Cellulose Ether کان سپر جاذب مواد

N, N-methylenebisacrylamide پاران سپرابسوربنٽ رال تيار ڪرڻ لاءِ ڪاربوڪسيميٿل سيلولوز ڪراس سان ڳنڍيل عمل ۽ پيداوار جي ڪارڪردگي جو اڀياس ڪيو ويو، ۽ الڪلي جي ڪنسنٽريشن، ڪراس لنڪنگ ايجنٽ جي مقدار، الڪلي ايٿيريفڪيشن، ۽ محلولن تي بحث ڪيو ويو. پيداوار جي پاڻي جذب ڪارڪردگي تي dosage جو اثر. پاڻي کي جذب ڪرڻ واري رين جي جذبي واري ميڪانيزم جي وضاحت ڪئي وئي آهي. اڀياس ڏيکاريا آهن ته هن پيداوار جي پاڻي برقرار رکڻ جي قيمت (WRV) 114ml / g تائين پهچي ٿي.

اهم لفظ:سيلولوز آسمان؛ methylenebisacrylamide؛ تياري

1،تعارف

Superabsorbent resin هڪ پوليمر مواد آهي جيڪو مضبوط هائيڊروفيلڪ گروپن سان گڏ آهي ۽ هڪ خاص حد تائين ڪراس لنڪنگ. عام پاڻي جذب ڪندڙ مواد جهڙوڪ ڪاغذ، ڪپهه ۽ ڀنگ ۾ پاڻي جذب ڪرڻ جي شرح گهٽ ۽ پاڻي برقرار رکڻ جي گنجائش گهٽ هوندي آهي، جڏهن ته سپر جاذب ريزين پاڻي کي پنهنجي وزن کان ڪيترائي ڀيرا جذب ڪري سگھن ٿيون، ۽ پاڻي جذب ڪرڻ کان پوءِ ٺهيل جيل به پاڻي جي کوٽ نه ڪندو. ٿوري دٻاء سان. بهترين پاڻي برقرار رکڻ جي صلاحيت. اهو نه پاڻي ۾ حليل آهي ۽ نه ئي نامياتي محلولن ۾.

سيلولوز مان ٺهيل سپر جاذب مادي جي ماليڪيولر زنجير تي هائيڊروڪسيل گروپ، ڪاربوڪسيل گروپ ۽ سوڊيم هائيڊريٽ آئنز جو وڏو تعداد موجود آهي. پاڻي جذب ڪرڻ کان پوء، پاڻي هڪ هائيڊروفيلڪ ميڪروموليڪيولر نيٽ ورڪ سان گھري ٿو ۽ ٻاهرين دٻاء هيٺ برقرار رکي سگهجي ٿو. جڏهن پاڻي جذب ڪرڻ واري رال کي نم ڪري ٿو، رال ۽ پاڻي جي وچ ۾ نيم پارميبل جھلي جي هڪ پرت ٺهيل آهي. ڊونن جي مطابق، پاڻي جي جذب ڪندڙ رال ۾ موبائل آئنز (Na +) جي اعلي ڪنسنٽريشن جي ڪري's equilibrium اصول، هي آئن ڪنسنٽريشن فرق آاسموٽڪ پريشر جو سبب بڻجي سگهي ٿو. ناقص، هڪ نمي ۽ ٻرندڙ ڪمزور طاقت ٺاهيندي، پاڻي نيم پارميبل جھلي جي هن پرت مان گذري ٿو ۽ هائيڊروفيلڪ گروپن ۽ آئنز سان گڏ ٿئي ٿو ۽ سپرابسوربنٽ ريزن جي macromolecules تي، موبائيل آئنز جي ڪنسنٽريشن کي گھٽائي ٿو، ان ڪري پاڻي جي جذب ۽ سوز کي وڌيڪ ڏيکاري ٿو. اهو جذب ڪرڻ وارو عمل ان وقت تائين جاري رهي ٿو جيستائين موبائيل آئنز جي ڪنسنٽريشن ۾ فرق جي ڪري اوسموٽڪ پريشر جو فرق پوليمر رين جي ماليڪيولر نيٽ ورڪ جي گڏيل قوت جي ڪري وڌيڪ توسيع جي مزاحمت جي برابر آهي. سيلولوز مان تيار ڪيل سپرابسوربنٽ رال جا فائدا هي آهن: معتدل پاڻي جذب ڪرڻ جي شرح، تيز پاڻي جذب ڪرڻ جي رفتار، سٺي لوڻ واري پاڻي جي مزاحمت، غير زهريلي، پي ايڇ جي قيمت کي ترتيب ڏيڻ ۾ آسان، فطرت ۾ خراب ٿي سگهي ٿو، ۽ گهٽ قيمت، تنهنڪري اهو وسيع آهي. استعمال جي حد. اهو پاڻي کي روڪڻ واري ايجنٽ، مٽي ڪنڊيشنر، ۽ پاڻي برقرار رکڻ واري ايجنٽ طور صنعت ۽ زراعت ۾ استعمال ڪري سگهجي ٿو. ان کان علاوه، ان ۾ صحت، کاڌي، مائڪرو بائيوولوجي، ۽ دوا ۾ سٺي ترقي ۽ درخواست جا امڪان آهن.

2. تجرباتي حصو

2.1 تجرباتي اصول

ڪپهه جي فائبر سپرابسوربنٽ رال جي تياري بنيادي طور تي فائبر جي چمڙي تي گهٽ درجي جي متبادل سان ڪراس سان ڳنڍيل ڍانچي ٺاهڻ لاءِ آهي. مرڪب سان ڳنڍڻ جيڪي عام طور تي ٻه يا وڌيڪ رد عمل واري فنڪشنل گروپ آهن. ونائل، هائيڊروڪسيل، ڪاربوڪسيل، امائيڊ، ايسڊ ڪلورائڊ، آڪسيرين، نائٽريل، وغيره شامل ڪري سگھن ٿا فنڪشنل گروپس جيڪي ڪراس ڳنڍڻ جي قابل هوندا آهن. مختلف ڪراس لنڪنگ ايجنٽن سان تيار ڪيل سپرابسوربنٽ ريزن جو پاڻي جذب ڪرڻ جو تناسب مختلف هوندو آهي. هن تجربي ۾، N، N-methylenebisacrylamide استعمال ڪيو ويندو آهي هڪ پار-لنڪنگ ايجنٽ طور، جنهن ۾ هيٺيان قدم شامل آهن:

(1) سيلولوز (Rcell) الڪلي سيلولوز پيدا ڪرڻ لاءِ الڪائن جي حل سان رد عمل ڪري ٿو، ۽ سيلولوز جو الڪليائيزيشن رد عمل هڪ تيز خارجي رد عمل آهي. حرارت کي گھٽائڻ الڪلي فائبر جي ٺهڻ لاءِ سازگار آهي ۽ انهن جي هائيڊولائيزيشن کي روڪي سگهي ٿو. الڪوحل شامل ڪرڻ سيلولوز جي خرابي کي وڌائي سگھي ٿو، جيڪو الڪالائيزيشن ۽ بعد ۾ ايٿيريميشن لاء فائدي وارو آهي.

RcellOH + NaOH→RcellONa+H2O

(2) Alkali cellulose ۽ monochloroacetic acid سوڊيم carboxymethyl cellulose پيدا ڪن ٿا، ۽ etherification ردعمل جو تعلق نيوڪليوفيلڪ متبادل رد عمل سان آهي:

RcellONa+ClCH2COONa→RcellOCH2COONa+NaCl

(3) N، N-methylenebisacrylamide ڪراس سان ڳنڍيل هڪ سپر جاذب رال حاصل ڪرڻ لاء. ڇاڪاڻ ته ڪاربوڪسي ميٿيل فائبر جي ماليڪيولر زنجير تي اڃا تائين هائيڊروڪسيل گروپن جو هڪ وڏو تعداد موجود آهي، سيلولوز جي هائيڊروڪسيل گروپ جي آئنائيزيشن ۽ اين جي ماليڪيولر زنجير تي ايڪريلويل ڊبل بانڊ جي آئنائيزيشن، N-methylenebisacrylamide جي عمل هيٺ ٿي سگهي ٿي. alkali catalysis جو، ۽ پوءِ سيلولوز ماليڪيولر زنجيرن جي وچ ۾ ڪراس ڳنڍڻ مائيڪل ڪنڊينسيشن ذريعي ٿئي ٿو، ۽ فوري طور تي پاڻيءَ سان پروٽان جي مٽا سٽا ڪري ٿو، جيڪو پاڻيءَ ۾ اگھلندڙ سيلولوز سپرابسوربنٽ ريزن بڻجي ٿو.

2.2 خام مال ۽ اوزار

خام مال: جاذب ڪپهه (لنٽرن ۾ ڪٽي)، سوڊيم هائيڊروڪسائيڊ، مونوچلورواسيٽڪ ايسڊ، اين، اين-ميٿيلينبيساڪريلامائيڊ، مطلق ايٿانول، ايسٽون.

اوزار: ٽي گردن وارو فلاسڪ، اليڪٽرڪ اسٽيرنگ، ريفلوڪس ڪنڊينسر، سکشن فلٽر فلاسڪ، بوچنر فنل، ويڪيوم خشڪ ڪرڻ وارو اوون، گردش ڪندڙ واٽر ويڪيوم پمپ.

2.3 تياري جو طريقو

2.3.1 Alkalinization

ٽن ڳلن واري بوتل ۾ 1 گرام جاذب ڪپهه شامل ڪريو، پوءِ ڪجهه مقدار ۾ سوڊيم هائيڊروڪسائيڊ محلول ۽ مطلق ايٿانول شامل ڪريو، گرمي پد کي ڪمري جي حرارت کان هيٺ رکو ۽ ٿوري دير لاءِ اُڇلايو.

2.3.2 Etherification

chloroacetic acid جو هڪ خاص مقدار شامل ڪريو ۽ 1h لاءِ اڇو.

2.3.2 ڪراس لنڪنگ

Etherification جي پوئين مرحلي ۾، N,N-methylenebisacrylamide کي تناسب ۾ شامل ڪيو ويو ته ڪراس ڳنڍڻ لاء، ۽ ڪمري جي حرارت تي 2 ڪلاڪن تائين وڌايو ويو.

2.3.4 پوسٽ پروسيسنگ

پي ايڇ جي قيمت کي 7 تي ترتيب ڏيڻ لاءِ گليشل ايسٽڪ ايسڊ استعمال ڪريو، لوڻ کي ايٿانول سان ڌوئي، پاڻي کي ايسٽون سان ڌوئي، سکشن سان فلٽر ڪريو، ۽ 4 ڪلاڪن لاءِ ويڪيوم خشڪ ڪريو (اٽڪل 60 تي°سي، ويڪيوم ڊگري 8.8kPa) اڇي ڪپهه جي فليمينٽ پراڊڪٽ حاصل ڪرڻ لاءِ.

2.4 تجزياتي جاچ

پاڻي جذب ڪرڻ جي شرح (WRV) sieving ذريعي طئي ڪئي ويندي آهي، يعني پيداوار جو 1g (G) هڪ بيکر ۾ شامل ڪيو ويندو آهي جنهن ۾ 100ml ڊسٽل واٽر (V1) شامل ڪيو ويندو آهي، 24 ڪلاڪن لاءِ لڪايو ويندو آهي، 200-ميش اسٽينلیس اسٽيل اسڪرين ذريعي فلٽر ڪيو ويندو آهي. ، ۽ اسڪرين جي تري ۾ پاڻي گڏ ڪيو ويندو آهي (V2). حساب ڪتاب جو فارمولا هن ريت آهي: WRV=(V1-V2)/G.

3. نتيجا ۽ بحث

3.1 alkalization رد عمل جي حالتن جو انتخاب

ڪپهه جي فائبر ۽ الڪائن حل جي عمل سان الڪلي سيلولوز پيدا ڪرڻ جي عمل ۾، عمل جي حالتن جي پيداوار جي ڪارڪردگي تي هڪ اهم اثر آهي. الڪالائيزيشن ردعمل ۾ ڪيترائي عنصر آهن. مشاهدي جي سهولت لاء، آرٿوگونل تجرباتي ڊيزائن جو طريقو اختيار ڪيو ويو آهي.

ٻيون حالتون: محلول 20ml مطلق ايٿانول آهي، الڪلي جو تناسب ايٿيريفائينگ ايجنٽ (mol/md) 3:1 آهي، ۽ ڪراس لنڪنگ ايجنٽ 0.05g آهي.

تجرباتي نتيجن مان ظاهر ٿئي ٿو ته: پرائمري ۽ سيڪنڊري تعلق: C>A>B، بهترين تناسب: A3B3C3. لائي جي ڪنسنٽريشن الڪلائيزيشن ردعمل ۾ سڀ کان اهم عنصر آهي. لائي جي اعلي ڪنسنٽريشن الڪلي سيلولوز جي ٺهڻ لاءِ سازگار آهي. بهرحال، اهو ياد رکڻ گهرجي ته لائي جي ڪنسنٽريشن جيتري وڌيڪ هوندي، تيار ڪيل سپرابسوربنٽ رين جي لوڻ جو مواد وڌيڪ هوندو. تنهن ڪري، جڏهن لوڻ کي ايٿانول سان ڌوئي، ان کي ڪيترائي ڀيرا ڌويو وڃي ته اهو يقيني بڻائي سگهجي ته پيداوار ۾ لوڻ ختم ٿي ويو آهي، ته جيئن پيداوار جي پاڻي جذب ڪرڻ جي صلاحيت متاثر نه ٿئي.

3.2 پراڊڪٽ WRV تي ڪراس لنڪنگ ايجنٽ جي خوراک جو اثر

تجرباتي حالتون ھي آھن: 20ml مطلق ايٿانول، 2.3:1 الڪلي جو تناسب ايٿيريفڪيشن ايجنٽ، 20ml لائي، ۽ 90 منٽ الڪالائيزيشن.

نتيجن مان ظاهر ٿيو ته ڪراس لنڪنگ ايجنٽ جي مقدار CMC-Na جي ڪراس-لنڪنگ درجي کي متاثر ڪيو. حد کان وڌيڪ ڪراس ڳنڍڻ جي ڪري پراڊڪٽ اسپيس ۾ هڪ تنگ نيٽ ورڪ جي ڍانچي جي ڪري ٿي، جيڪا گهٽ پاڻيءَ جي جذب جي شرح ۽ پاڻيءَ جي جذب کان پوءِ غريب لچڪداريءَ جي خاصيت آهي. جڏهن ڪراس ڳنڍڻ واري ايجنٽ جو مقدار ننڍڙو هوندو آهي، ڪراس ڳنڍڻ نامڪمل هوندو آهي، ۽ پاڻي ۾ حل ٿيندڙ پراڊڪٽس هوندا آهن، جيڪي پڻ پاڻي جي جذب جي شرح تي اثر انداز ڪندا آهن. جڏهن ڪراس ڳنڍڻ واري ايجنٽ جي مقدار 0.06g کان گهٽ آهي، پاڻي جي جذب جي شرح ڪراس-لنڪنگ ايجنٽ جي مقدار جي واڌ سان وڌي ٿي، جڏهن ڪراس لنڪنگ ايجنٽ جي مقدار 0.06g کان وڌيڪ آهي، پاڻي جذب جي شرح گهٽجي ٿي. ڪراس لنڪنگ ايجنٽ جي مقدار سان. تنهن ڪري، crosslinking ايجنٽ جي dosage اٽڪل 6٪ ڪپهه جي فائبر ڪاميٽي جو آهي.

3.3 پراڊڪٽ WRV تي etherification جي حالتن جو اثر

تجرباتي حالتون آهن: الڪلي ڪنسنٽريشن 40٪؛ alkali مقدار 20ml؛ مطلق ethanol 20ml؛ ڪراس-لنڪنگ ايجنٽ dosage 0.06g؛ alkalization 90min.

ڪيميائي رد عمل جي فارمولي مان، الڪلي-ايٿر تناسب (NaOH:CICH2-COOH) هجڻ گهرجي 2:1، پر استعمال ٿيل الڪلي جو اصل مقدار ان نسبت کان وڌيڪ آهي، ڇاڪاڻ ته رد عمل جي نظام ۾ هڪ خاص آزاد الڪلي ڪنسنٽريشن جي ضمانت هجڻ گهرجي. , ڇاڪاڻ ته: آزاد بنياد جي ڪجهه اعلي ڪنسنٽريشن alkalization رد عمل جي مڪمل ڪرڻ لاء موزون آهي; ڪراس ڳنڍڻ واري رد عمل کي الڪائن جي حالتن هيٺ ڪيو وڃي. ڪجهه طرفي ردعمل الڪلي استعمال ڪن ٿا. بهرحال، جيڪڏهن الڪلي جي مقدار کي تمام گهڻو شامل ڪيو وڃي، الڪلي فائبر کي سنجيده خراب ٿي ويندي، ۽ ساڳئي وقت، ايٿيريفڪيشن ايجنٽ جي ڪارڪردگي گهٽجي ويندي. تجربا ڏيکارين ٿا ته الڪلي ۽ آسمان جو تناسب اٽڪل 2.5:1 آهي.

3.4 محلول جي مقدار جو اثر

تجرباتي حالتون آهن: الڪلي ڪنسنٽريشن 40٪؛ alkali dosage 20ml؛ الڪلي-ايٿر تناسب 2.5:1؛ ڪراس-ڳنڍڻ ايجنٽ dosage 0.06g، alkalization 90min.

سالوينٽ اينهائيڊروس ايٿانول سسٽم جي سلري حالت کي منتشر ڪرڻ، هڪجهڙائي ڪرڻ ۽ برقرار رکڻ جو ڪردار ادا ڪري ٿو، جيڪو الڪلي سيلولوز جي ٺهڻ دوران خارج ٿيندڙ گرمي کي منتشر ڪرڻ ۽ منتقل ڪرڻ لاءِ فائديمند آهي، ۽ الڪلي سيلولوز جي هائيڊولائيزيشن رد عمل کي گهٽائي سگهي ٿو، ان ڪري يونيفارم حاصل ڪري ٿي. سيلولوز تنهن هوندي، جيڪڏهن شامل ڪيل شراب جو مقدار تمام گهڻو آهي، الڪلي ۽ سوڊيم مونوچلورواسيٽيٽ ان ۾ ڦهلائي ڇڏيندو، ريڪٽرن جي ڪنسنٽريشن گهٽجي ويندي، رد عمل جي شرح گهٽجي ويندي، ۽ اهو پڻ ايندڙ ڪراس لنڪنگ تي خراب اثر پوندو. جڏهن مطلق ايٿانول جي مقدار 20ml آهي، WRV قدر وڏي آهي.

تت ۾، N, N-methylenebisacrylamide سان جڙيل جاذب ڪپهه جي الڪالائيزڊ ۽ ايٿيرائيڊ ڪاربوڪسيميٿيل سيلولوز مان سپرابسوربنٽ رال تيار ڪرڻ لاءِ سڀ کان وڌيڪ موزون حالتون ھي آھن: الڪلي ڪنسنٽريشن 40%، سالوينٽ کان پاڪ 20ml پاڻي ۽ ايٿانول جو الڪلي، الڪلي جو 2.5:1 آهي، ۽ ڪراس لنڪنگ ايجنٽ جو دوز 0.06g آهي (6٪ ڪپهه جي لينٽر جي مقدار جو).