سیلولوز ایتر او پولی-ایل-لیکټیک اسید

په کلوروفارم کې د پولی-ایل-لیکټیک اسید او ایتیل سیلولوز مخلوط محلول او په ټریفلوورواسیټیک اسید کې د PLLA او میتیل سیلولوز مخلوط محلول چمتو شوي ، او PLLA/ سیلولوز ایتر مخلوط د کاسټ کولو په واسطه چمتو شوي؛ ترلاسه شوي ترکیبونه د پاڼی د لیږد انفراریډ سپیکٹروسکوپي (FT-IR)، توپیر سکین کولو کالوریمیټری (DSC) او د ایکس رے ډیفریکشن (XRD) لخوا مشخص شوي. د PLLA او سیلولوز ایتر ترمنځ د هایدروجن بانډ شتون لري، او دوه برخې په جزوي توګه مطابقت لري. په مخلوط کې د سیلولوز ایتر مینځپانګې زیاتوالي سره ، د خټکي نقطه ، کرسټالیت او د مخلوط کرسټال بشپړتیا به ټول کم شي. کله چې د MC محتويات له 30٪ څخه لوړ وي، نږدې بې کاره مرکبونه ترلاسه کیدی شي. له همدې امله، د سیلولوز ایتر د پولی-L-لیکټیک اسید د تعدیل لپاره کارول کیدی شي ترڅو د مختلف ملکیتونو سره د تخریب وړ پولیمر مواد چمتو کړي.

کلیدي ټکي: پولی-ایل-لیکټیک اسید، ایتیل سیلولوز،میتیل سیلولوزمخلوط کول، سیلولوز ایتر

د طبیعي پولیمر او تخریب وړ مصنوعي پولیمر موادو پراختیا او پلي کول به د چاپیریال بحران او د سرچینو بحران حل کولو کې مرسته وکړي چې انسان ورسره مخ دی. په دې وروستیو کلونو کې، د بایوډیګریډ وړ پولیمر موادو ترکیب په اړه څیړنې د نوي کیدونکي سرچینو په کارولو سره د پولیمر خامو موادو په توګه پراخه پاملرنه راجلب کړې. پولیلیکټیک اسید یو له مهم تخریب وړ الیفاټیک پالیسټرونو څخه دی. لاکتیک اسید د فصلونو د تخمر (لکه جوار، کچالو، سوکروز او نور) په واسطه تولید کیدی شي، او همدارنګه د مایکرو ارګانیزمونو لخوا تخریب کیدی شي. دا د نوي کولو وړ سرچینه ده. پولیلیکټیک اسید د لیکټیک اسید څخه د مستقیم پولی کنډینسیشن یا حلقوي خلاصولو پولیمرائزیشن لخوا چمتو کیږي. د دې تخریب وروستی محصول لیټیک اسید دی ، کوم چې چاپیریال نه ککړوي. PIA عالي میخانیکي ملکیتونه ، د پروسې وړتیا ، بایوډیګریډیبلیت او بایو مطابقت لري. له همدې امله ، PLA نه یوازې د بایو میډیکل انجینرۍ په برخه کې پراخه غوښتنلیکونه لري ، بلکه د کوټینګونو ، پلاستیکونو او ټوکرونو برخو کې لوی احتمالي بازارونه هم لري.

د پولی-ایل-لیکټیک اسید لوړ لګښت او د هغې د فعالیت نیمګړتیاوې لکه هایدروفوبیکیت او خرابوالی د دې د غوښتنلیک حد محدودوي. د دې د لګښت کمولو او د PLLA فعالیت ښه کولو لپاره ، چمتووالی ، مطابقت ، مورفولوژي ، بایوډیګریډیبلیت ، میخانیکي ملکیتونه ، هایدروفیلیک / هایدروفوبیک توازن او د پولیلیکیک اسید کاپولیمرونو او ترکیبونو غوښتنلیک ساحې ژورې مطالعه شوې. د دوی په منځ کې، PLLA د پولی DL-لیکټیک اسید، پولی ایتیلین اکسایډ، پولی وینیل اسټیټ، پولی ایتیلین ګلایکول، او نور سره یو مناسب ترکیب جوړوي. سیلولوز یو طبیعي پولیمر مرکب دی چې د β-ګلوکوز د کنډیشن په واسطه جوړ شوی، او یو له خورا پراخو تجدید وړ سرچینو څخه دی. په طبیعت کې د سیلولوز مشتق لومړني طبیعي پولیمر توکي دي چې د انسانانو لخوا رامینځته شوي ، چې ترټولو مهم یې د سیلولوز ایتر او سیلولوز ایسټر دي. م Nagata et al. د PLLA/ سیلولوز مرکب سیسټم مطالعه کړه او وموندله چې دوه برخې سره مطابقت نلري، مګر د PLLA کریسټالیزیشن او تخریب ځانګړتیاوې د سیلولوز برخې لخوا خورا اغیزمن شوي. ن Ogata et al د PLLA او سیلولوز اسټیټ مرکب سیسټم فعالیت او جوړښت مطالعه کړ. جاپاني پیټینټ د PLLA او نایټرو سیلولوز مرکبونو بایوډیګریډیبلیت هم مطالعه کړ. یو. Teramoto et al د PLLA او سیلولوز ډیاسیټیټ ګراف کاپولیمر چمتو کولو، حرارتي او میخانیکي ملکیتونو مطالعه کړې. تر اوسه پورې، د پولیلیکیک اسید او سیلولوز ایتر د مخلوط سیسټم په اړه ډیرې لږې څیړنې شتون لري.

په دې وروستیو کلونو کې، زموږ ډله د پولیلیکیک اسید او نورو پولیمرونو مستقیم کاپولیمیریزیشن او مخلوط ترمیم په څیړنه کې بوخته ده. د دې لپاره چې د پولیلیکټیک اسید غوره ملکیتونه د سیلولوز ټیټ لګښت او د هغې مشتقاتو سره یوځای کولو لپاره په بشپړ ډول د بایو ډیګریډ وړ پولیمر موادو چمتو کولو لپاره ، موږ سیلولوز (ایتر) د مخلوط ترمیم لپاره د ترمیم شوي برخې په توګه غوره کوو. ایتیل سیلولوز او میتیل سیلولوز دوه مهم سیلولوز ایترونه دي. ایتیل سیلولوز د اوبو نه منحل کیدونکی غیر ionic سیلولوز الکیل ایتر دی، کوم چې د طبي موادو، پلاستيک، چپکونکو او د ټوکر بشپړولو اجنټانو په توګه کارول کیدی شي. میتیل سیلولوز په اوبو کې محلول کېدونکی دی، غوره لندبل، همغږي، د اوبو ساتلو او د فلم جوړونې ځانګړتیاوې لري، او په پراخه توګه د ودانیزو توکو، پوښاک، کاسمیټکس، درمل جوړولو او کاغذ جوړولو برخو کې کارول کیږي. دلته، PLLA/EC او PLLA/MC مرکبونه د محلول کاسټ کولو میتود په واسطه چمتو شوي، او د PLLA/سیلوولوز ایتر مرکبونو مطابقت، حرارتي ملکیتونه او کریسټالیزیشن ملکیتونه بحث شوي.

1. تجربې برخه

1.1 خام مواد

ایتیل سیلولوز (AR، Tianjin Huazhen ځانګړي کیمیاوي ریجنټ فابریکه)؛ میتیل سیلولوز (MC450)، سوډیم ډای هایدروجن فاسفیټ، ډیسوډیم هایدروجن فاسفیټ، ایتیل اسټیټ، سټینوس اسوکټینایټ، کلوروفارم (پورتني ټول د شانګهای کیمیاوي ریجنټ شرکت، لمیټډ محصولات دي، او پاکتیا یې د AR درجه ده)؛ L-lactic اسید (د درملو درجه، PURAC شرکت).

1.2 د مخلوط چمتو کول

1.2.1 د پولیلیکټیک اسید چمتو کول

پولی-ایل-لیکټیک اسید د مستقیم پولی کانډینشن میتود لخوا چمتو شوی. د L-lactic اسید آبي محلول د 90٪ د ډله ایزې برخې سره وزن کړئ او په درې غاړه لرونکي فلاسک کې اضافه کړئ، د نورمال فشار لاندې د 2 ساعتونو لپاره په 150 درجې سانتي ګراد کې ډیهایډریټ کړئ، بیا د 2 ساعتونو لپاره د 13300Pa ویکیوم فشار لاندې عکس العمل وکړئ، او په پای کې د 3900Pa د خلا لاندې د 4 ساعتونو لپاره عکس العمل وکړئ ترڅو د ډیهایډریټ پریپولیمر شیان ترلاسه کړئ. د لیټیک اسید د آبي محلول ټول مقدار د اوبو تولید منفي د پری پولیمر مجموعه ده. په ترلاسه شوي پریپولیمر کې سټینوس کلورایډ (د ډله ایزه برخه 0.4٪ ده) او p-toluenesulfonic acid (د stannous chloride او p-toluenesulfonic اسید تناسب 1/1 molar ratio) د کتلست سیسټم اضافه کړئ، او په کنډنسیشن کې مالیکولر ټیوب کې نصب شوي. د لږ مقدار اوبه جذبولو لپاره، او میخانیکي محرک ساتل کیده. د پولیمر ترلاسه کولو لپاره ټول سیسټم د 1300 Pa په خلا کې او د 150 ° C حرارت درجه کې د 16 ساعتونو لپاره غبرګون و. ترلاسه شوي پولیمر په کلوروفورم کې منحل کړئ ترڅو 5٪ محلول چمتو کړي، د 24 ساعتونو لپاره د اینهایډروس ایتر سره فلټر او پریپیټیټ کړئ، باران فلټر کړئ او د 10 څخه تر 20 ساعتونو لپاره د -0.1MPa ویکیوم تنور کې د 60 درجې سانتي ګراد کې ځای په ځای کړئ ترڅو خالص وچ ترلاسه کړئ. PLLA پولیمر. د ترلاسه شوي PLLA نسبي مالیکول وزن د لوړ فعالیت مایع کروماتګرافي (GPC) لخوا 45000-58000 Daltons ټاکل شوی و. نمونې په ډیسیکیټر کې ساتل شوي چې فاسفورس پینټوکسایډ لري.

1.2.2 د پولیلیکټیک اسید-ایتیل سیلولوز مخلوط چمتو کول (PLLA-EC)

د پولی-ایل-لیکټیک اسید او ایتیل سیلولوز اړین مقدار وزن کړئ ترڅو په ترتیب سره 1٪ کلوروفارم محلول جوړ کړئ، او بیا د PLLA-EC مخلوط محلول چمتو کړئ. د PLLA-EC مخلوط محلول تناسب دا دی: 100/0, 80/20, 60/40, 40/60, 20/80, 0/l00، لومړۍ شمیره د PLLA ډله ایزه برخه څرګندوي، او وروستنۍ شمیره د PLLA استازیتوب کوي. د EC کسر ډله. چمتو شوي محلولونه د مقناطیسي محرک سره د 1-2 ساعتونو لپاره مینځل شوي ، او بیا په شیشې کڅوړه کې اچول شوي ترڅو کلوروفارم ته اجازه ورکړي چې په طبیعي ډول تبخیر وکړي ترڅو فلم جوړ کړي. وروسته له دې چې فلم جوړ شو، دا په ویکیوم تنور کې کیښودل شو ترڅو په ټیټ حرارت کې د 10 ساعتونو لپاره وچ شي ترڅو په فلم کې کلوروفارم په بشپړه توګه لیرې شي. . د مخلوط محلول بې رنګ او شفاف دی، او د مخلوط فلم هم بې رنګ او شفاف دی. مخلوط وچ شوی او د وروسته کارونې لپاره په ډیسیکیټر کې زیرمه شوی.

1.2.3 د پولیلیکټیک اسید-میتیل سیلولوز مخلوط چمتو کول (PLLA-MC)

د پولی ایل لیټیک اسید او میتیل سیلولوز اړین مقدار وزن کړئ ترڅو په ترتیب سره 1٪ trifluoroacetic اسید محلول جوړ کړي. د PLLA-MC مخلوط فلم د PLLA-EC مخلوط فلم په څیر د ورته میتود لخوا چمتو شوی. مخلوط وچ شوی او د وروسته کارونې لپاره په ډیسیکیټر کې زیرمه شوی.

1.3 د فعالیت ازموینه

MANMNA IR-550 انفراریډ سپیکٹرومیټر (Nicolet.Corp) د پولیمر انفراریډ سپیکٹرم (KBr ټابلیټ) اندازه کړ. د DSC2901 توپیر سکین کولو کالوریمیټر (TA شرکت) د نمونې د DSC وکر اندازه کولو لپاره کارول شوی و، د تودوخې درجه 5 ° C/min وه، او د شیشې لیږد تودوخه، د خټکي نقطه او د پولیمر کرسټال اندازه اندازه شوې. Rigaku وکاروئ. د D-MAX/Rb diffractometer د پولیمر د ایکس رے انعطاف نمونې ازموینې لپاره کارول شوی ترڅو د نمونې کریسټال کولو ملکیتونه مطالعه کړي.

2. پایلې او بحث

2.1 د انفراریډ سپیکٹروسکوپي څیړنه

د فویریر ټرانسفارم انفراریډ سپیکٹروسکوپي (FT-IR) کولی شي د مالیکولر کچې له لید څخه د مرکب اجزاو ترمینځ تعامل مطالعه کړي. که چیرې دوه هوموپولیمر مطابقت ولري، په فریکونسۍ کې بدلون، په شدت کې بدلون، او حتی د اجزاو ځانګړتیاوو د چوټو بڼه یا ورکیدل لیدل کیدی شي. که دوه هوموپولیمرونه مطابقت نه لري، د مخلوط طیف په ساده ډول د دوو هوموپولیمرونو سپرپوزیشن دی. په PLLA طیف کې، په 1755cm-1 کې د C=0 د پراخیدونکي کمپن چوکۍ شتون لري، په 2880cm-1 کې یو ضعیف څوکه د میتین ګروپ د C-H پراخیدونکي کمپن له امله رامینځته کیږي، او په 3500 سانتي متره -1 کې پراخه بینډ شتون لري. د ترمینل هایدروکسیل ګروپونو له امله رامینځته کیږي. په EC سپیکٹرم کې، د 3483 cm-1 ځانګړتیاو لوړوالی د OH پراخیدونکي کمپن چوکۍ ده، دا په ګوته کوي چې په مالیکولر سلسله کې د O-H ګروپونه پاتې دي، پداسې حال کې چې 2876-2978 cm-1 د C2H5 پراخیدونکي کمپن چوکۍ ده، او 1637 cm-1 د HOH د بډنګ کمپن لوړوالی دی (د نمونې د اوبو جذبولو له امله رامینځته شوی). کله چې PLLA د EC سره مخلوط شي، د PLLA-EC مخلوط د هایدروکسیل سیمې په IR طیف کې، د O-H چوکۍ د EC منځپانګې په زیاتوالي سره ټیټ ویونمبر ته ځي، او لږترلږه هغه وخت ته رسیږي کله چې PLLA/Ec 40/60 ویونمبر وي، او بیا لوړو موجونو ته لیږدول کیږي، دا په ګوته کوي چې د PUA او EC د 0-H ترمنځ تعامل پیچلی دی. د 1758cm-1 په C=O کمپن سیمه کې، د PLLA-EC د C=0 لوړوالی د EC په زیاتوالي سره لږ څه د ټیټ څپې شمیرې ته لیږدول شوی، کوم چې د EC د C=O او OH ترمنځ تعامل کمزوری و.

د میتیل سیلولوز په سپیکٹروګرام کې، د 3480cm-1 ځانګړتیا لوړوالی د O—H پراخیدونکي کمپن چوکۍ ده، په دې معنی چې د MC مالیکولر سلسله کې د O-H پاتې ګروپونه شتون لري، او د HOH د کنډک کمپن چوکۍ په 1637cm-1 کې ده، او د MC تناسب EC ډیر هایګروسکوپی دی. د PLLA-EC مخلوط سیسټم ته ورته، د PLLA-EC مخلوط د هایدروکسیل سیمې په انفراریډ سپیکٹرا کې، د O-H چوکۍ د MC مینځپانګې په زیاتوالي سره بدلیږي، او لږترلږه د څپې شمیره لري کله چې PLLA/MC وي. 70/30. د C=O وایبریشن په سیمه کې (1758 cm-1)، د C=O چوکۍ د MC اضافه کولو سره لږ څه ټیټ څپې نمبرونو ته بدلیږي. لکه څنګه چې مو مخکې یادونه وکړه، په PLLA کې ډیری ډلې شتون لري چې کولی شي د نورو پولیمرونو سره ځانګړي تعاملات رامینځته کړي، او د انفراریډ سپیکٹرم پایلې ممکن د ډیری ممکنه ځانګړو تعاملاتو ګډ اغیز وي. د PLLA او سیلولوز ایتر په مخلوط سیسټم کې، ممکن د PLLA د ایسټر ګروپ، ترمینل هایدروکسیل ګروپ او د سیلولوز ایتر (EC یا MG)، او پاتې هایدروکسیل ګروپونو ترمنځ د هایدروجن بانډ ډولونه شتون ولري. PLLA او EC یا MCs ممکن یو څه مطابقت ولري. دا کیدای شي د څو هایدروجن بانډونو شتون او ځواک له امله وي، نو د O-H په سیمه کې بدلونونه خورا مهم دي. په هرصورت، د سیلولوز ګروپ د سټریک خنډ له امله، د PLLA د C=O ګروپ او د سیلولوز ایتر د O—H ګروپ تر منځ د هایدروجن بانډ کمزوری دی.

2.2 د DSC څیړنه

د PLLA، EC او PLLA-EC ترکیبونو DSC منحني. د PLLA د شیشې لیږد تودوخه Tg 56.2 °C ده، د کرسټال خټکي تودوخه Tm 174.3 °C ده، او کرسټالیت 55.7٪ دی. EC یو بې شکل پولیمر دی چې د 43 سانتي ګراد Tg او د تودوخې تودوخه نلري. د PLLA او EC د دوو برخو Tg خورا نږدې دي، او د لیږد دوه سیمې یو بل سره یوځای کیږي او توپیر نشي کولی، نو دا ستونزمنه ده چې د سیسټم مطابقت لپاره د معیار په توګه وکارول شي. د EC د زیاتوالي سره، د PLLA-EC مرکبونو Tm یو څه کم شوی، او کرسټالیت کم شوی (د PLLA/EC 20/80 سره د نمونې کرسټالیت 21.3٪ و). د مرکبونو Tm د MC مینځپانګې په زیاتوالي سره کم شوی. کله چې PLLA/MC د 70/30 څخه ټیټ وي، د مخلوط Tm اندازه کول ستونزمن دي، دا تقریبا بې کاره مخلوط ترلاسه کیدی شي. د کریسټالین پولیمرونو سره د امورفوس پولیمرونو ترکیب کې د خټکي نقطې ټیټیدل معمولا د دوه لاملونو له امله وي ، یو یې د امورفوس اجزا ضعیف تاثیر دی؛ بل کیدای شي ساختماني اغیزې وي لکه د کریسټال کولو بشپړتیا کمول یا د کرسټال پولیمر کرسټال اندازه. د DSC پایلو ښودلې چې د PLLA او سیلولوز ایتر په ترکیب کې ، دوه برخې په جزوي ډول مطابقت لري ، او په مرکب کې د PLLA د کریسټال کولو پروسه مخنیوی شوې ، چې په پایله کې د PLLA د Tm ، کریسټالینیت او کرسټال اندازه کمیږي. دا ښیې چې د PLLA-MC سیسټم دوه برخې مطابقت ممکن د PLLA-EC سیسټم څخه غوره وي.

2.3 د ایکس رے انعطاف

د PLLA د XRD وکر د 2θ په 16.64 ° کې ترټولو قوي څوکۍ لري، کوم چې د 020 کریسټال الوتکې سره مطابقت لري، پداسې حال کې چې د 2θ د 14.90 °، 19.21 ° او 22.45 ° لوړوالی په ترتیب سره د 101، 0213، او crystals سره مطابقت لري. سطحه، دا ده، PLLA α-کرسټال جوړښت دی. په هرصورت، د EC په انعطاف منحني کې د کرسټال جوړښت لوړوالی شتون نلري، کوم چې دا په ډاګه کوي چې دا یو بې کاره جوړښت دی. کله چې PLLA د EC سره مخلوط شو، د 16.64 ° لوړوالی په تدریجي ډول پراخ شو، د هغې شدت کمزوری شو، او دا یو څه ټیټ زاویه ته لاړ. کله چې د EC منځپانګه 60٪ وه، د کریسټالیزیشن لوړوالی خپور شوی و. د ایکس رې تنګې د انعطاف چوکۍ د لوړې کریسټالینیت او د دانې لوی اندازې په ګوته کوي. څومره چې د تفاوت چوکۍ پراخه وي، د غلو اندازه یې کوچنۍ وي. ټيټ زاویه ته د تفریق چوکۍ لیږد په ګوته کوي چې د غلو فاصله ډیریږي ، دا د کرسټال بشپړتیا کمیږي. د PLLA او Ec تر منځ د هایدروجن بانډ شتون لري، او د PLLA د غلو اندازه او کرسټالیت کمیږي، چې کیدای شي EC د PLLA سره په جزوي توګه مطابقت ولري ترڅو یو بې شکل جوړښت رامینځته کړي، په دې توګه د مرکب کرسټال جوړښت بشپړتیا کموي. د PLLA-MC د ایکس رے انعطاف پایلې هم ورته پایلې منعکس کوي. د ایکس رې انعطاف منحنی د PLLA/ سیلولوز ایتر د تناسب اغیز د مرکب جوړښت باندې منعکس کوي، او پایلې په بشپړ ډول د FT-IR او DSC پایلو سره مطابقت لري.

3. پایله

د پولی-ایل-لیکټیک اسید او سیلولوز ایتر (ایتیل سیلولوز او میتیل سیلولوز) د ترکیب سیسټم دلته مطالعه شوی. د مخلوط سیسټم کې د دوو برخو مطابقت د FT-IR، XRD او DSC په واسطه مطالعه شوی. پایلو وښودله چې د هایدروجن اړیکه د PLLA او سیلولوز ایتر ترمنځ شتون لري، او په سیسټم کې دوه برخې په جزوي توګه مطابقت لري. د PLLA/ سیلولوز ایتر تناسب کې کمښت په مخلوط کې د PLLA د خټکي نقطې، کرسټالیت او کرسټال بشپړتیا کې د کمښت پایله ده، چې په پایله کې د مختلف کرسټالیت مرکبونو چمتو کول. له همدې امله، د سیلولوز ایتر د پولی-ایل-لیکټیک اسید د تعدیل لپاره کارول کیدی شي، کوم چې به د پولیلیکټیک اسید غوره فعالیت او د سیلولوز ایتر ټیټ لګښت سره یوځای کړي، کوم چې د بشپړ بایوډیګریډ وړ پولیمر موادو چمتو کولو لپاره مناسب دی.