Cationic Cellulose Ether Solution جا خاصيتون

مختلف pH قدرن تي هڪ اعلي-چارج-ڪثافت واري ڪيشنڪ سيلولوز ايٿر (KG-30M) جي ڪمزور حل خاصيتن جو مطالعو ليزر اسڪيٽرنگ اوزار سان ڪيو ويو، هائيڊروڊائنامڪ ريڊيس (Rh) کان مختلف زاوين تي، ۽ روٽ جو مطلب چورس ريڊيس گردش جو. Rg جو تناسب Rh جو اندازو لڳائي ٿو ته ان جي شڪل بي ترتيب آهي پر گول جي ويجهو آهي. ان کان پوء، ريميٽر جي مدد سان، مختلف چارج جي کثافت سان ڪيشنڪ سيلولوز ايٿرز جي ٽن مرڪوز حلن جو تفصيل سان اڀياس ڪيو ويو، ۽ ڪنسنٽريشن جي اثر، pH قدر ۽ ان جي rheological خاصيتن تي ان جي پنهنجي چارج جي کثافت تي بحث ڪيو ويو. جيئن ته ڪنسنٽريشن وڌندو ويو، نيوٽن جو ايڪسپونٽ پهريون ڀيرو گهٽجي ويو ۽ پوءِ گهٽجي ويو. ڦيرڦار يا ان کان به ريبائونڊ ٿئي ٿي، ۽ thixotropic رويي 3٪ (ماس فريڪشن) تي ٿئي ٿو. هڪ وچولي چارج کثافت هڪ اعلي صفر-شيئر viscosity حاصل ڪرڻ لاء فائدو آهي، ۽ pH ان جي viscosity تي ٿورو اثر آهي.

اهم لفظ:cationic cellulose ether؛ مورفولوجي صفر شيئر viscosity؛ rheology

سيلولوز نڪتل ۽ انهن جي تبديل ٿيل فنڪشنل پوليمر وڏي پيماني تي جسماني ۽ صفائي جي شين، پيٽروڪيميڪل، دوا، کاڌي، ذاتي سنڀال جي شين، پيڪنگنگ، وغيره جي شعبن ۾ استعمال ڪيا ويا آهن. قابليت، اهو وڏي پيماني تي روزاني ڪيميائي ۾ استعمال ڪيو ويندو آهي، خاص طور تي شيمپو، ۽ شيمپو ڪرڻ کان پوء بال جي گڏ ڪرڻ کي بهتر بڻائي سگهي ٿو. ساڳئي وقت، ان جي سٺي مطابقت جي ڪري، اهو ٻه-۾-هڪ ۽ سڀ-۾-هڪ شيمپو ۾ استعمال ڪري سگهجي ٿو. اهو پڻ هڪ سٺو ايپليڪيشن جو امڪان آهي ۽ مختلف ملڪن جي ڌيان کي وڌايو آهي. اهو ادب ۾ ٻڌايو ويو آهي ته سيلولوز نڪتل حل رويي جي نمائش ڪن ٿا جهڙوڪ نيوٽونين فلوئڊ، سيڊوپلاسٽڪ سيال، ٿڪسوٽروپڪ سيال ۽ ويسڪوئلاسٽڪ فلوئڊ ڪنسنٽريشن جي واڌ سان، پر ڪيشنڪ سيلولوز حل جي مورفولوجي، ريولوجي ۽ اثر انداز ڪندڙ عنصرن ۾ ٿورڙا آهن. تحقيقي رپورٽون. هي مقالو quaternary امونيم تبديل ٿيل سيلولوز آبي حل جي rheological رويي تي ڌيان ڏئي ٿو، عملي ايپليڪيشن لاء هڪ حوالو مهيا ڪرڻ لاء.

1. تجرباتي حصو

1.1 خام مال

Cationic cellulose ether (KG-30M، JR-30M، LR-30M)؛ ڪئناڊا ڊاءِ ڪيميڪل ڪمپني پراڊڪٽ، جاپان ۾ پروڪٽر اينڊ گيمبل ڪمپني ڪوبي آر اينڊ ڊي سينٽر پاران مهيا ڪيل، ويريو اي ايل ايليمينٽل اينالائيزر (جرمن ايليمينٽل ڪمپني) پاران ماپيل، نموني نائٽروجن جو مواد 2.7٪، 1.8٪، 1.0٪ آهي (چارج جي کثافت آهي 1.9 Meq/g، 1.25 Meq/g، 0.7 Meq/g بالترتيب)، ۽ ان کي جرمن ALV-5000E ليزر لائٽ اسڪيٽرنگ اوزار (LLS) پاران آزمايو ويو آھي ان جو وزن سراسري ماليڪيولر وزن اٽڪل 1.64 آھي.×106 گرام/مول

1.2 حل تيار ڪرڻ

نموني کي فلٽريشن، ڊائليسز ۽ منجمد خشڪ ڪرڻ سان صاف ڪيو ويو. ٽن مقداري نمونن جو سلسلو ترتيب سان وزن ڪريو، ۽ گهربل ڪنسنٽريشن تيار ڪرڻ لاءِ پي ايڇ 4.00، 6.86، 9.18 سان معياري بفر حل شامل ڪريو. انهي کي يقيني بڻائڻ لاءِ ته نمونا مڪمل طور تي حل ڪيا ويا هئا، سڀني نموني حل کي مقناطيسي اسٽيرر تي 48 ڪلاڪن لاءِ ٽيسٽ ڪرڻ کان اڳ رکيو ويو.

1.3 روشني پکيڙڻ جي ماپ

ايل ايل ايس استعمال ڪريو وزن-اوسط ماليڪيولر وزن کي ماپڻ لاءِ نموني جي ٿلهي آبي محلول ۾،، هائيڊروڊائنامڪ ريڊيس ۽ روٽ جو مطلب چورس ريڊيس گردش جو جڏهن ٻيو ويل ڪوئفيشيٽ ۽ مختلف زاويه،) ۽ اندازو لڳايو ته هي ڪيشنڪ سيلولوز ايٿر ۾ آهي. آبي حل ان جي تناسب جي حيثيت سان.

1.4 viscosity جي ماپ ۽ rheological تحقيق

مرڪوز CCE حل جو مطالعو ڪيو ويو Brookfield RVDV-III+ rheometer، ۽ ڪنسنٽريشن جو اثر، چارج جي کثافت ۽ پي ايڇ ويليو ريولوجيڪل پراپرٽيز جهڙوڪ نموني ويسڪوسيٽي تي تحقيق ڪئي وئي. اعلي مرڪزن تي، ان جي thixotropy جي تحقيق ڪرڻ ضروري آهي.

2. نتيجا ۽ بحث

2.1 روشني پکيڙڻ تي تحقيق

ان جي خاص ماليڪيولر ڍانچي جي ڪري، اهو ڏکيو آهي ته هڪ واحد ماليڪيول جي صورت ۾ جيتوڻيڪ هڪ سٺي محلول ۾، پر ڪجهه مستحڪم مائيڪلز، ڪلستر يا انجمن جي صورت ۾.

جڏهن سي سي اي جي ٻرندڙ آبي محلول (~o.1٪) کي پولارائيزنگ خوردبيني سان ڏٺو ويو، بليڪ ڪراس آرٿوگونل فيلڊ جي پس منظر هيٺ، "اسٽار" روشن داغ ۽ روشن بار ظاهر ٿيا. ان کي وڌيڪ خصوصيت ڏني وئي آهي روشني پکيڙڻ، مختلف pH ۽ زاوين تي متحرڪ هائيڊروڊائنامڪ ريڊيس، روٽ مطلب چورس ريڊيس جو گردش ۽ ٻيو Villi ڪوئفيشٽ جيڪو Berry ڊاگرام مان حاصل ڪيو ويو آهي، ٽيب ۾ درج ٿيل آهي. 1. 10-5 جي ڪنسنٽريشن تي حاصل ڪيل هائيڊروڊائنامڪ ريڊيس فنڪشن جو ورهائڻ وارو گراف بنيادي طور تي هڪ چوٽي آهي، پر تقسيم تمام وسيع آهي (تصوير 1)، اهو ظاهر ڪري ٿو ته نظام ۾ ماليڪيولر-سطح سان لاڳاپيل ۽ وڏيون مجموعا آهن. ؛ اتي تبديليون آھن، ۽ Rg/Rb قدر 0.775 جي چوڌاري آھن، ظاھر ڪري ٿو ته حل ۾ CCE جي شڪل گول جي ويجھو آھي، پر باقاعده ڪافي نه آھي. Rb ۽ Rg تي pH جو اثر واضح ناهي. بفر حل ۾ ڪائونٽريشن CCE سان رابطو ڪري ٿو ته جيئن ان جي پاسي واري زنجير تي چارج کي بچائي ۽ ان کي سڪي وڃي، پر فرق ڪاؤنٽر جي قسم سان مختلف ٿئي ٿو. چارج ٿيل پوليمر جي روشني پکيڙڻ واري ماپ ڊگھي رينج فورس جي رابطي ۽ خارجي مداخلت لاء حساس آهي، تنهنڪري LLS خاصيت ۾ ڪجهه غلطيون ۽ حدون آهن. جڏهن ماس فريڪشن 0.02٪ کان وڌيڪ هوندو آهي، اتي اڪثر ڪري الڳ الڳ ٻه چوٽيون هونديون آهن يا ان کان به وڌيڪ چوٽيون Rh تقسيم ڊراگرام ۾. جيئن ته ڪنسنٽريشن وڌي ٿو، تيئن Rh به وڌي ٿو، جنهن مان ظاهر ٿئي ٿو ته وڌيڪ ميڪرو ماليڪيولز جڙيل آهن يا اڃا گڏ ٿيل آهن. جڏهن Cao et al. ڪاربوڪسيميٿائل سيلولوز ۽ مٿاڇري تي فعال ميڪرومر جي ڪوپوليمر جو مطالعو ڪرڻ لاءِ هلڪي اسڪيٽرنگ جو استعمال ڪيو ويو، ان ۾ الڳ الڳ ٻه چوٽيون به هيون، جن مان هڪ 30nm ۽ 100nm جي وچ ۾ هئي، جيڪا ماليڪيولر سطح تي مائيڪلز جي ٺهڻ جي نمائندگي ڪري ٿي، ۽ ٻي چوٽي Rh نسبتاً آهي. وڏي، جنهن کي مجموعي طور سمجهيو ويندو آهي، جيڪو هن مقالي ۾ مقرر ڪيل نتيجن سان ملندڙ جلندڙ آهي.

2.2 rheological رويي تي تحقيق

2.2.1 توجه جو اثر:KG-30M حلن جي ظاهري viscosity کي ماپ ڪريو مختلف ڪنسنٽريشن سان مختلف شيئر ريٽ تي، ۽ Ostwald-Dewaele پاران تجويز ڪيل پاور قانون جي مساوات جي منطقي شڪل جي مطابق، جڏهن ماس فريڪشن 0.7٪ کان وڌيڪ نه هجي، ۽ سڌي لائينن جو هڪ سلسلو 0.99 کان وڌيڪ لڪير لاڳاپن جي کوٽائي حاصل ڪئي وئي. ۽ جيئن ته ڪنسنٽريشن وڌي ٿو، تيئن نيوٽن جي ايڪسپونٽ n جو قدر گھٽجي ٿو (سڀئي 1 کان گھٽ)، هڪ پڌرو pseudoplastic fluid ڏيکاري ٿو. کڏڻ واري قوت سان هلندڙ، ميڪروموليڪيولر زنجير اڻلڀ ٿيڻ شروع ٿي وڃن ٿا ۽ طرف رخ ڪن ٿا، تنهنڪري ويسڪوسيٽي گهٽجي ٿي. جڏهن ماس فريڪشن 0.7٪ کان وڌيڪ آهي، حاصل ڪيل سڌي لڪير جي لڪير واري رابطي جي کوٽائي گھٽجي ٿي (اٽڪل 0.98)، ۽ n وڌڻ شروع ٿئي ٿو يا ڪنسنٽريشن جي واڌ سان وڌي ٿو. جڏهن ماس فريڪشن 3٪ تائين پهچي ٿو (تصوير 2)، ٽيبل جي ظاهري ويسڪوسيٽي پهرين وڌي ٿي ۽ پوءِ شيئر ريٽ جي وڌڻ سان گهٽجي ٿي. رجحان جو هي سلسلو ٻين anionic ۽ cationic پوليمر حل جي رپورٽن کان مختلف آهي. n جو قدر وڌي ٿو، يعني غير نيوٽن جي ملڪيت ڪمزور ٿي وئي آهي. نيوٽونين fluid هڪ چپچپا مائع آهي، ۽ انٽرمولوڪيولر slippage قيرين جي دٻاء جي عمل هيٺ ٿئي ٿي، ۽ ان کي واپس نه ٿو ڪري سگهجي. غير نيوٽونين فلوئڊ ۾ هڪ بحال ٿيڻ لائق لچڪدار حصو ۽ هڪ ناقابل واپسي چپس وارو حصو هوندو آهي. قيرين جي دٻاءَ جي عمل هيٺ، ماليڪيولن جي وچ ۾ ناقابل واپسي پرچي ٿيندي آهي، ۽ ساڳئي وقت، ڇاڪاڻ ته ميڪروموليڪيولس ورهائجي ويندا آهن ۽ شيئر سان مبني هوندا آهن، هڪ بحال ٿيڻ لائق لچڪدار حصو ٺهي ويندو آهي. جڏهن خارجي قوت کي هٽايو ويندو آهي، ميڪروموليڪولس اصل ڪرل ٿيل شڪل ڏانهن موٽندا آهن، تنهنڪري n جي قيمت وڌي ويندي آهي. ڪنسنٽريشن وڌندو رهي ٿو هڪ نيٽ ورڪ ڍانچي ٺاهڻ لاءِ. جڏهن شار جو دٻاء ننڍڙو هوندو آهي، اهو تباهه نه ٿيندو، ۽ صرف لچڪدار خرابي ٿيندي. هن وقت، لوچ نسبتا وڌايو ويندو، viscosity ڪمزور ٿي ويندي، ۽ ن جي قيمت گھٽجي ويندي؛ جڏهن ته ماپ جي عمل دوران ڪٽڻ جو دٻاءُ بتدريج وڌي رهيو آهي، تنهن ڪري قدر ۾ ڦيرڦار ٿيندي رهي ٿي. جڏهن ماس فريڪشن 3 سيڪڙو تائين پهچندو آهي، ته ظاهري viscosity پهرين وڌي ٿي ۽ پوءِ گهٽجي ٿي، ڇاڪاڻ ته ننڍي شيئر وڏي مجموعن ٺاهڻ لاءِ macromolecules جي ٽڪراءَ کي فروغ ڏئي ٿي، ان ڪري viscosity وڌي ٿي، ۽ shear stress مجموعن کي ٽوڙڻ جاري رکي ٿو. ، viscosity ٻيهر گهٽجي ويندي.

thixotropy جي تحقيق ۾، رفتار مقرر ڪريو (r/min) مطلوبي y تائين پهچڻ لاءِ، رفتار کي باقاعده وقفن تي وڌايو جيستائين اهو مقرر قدر تائين پهچي وڃي، ۽ پوءِ جلدي وڌ کان وڌ رفتار کان واپس ابتدائي قدر تي واپس آڻيو. شيئر جو دٻاءُ، ان جو لاڳاپو شيئر جي شرح سان تصوير 3 ۾ ڏيکاريو ويو آهي. جڏهن ماس فريڪشن 2.5 سيڪڙو کان گهٽ هوندو آهي، ته مٿي وارو وکر ۽ هيٺيون وکر مڪمل طور تي اوورليپ ٿي ويندو آهي، پر جڏهن ماس فريڪشن 3 سيڪڙو هوندو آهي، ته ٻه لائينون نه هونديون آهن. ڊگھي اوورليپ، ۽ ھيٺئين لڪير پوئتي رھي ٿي، ٿئڪسوٽروپي کي اشارو ڪري ٿي.

شيئر جي دٻاءُ جي وقت جي انحصار کي rheological مزاحمت طور سڃاتو وڃي ٿو. Rheological resistance viscoelastic liquids ۽ thixotropic structures سان مائع جو هڪ خاص رويو آهي. اهو معلوم ٿئي ٿو ته وڏو y ساڳئي ماس فريڪشن تي آهي، تيز r برابري تائين پهچي ٿو، ۽ وقت جو انحصار ننڍو آهي؛ گھٽ ماس فريڪشن تي (<2٪)، سي سي اي rheological مزاحمت نه ڏيکاريندو آهي. جڏهن ماس فريڪشن 2.5٪ تائين وڌي ٿو، اهو هڪ مضبوط وقت جي انحصار کي ڏيکاري ٿو (تصوير 4)، ۽ اهو تقريبا 10 منٽ وٺندو آهي توازن تائين پهچڻ ۾، جڏهن ته 3.0٪ تي، توازن وقت 50 منٽ وٺندو آهي. سسٽم جي سٺي thixotropy عملي درخواست لاء سازگار آهي.

2.2.2 چارج جي کثافت جو اثر:اسپينسر-ڊيلن تجرباتي فارمولا جو لاگارٿمڪ فارم چونڊيو ويو آهي، جنهن ۾ صفر-ڪٽ viscosity، b هڪ ئي ڪنسنٽريشن ۽ مختلف درجه حرارت تي مستقل رهي ٿي، ۽ ساڳئي درجه حرارت تي ڪنسنٽريشن جي واڌ سان وڌي ٿي. 1966 ۾ اونوگي پاران اختيار ڪيل پاور قانون جي مساوات جي مطابق، M پوليمر جو لاڳاپو ماليڪيولر ماس آهي، A ۽ B مستقل آهن، ۽ c ماس فريڪشن (٪) آهي. انجير.5 ٽن وکرن ۾ 0.6٪ جي چوڌاري واضح انفڪشن پوائنٽون آهن، اهو آهي، اتي هڪ نازڪ ماس فريڪشن آهي. 0.6٪ کان وڌيڪ، 0.6٪ کان وڌيڪ، 0.6 کان وڌيڪ ويسڪوسيٽي تيزيءَ سان وڌي ٿي ڪنسنٽريشن C جي واڌ سان. ٽن نمونن جا وکر مختلف چارج جي کثافت سان تمام ويجهو آهن. ان جي ابتڙ، جڏهن ماس فريڪشن 0.2٪ ۽ 0.8٪ جي وچ ۾ آهي، LR نموني جي صفر-ڪٽ ويسڪوسيٽي ننڍي چارج جي کثافت سان سڀ کان وڏي آهي، ڇاڪاڻ ته هائيڊروجن بانڊ ايسوسيئيشن هڪ خاص رابطي جي ضرورت آهي. تنهن ڪري، چارج جي کثافت ويجهي سان لاڳاپيل آهي ته ڇا macromolecules کي منظم ۽ ٺهڪندڙ انداز ۾ ترتيب ڏئي سگهجي ٿو. DSC جاچ ذريعي، اهو معلوم ٿئي ٿو ته LR ۾ هڪ ڪمزور ڪرسٽلائيزيشن جي چوٽي آهي، هڪ مناسب چارج کثافت کي ظاهر ڪري ٿو، ۽ صفر-شيئر ويسڪوسيٽي ساڳئي ڪنسنٽريشن تي وڌيڪ آهي. جڏهن ماس فريڪشن 0.2٪ کان گهٽ هوندو آهي، LR سڀ کان ننڍو هوندو آهي، ڇاڪاڻ ته ٿلهي حل ۾، گھٽ چارج جي کثافت سان ميڪروموليڪيولز ڪوئل اورينٽيشن ٺاهڻ جا وڌيڪ امڪان هوندا آهن، ان ڪري صفر شيئر ويسڪوسيٽي گهٽ هوندي آهي. اهو هڪ سٺي رهنمائي اهميت رکي ٿو ٿلهي ڪارڪردگي جي لحاظ کان.

2.2.3 پي ايڇ اثر: تصوير 6 اهو نتيجو آهي جنهن جي ماپ مختلف pH تي 0.05٪ کان 2.5٪ ماس فريڪشن جي حد اندر آهي. 0.45% جي چوڌاري هڪ انفليڪشن پوائنٽ آهي، پر ٽي وکر لڳ ڀڳ اوورليپ ٿين ٿا، اهو ظاهر ڪري ٿو ته pH جو صفر-شيئر ويسڪوسيٽي تي ڪو به واضح اثر نه آهي، جيڪو pH کان anionic cellulose ether جي حساسيت کان بلڪل مختلف آهي.

3. نتيجو

KG-30M dilute آبي حل جو اڀياس LLS پاران ڪيو ويو آهي، ۽ حاصل ڪيل هائيڊروڊينامڪ ريڊيس ورهائڻ هڪ واحد چوٽي آهي. زاويه جي انحصار ۽ Rg/Rb تناسب مان، اهو اندازو لڳائي سگهجي ٿو ته ان جي شڪل گول جي ويجهو آهي، پر ڪافي باقاعده نه آهي. ٽن چارجن جي کثافتن سان سي سي اي حلن لاءِ، ڪنسنٽريشن جي وڌڻ سان ويسڪوسيٽي وڌي ٿي، پر نيوٽن جو شڪار نمبر n پھريائين گھٽجي ٿو، پوءِ اڀري ٿو ۽ اڃا به وڌي ٿو. پي ايڇ جي ويسڪوسيٽي تي ٿورو اثر پوي ٿو، ۽ هڪ وچولي چارج جي کثافت هڪ اعلي viscosity حاصل ڪري سگهو ٿا.