Efè Substituent ak pwa molekilè sou pwopriyete sifas nan etè seluloz nonionic

Dapre teyori fekondasyon Washburn (Teyori Penetrasyon) ak teyori konbinezon van Oss-Good-Chaudhury a (Teyori Konbine) ak aplikasyon an nan teknoloji mèch kolòn (Kolòn Wicking Teknik), plizyè etè seluloz ki pa iyonik, tankou methyl cellulose Pwopriyete sifas yo nan seluloz, hydroxypropyl cellulose ak hydroxypropyl methylcellulose yo te teste. Akòz diferan substituants, degre de sibstitisyon ak moléculaire poids de cellulose etè sa yo, enèji sifas yo ak konpozan yo siyifikativman diferan. Done yo montre ke baz la Lewis nan etè seluloz ki pa iyonik se pi gwo pase asid Lewis la, ak eleman prensipal la nan enèji nan sifas gratis se fòs la Lifshitz-van der Waals. Enèji sifas hydroxypropyl ak konpozisyon li yo pi gran pase sa hydroxymethyl. Anba site menm substituent ak degre sibstitisyon, enèji lib sifas hydroxypropyl cellulose pwopòsyonèl ak pwa molekilè a; pandan y ap enèji gratis nan sifas idroksipropil methylcellulose se pwopòsyonèl ak degre nan sibstitisyon ak envès pwopòsyonèl ak pwa molekilè a. Eksperyans lan te jwenn tou ke enèji sifas substituent hydroxypropyl a ak hydroxypropylmethyl nan etè seluloz ki pa iyonik sanble pi gran pase enèji sifas seluloz la, ak eksperyans la pwouve ke enèji sifas seluloz teste a ak konpozisyon li Done yo se ki konsistan avèk literati a.

Mo kle: etè seluloz ki pa iyonik; substituants ak degre sibstitisyon; pwa molekilè; pwopriyete sifas; teknoloji mèch

Etè seluloz se yon gwo kategori nan dérivés seluloz, ki ka divize an etè anionik, kasyonik ak nonionik dapre estrikti chimik la nan substituants etè yo. Etè seluloz tou se youn nan pi bonè pwodwi rechèch ak pwodwi nan chimi polymère. Jiskaprezan, etè seluloz te lajman itilize nan medikaman, ijyèn, pwodui kosmetik ak endistri manje.

Malgre ke etè seluloz, tankou hydroxymethylcellulose, hydroxypropylcellulose ak hydroxypropylmethylcellulose, yo te pwodwi endistriyèl ak anpil nan pwopriyete yo te etidye, enèji sifas yo, pwopriyete asid alkali-reyaktif pa te rapòte twò lwen. Piske pifò nan pwodwi sa yo yo te itilize nan yon anviwònman likid, ak karakteristik sifas yo, espesyalman karakteristik reyaksyon asid-baz, gen chans rive nan afekte itilizasyon yo, li trè nesesè yo etidye ak konprann karakteristik sa yo chimik sifas nan etè seluloz komèsyal sa a.

Lè ou konsidere ke echantiyon yo nan dérivés seluloz yo trè fasil chanje ak chanjman nan kondisyon preparasyon, papye sa a sèvi ak pwodwi komèsyal kòm echantiyon yo karakterize enèji sifas yo, epi ki baze sou sa a, enfliyans nan substituents ak pwa molekilè nan pwodwi sa yo sou sifas la. pwopriyete yo etidye.

1. Pati eksperimantal

1.1 Matyè premyè

Etè seluloz ki pa iyonik yo itilize nan eksperyans la se pwodwi aKIMA CHIMIK CO, LTD,. Echantiyon yo pa te sibi okenn tretman anvan tès la.

Lè ou konsidere ke dérivés seluloz yo te fè nan seluloz, de estrikti yo fèmen, ak pwopriyete yo sifas nan seluloz yo te rapòte nan literati a, kidonk papye sa a sèvi ak seluloz kòm echantiyon estanda a. Echantiyon seluloz itilize a te kòd-nonmen C8002 e li te achte nan menKIMA, CN. Echantiyon an pa te sibi okenn tretman pandan tès la.

Reyaktif yo itilize nan eksperyans la se: etan, diyodomethane, dlo deyonize, formamid, toluèn, klowofòm. Tout likid yo te pwodwi analiz pi bon kalite eksepte dlo ki te disponib nan komès.

1.2 Metòd eksperimantal

Nan eksperyans sa a, yo te adopte teknik kolòn mèch la, epi yo te koupe yon seksyon (apeprè 10 cm) nan yon pipèt estanda ak yon dyamèt enteryè 3 mm kòm tib la kolòn. Mete 200 mg echantiyon an poud nan tib kolòn nan chak fwa, Lè sa a, souke li pou fè li menm epi mete l vètikal sou anba a nan veso an vè ak yon dyamèt enteryè apeprè 3 cm, pou likid la ka absòbe espontaneman. Peze 1 mL likid pou teste a epi mete l nan yon veso an vè, epi anrejistre tan imèsyon t ak distans imèsyon X an menm tan. Tout eksperyans yo te fèt nan tanperati chanm (25±1°C). Chak done se mwayèn twa eksperyans replike.

1.3 Kalkil done eksperimantal

Baz teyorik pou aplikasyon teknik kolòn mèch pou teste enèji sifas materyèl poud se ekwasyon fekondasyon Washburn (ekwasyon pénétration Washburn).

1.3.1 Detèminasyon reyon efikas kapilè Reff echantiyon mezire a

Lè w ap aplike fòmil imèsyon Washburn, kondisyon pou reyalize pipi konplè se cos=1. Sa vle di ke lè yo chwazi yon likid pou plonje nan yon solid pou reyalize yon kondisyon konplètman mouye, nou ka kalkile reyon efikas kapilè Reff echantiyon an mezire pa tès distans imèsyon an ak tan dapre yon ka espesyal nan fòmil la imèsyon Washburn.

1.3.2 Lifshitz-van der Waals fòs kalkil pou echantiyon mezire a

Dapre règ van Oss-Chaudhury-Good konbine, relasyon ki genyen ant reyaksyon ki genyen ant likid ak solid.

1.3.3 Kalkil fòs Lewis asid-baz echantiyon yo mezire

An jeneral, pwopriyete asid-baz solid yo estime apati done ki enpreye ak dlo ak formamid. Men, nan atik sa a, nou te jwenn ke pa gen okenn pwoblèm lè w ap itilize pè sa a nan likid polè pou mezire seluloz, men nan tès la nan etè seluloz, paske wotè a imèsyon nan sistèm nan solisyon polè nan dlo / formamid nan seluloz etè a twò ba. , fè tan anrejistreman trè difisil. Se poutèt sa, yo te chwazi sistèm solisyon toluèn / kloroform ki prezante pa Chibowsk. Dapre Chibowski, yon sistèm solisyon polè toluèn / kloroform se tou yon opsyon. Sa a se paske de likid sa yo gen asidite trè espesyal ak alkalinite, pou egzanp, toluèn pa gen okenn asidite Lewis, ak klowofòm pa gen okenn alkalinite Lewis. Yo nan lòd yo jwenn done yo jwenn nan sistèm nan solisyon toluèn / klowofòr pi pre sistèm nan solisyon polè rekòmande nan dlo / formamid, nou itilize de sistèm likid polè sa yo teste seluloz nan menm tan an, ak Lè sa a, jwenn ekspansyon ki koresponn lan oswa koyefisyan kontraksyon. anvan ou aplike Done yo jwenn nan enpreye etè seluloz ak toluèn / klowofòr yo pre konklizyon yo jwenn pou sistèm nan dlo / formamid. Depi etè seluloz yo sòti nan seluloz epi gen yon estrikti ki sanble anpil ant de la, metòd estimasyon sa a ka valab.

1.3.4 Kalkil total enèji gratis sifas

2. Rezilta ak Diskisyon

2.1 Seluloz estanda

Depi rezilta tès nou yo sou echantiyon estanda seluloz yo te jwenn ke done sa yo an bon akò ak sa yo rapòte nan literati a, li rezonab pou kwè ke rezilta tès yo sou etè seluloz yo ta dwe konsidere tou.

2.2 Rezilta tès yo ak diskisyon sou etè seluloz

Pandan tès la nan etè seluloz, li trè difisil anrejistre distans la imèsyon ak tan akòz wotè a imèsyon ki ba anpil nan dlo ak formamid. Se poutèt sa, papye sa a chwazi sistèm solisyon toluèn / klowofòr kòm yon solisyon altènatif, epi estime asidite Lewis nan etè seluloz ki baze sou rezilta tès dlo / formamid ak toluèn / klowofòr sou seluloz ak relasyon pwopòsyonèl ant de sistèm solisyon yo. ak pouvwa alkalin.

Lè w pran seluloz kòm yon echantiyon estanda, yo bay yon seri karakteristik asid-baz nan etè seluloz. Depi rezilta a nan enpreye etè seluloz ak toluèn / klowofòr dirèkteman teste, li se konvenk.

Sa vle di ke kalite a ak pwa molekilè nan substituents yo afekte pwopriyete asid-baz nan etè seluloz, ak relasyon ki genyen ant de substituants yo, hydroxypropyl ak hydroxypropylmethyl, sou pwopriyete yo asid-baz nan etè seluloz ak pwa molekilè a konplètman opoze. Men, li ta ka tou gen rapò ak lefèt ke Deputy yo se substituants melanje.

Depi ranplasan MO43 ak K8913 yo diferan epi yo gen menm pwa molekilè, pou egzanp, substituent ansyen an se hydroxymethyl ak substituent lèt la se hydroxypropyl, men pwa molekilè tou de se 100,000, kidonk sa vle di tou ke la. premis nan menm pwa molekilè Anba sikonstans yo, S+ ak S- nan gwoup idroksimetil la ka pi piti pase gwoup idroksipropil la. Men, degre nan sibstitisyon se posib tou, paske degre nan sibstitisyon nan K8913 se apeprè 3.00, pandan y ap sa ki nan MO43 se sèlman 1.90.

Depi degre nan sibstitisyon ak substituents nan K8913 ak K9113 yo se menm bagay la men sèlman pwa molekilè a diferan, konparezon ki genyen ant de la montre ke S + nan idroksipropil seluloz diminye ak ogmantasyon nan pwa molekilè, men S- ogmante okontrè. .

Soti nan rezime rezilta tès yo nan enèji sifas tout etè seluloz ak konpozan yo, li ka wè ke si li se seluloz oswa etè seluloz, eleman prensipal la nan enèji sifas yo se fòs la Lifshitz-van der Waals, kontablite pou apeprè 98% ~ 99%. Anplis, fòs Lifshitz-van der Waals nan etè seluloz nonionik sa yo (eksepte MO43) yo tou sitou pi gran pase sa yo ki nan seluloz, ki endike ke pwosesis la eterifikasyon nan seluloz se tou yon pwosesis pou ogmante fòs Lifshitz-van der Waals. Ak ogmantasyon sa yo mennen nan enèji nan sifas nan etè seluloz ki pi gran pase sa yo ki nan seluloz. Fenomèn sa a trè enteresan paske sa yo etè seluloz yo souvan itilize nan pwodiksyon an nan surfactants. Men, done yo enpòtan pou remake, se pa sèlman paske done yo sou echantiyon estanda referans yo teste nan eksperyans sa a trè konsistan ak valè ki rapòte nan literati a, done yo sou echantiyon estanda referans la trè konsistan avèk valè ki rapòte nan literati a, pou egzanp: tout seluloz sa yo SAB nan etè se siyifikativman pi piti pase sa yo ki nan seluloz, e sa a se akòz gwo anpil baz Lewis yo. Anba site menm substituent ak degre sibstitisyon, enèji lib sifas hydroxypropyl cellulose pwopòsyonèl ak pwa molekilè a; pandan y ap enèji gratis nan sifas idroksipropil methylcellulose se pwopòsyonèl ak degre nan sibstitisyon ak envès pwopòsyonèl ak pwa molekilè a.

Anplis de sa, paske etè seluloz gen pi gwo SLW pase seluloz, men nou deja konnen ke dispersibility yo se pi bon pase seluloz, kidonk li ka preliminèman konsidere ke eleman prensipal la nan SLW konstitye etè seluloz nonionik yo ta dwe fòs la London.

3. Konklizyon

Etid yo montre ke kalite substituent, degre sibstitisyon ak pwa molekilè gen yon gwo enfliyans sou enèji sifas ak konpozisyon etè cellulose ki pa iyonik. Ak efè sa a sanble gen regilarite sa a:

(1) S+ nan etè seluloz ki pa iyonik pi piti pase S-.

(2) Enèji sifas etè seluloz ki pa iyonik domine pa fòs Lifshitz-van der Waals.

(3) Pwa molekilè ak substituants gen yon efè sou sifas enèji etè cellulose ki pa iyonik, men li sitou depann sou ki kalite substituants.

(4) Anba site menm substituent ak degre sibstitisyon, enèji lib sifas hydroxypropyl cellulose pwopòsyonèl ak pwa molekilè a; pandan y ap enèji gratis nan sifas idroksipropil methylcellulose se pwopòsyonèl ak degre nan sibstitisyon ak envès pwopòsyonèl ak pwa molekilè a.

(5) Pwosesis eterifikasyon seluloz la se yon pwosesis kote fòs Lifshitz-van der Waals ogmante, epi li se tou yon pwosesis kote asidite Lewis diminye epi alkalinite Lewis ogmante.