අයෝනික් නොවන සෙලියුලෝස් ඊතර්හි මතුපිට ගුණ මත ආදේශක සහ අණුක බරෙහි බලපෑම්

Washburn ගේ impregnation න්‍යාය (Penetration Theory) සහ van Oss-Good-Chaudhury ගේ සංයෝජන න්‍යාය (Combining Theory) සහ columnar wick තාක්ෂණය (Column Wicking Technique) යෙදීම අනුව මෙතිල් සෙලියුලෝස් වැනි අයනික නොවන සෙලියුලෝස් ඊතර් කිහිපයක් මතුපිට ගුණ සෙලියුලෝස්, හයිඩ්‍රොක්සිප්‍රොපයිල් සෙලියුලෝස් සහ හයිඩ්‍රොක්සිප්‍රොපයිල් මෙතිල්සෙලුලෝස් පරීක්‍ෂා කරන ලදී. මෙම සෙලියුලෝස් ඊතර්වල විවිධ ආදේශක, ආදේශන අංශක සහ අණුක බර නිසා ඒවායේ මතුපිට ශක්තීන් සහ ඒවායේ සංරචක සැලකිය යුතු ලෙස වෙනස් වේ. දත්ත මගින් පෙන්නුම් කරන්නේ අයනික නොවන සෙලියුලෝස් ඊතර් හි ලුවිස් පදනම ලුවිස් අම්ලයට වඩා විශාල වන අතර මතුපිට නිදහස් ශක්තියේ ප්‍රධාන අංගය වන්නේ Lifshitz-van der Waals බලයයි. හයිඩ්‍රොක්සිප්‍රොපිල්හි මතුපිට ශක්තිය සහ එහි සංයුතිය හයිඩ්‍රොක්සිමීතයිල් වලට වඩා වැඩිය. එකම ආදේශකයක් සහ ප්‍රතිස්ථාපන උපාධියක් යටතේ, හයිඩ්‍රොක්සිප්‍රොපයිල් සෙලියුලෝස් මතුපිට නිදහස් ශක්තිය අණුක බරට සමානුපාතික වේ; හයිඩ්‍රොක්සිප්‍රොපයිල් මෙතිල්සෙලුලෝස්හි මතුපිට නිදහස් ශක්තිය ආදේශන මට්ටමට සමානුපාතික වන අතර අණුක බරට ප්‍රතිලෝමව සමානුපාතික වේ. අයනික නොවන සෙලියුලෝස් ඊතර්හි ආදේශක හයිඩ්‍රොක්සිප්‍රොපයිල් සහ හයිඩ්‍රොක්සිප්‍රොපයිල්මෙතයිල්වල පෘෂ්ඨික ශක්තිය සෙලියුලෝස් මතුපිට ශක්තියට වඩා වැඩි බව පරීක්ෂණයෙන් පෙනී ගිය අතර, පරීක්‍ෂාවට ලක් වූ සෙලියුලෝස් මතුපිට ශක්තිය සහ එහි සංයුතිය දත්ත සාහිත්යයට අනුකූල වේ.

ප්රධාන වචන: nonionic සෙලියුලෝස් ඊතර්; ආදේශක සහ ආදේශන උපාධි; අණුක බර; මතුපිට ලක්ෂණ; wick තාක්ෂණය

සෙලියුලෝස් ඊතර් යනු සෙලියුලෝස් ව්‍යුත්පන්න විශාල ප්‍රවර්ගයක් වන අතර, ඒවායේ ඊතර් ආදේශකවල රසායනික ව්‍යුහය අනුව ඇනොනික්, කැටානික් සහ අයෝනික් නොවන ඊතර් ලෙස බෙදිය හැකිය. සෙලියුලෝස් ඊතර් යනු පොලිමර් රසායන විද්‍යාවේ පර්යේෂණ කර නිෂ්පාදනය කරන ලද පැරණිතම නිෂ්පාදනවලින් එකකි. මෙතෙක්, සෙලියුලෝස් ඊතර් ඖෂධ, සනීපාරක්ෂාව, රූපලාවන්ය හා ආහාර කර්මාන්තයේ බහුලව භාවිතා වී ඇත.

Hydroxymethylcellulose, hydroxypropylcellulose සහ hydroxypropylmethylcellulose වැනි සෙලියුලෝස් ඊතර් කාර්මිකව නිපදවා ඒවායේ බොහෝ ගුණාංග අධ්‍යයනය කර ඇතත්, ඒවායේ මතුපිට ශක්තිය, අම්ල ක්ෂාර-ප්‍රතික්‍රියාකාරක ගුණ මෙතෙක් වාර්තා වී නොමැත. මෙම නිෂ්පාදන බොහොමයක් ද්‍රව පරිසරයක භාවිතා වන අතර මතුපිට ලක්ෂණ, විශේෂයෙන් අම්ල-පාදක ප්‍රතික්‍රියා ලක්ෂණ, ඒවායේ භාවිතයට බලපෑම් කිරීමට ඉඩ ඇති බැවින්, මෙම වාණිජ සෙලියුලෝස් ඊතර්හි මතුපිට රසායනික ලක්ෂණ අධ්‍යයනය කර අවබෝධ කර ගැනීම ඉතා අවශ්‍ය වේ.

සකස් කිරීමේ තත්වයන් වෙනස් වීමත් සමඟ සෙලියුලෝස් ව්‍යුත්පන්න සාම්පල වෙනස් කිරීම ඉතා පහසු බව සලකන විට, මෙම ලිපිය වාණිජ නිෂ්පාදන සාම්පල ලෙස ඒවායේ මතුපිට ශක්තිය සංලක්ෂිත කිරීමට භාවිතා කරයි, සහ මේ මත පදනම්ව, එවැනි නිෂ්පාදනවල මතුපිට ආදේශක සහ අණුක බරෙහි බලපෑම. ගුණාංග අධ්යයනය කරනු ලැබේ.

1. පර්යේෂණාත්මක කොටස

1.1 අමු ද්රව්ය

අත්හදා බැලීමේ දී භාවිතා කරන ලද අයනික නොවන සෙලියුලෝස් ඊතර් නිෂ්පාදනය වේකිමා කෙමිකල් සමාගම, සීමාසහිත,. සාම්පල පරීක්ෂා කිරීමට පෙර කිසිදු ප්‍රතිකාරයකට ලක් කර නොමැත.

සෙලියුලෝස් ව්‍යුත්පන්නයන් සෙලියුලෝස් වලින් සෑදී ඇති බව සලකන විට, ව්‍යුහ දෙක සමීප වන අතර, සෙලියුලෝස්වල මතුපිට ගුණ සාහිත්‍යයේ වාර්තා වී ඇත, එබැවින් මෙම පත්‍රිකාව සම්මත නියැදිය ලෙස සෙලියුලෝස් භාවිතා කරයි. භාවිතා කරන ලද සෙලියුලෝස් නියැදිය C8002 කේත නාමයෙන් යුක්ත වූ අතර එය මිලදී ගන්නා ලදීකිමා, CN. පරීක්ෂණය අතරතුර නියැදිය කිසිදු ප්රතිකාරයකට ලක් නොවීය.

අත්හදා බැලීමේ දී භාවිතා කරන ප්‍රතික්‍රියාකාරක නම්: ඊතේන්, ඩයෝඩොමෙතේන්, ඩියෝනීකරණය කළ ජලය, ෆෝමයිඩ්, ටොලුයින්, ක්ලෝරෝෆෝම්. වාණිජමය වශයෙන් ලබා ගත හැකි ජලය හැර අනෙකුත් සියලුම දියර විශ්ලේෂණාත්මකව පිරිසිදු නිෂ්පාදන විය.

1.2 පර්යේෂණාත්මක ක්රමය

මෙම අත්හදා බැලීමේ දී, තීරු විකර් තාක්ෂණය අනුගමනය කරන ලද අතර, 3 mm අභ්යන්තර විෂ්කම්භයක් සහිත සම්මත පයිප්පයක කොටසක් (සෙන්ටිමීටර 10 ක් පමණ) තීරු නළය ලෙස කපා ඇත. සෑම අවස්ථාවකදීම තීරු නලයට කුඩු සාම්පල මිලිග්‍රෑම් 200 ක් දමන්න, ඉන්පසු එය ඒකාකාර වන පරිදි සොලවා සෙන්ටිමීටර 3 ක් පමණ අභ්‍යන්තර විෂ්කම්භයක් සහිත වීදුරු බහාලුම් පතුලේ සිරස් අතට තබන්න, එවිට දියර ස්වයංසිද්ධව අවශෝෂණය කළ හැකිය. පරීක්‍ෂා කිරීමට අවශ්‍ය ද්‍රවයෙන් මිලි ලීටර් 1 ක් බරින් එය වීදුරු භාජනයකට දමා, ගිල්වීමේ වේලාව t සහ ගිල්වීමේ දුර X එකවර සටහන් කරන්න. සියලුම අත්හදා බැලීම් කාමර උෂ්ණත්වයේ දී සිදු කරන ලදී (25±1°C) සෑම දත්තයක්ම අනුපිටපත් අත්හදා බැලීම් තුනක සාමාන්‍යය වේ.

1.3 පර්යේෂණාත්මක දත්ත ගණනය කිරීම

කුඩු ද්‍රව්‍යවල මතුපිට ශක්තිය පරීක්ෂා කිරීම සඳහා තීරු විකිං තාක්ෂණය යෙදීම සඳහා න්‍යායාත්මක පදනම වන්නේ Washburn impregnation සමීකරණය (Washburn penetration equation) වේ.

1.3.1 මනින ලද නියැදියේ කේශනාලිකා ඵලදායී අරය Reff නිර්ණය කිරීම

Washburn ගිල්වීමේ සූත්රය යොදන විට, සම්පූර්ණ තෙත් කිරීම සඳහා කොන්දේසිය cos=1 වේ. මෙයින් අදහස් කරන්නේ සම්පූර්ණ තෙත් තත්වයක් ලබා ගැනීම සඳහා ඝන ද්‍රව්‍යයක් තුළ ගිල්වීමට ද්‍රවයක් තෝරා ගත් විට, වොෂ්බර්න් ගිල්වීමේ සූත්‍රයේ විශේෂ අවස්ථාවක් අනුව ගිල්වීමේ දුර සහ වේලාව පරීක්ෂා කිරීමෙන් මනින ලද නියැදියේ කේශනාලිකා ඵලදායි අරය Reff ගණනය කළ හැකි බවයි.

1.3.2 මනින ලද නියැදිය සඳහා Lifshitz-van der Waals බලය ගණනය කිරීම

van Oss-Chaudhury-Good's ඒකාබද්ධ කිරීමේ නීති වලට අනුව, ද්රව සහ ඝන ද්රව්ය අතර ප්රතික්රියා අතර සම්බන්ධය.

1.3.3 මනින ලද සාම්පලවල ලුවිස් අම්ල-පාදක බලය ගණනය කිරීම

සාමාන්‍යයෙන් ඝන ද්‍රව්‍යවල අම්ල-පාදක ගුණ ඇස්තමේන්තු කරනු ලබන්නේ ජලය සහ ෆෝමයිඩ් සමඟ කාවද්දන ලද දත්ත මගිනි. නමුත් මෙම ලිපියෙන් අපට පෙනී ගියේ සෙලියුලෝස් මැනීමට මෙම ධ්‍රැවීය ද්‍රව යුගල භාවිතා කිරීමේදී කිසිදු ගැටළුවක් නොමැති නමුත් සෙලියුලෝස් ඊතර් පරීක්ෂණයේදී සෙලියුලෝස් ඊතර්හි ජලය/ෆෝමමයිඩයේ ධ්‍රැවීය ද්‍රාවණ පද්ධතියේ ගිල්වීමේ උස ඉතා අඩු බැවිනි. , කාලය පටිගත කිරීම ඉතා අපහසු වේ. එබැවින්, Chibowsk විසින් හඳුන්වා දුන් ටොලුයින් / ක්ලෝරෝෆෝම් විසඳුම් පද්ධතිය තෝරා ගන්නා ලදී. Chibowski ට අනුව, toluene/chloroform ධ්‍රැවීය ද්‍රාවණ පද්ධතියක් ද විකල්පයකි. මෙයට හේතුව මෙම ද්‍රව දෙකෙහි ඉතා විශේෂ ආම්ලිකතාවය සහ භාෂ්මිකතාවය ඇති බැවිනි, නිදසුනක් ලෙස, ටොලුයින් වල ලුවිස් ආම්ලිකතාවය නොමැති අතර, ක්ලෝරෝෆෝම් වල ලුවිස් ක්ෂාරීයතාවයක් නොමැත. ටොලුයින්/ක්ලෝරෝෆෝම් ද්‍රාවණ පද්ධතිය මගින් ලබාගත් දත්ත ජලය/ෆෝමයිඩ් නිර්දේශිත ධ්‍රැවීය ද්‍රාව්‍ය පද්ධතියට සමීප කර ගැනීම සඳහා, අපි මෙම ධ්‍රැවීය ද්‍රව පද්ධති දෙක එකවර සෙලියුලෝස් පරීක්‍ෂා කර, ඊට අනුරූප ප්‍රසාරණ හෝ සංකෝචන සංගුණක ලබා ගනිමු. අයදුම් කිරීමට පෙර ටොලුයින්/ක්ලෝරෝෆෝම් සමඟ සෙලියුලෝස් ඊතර් කාවැද්දීම මගින් ලබාගත් දත්ත ජලය/ෆෝමමිඩ් පද්ධතිය සඳහා ලබාගත් නිගමනවලට සමීප වේ. සෙලියුලෝස් ඊතර් ව්‍යුත්පන්න වී ඇත්තේ සෙලියුලෝස් වලින් වන අතර ඒ දෙක අතර ඉතා සමාන ව්‍යුහයක් ඇති බැවින් මෙම ඇස්තමේන්තු ක්‍රමය වලංගු විය හැක.

1.3.4 සම්පූර්ණ මතුපිට නිදහස් ශක්තිය ගණනය කිරීම

2. ප්රතිඵල සහ සාකච්ඡාව

2.1 සෙලියුලෝස් සම්මතය

සෙලියුලෝස් සම්මත සාම්පල පිළිබඳ අපගේ පරීක්ෂණ ප්‍රතිඵල මෙම දත්ත සාහිත්‍යයේ වාර්තා කර ඇති දත්ත සමඟ හොඳ එකඟතාවයක් ඇති බව සොයා ගත් බැවින්, සෙලියුලෝස් ඊතර් පිළිබඳ පරීක්ෂණ ප්‍රතිඵල ද සලකා බැලිය යුතු බව විශ්වාස කිරීම සාධාරණ ය.

2.2 පරීක්ෂණ ප්රතිඵල සහ සෙලියුලෝස් ඊතර් පිළිබඳ සාකච්ඡාව

සෙලියුලෝස් ඊතර් පරීක්ෂණය අතරතුර, ජලය සහ ෆෝමයිඩ් ඉතා අඩු ගිල්වීමේ උස හේතුවෙන් ගිල්වීමේ දුර සහ වේලාව වාර්තා කිරීම ඉතා අපහසු වේ. එබැවින්, මෙම පත්‍රිකාව විකල්ප විසඳුමක් ලෙස ටොලුයින්/ක්ලෝරෝෆෝම් ද්‍රාවණ පද්ධතිය තෝරා ගන්නා අතර, සෙලියුලෝස් මත ජලය/ෆෝමයිඩ් සහ ටොලුයින්/ක්ලෝරෝෆෝම්වල පරීක්ෂණ ප්‍රතිඵල සහ විසඳුම් පද්ධති දෙක අතර සමානුපාතික සම්බන්ධතාව මත පදනම්ව සෙලියුලෝස් ඊතර්හි ලුවිස් ආම්ලිකතාවය තක්සේරු කරයි. සහ ක්ෂාරීය බලය.

සෙලියුලෝස් සම්මත සාම්පලයක් ලෙස ගැනීමෙන්, සෙලියුලෝස් ඊතර්වල අම්ල-පාදක ලක්ෂණ මාලාවක් ලබා දී ඇත. ටොලුයින්/ක්ලෝරෝෆෝම් සමඟ සෙලියුලෝස් ඊතර් කාවැද්දීමේ ප්‍රතිඵලය සෘජුවම පරීක්‍ෂා කරන බැවින්, එය ඒත්තු ගන්වන සුළුය.

මෙයින් අදහස් කරන්නේ ආදේශකවල වර්ගය සහ අණුක බර සෙලියුලෝස් ඊතර්හි අම්ල-පාදක ගුණාංගවලට බලපාන අතර, හයිඩ්‍රොක්සිප්‍රොපයිල් සහ හයිඩ්‍රොක්සිප්‍රොපිල්මෙතිල් යන ආදේශක දෙක අතර සම්බන්ධය සෙලියුලෝස් ඊතර්හි අම්ල-පාදක ගුණ සහ අණුක බර සම්පූර්ණයෙන්ම ප්‍රතිවිරුද්ධ බවයි. නමුත් එය පාර්ලිමේන්තු මන්ත්‍රීවරුන් මිශ්‍ර ආදේශක බවටද සම්බන්ධ විය හැකිය.

MO43 සහ K8913 හි ආදේශක වෙනස් වන අතර එකම අණුක බර ඇති බැවින්, උදාහරණයක් ලෙස, පළමු ආදේශකය හයිඩ්‍රොක්සිමීතයිල් වන අතර දෙවැන්නෙහි ආදේශකය හයිඩ්‍රොක්සිප්‍රොපයිල් වේ, නමුත් දෙකෙහිම අණුක බර 100,000 වේ, එබැවින් එයින් අදහස් වන්නේ එකම අණුක බර ඇති පරිශ්‍රය තත්වයන් යටතේ, හයිඩ්‍රොක්සිමීතයිල් කාණ්ඩයේ S+ සහ S- හයිඩ්‍රොක්සිප්‍රොපයිල් කාණ්ඩයට වඩා කුඩා විය හැක. නමුත් K8913 හි ආදේශන උපාධිය 3.00 ක් පමණ වන අතර, MO43 හි 1.90 ක් පමණක් වන බැවින්, ආදේශන උපාධිය ද හැකි ය.

K8913 සහ K9113 හි ආදේශන සහ ආදේශක මට්ටම සමාන වන නමුත් අණුක බර පමණක් වෙනස් බැවින්, දෙක අතර සංසන්දනය කිරීමෙන් පෙන්නුම් කරන්නේ හයිඩ්‍රොක්සිප්‍රොපයිල් සෙලියුලෝස් හි S+ අණුක බර වැඩිවීමත් සමඟ අඩු වන නමුත් S- ඊට ප්‍රතිවිරුද්ධව වැඩි වන බවයි. .

සියලුම සෙලියුලෝස් ඊතර් සහ ඒවායේ කොටස්වල පෘෂ්ඨීය ශක්තියේ පරීක්ෂණ ප්‍රතිඵලවල සාරාංශයෙන්, එය සෙලියුලෝස් හෝ සෙලියුලෝස් ඊතර් වේවා, ඒවායේ මතුපිට ශක්තියේ ප්‍රධාන අංගය වන්නේ Lifshitz-van der Waals බලය, ගිණුම්කරණය බව දැක ගත හැකිය. 98% ~ 99% පමණ. එපමනක් නොව, මෙම nonionic සෙලියුලෝස් ඊතර් වල Lifshitz-van der Waals බලවේග ද (MO43 හැර) සෙලියුලෝස් වලට වඩා වැඩි ය, එයින් පෙන්නුම් කරන්නේ සෙලියුලෝස් වල ඊතරීකරණ ක්‍රියාවලිය ද Lifshitz-van der Waals බලවේග වැඩි කිරීමේ ක්‍රියාවලියක් බවයි. තවද මෙම වැඩිවීම සෙලියුලෝස් ඊතර්හි මතුපිට ශක්තිය සෙලියුලෝස් වලට වඩා වැඩි වීමට හේතු වේ. මෙම සංසිද්ධිය ඉතා සිත්ගන්නා සුළුය, මන්ද මෙම සෙලියුලෝස් ඊතර් බහුලව භාවිතා වන්නේ සර්ෆැක්ටන්ට් නිෂ්පාදනය සඳහා ය. නමුත් දත්ත සැලකිය යුතු කරුණකි, මෙම අත්හදා බැලීමේ දී පරීක්‍ෂා කරන ලද සමුද්දේශ සම්මත නියැදිය පිළිබඳ දත්ත සාහිත්‍යයේ වාර්තා කර ඇති අගයට අතිශයින්ම අනුකූල වන නිසා පමණක් නොව, විමර්ශන සම්මත නියැදිය පිළිබඳ දත්ත සාහිත්‍යයේ වාර්තා කර ඇති අගයට අතිශයින්ම අනුකූල වේ. උදාහරණයක් ලෙස: මෙම සියලුම සෙලියුලෝස් ඊතර් වල SAB සෙලියුලෝස් වලට වඩා සැලකිය යුතු තරම් කුඩා වන අතර මෙයට හේතුව ඒවායේ ඉතා විශාල ලුවිස් භෂ්මයි. එකම ආදේශකයක් සහ ප්‍රතිස්ථාපන උපාධියක් යටතේ, හයිඩ්‍රොක්සිප්‍රොපයිල් සෙලියුලෝස් මතුපිට නිදහස් ශක්තිය අණුක බරට සමානුපාතික වේ; හයිඩ්‍රොක්සිප්‍රොපයිල් මෙතිල්සෙලුලෝස්හි මතුපිට නිදහස් ශක්තිය ආදේශන මට්ටමට සමානුපාතික වන අතර අණුක බරට ප්‍රතිලෝමව සමානුපාතික වේ.

මීට අමතරව, සෙලියුලෝස් ඊතර්වල සෙලියුලෝස් වලට වඩා විශාල SLW ඇති නමුත් ඒවායේ විසුරුම සෙලියුලෝස් වලට වඩා හොඳ බව අපි දැනටමත් දනිමු, එබැවින් SLW හි ප්‍රධාන සංරචකය නොවන අයනික සෙලියුලෝස් ඊතර් සෑදිය යුත්තේ ලන්ඩන් බලය බව මූලිකව සලකා බැලිය හැකිය.

3. නිගමනය

ආදේශක වර්ගය, ආදේශන මට්ටම සහ අණුක බර අයනික නොවන සෙලියුලෝස් ඊතර් මතුපිට ශක්තිය සහ සංයුතිය කෙරෙහි විශාල බලපෑමක් ඇති කරන බව අධ්‍යයනයන් පෙන්වා දී ඇත. තවද මෙම බලපෑම පහත ක්‍රමවත් බවක් ඇති බව පෙනේ:

(1) අයනික නොවන සෙලියුලෝස් ඊතර් හි S+ S- ට වඩා කුඩා වේ.

(2) අයෝනික් නොවන සෙලියුලෝස් ඊතර්හි මතුපිට ශක්තිය Lifshitz-van der Waals බලය මගින් ආධිපත්‍යය දරයි.

(3) අණුක බර සහ ආදේශක අයනික නොවන සෙලියුලෝස් ඊතර්වල මතුපිට ශක්තියට බලපෑමක් ඇති කරයි, නමුත් එය ප්‍රධාන වශයෙන් ආදේශක වර්ගය මත රඳා පවතී.

(4) එකම ආදේශකයේ සහ ප්‍රතිස්ථාපන උපාධිය යටතේ, හයිඩ්‍රොක්සිප්‍රොපයිල් සෙලියුලෝස්හි මතුපිට නිදහස් ශක්තිය අණුක බරට සමානුපාතික වේ; හයිඩ්‍රොක්සිප්‍රොපයිල් මෙතිල්සෙලුලෝස්හි මතුපිට නිදහස් ශක්තිය ආදේශන මට්ටමට සමානුපාතික වන අතර අණුක බරට ප්‍රතිලෝමව සමානුපාතික වේ.

(5) සෙලියුලෝස් වල ඊතරීකරණ ක්‍රියාවලිය Lifshitz-van der Waals බලය වැඩි වන ක්‍රියාවලියක් වන අතර එය ලුවිස් ආම්ලිකතාවය අඩු වන අතර ලුවිස් ක්ෂාරීයත්වය වැඩි වන ක්‍රියාවලියකි.