail, agus mar sin tha luach n a’ dol suas. Tha an dùmhlachd a’ sìor dhol am meud gus structar lìonra a chruthachadh. Nuair a tha an cuideam rùsgaidh beag, cha tèid a sgrios, agus cha tachair ach deformation elastagach. Aig an àm seo, thèid an elasticity àrdachadh gu ìre mhath, thèid an slaodachd a lagachadh, agus lughdaichidh luach n; fhad ‘s a tha an cuideam rùsgaidh a’ meudachadh mean air mhean tron ​​​​phròiseas tomhais, mar sin n Bidh an luach ag atharrachadh. Nuair a ruigeas am bloigh tomad 3%, bidh an slaodachd follaiseach a’ dol am meud agus an uairsin a’ lughdachadh, leis gu bheil an rùsgadh beag a’ brosnachadh bualadh macromolecules gu bhith a’ cruthachadh cruinneachaidhean mòra, agus mar sin bidh an slaodachd ag èirigh, agus tha an cuideam rùsgaidh a’ leantainn air adhart a’ briseadh nan cruinneachaidhean. , lùghdaichidh an slaodachd a-rithist.

Ann an sgrùdadh thixotropy, suidhich an astar (r / min) gus an y a tha thu ag iarraidh a ruighinn, àrdaich an astar aig amannan cunbhalach gus an ruig e an luach suidhichte, agus an uairsin leig às gu sgiobalta bhon astar as àirde air ais chun luach tùsail gus an co-fhreagarrach fhaighinn. Tha an cuideam rùsgaidh, an dàimh a th' aige ris an ìre rùsgaidh air a shealltainn ann am Fig. 3. Nuair a tha am bloigh tomad nas lugha na 2.5%, tha an lùb suas agus an lùb sìos gu tur a' dol thairis air, ach nuair a tha a' mhòr-bhloigh 3%, tha an dà loidhne no tar-lùbadh nas fhaide, agus an loidhne sìos a’ dol air dheireadh, a’ comharrachadh thixotropy.

Canar strì an aghaidh reul-eòlais ris an eisimeileachd ùine airson cuideam rùsgaidh. Tha strì an aghaidh reul-eòlais na ghiùlan àbhaisteach de lioftaichean viscoelastic agus lioftaichean le structaran thixotropic. Thathas a’ faighinn a-mach gu bheil mar as motha y aig an aon bloigh tomad, is ann as luaithe a ruigeas r cothromachadh, agus gu bheil an eisimeileachd ùine nas lugha; aig bloigh tomad nas ìsle (<2%), chan eil CCE a’ nochdadh strì an aghaidh reul-eòlais. Nuair a dh’ èiricheas am bloigh tomad gu 2.5%, tha e a’ nochdadh eisimeileachd ùine làidir (Fig. 4), agus bheir e timcheall air 10 mionaidean gus cothromachadh a ruighinn, agus aig 3.0%, bheir an ùine cothromachaidh 50 mionaid. Tha deagh thixotropy an t-siostaim a 'toirt taic do chleachdadh practaigeach.

2.2.2 Buaidh dùmhlachd cosgais:tha an cruth logarithmic de fhoirmle empirigeach Spencer-Dillon air a thaghadh, anns a bheil an slaodachd gearraidh neoni, b seasmhach aig an aon dùmhlachd agus teòthachd eadar-dhealaichte, agus ag àrdachadh le àrdachadh dùmhlachd aig an aon teòthachd. A rèir co-aontar lagh cumhachd a ghabh Onogi ann an 1966, is e M mais moileciuil coimeasach an polymer, tha A agus B nan co-aontaran, agus is e c am bloigh tomadach (%). Fig.5 Tha puingean tionndaidh follaiseach timcheall air 0.6% aig na trì lùban, is e sin, tha bloigh tomad èiginneach ann. Barrachd air 0.6%, bidh slaodachd rùsgadh neoni ag àrdachadh gu luath leis an àrdachadh ann an dùmhlachd C. Tha lùban nan trì sampaill le dùmhlachd cosgais eadar-dhealaichte glè dhlùth. An coimeas ri sin, nuair a tha am bloigh tomad eadar 0.2% agus 0.8%, is e slaodachd gearradh neoni an t-sampall LR leis an dùmhlachd cosgais as lugha an ìre as motha, leis gu bheil feum aig a’ chomann banna hydrogen air conaltradh sònraichte. Mar sin, tha dlùth cheangal aig an dùmhlachd cosgais ri co-dhiù an urrainnear na macromolecules a chuir air dòigh ann an dòigh òrdail agus teann; tro dheuchainn DSC, lorgar gu bheil stùc criostalachaidh lag aig LR, a’ nochdadh dùmhlachd cosgais iomchaidh, agus gu bheil slaodachd rùsgaidh neoni nas àirde aig an aon dùmhlachd. Nuair a tha am bloigh tomad nas lugha na 0.2%, is e LR an ìre as lugha, oir ann am fuasgladh caol, tha macromolecules le dùmhlachd cosgais ìosal nas dualtaiche stiùireadh coil a chruthachadh, agus mar sin tha slaodachd rùsgaidh neoni ìosal. Tha deagh bhrìgh stiùiridh aig seo a thaobh coileanadh tiughachaidh.

2.2.3 buaidh pH: Is e Fig. 6 an toradh air a thomhas aig pH eadar-dhealaichte taobh a-staigh raon mòr-bhloigh 0.05% gu 2.5%. Tha puing inflection timcheall air 0.45%, ach tha na trì lùban cha mhòr a’ dol thairis air, a’ nochdadh nach eil buaidh follaiseach aig pH air slaodachd rùsgaidh neoni, a tha gu math eadar-dhealaichte bho cho cugallach ‘s a tha ether ceallalose anionic ri pH.

3. Co-dhùnadh

Tha LLS air a sgrùdadh le fuasgladh uisgeach caol KG-30M, agus tha an cuairteachadh radius hydrodynamic a gheibhear mar aon stùc. Bho eisimeileachd ceàrn agus co-mheas Rg / Rb, faodar a cho-dhùnadh gu bheil a chumadh faisg air spherical, ach nach eil e cunbhalach gu leòr. Airson na fuasglaidhean CCE le trì dùmhlachd cosgais, bidh an slaodachd ag àrdachadh le àrdachadh ann an dùmhlachd, ach tha àireamh sealg Newton n an toiseach a’ dol sìos, an uairsin ag atharrachadh agus eadhon ag èirigh; Chan eil mòran buaidh aig pH air slaodachd, agus faodaidh dùmhlachd cosgais meadhanach slaodachd nas àirde fhaighinn.