د Cationic سیلولوز ایتر محلول ملکیتونه

د لوړ چارج کثافت cationic سیلولوز ایتر (KG-30M) د مختلف pH ارزښتونو کې د ضعیف محلول ملکیتونه په مختلف زاویو کې د هایدروډینامیک ریډیس (Rh) څخه د لیزر توزیع کولو وسیلې سره مطالعه شوي ، او د ریښې معنی مربع وړانګې گردش. Rg د Rh سره تناسب په ګوته کوي چې شکل یې غیر منظم دی مګر کروی ته نږدې دی. بیا، د ریومیټر په مرسته، د مختلف چارج کثافت سره د cationic cellulose ethers درې متمرکز محلولونه په تفصیل سره مطالعه شول، او د غلظت، pH ارزښت او د هغې په ریولوژیکي ملکیتونو باندې د خپل چارج کثافت اغیزې په اړه بحث وشو. لکه څنګه چې غلظت زیات شو، د نیوټن اکسپوننټ لومړی کم شو او بیا کم شو. انعطاف یا حتی بیرته راګرځیدنه واقع کیږي، او thixotropic چلند په 3٪ (د ډله ایزه برخه) کې واقع کیږي. د متوسط ​​​​چارج کثافت د لوړ صفر-شیر ویسکوسیټي ترلاسه کولو لپاره ګټور دی ، او pH د دې ویسکوسیت باندې لږ تاثیر لري.

کلیدي کلمې:cationic سیلولوز ایتر; مورفولوژي صفر شییر واسکاسی؛ rheology

د سیلولوز مشتقات او د دوی تعدیل شوي فعال پولیمرونه په پراخه کچه د فزیولوژیکي او روغتیا ساتنې محصولاتو ، پیټرو کیمیکلونو ، درملو ، خواړو ، شخصي پاملرنې محصولاتو ، بسته بندۍ او داسې نورو برخو کې کارول شوي. په اوبو کې محلول کیټیونیک سیلولوز ایتر (CCE) د دې له امله د قوي ضخامت سره. وړتیا، دا په پراخه کچه په ورځني کیمیاوي موادو کې کارول کیږي، په ځانګړې توګه په شیمپو کې، او کولی شي د شیمپو کولو وروسته د ویښتو ترکیب ته وده ورکړي. په ورته وخت کې، د دې د ښه مطابقت له امله، دا په دوه کې یو او ټول په یو شیمپو کې کارول کیدی شي. دا د ښه غوښتنلیک امکانات هم لري او د مختلفو هیوادونو پام یې ځان ته اړولی دی. په ادبیاتو کې ویل شوي چې د سیلولوز مشتق محلولونه د غلظت په زیاتوالي سره د نیوټونین مایع ، سیډوپلاستیک مایع ، thixotropic مایع او viscoelastic مایع په څیر چلندونه ښیې ، مګر د مورفولوژي ، rheology او اغیزې عوامل د cationic سیلولوز ایتر کې لږ شتون لري. څیړنیز راپورونه. دا مقاله د کوټرنري امونیم تعدیل شوي سیلولوز آبی محلول ریولوژیکي چلند باندې تمرکز کوي ، ترڅو د عملي غوښتنلیک لپاره حواله چمتو کړي.

1. تجربې برخه

1.1 خام مواد

کیشنیک سیلولوز ایتر (KG-30M, JR-30M, LR-30M)؛ د کاناډا ډاو کیمیکل شرکت محصول، په جاپان کې د پروټر او ګیمبل شرکت کوبی R&D مرکز لخوا چمتو شوی، د Vario EL عنصر تحلیل کونکي (جرمن عنصري شرکت) لخوا اندازه شوی، نمونه د نایتروجن مینځپانګه په ترتیب سره 2.7٪، 1.8٪، 1.0٪ ده (د چارج کثافت دی 1.9 Meq/g، 1.25 Meq/g، 0.7 Meq/g په ترتیب سره)، او دا د آلمان د ALV-5000E لیزر ر lightا توزیع کولو وسیلې (LLS) لخوا ازمول شوی چې د دې وزن اوسط مالیکولر وزن شاوخوا 1.64 دی.×106 g/mol

1.2 د حل چمتو کول

نمونه د فلټر کولو، ډایلیسز او منجمد وچولو له لارې پاکه شوې وه. په ترتیب سره د دریو مقداري نمونو لړۍ وزن کړئ، او د اړتیا وړ غلظت چمتو کولو لپاره د pH 4.00، 6.86، 9.18 سره معیاري بفر محلول اضافه کړئ. د دې لپاره چې ډاډ ترلاسه شي چې نمونې په بشپړ ډول منحل شوي، د نمونې ټول حلونه د ازموینې دمخه د 48 ساعتونو لپاره په مقناطیسي محرک کې کیښودل شوي.

1.3 د رڼا توزیع اندازه کول

LLS وکاروئ د نمونې د وزن - اوسط مالیکولر وزن په ضعیف آبي محلول کې اندازه کړئ ، د هایدروډینامیک وړانګو او ریښی معنی د مربع وړانګې گردش کله چې دوهم Villi کوفیینټ او مختلف زاویې وي ، او دا معلومه کړئ چې دا cationic سیلولوز ایتر په کې دی د اوبو محلول د تناسب حالت له مخې.

1.4 د ویسکوسیت اندازه کول او ریولوژیکي تحقیقات

متمرکز CCE محلول د بروکفیلډ RVDV-III+ ریومیټر لخوا مطالعه شوی، او د غلظت، د چارج کثافت او pH ارزښت په ریولوژیکي ملکیتونو لکه د نمونې ویسکوسیت تحقیق شوی. په لوړ غلظت کې، دا اړینه ده چې د هغې thixotropy وڅیړئ.

2. پایلې او بحث

2.1 د رڼا د خپریدو په اړه څیړنه

د خپل ځانګړي مالیکولر جوړښت له امله، دا ستونزمنه ده چې د یو واحد مالیکول په بڼه حتی په ښه محلول کې شتون ولري، مګر د ځینو مستحکم مایکلونو، کلسترونو یا اتحادیو په بڼه.

کله چې د CCE ضعیف آبي محلول (~o.1%) د قطبي مایکروسکوپ سره ولیدل شو، د تور کراس اورتوګونل ساحې شالید لاندې، "ستوري" روښانه ځایونه او روښانه بارونه ښکاره شول. دا نور د روښنايي توزیع کولو لخوا مشخص شوي، متحرک هایدروډینامیک وړانګې په مختلفو pH او زاویو کې، د ریښې معنی مربع وړانګې د گردش وړانګې او د بیري ډیاګرام څخه ترلاسه شوي دوهم ویلی کوفیشینټ په ټب کې لیست شوي. 1. د 10-5 په غلظت کې د هایدروډینامیک وړانګو د فعالیت د توزیع ګراف په عمده توګه یو واحد لوړوالی دی، مګر ویش خورا پراخ دی (1 شکل)، دا په ګوته کوي چې په سیسټم کې د مالیکولر کچې اتحادیې او لوی مجموعې شتون لري. ; بدلونونه شتون لري، او د Rg/Rb ارزښتونه ټول د 0.775 په شاوخوا کې دي، دا په ګوته کوي چې په محلول کې د CCE شکل کروی ته نږدې دی، مګر په کافي اندازه منظم ندي. په Rb او Rg باندې د pH اغیز څرګند ندی. د بفر محلول کې کاونټرون د CCE سره اړیکه لري ترڅو چارج په خپل اړخ زنځیر کې خوندي کړي او دا کم کړي ، مګر توپیر د کاونټرون ډول سره توپیر لري. د چارج شوي پولیمرونو د سپکو توزیع اندازه کول د اوږد واټن ځواک تعامل او بهرنۍ مداخلې لپاره حساس دي، نو د LLS ځانګړتیاوو کې ځینې غلطۍ او محدودیتونه شتون لري. کله چې ډله ایزه برخه د 0.02٪ څخه زیاته وي، د Rh د ویش ډیاګرام کې اکثرا د نه جلا کیدونکي ډبل چوټي یا حتی څو څوکۍ شتون لري. لکه څنګه چې غلظت زیاتیږي، Rh هم زیاتیږي، دا په ګوته کوي چې ډیر میکرومولکولونه تړلي یا حتی راټول شوي. کله چې Cao et al. د کاربوکسیمیتیل سیلولوز او سطحي فعال میکرومرونو کاپولیمر مطالعې لپاره د سپکو توزیع کارول کیږي، د نه جلا کیدونکي ډبل چوټي هم شتون لري، چې یو یې د 30nm او 100nm ترمنځ و، چې په مالیکولر کچه د مایکیلونو جوړښت استازیتوب کوي، او بل یې په نسبي ډول Rh دی. لوی، کوم چې یو مجموعه ګڼل کیږي، کوم چې پدې مقاله کې ټاکل شوي پایلو سره ورته وي.

2.2 د ریولوژیکي چلند په اړه څیړنه

2.2.1 د تمرکز اغیز:د KG-30M محلولونو څرګند واسکوسیټي اندازه کړئ د مختلف غلظت سره په مختلف شییر نرخونو کې ، او د اوسټوالډ - دیویل لخوا وړاندیز شوي د بریښنا قانون معادلې لوګاریتمیک شکل سره سم ، کله چې ډله ایزه برخه له 0.7٪ څخه زیاته نه وي ، او د مستقیم لینونو لړۍ د 0.99 څخه ډیر د خطي ارتباط ضمیمه سره ترلاسه شوي. او لکه څنګه چې غلظت زیاتیږي، د نیوټن د exponent n ارزښت کمیږي (ټول له 1 څخه کم)، یو څرګند سیډوپلاستیک مایع ښیي. د شین قوې په واسطه چلول کیږي، د میکرومولیکولر زنځیرونه په نخښه کولو او سمت کولو پیل کوي، نو د ویسکوسیت کمیږي. کله چې ډله ایزه برخه له 0.7٪ څخه زیاته وي، د ترلاسه شوي مستقیم کرښې خطي ارتباط ضخامت کمیږي (شاوخوا 0.98)، او n د غلظت له زیاتوالي سره بدلون پیل کوي یا حتی لوړیږي؛ کله چې ډله ایزه برخه 3٪ ته ورسیږي (2 انځور)، جدول د ښکاره ویسکوسیت لومړی لوړیږي او بیا د شین اندازې په زیاتوالي سره کمیږي. د پدیدې دا لړۍ د نورو anionic او cationic پولیمر حلونو راپورونو سره توپیر لري. د n ارزښت لوړیږي، دا دی، غیر نیوتونین ملکیت کمزوری شوی؛ نیوټنین مایع یو ویسکوس مایع دی، او د انټرمالیکولر سلیپج د شین فشار په عمل کې واقع کیږي، او دا بیرته نشي ترلاسه کیدی؛ غیر نیوتونین مایع د بیرته راګرځیدونکي لچک وړ برخه او د بیرته راګرځیدو وړ ویسکوس برخه لري. د شین فشار د عمل لاندې، د مالیکولونو تر مینځ نه بدلیدونکي سلیپ رامینځته کیږي، او په ورته وخت کې، ځکه چې میکرومولکولونه د شین سره غځول شوي او متمرکز دي، د بیرته راګرځیدونکي لچک وړ برخه رامینځته کیږي. کله چې بهرنۍ قوه لرې شي، میکرومولیکولونه بیرته اصلي کرل شوي شکل ته راستنیږي، نو د n ارزښت لوړیږي. غلظت دوام لري ترڅو د شبکې جوړښت رامینځته کړي. کله چې د شین فشار کوچنی وي، دا به له منځه نه ځي، او یوازې لچک لرونکي اختر به واقع شي. په دې وخت کې، لچک به په نسبي توګه لوړ شي، د ویسکوسیت ضعیف شي، او د n ارزښت به کم شي؛ پداسې حال کې چې د اندازه کولو پروسې په جریان کې د شین فشار په تدریجي ډول وده کوي، نو ارزښت یې بدلیږي. کله چې ډله ایزه برخه 3٪ ته ورسیږي، ښکاره ویسکوسیت لومړی لوړیږي او بیا کمیږي، ځکه چې کوچنۍ شیر د لویو مجموعو د جوړولو لپاره د میکرو مالیکولونو ټکر هڅوي، نو د ویسکوسیت لوړیږي، او د شییر فشار د مجموعو ماتولو ته دوام ورکوي. ، د واسکعیت به بیا کم شي.

د thixotropy په څیړنه کې، مطلوب y ته د رسیدو لپاره سرعت (r/min) وټاکئ، په منظم وقفونو کې سرعت زیات کړئ تر هغه چې دا ټاکل شوي ارزښت ته ورسیږي، او بیا په چټکۍ سره د اعظمي سرعت څخه لومړني ارزښت ته راټیټ کړئ ترڅو اړونده ترلاسه کړي. د وریښمو فشار، د شین نرخ سره د هغې اړیکه په 3 شکل کې ښودل شوي. کله چې ډله ایزه برخه له 2.5٪ څخه کمه وي، پورته منحني او ښکته منحني په بشپړه توګه سره یو ځای کیږي، مګر کله چې ډله ایزه برخه 3٪ وي، دوه کرښې نه وي. اوږد اوورلیپ، او ښکته کرښه وروسته پاتې کیږي، د thixotropy په ګوته کوي.

د شییر فشار د وخت انحصار د ریولوژیکي مقاومت په نوم پیژندل کیږي. ریولوژیکي مقاومت د viscoelastic مایعاتو او مایعاتو د thixotropic جوړښتونو سره یو ځانګړتیاوی چلند دی. دا معلومه شوه چې لوی y په ورته ډله ایزه برخه کې وي، په چټکۍ سره r توازن ته رسیږي، او د وخت انحصار کوچنی دی؛ په ټیټه ډله ایزه برخه کې (<2٪)، CCE د ریولوژیکي مقاومت نه ښیې. کله چې ډله ایزه برخه 2.5٪ ته لوړه شي، دا د قوي وخت انحصار ښیي (4 شکل)، او دا د انډول کولو لپاره شاوخوا 10 دقیقې وخت نیسي، پداسې حال کې چې په 3.0٪ کې، د توازن وخت 50 دقیقې وخت نیسي. د سیسټم ښه thixotropy د عملي غوښتنلیک لپاره مناسب دی.

2.2.2 د چارج کثافت اغیزه:د Spencer-Dillon تجربوي فورمول لوګاریتمیک بڼه غوره شوې، په کوم کې چې د صفر کټ ویسکوسیت، b په ورته غلظت او مختلف تودوخې کې ثابت وي، او په ورته تودوخې کې د غلظت زیاتوالي سره وده کوي. د بریښنا قانون معادلې له مخې چې په 1966 کې د اونوګي لخوا تصویب شوی، M د پولیمر نسبي مالیکولر ډله ده، A او B ثابت دي، او c د ډله ایزې برخې (%) دی. انځر.5 درې واړه منحني د 0.6% په شاوخوا کې څرګند انفلاسیون ټکي لري، دا د یوې مهمې ډله ایزې برخې شتون لري. د 0.6٪ څخه ډیر، د صفر شییر ویسکوسیت د C غلظت په زیاتوالي سره په چټکۍ سره وده کوي. د دریو نمونو منحني د مختلف چارج کثافت سره خورا نږدې دي. په مقابل کې، کله چې ډله ایزه برخه د 0.2٪ او 0.8٪ ترمنځ وي، د LR نمونې صفر کټ ویسکوسیت د کوچني چارج کثافت سره خورا لوی دی، ځکه چې د هایدروجن بانډ اتحادیه یو ځانګړي تماس ته اړتیا لري. له همدې امله، د چارج کثافت له دې سره نږدې تړاو لري چې آیا میکرومولیکولونه په منظم او کمپیکٹ ډول تنظیم کیدی شي؛ د DSC ازموینې له لارې، دا وموندل شوه چې LR د کریسټال کولو ضعیف چوکۍ لري، د مناسب چارج کثافت په ګوته کوي، او د صفر-شییر ویسکوسیت په ورته غلظت کې لوړ دی. کله چې ډله ایزه برخه له 0.2٪ څخه کمه وي، LR ترټولو کوچنی دی، ځکه چې په ضعیف محلول کې، د ټیټ چارج کثافت سره میکرومولیکول ډیر احتمال لري چې د کویل اورینټیشن رامینځته کړي، نو د صفر شییر ویسکوسیت ټیټ دی. دا د ضعیف فعالیت په شرایطو کې ښه لارښود اهمیت لري.

2.2.3 pH اثر: انځور 6 هغه پایله ده چې په مختلف pH کې د 0.05٪ څخه تر 2.5٪ ډله ایزې برخې کې اندازه کیږي. د 0.45٪ په شاوخوا کې د انفلیکشن نقطه شتون لري، مګر درې منحني تقریبا یو بل سره یوځای کیږي، دا په ګوته کوي چې pH د صفر-شییر ویسکوسیت په اړه هیڅ ښکاره اغیزه نلري، کوم چې د pH ته د anionic cellulose ether حساسیت څخه خورا توپیر لري.

3. پایله

د KG-30M ضعیف آبي محلول د LLS لخوا مطالعه کیږي، او ترلاسه شوي د هایدروډینامیک وړانګو ویش یو واحد لوړوالی دی. د زاویه انحصار او د Rg/Rb تناسب څخه، دا اټکل کیدی شي چې شکل یې کروی ته نږدې دی، مګر په کافي اندازه منظم ندي. د CCE محلولونو لپاره چې د دریو چارج کثافت سره وي، د غلظت په زیاتوالي سره د ویسکوسیت زیاتوالی راځي، مګر د نیوټن د ښکار شمیره n لومړی کمیږي، بیا بدلون راځي او حتی لوړیږي؛ pH په واسکاسیټي لږ تاثیر لري، او د متوسط ​​​​چارج کثافت کولی شي لوړ واسکوسیټي ترلاسه کړي.