Efek Substituen lan Bobot Molekuler ing Sifat Permukaan Eter Selulosa Nonionik

Miturut teori impregnasi Washburn (Teori Penetrasi) lan teori kombinasi van Oss-Good-Chaudhury (Teori Gabungan) lan aplikasi teknologi sumbu kolom (Teknik Wicking Kolom), sawetara eter selulosa non-ionik, kayata selulosa metil. selulosa, hidroksipropil selulosa lan hidroksipropil metilselulosa diuji. Amarga beda substituen, derajat substitusi lan bobot molekul saka eter selulosa kasebut, energi permukaan lan komponene beda banget. Data kasebut nuduhake yen basa Lewis saka eter selulosa non-ionik luwih gedhe tinimbang asam Lewis, lan komponen utama energi bebas permukaan yaiku gaya Lifshitz-van der Waals. Energi permukaan hidroksipropil lan komposisi luwih gedhe tinimbang hidroksimetil. Ing premis saka substituent lan derajat substitusi sing padha, energi bebas permukaan saka selulosa hidroksipropil sebanding karo bobot molekul; nalika energi bebas lumahing hidroksipropil metilselulosa sebanding karo derajat substitusi lan proporsional kuwalik karo bobot molekul. Eksperimen kasebut uga nemokake yen energi permukaan saka hidroksipropil substituen lan hidroksipropilmetil ing eter selulosa non-ionik katon luwih gedhe tinimbang energi permukaan selulosa, lan eksperimen kasebut mbuktekake yen energi permukaan selulosa sing diuji lan komposisi kasebut. jumbuh karo sastra.

tembung kunci: eter selulosa nonionik; substituen lan derajat substitusi; bobot molekul; sifat lumahing; teknologi wick

Eter selulosa minangka kategori gedhe saka turunan selulosa, sing bisa dipérang dadi eter anionik, kationik lan nonionik miturut struktur kimia substituen eteré. Eter selulosa uga minangka salah sawijining produk paling awal sing diteliti lan diprodhuksi ing kimia polimer. Nganti saiki, eter selulosa wis akeh digunakake ing obat, kebersihan, kosmetik lan industri panganan.

Senadyan eter selulosa, kayata hydroxymethylcellulose, hydroxypropylcellulose lan hydroxypropylmethylcellulose, wis diprodhuksi sacara industri lan akeh sifate wis diteliti, energi permukaan, sifat asam Alkali-reaktif durung kacarita nganti saiki. Amarga umume produk kasebut digunakake ing lingkungan cair, lan karakteristik permukaan, utamane karakteristik reaksi asam-basa, bisa mengaruhi panggunaane, mula kudu sinau lan ngerti karakteristik kimia permukaan eter selulosa komersial iki.

Ngelingi manawa conto turunan selulosa gampang banget diganti kanthi owah-owahan kahanan persiapan, makalah iki nggunakake produk komersial minangka conto kanggo menehi ciri energi permukaan, lan adhedhasar iki, pengaruh substituen lan bobot molekul produk kasebut ing permukaan. sifat disinaoni.

1. Bagian eksperimen

1.1 Bahan baku

Eter selulosa non-ionik sing digunakake ing eksperimen yaiku produk sakaKIMA CHEMICAL CO.,LTD,. Sampel kasebut ora kena perawatan sadurunge dites.

Ngelingi yen turunan selulosa digawe saka selulosa, loro struktur kasebut cedhak, lan sifat permukaan selulosa wis dilaporake ing literatur, mula kertas iki nggunakake selulosa minangka sampel standar. Sampel selulosa sing digunakake yaiku kode C8002 lan dituku sakaKIMA, CN. Sampel kasebut ora kena perawatan sajrone tes kasebut.

Reagen sing digunakake ing eksperimen yaiku: etana, diiodometana, banyu deionisasi, formamida, toluena, kloroform. Kabeh cairan minangka produk murni analitis kajaba banyu sing kasedhiya kanggo komersial.

1.2 Metode eksperimen

Ing eksperimen iki, teknik wicking kolom diadopsi, lan bagean (kira-kira 10 cm) saka pipette standar kanthi diameter batin 3 mm dipotong minangka tabung kolom. Sijine 200 mg sampel bubuk menyang tabung kolom saben-saben, banjur goyangake supaya rata lan pasang vertikal ing sisih ngisor wadhah kaca kanthi diameter sekitar 3 cm, supaya cairan kasebut bisa diserap kanthi spontan. Timbang 1 ml cairan sing arep dites banjur lebokake ing wadhah kaca, lan cathet wektu celup t lan jarak celup X bebarengan. Kabeh eksperimen ditindakake ing suhu kamar (25±1°C). Saben data rata-rata saka telung eksperimen ulangan.

1.3 Petungan data eksperimen

Basis teoretis kanggo aplikasi teknik wicking kolom kanggo nguji energi permukaan bahan bubuk yaiku persamaan impregnasi Washburn (persamaan penetrasi Washburn).

1.3.1 Penentuan radius efektif kapiler Reff saka sampel diukur

Nalika nggunakake rumus kecemplung Washburn, syarat kanggo entuk wetting lengkap yaiku cos=1. Iki tegese nalika Cairan dipilih kanggo kacemplungaken menyang ngalangi kanggo entuk kondisi kebak udan, kita bisa ngetung radius efektif kapiler Reff saka sampel diukur dening testing jarak kecemplung lan wektu miturut kasus khusus saka rumus kecemplung Washburn.

1.3.2 Pitungan gaya Lifshitz-van der Waals kanggo sampel sing diukur

Miturut aturan gabungan van Oss-Chaudhury-Good, hubungan antarane reaksi antarane cairan lan barang padhet.

1.3.3 Pitungan gaya asam-basa Lewis saka sampel sing diukur

Umumé, sifat asam-basa saka padatan dikira saka data sing diresapi karo banyu lan formamida. Nanging ing artikel iki, kita nemokake yen ora ana masalah nalika nggunakake pasangan cairan polar iki kanggo ngukur selulosa, nanging ing tes selulosa eter, amarga dhuwure immersion saka sistem solusi polar banyu / formamida ing selulosa eter banget kurang. , nggawe wektu ngrekam angel banget. Mulane, sistem solusi toluene / kloroform sing dikenalake dening Chibowsk dipilih. Miturut Chibowski, sistem solusi polar toluene / kloroform uga minangka pilihan. Iki amarga rong cairan iki duwe kaasaman lan alkalinitas sing khusus banget, contone, toluene ora duwe kaasaman Lewis, lan kloroform ora duwe alkalinitas Lewis. Kanggo entuk data sing dipikolehi dening sistem solusi toluene / kloroform luwih cedhak karo sistem solusi polar banyu / formamide sing disaranake, kita nggunakake rong sistem cairan polar iki kanggo nyoba selulosa bebarengan, banjur entuk koefisien ekspansi utawa kontraksi sing cocog. sadurunge nglamar Data sing dipikolehi kanthi impregnating selulosa eter karo toluene / kloroform cedhak karo kesimpulan sing dipikolehi kanggo sistem banyu / formamida. Wiwit eter selulosa asalé saka selulosa lan ana struktur sing padha banget ing antarane loro, cara estimasi iki bisa uga bener.

1.3.4 Pitungan saka total energi free lumahing

2. Asil lan Diskusi

2.1 Standar selulosa

Amarga asil tes kita ing conto standar selulosa nemokake manawa data kasebut cocog karo sing dilaporake ing literatur, mula bisa dipercaya manawa asil tes ing eter selulosa uga kudu dianggep.

2.2 Asil tes lan diskusi babagan selulosa eter

Sajrone tes selulosa eter, angel banget kanggo ngrekam jarak lan wektu kecemplung amarga dhuwure banyu lan formamida sing sithik banget. Mula, makalah iki milih sistem solusi toluene/kloroform minangka solusi alternatif, lan ngira keasaman Lewis eter selulosa adhedhasar asil tes banyu/formamida lan toluena/kloroform ing selulosa lan hubungan proporsional antarane rong sistem solusi kasebut. lan daya alkalin.

Njupuk selulosa minangka sampel standar, seri karakteristik asam-basa eter selulosa diwenehi. Wiwit asil impregnating selulosa eter karo toluene / kloroform langsung dites, iku mestekake.

Iki tegese jinis lan bobot molekul saka substituen mengaruhi sifat asam-basa eter selulosa, lan hubungan antarane loro substituen, hydroxypropyl lan hydroxypropylmethyl, ing sifat asam-basa saka selulosa eter lan bobot molekul ngelawan. Nanging bisa uga ana gandhengane karo kasunyatan manawa anggota parlemen minangka substituen campuran.

Amarga substituen MO43 lan K8913 beda lan duwe bobot molekul sing padha, contone, substituen saka mantan yaiku hidroksimetil lan substituen saka terakhir yaiku hidroksipropil, nanging bobot molekul loro kasebut yaiku 100.000, mula uga tegese premis saka bobot molekul padha Ing kahanan, S+ lan S- saka gugus hidroksimetil bisa luwih cilik tinimbang gugus hidroksipropil. Nanging drajat substitusi uga bisa, amarga drajat substitusi K8913 kira-kira 3,00, dene MO43 mung 1,90.

Amarga drajat substitusi lan substituen K8913 lan K9113 padha nanging mung bobot molekul sing beda, perbandingan antarane loro kasebut nuduhake yen S+ saka hidroksipropil selulosa mudhun kanthi mundhake bobot molekul, nanging S- mundhak sebaliknya. .

Saka ringkesan asil tes energi permukaan kabeh eter selulosa lan komponene, bisa dideleng manawa selulosa utawa selulosa eter, komponen utama energi permukaane yaiku gaya Lifshitz-van der Waals, ngitung babagan 98% ~ 99%. Kajaba iku, gaya Lifshitz-van der Waals saka eter selulosa nonionik iki (kajaba MO43) uga luwih gedhe tinimbang selulosa, sing nuduhake yen proses eterifikasi selulosa uga minangka proses nambah gaya Lifshitz-van der Waals. Lan mundhak iki nyebabake energi permukaan selulosa eter luwih gedhe tinimbang selulosa. Fenomena iki menarik banget amarga eter selulosa iki umume digunakake ing produksi surfaktan. Nanging data kasebut penting banget, ora mung amarga data babagan sampel standar referensi sing diuji ing eksperimen iki banget konsisten karo nilai sing dilapurake ing literatur, data babagan sampel standar referensi banget konsisten karo nilai sing dilapurake ing literatur, kanggo contone: kabeh selulosa iki SAB saka eter luwih cilik tinimbang selulosa, lan iki amarga basa Lewis sing gedhe banget. Ing premis saka substituent lan derajat substitusi sing padha, energi bebas permukaan selulosa hidroksipropil sebanding karo bobot molekul; nalika energi bebas lumahing hidroksipropil metilselulosa sebanding karo derajat substitusi lan proporsional kuwalik karo bobot molekul.

Kajaba iku, amarga eter selulosa duwe SLW sing luwih gedhe tinimbang selulosa, nanging kita wis ngerti manawa dispersibilitase luwih apik tinimbang selulosa, mula bisa dianggep minangka komponen utama SLW sing dadi eter selulosa nonionik kudu dadi gaya London.

3. Kesimpulan

Panaliten nuduhake manawa jinis substituen, tingkat substitusi lan bobot molekul duwe pengaruh gedhe ing energi permukaan lan komposisi eter selulosa non-ionik. Lan efek iki katon duwe reguler ing ngisor iki:

(1) S+ saka eter selulosa non-ionik luwih cilik tinimbang S-.

(2) Energi permukaan eter selulosa nonionik didominasi dening gaya Lifshitz-van der Waals.

(3) Bobot molekul lan substituen duweni pangaruh ing energi permukaan eter selulosa non-ionik, nanging utamane gumantung saka jinis substituen.

(4) Ing premis saka substituent padha lan derajat substitusi, energi free lumahing saka hydroxypropyl selulosa sebanding karo bobot molekul; nalika energi bebas lumahing hidroksipropil metilselulosa sebanding karo derajat substitusi lan proporsional kuwalik karo bobot molekul.

(5) Proses eterifikasi selulosa minangka proses nalika gaya Lifshitz-van der Waals mundhak, lan uga minangka proses sing nyuda acidity Lewis lan alkalinitas Lewis mundhak.