Toetran'ny Cationic Cellulose Etera Solution

Ny fananana vahaolana dilute amin'ny etera cellulose cationic avo lenta avo lenta (KG-30M) amin'ny sanda pH samihafa dia nodinihina tamin'ny fitaovana fanaparitahana tamin'ny laser, avy amin'ny radius hydrodynamic (Rh) amin'ny zoro samihafa, ary ny fotony dia midika hoe radius square rotation. Rg Ny tahan'ny Rh dia manondro fa tsy ara-dalàna ny endriny fa manakaiky ny boribory. Avy eo, miaraka amin'ny fanampian'ny rheometer, dia nodinihina amin'ny an-tsipiriany ny vahaolana telo mifantoka amin'ny etera cellulose cationic miaraka amin'ny hatevin'ny fiampangana samihafa, ary nodinihina tamin'ny antsipiriany ny fiantraikan'ny fifantohana, ny sandan'ny pH ary ny hakitroky ny fiampangana azy amin'ny toetra rheolojika. Rehefa nitombo ny fifantohana dia nihena voalohany ny exponent an'i Newton ary nihena avy eo. Mitranga ny fiovaovan'ny toetr'andro na ny fiverenana mihitsy aza, ary ny fihetsika thixotropic dia mitranga amin'ny 3% (ampahany faobe). Ny hakitroky ny fiampangana antonony dia mahasoa mba hahazoana viscosity zero-shear avo kokoa, ary ny pH dia tsy dia misy fiantraikany amin'ny viscosity azy.

Teny fototra:cationic cellulose etera; morphology; zero viscosity; rhéologie

Ny derivative cellulose sy ny polymère fonctionnaire novaina dia efa nampiasaina betsaka teo amin'ny sehatry ny vokatra ara-batana sy ara-pahasalamana, petrochemicals, fanafody, sakafo, vokatra fikarakarana manokana, fonosana, sns. Ny etera cellulose cationic (CCE) azo levona amin'ny rano dia noho ny amin'ny fanamafisana mafy. fahaiza-manao, dia be mpampiasa amin'ny zavatra simika isan'andro, indrindra fa ny shampoos, ary afaka manatsara ny combability ny volo aorian'ny shampooing. Mandritra izany fotoana izany, noho ny fifanarahana tsara dia azo ampiasaina amin'ny shampoos roa-in-one sy all-in-one. Izy io koa dia manana fahatsinjovana fampiharana tsara ary nahasarika ny sain'ny firenena samihafa. Voalaza ao amin'ny literatiora fa ny vahaolana derivative cellulose dia mampiseho fihetsika toy ny fluid Newtonian, fluid pseudoplastic, fluid thixotropic ary fluid viscoelastic miaraka amin'ny fitomboan'ny fifantohana, fa ny morphologie, rheology ary ny fiantraikan'ny etera cellulose cationic amin'ny vahaolana aqueous dia vitsy. tatitra momba ny fikarohana. Ity lahatsoratra ity dia mifantoka amin'ny fitondran-tena rheolojika amin'ny vahaolana cellulose novaina ammonium quaternary, mba hanomezana references amin'ny fampiharana azo ampiharina.

1. Ampahany andrana

1.1 Akora fototra

Cationic cellulose etera (KG-30M, JR-30M, LR-30M); Ny vokatra Canada Dow Chemical Company, nomen'ny Procter & Gamble Company Kobe R&D Center any Japana, norefesiny tamin'ny Vario EL elemental analyzer (Orinasa Elemental Alemana), ny santionany Ny votoatin'ny azota dia 2.7%, 1.8%, 1.0% tsirairay avy (ny hakitroky ny fiampangana dia 1.9 Meq/g, 1.25 Meq/g, 0.7 Meq/g tsirairay avy), ary notsapain'ny Alemanina ALV-5000E tamin'ny laser jiro Fanaparitahana fitaovana (LLS) norefesiny ny lanjany eo ho eo ny lanjan'ny molekiola dia eo amin'ny 1.64×106g/mol.

1.2 Fanomanana vahaolana

Ny santionany dia nodiovina tamin'ny filtration, dialyse ary fanamainana mangatsiaka. Mandanja andiana santionany telo, ary ampio vahaolana buffer mahazatra amin'ny pH 4.00, 6.86, 9.18 mba hanomanana ny fifantohana ilaina. Mba hahazoana antoka fa levona tanteraka ireo santionany dia napetraka amin'ny stirrer magnetika mandritra ny 48 ora ny vahaolana santionany rehetra alohan'ny hanaovana fitiliana.

1.3 Fandrefesana fanaparitahana hazavana

Ampiasao ny LLS mba handrefesana ny lanjan'ny molekiola antonony amin'ny santionany amin'ny vahaolana aqueous dilute, ny tadin'ny hydrodynamic sy ny fotony dia midika ny salan'isan'ny fihodinana rehefa misy ny coefficient Villi faharoa sy ny zoro samihafa, ary manatsoaka hevitra fa ity cellulose etera cationic ity dia ao anaty. ny vahaolana aqueous amin'ny sata ratio.

1.4 Fandrefesana viscosity sy fanadihadiana rheolojika

Ny vahaolana CCE mivondrona dia nodinihan'ny Brookfield RVDV-III+ rheometer, ary nodinihina ny fiantraikan'ny fifantohana, ny hakitroky ny fiampangana ary ny pH amin'ny toetra rheolojika toy ny viscosity santionany. Amin'ny fifantohana avo kokoa dia ilaina ny manadihady ny thixotropy.

2. Vokatra sy fifanakalozan-kevitra

2.1 Fikarohana momba ny fiparitahan'ny hazavana

Noho ny firafitry ny molekiola manokana dia sarotra ny misy amin'ny endriky ny molekiola tokana na dia amin'ny solvent tsara aza, fa amin'ny endriky ny micelles, cluster na fikambanana sasany.

Rehefa voamarika tamin'ny mikraoskaopy polarizing ny vahaolana maloto rano (~ o.1%) an'ny CCE, teo ambanin'ny sahan'ny orthogonal lakroa mainty, dia nisy teboka mamirapiratra "kintana" sy bara mamirapiratra. Izy io dia miavaka kokoa amin'ny fiparitahan'ny hazavana, ny radius hydrodynamic mavitrika amin'ny pH sy ny zoro samihafa, ny fotony midika ny radius toradroa ny fihodinana ary ny coefficient Villi faharoa azo avy amin'ny kisary Berry dia voatanisa ao amin'ny Tab. 1. Ny sarin'ny fizarana ny fiasan'ny radius hydrodynamic azo amin'ny fifantohana amin'ny 10-5 dia tampon'isa tokana, fa ny fizarana dia tena midadasika (sary 1), izay manondro fa misy fikambanana molekiola sy aggregates lehibe ao amin'ny rafitra. ; Misy fiovana, ary ny sanda Rg/Rb dia manodidina ny 0.775, izay manondro fa ny endriky ny CCE amin'ny vahaolana dia manakaiky ny boribory, saingy tsy dia mahazatra loatra. Tsy mazava ny fiantraikan'ny pH amin'ny Rb sy Rg. Ny counterion ao amin'ny vahaolana buffer dia mifandray amin'ny CCE mba hiarovana ny fiampangana eo amin'ny rojo sisiny ary hampihena azy, fa ny fahasamihafana dia miovaova amin'ny karazana counterion. Ny fandrefesana ny fanaparitahana hazavana amin'ny polymers voampanga dia mora amin'ny fifandraisana mahery vaika sy ny fitsabahana ivelany, noho izany dia misy lesoka sy fetra sasany amin'ny famaritana LLS. Raha mihoatra ny 0,02% ny ampahany betsaka, dia misy tampon'isa roa tsy azo sarahina na tampony maromaro mihitsy aza ao amin'ny kisary fizarana Rh. Rehefa mitombo ny fifantohana dia mitombo koa ny Rh, izay manondro fa maro kokoa ny macromolecules mifandray na mitambatra mihitsy aza. Rehefa Cao et al. nampiasa fanaparitahana hazavana mba hianarana ny copolymer ny carboxymethyl cellulose sy ny macromers surface-active, nisy koa ny tampon'isa roa tsy azo sarahina, ny iray tamin'izy ireo dia teo anelanelan'ny 30nm sy 100nm, izay maneho ny fiforonan'ny micelles amin'ny haavon'ny molekiola, ary ny iray hafa Ny tendrony Rh dia somary lehibe, izay heverina ho fitambarana, izay mitovitovy amin'ny vokatra voafaritra ato amin'ity taratasy ity.

2.2 Fikarohana momba ny fitondran-tena rheolojika

2.2.1 vokatry ny fifantohana:Fandrefesana ny viscosity hita maso ny vahaolana KG-30M amin'ny fifantohana samihafa amin'ny tahan'ny hety samihafa, ary araka ny logarithmic endrika ny fahefana lalàna fitovian'ny natolotry ny Ostwald-Dewaele, rehefa ny ampahany betsaka tsy mihoatra ny 0,7%, ary andian-tsipika mahitsy. miaraka amin'ny coefficient fampifandraisana linear mihoatra ny 0.99 no azo. Ary rehefa mitombo ny fifantohana dia mihena ny sandan'ny exponent an'i Newton n (rehefa latsaky ny 1), mampiseho tsiranoka pseudoplastika miharihary. Entin'ny herim-pandrefesana, manomboka mivaha sy mitodika ny rojo macromolecular, ka mihena ny viscosity. Rehefa lehibe noho ny 0.7% ny ampahany betsaka, dia mihena (eo amin'ny 0.98 eo ho eo) ny coefficient correlation linear amin'ny tsipika mahitsy azo (eo amin'ny 0.98), ary ny n dia manomboka miova na miakatra mihitsy aza miaraka amin'ny fitomboan'ny fifantohana; rehefa mahatratra 3% ny ampahany betsaka (sary 2), ny latabatra Ny viscosity hita maso aloha dia mitombo ary avy eo dia mihena miaraka amin'ny fitomboan'ny tahan'ny hety. Ity andian-tantara ity dia tsy mitovy amin'ny tatitra momba ny vahaolana polymère anionika sy cationic. Miakatra ny sanda n, izany hoe mihamalemy ny fananana tsy Newtoniana; Ny fluide Newtoniana dia ranon-tsavony, ary ny fisondrotan'ny intermolecular dia mitranga eo ambany fiantraikan'ny adin-tsaina, ary tsy azo sitranina izany; Ny tsiranoka tsy Newtoniana dia misy ampahany elastika azo sitranina ary ampahany tsy azo averina. Eo ambanin'ny asan'ny tsindrin-tsofina, dia misy ny tsindrona tsy azo ovaina eo anelanelan'ny molekiola, ary miaraka amin'izay koa, satria ny macromolecules dia mihinjitra sy miompana amin'ny fanetezana, dia misy ampahany elastika azo sitranina. Rehefa nesorina ny hery ivelany, ny macromolecules dia mirona hiverina amin'ny endrika miolakolaka tany am-boalohany, noho izany dia miakatra ny sandan'ny n. Mitombo hatrany ny fifantohana mba hamorona rafitra tambajotra. Rehefa kely ny tsindrin-tsakafo dia tsy ho rava izany, ary ny deformation elastika ihany no hitranga. Amin'io fotoana io dia hihamatanjaka ny elasticité, hihena ny viscosity, ary hihena ny sandan'ny n; raha mihamitombo tsikelikely ny tsindrin-tsofina mandritra ny fandrefesana, ka n Miovaova ny sandany. Rehefa mahatratra 3% ny ampahany faobe, dia mitombo aloha ny viscosity hita ary mihena, satria ny vy kely dia mampirisika ny fifandonan'ny macromolecules mba hamoronana aggregates lehibe, noho izany dia mitombo ny viscosity, ary manohy manapaka ny aggregates ny viscosity. , hihena indray ny viscosity.

Amin'ny fanadihadiana momba ny thixotropy, apetraho ny hafainganam-pandeha (r/min) mba hahatongavana amin'ny y irina, ampitomboy ny hafainganam-pandeha amin'ny elanelana tsy tapaka mandra-pahatongany amin'ny sanda napetraka, ary avy eo midina haingana avy amin'ny hafainganam-pandeha ambony indrindra miverina amin'ny sanda voalohany mba hahazoana ny sanda mifanaraka amin'izany. Ny tsindrin-tsofina, ny fifandraisany amin'ny taham-pandrefesana dia aseho amin'ny sary 3. Rehefa latsaky ny 2,5% ny ampahany betsaka, dia mifanipaka tanteraka ny curve miakatra sy ny curve midina, fa rehefa 3% ny ampahany betsaka dia tsy misy ny andalana roa. mifanipaka lava kokoa, ary mihemotra ny tsipika midina, izay manondro thixotropy.

Ny fiankinan'ny fotoana amin'ny tsindrin-tsofina dia fantatra amin'ny hoe fanoherana rheolojika. Ny fanoherana rheolojika dia fihetsika mampiavaka ny ranon-javatra viscoelastic sy ranon-javatra misy rafitra thixotropic. Hita fa ny y lehibe kokoa dia mitovy ampahany amin'ny mass, ny r haingana kokoa dia tonga equilibrium, ary ny fiankinan'ny fotoana dia kely kokoa; amin'ny ampahany ambany kokoa (<2%), CCE dia tsy mampiseho fanoherana rheolojika. Rehefa mitombo ho 2,5% ny ampahany betsaka, dia mampiseho fiankinan-doha mafy ny fotoana (sary 4), ary mila 10 minitra eo ho eo vao tonga ny equilibrium, raha 3,0% kosa dia 50 minitra ny fotoana equilibrium. Ny thixotropy tsara amin'ny rafitra dia mety amin'ny fampiharana azo ampiharina.

2.2.2 Ny fiantraikan'ny hakitroky ny fiampangana:Ny endrika logaritma amin'ny formula empirical Spencer-Dillon dia nofantenana, izay ny viscosity zero-cut, b dia tsy miova amin'ny fifantohana mitovy sy ny hafanana hafa, ary mitombo miaraka amin'ny fitomboan'ny fifantohana amin'ny hafanana mitovy. Araka ny equation lalàm-pahefana noraisin'i Onogi tamin'ny 1966, M dia ny molekiolan'ny molekiolan'ny polymère, ny A sy B dia tsy miova, ary ny c dia ny ampahany (%). aviavy.5 Ireo curve telo dia manana teboka mibaribary manodidina ny 0,6%, izany hoe misy ampahany betsaka. Mihoatra ny 0,6%, mitombo haingana ny viscosity zero-shear miaraka amin'ny fitomboan'ny fifantohana C. Ny curve amin'ireo santionany telo miaraka amin'ny hatevin'ny fiampangana samihafa dia tena akaiky. Mifanohitra amin'izany kosa, rehefa eo anelanelan'ny 0.2% sy 0.8% ny ampahany betsaka, ny viscosity zero-cut an'ny santionany LR miaraka amin'ny hakitroky fiampangana kely indrindra no lehibe indrindra, satria ny fikambanan'ny fifamatorana hidrozenina dia mitaky fifandraisana sasany. Noho izany, ny hakitroky ny fiampangana dia mifandray akaiky amin'ny hoe azo alamina amin'ny fomba milamina sy mirindra ny macromolecules; amin'ny alalan'ny fitiliana DSC, dia hita fa ny LR dia manana tampon'ny crystallization malemy, izay manondro ny sahaza fiampangana hakitroky, ary ny zero-henety viscosity ambony kokoa amin'ny mitovy fifantohana. Raha latsaky ny 0.2% ny ampahany betsaka, dia ny LR no kely indrindra, satria amin'ny vahaolana dilute, ny macromolecules manana hakitroky ambany dia azo inoana kokoa amin'ny fananganana coil orientation, noho izany dia ambany ny viscosity zero-shear. Izy io dia manana lanjany lehibe amin'ny fitarihana amin'ny resaka fanamafisam-peo.

2.2.3 pH vokatry: Ny sary 6 dia ny vokatra refesina amin'ny pH samihafa ao anatin'ny 0,05% hatramin'ny 2,5% ny ampahany betsaka. Misy teboka fihodinana manodidina ny 0.45%, saingy saika mifanindry ireo curve telo, izay manondro fa tsy misy fiantraikany mazava amin'ny viscosity zero-shear ny pH, izay tsy mitovy amin'ny fahatsapan'ny cellulose anionika amin'ny pH.

3. Fehiny

Ny KG-30M dilute aqueous vahaolana dia nianatra tamin'ny LLS, ary ny hydrodynamic radius fizarana azo dia tampony tokana. Avy amin'ny fiankinan'ny zoro sy ny tahan'ny Rg/Rb, dia azo tsoahina fa ny bikany dia manakaiky ny boribory, saingy tsy dia mahazatra loatra. Ho an'ny vahaolana CCE miaraka amin'ny density charge telo, dia mitombo ny viscosity miaraka amin'ny fitomboan'ny fifantohana, fa ny laharana fihazana an'i Newton n voalohany dia mihena, avy eo dia miovaova ary miakatra mihitsy aza; Ny pH dia manana fiantraikany kely amin'ny viscosity, ary ny hakitroky ny fiampangana antonony dia afaka mahazo viscosity ambony kokoa.