સેલ્યુલોઝ ઈથર અને પોલી-એલ-લેક્ટિક એસિડ

ક્લોરોફોર્મમાં પોલી-એલ-લેક્ટિક એસિડ અને ઇથિલ સેલ્યુલોઝનું મિશ્ર દ્રાવણ અને ટ્રાઇફ્લુરોએસેટિક એસિડમાં PLLA અને મિથાઈલ સેલ્યુલોઝનું મિશ્ર દ્રાવણ તૈયાર કરવામાં આવ્યું હતું, અને PLLA/સેલ્યુલોઝ ઈથર મિશ્રણ કાસ્ટિંગ દ્વારા તૈયાર કરવામાં આવ્યું હતું; પ્રાપ્ત મિશ્રણો લીફ ટ્રાન્સફોર્મ ઇન્ફ્રારેડ સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી (FT-IR), ડિફરન્શિયલ સ્કેનિંગ કેલરીમેટ્રી (DSC) અને એક્સ-રે ડિફ્રેક્શન (XRD) દ્વારા દર્શાવવામાં આવ્યા હતા. PLLA અને સેલ્યુલોઝ ઈથર વચ્ચે હાઈડ્રોજન બોન્ડ છે અને બે ઘટકો આંશિક રીતે સુસંગત છે. મિશ્રણમાં સેલ્યુલોઝ ઈથર સામગ્રીના વધારા સાથે, મિશ્રણનું ગલનબિંદુ, સ્ફટિકીયતા અને સ્ફટિક અખંડિતતા બધું જ ઘટશે. જ્યારે MC સામગ્રી 30% કરતા વધારે હોય, ત્યારે લગભગ આકારહીન મિશ્રણો મેળવી શકાય છે. તેથી, સેલ્યુલોઝ ઈથરનો ઉપયોગ વિવિધ ગુણધર્મો સાથે ડિગ્રેડેબલ પોલિમર સામગ્રી તૈયાર કરવા માટે પોલી-એલ-લેક્ટિક એસિડને સંશોધિત કરવા માટે થઈ શકે છે.

કીવર્ડ્સ: પોલી-એલ-લેક્ટિક એસિડ, એથિલ સેલ્યુલોઝ,મિથાઈલ સેલ્યુલોઝ, મિશ્રણ, સેલ્યુલોઝ ઈથર

કુદરતી પોલિમર અને ડીગ્રેડેબલ સિન્થેટીક પોલિમર મટીરીયલ્સનો વિકાસ અને ઉપયોગ માનવ દ્વારા સામનો કરી રહેલા પર્યાવરણીય કટોકટી અને સંસાધન સંકટને ઉકેલવામાં મદદ કરશે. તાજેતરના વર્ષોમાં, પોલિમર કાચી સામગ્રી તરીકે નવીનીકરણીય સંસાધનોનો ઉપયોગ કરીને બાયોડિગ્રેડેબલ પોલિમર સામગ્રીના સંશ્લેષણ પરના સંશોધને વ્યાપક ધ્યાન આકર્ષિત કર્યું છે. પોલિલેક્ટિક એસિડ એ એક મહત્વપૂર્ણ ડિગ્રેડેબલ એલિફેટિક પોલિએસ્ટર છે. લેક્ટિક એસિડ પાકોના આથો (જેમ કે મકાઈ, બટાકા, સુક્રોઝ, વગેરે) દ્વારા ઉત્પન્ન કરી શકાય છે, અને તે સુક્ષ્મસજીવો દ્વારા પણ વિઘટિત થઈ શકે છે. તે નવીનીકરણીય સંસાધન છે. પોલિલેક્ટિક એસિડ લેક્ટિક એસિડમાંથી ડાયરેક્ટ પોલિકન્ડેન્સેશન અથવા રિંગ-ઓપનિંગ પોલિમરાઇઝેશન દ્વારા તૈયાર કરવામાં આવે છે. તેના અધોગતિનું અંતિમ ઉત્પાદન લેક્ટિક એસિડ છે, જે પર્યાવરણને પ્રદૂષિત કરશે નહીં. PIA પાસે ઉત્તમ યાંત્રિક ગુણધર્મો, પ્રક્રિયાક્ષમતા, બાયોડિગ્રેડબિલિટી અને બાયોકોમ્પેટિબિલિટી છે. તેથી, PLA પાસે માત્ર બાયોમેડિકલ એન્જિનિયરિંગના ક્ષેત્રમાં વિશાળ શ્રેણીની એપ્લિકેશનો નથી, પણ કોટિંગ્સ, પ્લાસ્ટિક અને કાપડના ક્ષેત્રોમાં વિશાળ સંભવિત બજારો પણ છે.

પોલી-એલ-લેક્ટિક એસિડની ઊંચી કિંમત અને તેની કામગીરીની ખામીઓ જેમ કે હાઇડ્રોફોબિસીટી અને બરડપણું તેના ઉપયોગની શ્રેણીને મર્યાદિત કરે છે. તેની કિંમત ઘટાડવા અને PLLA ની કામગીરીમાં સુધારો કરવા માટે, તૈયારી, સુસંગતતા, મોર્ફોલોજી, બાયોડિગ્રેડબિલિટી, યાંત્રિક ગુણધર્મો, હાઇડ્રોફિલિક/હાઇડ્રોફોબિક સંતુલન અને પોલિલેક્ટિક એસિડ કોપોલિમર્સ અને મિશ્રણોના એપ્લિકેશન ક્ષેત્રોનો ઊંડો અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો છે. તેમાંથી, PLLA પોલી DL-લેક્ટિક એસિડ, પોલિઇથિલિન ઓક્સાઇડ, પોલિવિનાઇલ એસિટેટ, પોલિઇથિલિન ગ્લાયકોલ, વગેરે સાથે સુસંગત મિશ્રણ બનાવે છે. સેલ્યુલોઝ એ β-ગ્લુકોઝના ઘનીકરણ દ્વારા રચાયેલ કુદરતી પોલિમર સંયોજન છે, અને તે સૌથી વધુ પુષ્કળ નવીનીકરણીય સંસાધનોમાંનું એક છે. પ્રકૃતિમાં સેલ્યુલોઝ ડેરિવેટિવ્ઝ એ માનવો દ્વારા વિકસિત સૌથી પ્રાચીન કુદરતી પોલિમર સામગ્રી છે, જેમાંથી સૌથી મહત્વપૂર્ણ સેલ્યુલોઝ ઇથર્સ અને સેલ્યુલોઝ એસ્ટર્સ છે. એમ. નાગાતા એટ અલ. PLLA/સેલ્યુલોઝ મિશ્રણ પ્રણાલીનો અભ્યાસ કર્યો અને જાણવા મળ્યું કે બે ઘટકો અસંગત હતા, પરંતુ PLLA ના સ્ફટિકીકરણ અને અધોગતિ ગુણધર્મો સેલ્યુલોઝ ઘટક દ્વારા ખૂબ પ્રભાવિત થયા હતા. એન. ઓગાટા એટ અલ એ PLLA અને સેલ્યુલોઝ એસીટેટ મિશ્રણ પ્રણાલીના પ્રદર્શન અને બંધારણનો અભ્યાસ કર્યો. જાપાનીઝ પેટન્ટે PLLA અને નાઈટ્રોસેલ્યુલોઝ મિશ્રણોની બાયોડિગ્રેડબિલિટીનો પણ અભ્યાસ કર્યો હતો. વાય. ટેરામોટો એટ અલ એ PLLA અને સેલ્યુલોઝ ડાયસેટેટ કલમ કોપોલિમરની તૈયારી, થર્મલ અને યાંત્રિક ગુણધર્મોનો અભ્યાસ કર્યો. અત્યાર સુધી, પોલિલેક્ટિક એસિડ અને સેલ્યુલોઝ ઈથરની સંમિશ્રણ પ્રણાલી પર બહુ ઓછા અભ્યાસો છે.

તાજેતરના વર્ષોમાં, અમારું જૂથ પોલિલેક્ટિક એસિડ અને અન્ય પોલિમર્સના ડાયરેક્ટ કોપોલિમરાઇઝેશન અને મિશ્રણ ફેરફારના સંશોધનમાં રોકાયેલું છે. સંપૂર્ણપણે બાયોડિગ્રેડેબલ પોલિમર સામગ્રી તૈયાર કરવા માટે સેલ્યુલોઝ અને તેના ડેરિવેટિવ્ઝની ઓછી કિંમત સાથે પોલિલેક્ટિક એસિડના ઉત્તમ ગુણધર્મોને સંયોજિત કરવા માટે, અમે સંમિશ્રણ ફેરફાર માટે સંશોધિત ઘટક તરીકે સેલ્યુલોઝ (ઇથર) પસંદ કરીએ છીએ. ઇથિલ સેલ્યુલોઝ અને મિથાઈલ સેલ્યુલોઝ એ બે મહત્વપૂર્ણ સેલ્યુલોઝ ઈથર્સ છે. ઇથિલ સેલ્યુલોઝ એ પાણીમાં અદ્રાવ્ય બિન-આયોનિક સેલ્યુલોઝ એલ્કિલ ઈથર છે, જેનો ઉપયોગ તબીબી સામગ્રી, પ્લાસ્ટિક, એડહેસિવ્સ અને કાપડના અંતિમ એજન્ટ તરીકે થઈ શકે છે. મિથાઈલ સેલ્યુલોઝ પાણીમાં દ્રાવ્ય છે, તેમાં ઉત્તમ ભીનાશ, સંકલનતા, પાણીની જાળવણી અને ફિલ્મ-રચના ગુણધર્મો છે, અને તેનો ઉપયોગ મકાન સામગ્રી, કોટિંગ્સ, સૌંદર્ય પ્રસાધનો, ફાર્માસ્યુટિકલ્સ અને પેપરમેકિંગના ક્ષેત્રોમાં વ્યાપકપણે થાય છે. અહીં, PLLA/EC અને PLLA/MC મિશ્રણો સોલ્યુશન કાસ્ટિંગ પદ્ધતિ દ્વારા તૈયાર કરવામાં આવ્યા હતા, અને PLLA/સેલ્યુલોઝ ઈથર મિશ્રણોની સુસંગતતા, થર્મલ ગુણધર્મો અને સ્ફટિકીકરણ ગુણધર્મોની ચર્ચા કરવામાં આવી હતી.

1. પ્રાયોગિક ભાગ

1.1 કાચો માલ

ઇથિલ સેલ્યુલોઝ (એઆર, તિયાનજિન હુઆઝેન સ્પેશિયલ કેમિકલ રીએજન્ટ ફેક્ટરી); મિથાઈલ સેલ્યુલોઝ (MC450), સોડિયમ ડાયહાઈડ્રોજન ફોસ્ફેટ, ડિસોડિયમ હાઈડ્રોજન ફોસ્ફેટ, એથિલ એસિટેટ, સ્ટેનસ આઈસોક્ટેનોએટ, ક્લોરોફોર્મ (ઉપરની બધી શાંઘાઈ કેમિકલ રીએજન્ટ કંપની લિમિટેડના ઉત્પાદનો છે અને શુદ્ધતા એઆર ગ્રેડ છે); એલ-લેક્ટિક એસિડ (ફાર્માસ્યુટિકલ ગ્રેડ, PURAC કંપની).

1.2 મિશ્રણોની તૈયારી

1.2.1 પોલિલેક્ટિક એસિડની તૈયારી

પોલી-એલ-લેક્ટિક એસિડ ડાયરેક્ટ પોલીકન્ડેન્સેશન પદ્ધતિ દ્વારા તૈયાર કરવામાં આવ્યું હતું. L-લેક્ટિક એસિડ જલીય દ્રાવણનું વજન 90% ના સમૂહ અપૂર્ણાંક સાથે કરો અને તેને ત્રણ-ગળાના ફ્લાસ્કમાં ઉમેરો, સામાન્ય દબાણ હેઠળ 2 કલાક માટે 150°C પર ડીહાઇડ્રેટ કરો, પછી 13300Pa ના વેક્યૂમ દબાણ હેઠળ 2 કલાક માટે પ્રતિક્રિયા આપો, અને અંતે નિર્જલીકૃત પ્રીપોલિમર વસ્તુઓ મેળવવા માટે 3900Pa ના વેક્યુમ હેઠળ 4 કલાક માટે પ્રતિક્રિયા આપો. લેક્ટિક એસિડ જલીય દ્રાવણની કુલ માત્રાને બાદ કરતાં પાણીનું ઉત્પાદન પ્રીપોલિમરની કુલ રકમ છે. પ્રાપ્ત પ્રીપોલિમરમાં સ્ટેનોસ ક્લોરાઇડ (દળનો અપૂર્ણાંક 0.4% છે) અને પી-ટોલ્યુએન્સલ્ફોનિક એસિડ (સ્ટેનોસ ક્લોરાઇડ અને પી-ટોલ્યુએનસલ્ફોનિક એસિડનો ગુણોત્તર 1/1 દાઢ ગુણોત્તર છે) ઉત્પ્રેરક સિસ્ટમ ઉમેરો અને ઘનીકરણમાં મોલેક્યુલર ચાળણીઓ સ્થાપિત કરવામાં આવી હતી. પાણીની થોડી માત્રાને શોષી લેવા માટે, અને યાંત્રિક હલનચલન જાળવવામાં આવ્યું હતું. પોલિમર મેળવવા માટે આખી સિસ્ટમ 16 કલાક માટે 1300 Pa ના વેક્યૂમ અને 150 ° સે તાપમાને પ્રતિક્રિયા આપે છે. 5% સોલ્યુશન તૈયાર કરવા માટે મેળવેલા પોલિમરને ક્લોરોફોર્મમાં ઓગાળો, 24 કલાક માટે નિર્જળ ઈથરથી ફિલ્ટર કરો અને અવક્ષેપ કરો, અવક્ષેપને ફિલ્ટર કરો અને શુદ્ધ શુષ્ક મેળવવા માટે તેને -0.1MPa વેક્યૂમ ઓવનમાં 60°C પર 10 થી 20 કલાક માટે મૂકો. PLLA પોલિમર. પ્રાપ્ત કરેલ PLLA નું સાપેક્ષ પરમાણુ વજન ઉચ્ચ-પ્રદર્શન પ્રવાહી ક્રોમેટોગ્રાફી (GPC) દ્વારા 45000-58000 ડાલ્ટન હોવાનું નિર્ધારિત કરવામાં આવ્યું હતું. નમૂનાઓ ફોસ્ફરસ પેન્ટોક્સાઇડ ધરાવતા ડેસીકેટરમાં રાખવામાં આવ્યા હતા.

1.2.2 પોલિલેક્ટિક એસિડ-ઇથિલ સેલ્યુલોઝ મિશ્રણ (PLLA-EC) ની તૈયારી

અનુક્રમે 1% ક્લોરોફોર્મ સોલ્યુશન બનાવવા માટે પોલી-એલ-લેક્ટિક એસિડ અને એથિલ સેલ્યુલોઝની જરૂરી માત્રાનું વજન કરો અને પછી PLLA-EC મિશ્રિત દ્રાવણ તૈયાર કરો. PLLA-EC મિશ્રિત દ્રાવણનો ગુણોત્તર છે: 100/0, 80/20, 60/40, 40/60, 20/80, 0/l00, પ્રથમ સંખ્યા PLLA ના સમૂહ અપૂર્ણાંકને રજૂ કરે છે, અને પછીની સંખ્યા રજૂ કરે છે EC અપૂર્ણાંકનો સમૂહ. તૈયાર કરેલા સોલ્યુશનને 1-2 કલાક માટે ચુંબકીય સ્ટિરર વડે હલાવવામાં આવ્યા હતા, અને પછી ક્લોરોફોર્મને ફિલ્મ બનાવવા માટે કુદરતી રીતે બાષ્પીભવન થવા દેવા માટે કાચની વાનગીમાં રેડવામાં આવ્યા હતા. ફિલ્મની રચના થયા પછી, ફિલ્મમાંના ક્લોરોફોર્મને સંપૂર્ણપણે દૂર કરવા માટે તેને નીચા તાપમાને 10 કલાક સુધી સૂકવવા માટે વેક્યૂમ ઓવનમાં મૂકવામાં આવ્યું હતું. . મિશ્રણ ઉકેલ રંગહીન અને પારદર્શક છે, અને મિશ્રણ ફિલ્મ પણ રંગહીન અને પારદર્શક છે. મિશ્રણને સૂકવવામાં આવ્યું હતું અને પછીના ઉપયોગ માટે ડેસીકેટરમાં સંગ્રહિત કરવામાં આવ્યું હતું.

1.2.3 પોલિલેક્ટિક એસિડ-મેથાઈલસેલ્યુલોઝ મિશ્રણ (PLLA-MC) ની તૈયારી

પોલી-એલ-લેક્ટિક એસિડ અને મિથાઈલ સેલ્યુલોઝની જરૂરી માત્રાને અનુક્રમે 1% ટ્રાઇફ્લુરોએસેટિક એસિડ સોલ્યુશન બનાવવા માટે વજન કરો. PLLA-MC બ્લેન્ડ ફિલ્મ PLLA-EC મિશ્રણ ફિલ્મ જેવી જ પદ્ધતિ દ્વારા તૈયાર કરવામાં આવી હતી. મિશ્રણને સૂકવવામાં આવ્યું હતું અને પછીના ઉપયોગ માટે ડેસીકેટરમાં સંગ્રહિત કરવામાં આવ્યું હતું.

1.3 પ્રદર્શન પરીક્ષણ

MANMNA IR-550 ઇન્ફ્રારેડ સ્પેક્ટ્રોમીટર (Nicolet.Corp) એ પોલિમર (KBr ટેબ્લેટ) ના ઇન્ફ્રારેડ સ્પેક્ટ્રમને માપ્યું. DSC2901 ડિફરન્શિયલ સ્કેનિંગ કેલરીમીટર (TA કંપની) નો ઉપયોગ નમૂનાના DSC વળાંકને માપવા માટે કરવામાં આવ્યો હતો, ગરમીનો દર 5°C/min હતો, અને કાચના સંક્રમણનું તાપમાન, ગલનબિંદુ અને પોલિમરની સ્ફટિકીયતા માપવામાં આવી હતી. રીગાકુનો ઉપયોગ કરો. D-MAX/Rb ડિફ્રેક્ટોમીટરનો ઉપયોગ નમૂનાના સ્ફટિકીકરણ ગુણધર્મોનો અભ્યાસ કરવા માટે પોલિમરના એક્સ-રે વિવર્તન પેટર્નને ચકાસવા માટે કરવામાં આવ્યો હતો.

2. પરિણામો અને ચર્ચા

2.1 ઇન્ફ્રારેડ સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી સંશોધન

ફોરિયર ટ્રાન્સફોર્મ ઇન્ફ્રારેડ સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી (FT-IR) પરમાણુ સ્તરના પરિપ્રેક્ષ્યમાં મિશ્રણના ઘટકો વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનો અભ્યાસ કરી શકે છે. જો બે હોમોપોલિમર્સ સુસંગત હોય, તો આવર્તનમાં બદલાવ, તીવ્રતામાં ફેરફાર, અને ઘટકોની લાક્ષણિકતા શિખરોનો દેખાવ અથવા અદ્રશ્ય પણ અવલોકન કરી શકાય છે. જો બે હોમોપોલિમર્સ સુસંગત ન હોય, તો મિશ્રણનું વર્ણપટ એ બે હોમોપોલિમર્સનું ફક્ત સુપરપોઝિશન છે. PLLA સ્પેક્ટ્રમમાં, 1755cm-1 પર C=0 નું સ્ટ્રેચિંગ વાઇબ્રેશન પીક છે, 2880cm-1 પર નબળું શિખર છે જે મેથિન ગ્રુપના C-H સ્ટ્રેચિંગ વાઇબ્રેશનને કારણે છે અને 3500 cm-1 પર બ્રોડ બેન્ડ છે. ટર્મિનલ હાઇડ્રોક્સિલ જૂથો દ્વારા થાય છે. EC સ્પેક્ટ્રમમાં, 3483 cm-1 પરનું લાક્ષણિક શિખર એ OH સ્ટ્રેચિંગ વાઇબ્રેશન પીક છે, જે દર્શાવે છે કે પરમાણુ સાંકળ પર O—H જૂથો બાકી છે, જ્યારે 2876-2978 cm-1 એ C2H5 સ્ટ્રેચિંગ વાઇબ્રેશન પીક છે, અને 1637 cm-1 એ HOH બેન્ડિંગ વાઇબ્રેશન પીક છે (પાણીને શોષી લેતા નમૂનાને કારણે). જ્યારે PLLA ને EC સાથે મિશ્રિત કરવામાં આવે છે, PLLA-EC મિશ્રણના હાઇડ્રોક્સિલ પ્રદેશના IR સ્પેક્ટ્રમમાં, O-H શિખર EC સામગ્રીના વધારા સાથે નીચા તરંગ સંખ્યા પર શિફ્ટ થાય છે, અને જ્યારે PLLA/Ec 40/60 વેવનમ્બર હોય ત્યારે ન્યૂનતમ સુધી પહોંચે છે, અને પછી ઉચ્ચ તરંગ સંખ્યાઓ પર ખસેડવામાં આવે છે, જે દર્શાવે છે કે PUA અને EC ના 0-H વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા જટિલ છે. 1758cm-1 ના C=O સ્પંદન પ્રદેશમાં, PLLA-EC નું C=0 શિખર EC ના વધારા સાથે નીચલી તરંગ સંખ્યા પર સહેજ શિફ્ટ થયું, જે દર્શાવે છે કે EC ના C=O અને OH વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા નબળી હતી.

મેથાઈલસેલ્યુલોઝના સ્પેક્ટ્રોગ્રામમાં, 3480cm-1 પરનું લાક્ષણિક શિખર O—H સ્ટ્રેચિંગ વાઇબ્રેશન પીક છે, એટલે કે, MC મોલેક્યુલર ચેઇન પર અવશેષ O—H જૂથો છે, અને HOH બેન્ડિંગ વાઇબ્રેશન પીક 1637cm-1 છે, અને MC રેશિયો EC વધુ હાઇગ્રોસ્કોપિક છે. PLLA-EC મિશ્રણ પ્રણાલીની જેમ, PLLA-EC મિશ્રણના હાઇડ્રોક્સિલ પ્રદેશના ઇન્ફ્રારેડ સ્પેક્ટ્રામાં, MC સામગ્રીના વધારા સાથે O-H શિખર બદલાય છે, અને જ્યારે PLLA/MC હોય ત્યારે લઘુત્તમ વેવ નંબર હોય છે. 70/30. C=O કંપન પ્રદેશમાં (1758 cm-1), C=O શિખર MC ના ઉમેરા સાથે સહેજ નીચા તરંગસંખ્યામાં શિફ્ટ થાય છે. જેમ આપણે અગાઉ ઉલ્લેખ કર્યો છે તેમ, PLLA માં ઘણા જૂથો છે જે અન્ય પોલિમર સાથે વિશેષ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ રચી શકે છે, અને ઇન્ફ્રારેડ સ્પેક્ટ્રમના પરિણામો ઘણી સંભવિત વિશેષ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓની સંયુક્ત અસર હોઈ શકે છે. PLLA અને સેલ્યુલોઝ ઈથરની મિશ્રણ પદ્ધતિમાં, PLLA ના એસ્ટર જૂથ, ટર્મિનલ હાઈડ્રોક્સિલ જૂથ અને સેલ્યુલોઝ ઈથર (EC અથવા MG) ના ઈથર જૂથ અને બાકીના હાઈડ્રોક્સિલ જૂથો વચ્ચે વિવિધ હાઈડ્રોજન બોન્ડ સ્વરૂપો હોઈ શકે છે. PLLA અને EC અથવા MCs આંશિક રીતે સુસંગત હોઈ શકે છે. તે બહુવિધ હાઇડ્રોજન બોન્ડના અસ્તિત્વ અને શક્તિને કારણે હોઈ શકે છે, તેથી O-H પ્રદેશમાં ફેરફારો વધુ નોંધપાત્ર છે. જો કે, સેલ્યુલોઝ જૂથના સ્ટીરિક અવરોધને કારણે, PLLA ના C=O જૂથ અને સેલ્યુલોઝ ઈથરના O—H જૂથ વચ્ચેનું હાઇડ્રોજન બંધન નબળું છે.

2.2 DSC સંશોધન

PLLA, EC અને PLLA-EC મિશ્રણોના DSC વણાંકો. PLLA નું કાચ સંક્રમણ તાપમાન Tg 56.2°C છે, ક્રિસ્ટલ ગલન તાપમાન Tm 174.3°C છે, અને સ્ફટિકીયતા 55.7% છે. EC એ આકારહીન પોલિમર છે જેનું Tg 43°C છે અને કોઈ ગલન તાપમાન નથી. PLLA અને EC ના બે ઘટકોના Tg ખૂબ જ નજીક છે, અને બે સંક્રમણ પ્રદેશો ઓવરલેપ થાય છે અને તેને ઓળખી શકાતો નથી, તેથી સિસ્ટમ સુસંગતતા માટે માપદંડ તરીકે તેનો ઉપયોગ કરવો મુશ્કેલ છે. EC ના વધારા સાથે, PLLA-EC મિશ્રણોના Tmમાં થોડો ઘટાડો થયો, અને સ્ફટિકીયતામાં ઘટાડો થયો (PLLA/EC 20/80 સાથેના નમૂનાની સ્ફટિકીયતા 21.3% હતી). MC સામગ્રીના વધારા સાથે મિશ્રણોનો Tm ઘટ્યો. જ્યારે PLLA/MC 70/30 કરતા નીચું હોય, ત્યારે મિશ્રણનું Tm માપવું મુશ્કેલ છે, એટલે કે લગભગ આકારહીન મિશ્રણ મેળવી શકાય છે. આકારહીન પોલિમર સાથે સ્ફટિકીય પોલિમરના મિશ્રણના ગલનબિંદુમાં ઘટાડો સામાન્ય રીતે બે કારણોસર થાય છે, એક આકારહીન ઘટકની મંદન અસર; અન્ય માળખાકીય અસરો હોઈ શકે છે જેમ કે સ્ફટિકીકરણ પૂર્ણતામાં ઘટાડો અથવા સ્ફટિકીય પોલિમરના ક્રિસ્ટલ કદમાં ઘટાડો. DSC ના પરિણામો દર્શાવે છે કે PLLA અને સેલ્યુલોઝ ઈથરની મિશ્રણ પ્રણાલીમાં, બે ઘટકો આંશિક રીતે સુસંગત હતા, અને મિશ્રણમાં PLLA ની સ્ફટિકીકરણ પ્રક્રિયાને અટકાવવામાં આવી હતી, જેના પરિણામે PLLA ના Tm, સ્ફટિકીયતા અને સ્ફટિક કદમાં ઘટાડો થયો હતો. આ દર્શાવે છે કે PLLA-MC સિસ્ટમની બે ઘટક સુસંગતતા PLLA-EC સિસ્ટમ કરતાં વધુ સારી હોઈ શકે છે.

2.3 એક્સ-રે વિવર્તન

PLLA નું XRD વળાંક 16.64° ના 2θ પર સૌથી મજબૂત શિખર ધરાવે છે, જે 020 ક્રિસ્ટલ પ્લેનને અનુરૂપ છે, જ્યારે 2θ 14.90°, 19.21° અને 22.45° પરના શિખરો અનુક્રમે 101, 0213, અને ક્રિસ્ટલ પ્લેનને અનુરૂપ છે. સપાટી, એટલે કે, PLLA એ α-સ્ફટિકીય માળખું છે. જો કે, EC ના વિવર્તન વળાંકમાં કોઈ સ્ફટિક માળખું ટોચ નથી, જે સૂચવે છે કે તે આકારહીન માળખું છે. જ્યારે PLLA ને EC સાથે ભેળવવામાં આવ્યું, ત્યારે 16.64° પરનું શિખર ધીમે ધીમે વિસ્તરતું ગયું, તેની તીવ્રતા નબળી પડી અને તે સહેજ નીચા ખૂણા પર ખસી ગઈ. જ્યારે EC સામગ્રી 60% હતી, ત્યારે સ્ફટિકીકરણ શિખર વિખેરાઈ ગયું હતું. સાંકડી એક્સ-રે વિવર્તન શિખરો ઉચ્ચ સ્ફટિકીયતા અને મોટા અનાજના કદને દર્શાવે છે. વિવર્તન શિખર જેટલું વિશાળ, અનાજનું કદ જેટલું નાનું. વિવર્તન શિખરનું નીચા કોણ તરફ સ્થળાંતર સૂચવે છે કે અનાજનું અંતર વધે છે, એટલે કે, સ્ફટિકની અખંડિતતા ઘટે છે. PLLA અને Ec વચ્ચે હાઈડ્રોજન બોન્ડ છે અને PLLA નું અનાજનું કદ અને સ્ફટિકીયતા ઘટે છે, જેનું કારણ એ હોઈ શકે છે કે EC આકારહીન માળખું બનાવવા માટે PLLA સાથે આંશિક રીતે સુસંગત છે, જેનાથી મિશ્રણના સ્ફટિક બંધારણની અખંડિતતામાં ઘટાડો થાય છે. PLLA-MC ના એક્સ-રે વિવર્તન પરિણામો પણ સમાન પરિણામો દર્શાવે છે. એક્સ-રે વિવર્તન વળાંક મિશ્રણની રચના પર PLLA/સેલ્યુલોઝ ઈથરના ગુણોત્તરની અસરને પ્રતિબિંબિત કરે છે, અને પરિણામો FT-IR અને DSC ના પરિણામો સાથે સંપૂર્ણપણે સુસંગત છે.

3. નિષ્કર્ષ

પોલી-એલ-લેક્ટિક એસિડ અને સેલ્યુલોઝ ઈથર (ઈથિલ સેલ્યુલોઝ અને મિથાઈલ સેલ્યુલોઝ)ની મિશ્રણ પદ્ધતિનો અહીં અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો હતો. મિશ્રણ પદ્ધતિમાં બે ઘટકોની સુસંગતતાનો અભ્યાસ FT-IR, XRD અને DSC દ્વારા કરવામાં આવ્યો હતો. પરિણામો દર્શાવે છે કે PLLA અને સેલ્યુલોઝ ઈથર વચ્ચે હાઈડ્રોજન બંધન અસ્તિત્વમાં છે, અને સિસ્ટમમાંના બે ઘટકો આંશિક રીતે સુસંગત હતા. PLLA/સેલ્યુલોઝ ઈથર રેશિયોમાં ઘટાડો થવાથી મિશ્રણમાં ગલનબિંદુ, સ્ફટિકીયતા અને PLLA ના સ્ફટિક અખંડિતતામાં ઘટાડો થાય છે, પરિણામે વિવિધ સ્ફટિકીયતાના મિશ્રણો તૈયાર થાય છે. તેથી, સેલ્યુલોઝ ઈથરનો ઉપયોગ પોલી-એલ-લેક્ટિક એસિડને સંશોધિત કરવા માટે થઈ શકે છે, જે પોલીલેક્ટીક એસિડની ઉત્કૃષ્ટ કામગીરી અને સેલ્યુલોઝ ઈથરની ઓછી કિંમતને સંયોજિત કરશે, જે સંપૂર્ણપણે બાયોડિગ્રેડેબલ પોલિમર સામગ્રી તૈયાર કરવા માટે અનુકૂળ છે.