වියළි මිශ්‍ර මෝටාර් වල සෙලියුලෝස් ඊතර් වල කාර්යභාරය

සෙලියුලෝස් ඊතර් යනු රසායනික වෙනස් කිරීම හරහා ස්වභාවික සෙලියුලෝස් වලින් සාදන ලද කෘතිම බහු අවයවයකි. සෙලියුලෝස් ඊතර් යනු ස්වභාවික සෙලියුලෝස් වල ව්‍යුත්පන්නයකි. සෙලියුලෝස් ඊතර් නිෂ්පාදනය කෘතිම බහු අවයවික වලින් වෙනස් වේ. එහි මූලිකම ද්රව්යය වන්නේ සෙලියුලෝස්, ස්වභාවික බහු අවයවීය සංයෝගයකි. ස්වාභාවික සෙලියුලෝස් ව්‍යුහයේ විශේෂත්වය නිසා සෙලියුලෝස් වලට ඊතරීකරණ කාරක සමඟ ප්‍රතික්‍රියා කිරීමේ හැකියාවක් නොමැත. කෙසේ වෙතත්, ඉදිමුමේ නියෝජිතයා ප්රතිකාර කිරීමෙන් පසුව, අණුක දාම සහ දාම අතර ශක්තිමත් හයිඩ්රජන් බන්ධන විනාශ වී ඇති අතර, හයිඩ්රොක්සයිල් කාණ්ඩයේ ක්රියාකාරී නිදහස් කිරීම ප්රතික්රියාශීලී ක්ෂාර සෙලියුලෝස් බවට පත් වේ. සෙලියුලෝස් ඊතර් ලබා ගන්න.

සෙලියුලෝස් ඊතර් වල ගුණ ආදේශක වර්ගය, අංකය සහ ව්‍යාප්තිය මත රඳා පවතී. සෙලියුලෝස් ඊතර් වර්ගීකරණය ද ආදේශක වර්ගය, ඊතරීකරණයේ මට්ටම, ද්‍රාව්‍යතාව සහ අදාළ යෙදුම් ගුණාංග මත පදනම් වේ. අණුක දාමයේ ආදේශක වර්ගය අනුව, එය මොනෝතර් සහ මිශ්‍ර ඊතර් ලෙස බෙදිය හැකිය. අපි සාමාන්‍යයෙන් භාවිතා කරන MC එක monoether වන අතර HPMC මිශ්‍ර ඊතර් වේ. මෙතිල් සෙලියුලෝස් ඊතර් MC යනු ස්වභාවික සෙලියුලෝස් ග්ලූකෝස් ඒකකයේ ඇති හයිඩ්‍රොක්සයිල් කාණ්ඩය මෙතොක්සි මගින් ප්‍රතිස්ථාපනය කිරීමෙන් පසු නිෂ්පාදනය වේ. එය ඒකකයේ හයිඩ්‍රොක්සයිල් කාණ්ඩයේ කොටසක් මෙතොක්සි කාණ්ඩයකින් සහ තවත් කොටසක් හයිඩ්‍රොක්සිප්‍රොපයිල් කාණ්ඩයකින් ආදේශ කිරීමෙන් ලබාගත් නිෂ්පාදනයකි. ව්‍යුහාත්මක සූත්‍රය වන්නේ [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m[OCH2CH(OH)CH3]n]x Hydroxyethyl methyl cellulose ether HEMC, මේවා වෙළඳපොලේ බහුලව භාවිතා වන සහ අලෙවි වන ප්‍රධාන ප්‍රභේද වේ.

ද්‍රාව්‍යතාව අනුව අයනික සහ අයනික නොවන ලෙස බෙදිය හැකිය. ජලයේ ද්‍රාව්‍ය අයනික නොවන සෙලියුලෝස් ඊතර් ප්‍රධාන වශයෙන් ඇල්කයිල් ඊතර් සහ හයිඩ්‍රොක්සයිල්කයිල් ඊතර් ශ්‍රේණි දෙකකින් සමන්විත වේ. අයනික CMC ප්‍රධාන වශයෙන් කෘතිම ඩිටර්ජන්ට්, රෙදිපිළි මුද්‍රණය සහ ඩයි කිරීම, ආහාර සහ තෙල් ගවේෂණය සඳහා යොදා ගනී. අයනික නොවන MC, HPMC, HEMC, ආදිය ප්‍රධාන වශයෙන් ගොඩනැගිලි ද්‍රව්‍ය, රබර් කිරි ආලේපන, ඖෂධ, දෛනික රසායනික ද්‍රව්‍ය ආදියෙහි භාවිතා වේ. ඝණීකාරක, ජල රඳවන කාරකය, ස්ථායීකාරක, විසුරුම සහ චිත්‍රපට සාදන කාරකය ලෙස භාවිතා කරයි.

සෙලියුලෝස් ඊතර් ජලය රඳවා තබා ගැනීම

ගොඩනැගිලි ද්‍රව්‍ය නිෂ්පාදනයේදී, විශේෂයෙන් වියළි මිශ්‍ර මෝටාර්, සෙලියුලෝස් ඊතර් ප්‍රතිස්ථාපනය කළ නොහැකි කාර්යභාරයක් ඉටු කරයි, විශේෂයෙන් විශේෂ මෝටාර් (වෙනස් කළ මෝටාර්) නිෂ්පාදනය කිරීමේදී එය අත්‍යවශ්‍ය සහ වැදගත් අංගයකි.

මෝටාර් වල ජල-ද්‍රාව්‍ය සෙලියුලෝස් ඊතර්හි වැදගත් කාර්යභාරය ප්‍රධාන වශයෙන් අංශ තුනක් ඇත, එකක් විශිෂ්ට ජලය රඳවා ගැනීමේ හැකියාව, අනෙක මෝටාර් වල අනුකූලතාව සහ තික්සෝට්‍රොපි කෙරෙහි ඇති බලපෑම සහ තෙවනුව සිමෙන්ති සමඟ අන්තර් ක්‍රියා කරයි.

සෙලියුලෝස් ඊතර් වල ජලය රඳවා තබා ගැනීමේ බලපෑම පදනම් ස්ථරයේ ජල අවශෝෂණය, මෝටාර් සංයුතිය, මෝටාර් ස්ථරයේ ඝණකම, මෝටාර් ජල ඉල්ලුම සහ සැකසුම් ද්රව්ය සැකසීමේ කාලය මත රඳා පවතී. සෙලියුලෝස් ඊතර්හිම ජලය රඳවා තබා ගැනීම සිදුවන්නේ සෙලියුලෝස් ඊතර්හි ද්‍රාව්‍යතාව සහ විජලනය මගිනි. අපි කවුරුත් දන්නා පරිදි, සෙලියුලෝස් අණුක දාමයේ අධික හයිඩ්‍රේටබල් OH කාණ්ඩ විශාල සංඛ්‍යාවක් අඩංගු වුවද, එය ජලයේ දිය නොවේ, මන්ද සෙලියුලෝස් ව්‍යුහයේ ඉහළ ස්ඵටිකතාවයක් ඇති බැවිනි. අණු අතර ශක්තිමත් හයිඩ්‍රජන් බන්ධන සහ වැන් ඩර් වෝල්ස් බලවේග ආවරණය කිරීමට හයිඩ්‍රොක්සයිල් කාණ්ඩවල හයිඩ්‍රේෂන් හැකියාව පමණක් ප්‍රමාණවත් නොවේ. එමනිසා, එය ඉදිමීම පමණක් නමුත් ජලයේ දිය නොවේ. අණුක දාමයට ආදේශකයක් හඳුන්වා දුන් විට, ආදේශකය හයිඩ්‍රජන් දාමය විනාශ කරනවා පමණක් නොව, යාබද දාම අතර ආදේශකයේ වෙඩ්ජින් නිසා අන්තර් දාම හයිඩ්‍රජන් බන්ධනය ද විනාශ වේ. ආදේශකය විශාල වන තරමට අණු අතර දුර වැඩි වේ. වැඩි දුර. හයිඩ්‍රජන් බන්ධන විනාශ කිරීමේ බලපෑම වැඩි වන තරමට, සෙලියුලෝස් දැලිස් ප්‍රසාරණය වී ද්‍රාවණය ඇතුළු වී ඉහළ දුස්ස්රාවීතා ද්‍රාවණයක් සෑදීමෙන් පසු සෙලියුලෝස් ඊතර් ජලයේ ද්‍රාව්‍ය වේ. උෂ්ණත්වය ඉහළ යන විට, පොලිමර් වල හයිඩ්රේටේෂන් දුර්වල වන අතර, දම්වැල් අතර ජලය පිටතට ගලා යයි. විජලනය කිරීමේ බලපෑම ප්‍රමාණවත් වන විට, අණු එකතු වීමට පටන් ගනී, ත්‍රිමාණ ජාල ව්‍යුහය ජෙල් සාදමින් පිටතට නැමෙයි. මෝටාර් වල ජලය රඳවා ගැනීමට බලපාන සාධක අතර සෙලියුලෝස් ඊතර්වල දුස්ස්රාවීතාවය, එකතු කරන ලද ප්රමාණය, අංශුවල සියුම් බව සහ භාවිතයේ උෂ්ණත්වය ඇතුළත් වේ.

සෙලියුලෝස් ඊතර්වල දුස්ස්රාවීතාවය වැඩි වන තරමට ජලය රඳවා ගැනීමේ ක්‍රියාකාරිත්වය වඩා හොඳ වන අතර පොලිමර් ද්‍රාවණයේ දුස්ස්රාවිතතාවය වැඩි වේ. බහුඅවයවයේ අණුක බර (බහු අවයවීකරණය උපාධිය) මත පදනම්ව, එය අණුක ව්‍යුහයේ දාමයේ දිග සහ දාමයේ හැඩය අනුව ද තීරණය වන අතර ආදේශකවල වර්ග සහ ප්‍රමාණ බෙදා හැරීම ද එහි දුස්ස්රාවීතා පරාසයට සෘජුවම බලපායි. [η]=Kmα

[η] පොලිමර් ද්‍රාවණයේ ආවේණික දුස්ස්රාවිතතාවය
m පොලිමර් අණුක බර
α පොලිමර් ලක්ෂණ නියතය
K viscosity විසඳුම් සංගුණකය

පොලිමර් ද්රාවණයක දුස්ස්රාවීතාවය බහු අවයවකයේ අණුක බර මත රඳා පවතී. සෙලියුලෝස් ඊතර් ද්‍රාවණයේ දුස්ස්රාවීතාවය සහ සාන්ද්‍රණය විවිධ ක්ෂේත්‍රවල යෙදීමට සම්බන්ධ වේ. එමනිසා, සෑම සෙලියුලෝස් ඊතර් එකකම විවිධ දුස්ස්රාවීතා පිරිවිතර ඇති අතර, දුස්ස්රාවීතාවයේ ගැලපීම ප්‍රධාන වශයෙන් සාක්ෂාත් වන්නේ ක්ෂාර සෙලියුලෝස් පිරිහීමෙනි, එනම් සෙලියුලෝස් අණුක දාම කැඩීමෙනි.
මෝටාර් එකට එකතු කරන ලද සෙලියුලෝස් ඊතර් ප්‍රමාණය වැඩි වන තරමට ජලය රඳවා ගැනීමේ ක්‍රියාකාරිත්වය වඩා හොඳ වන අතර දුස්ස්රාවීතාවය වැඩි වන තරමට ජලය රඳවා ගැනීමේ ක්‍රියාකාරිත්වය වඩා හොඳය.

අංශු ප්‍රමාණය සඳහා, අංශුව සියුම් වන තරමට ජලය රඳවා තබා ගැනීම වඩා හොඳය. රූපය 3 බලන්න. සෙලියුලෝස් ඊතර් විශාල අංශුවක් ජලය සමඟ සම්බන්ධ වීමෙන් පසුව, මතුපිට ක්ෂණිකව විසුරුවා හැර ජල අණු අඛණ්ඩව විනිවිද යාම වැළැක්වීම සඳහා ද්රව්ය ඔතා ජෙල් සාදයි. ඒකාකාර විසරණයට වඩා අඩුවෙන් දිය වී, වළාකුළු පිරි ෆ්ලෝක්ලන්ට් ද්‍රාවණයක් හෝ එකතු කිරීමක් සාදයි. එය සෙලියුලෝස් ඊතර් වල ජලය රඳවා ගැනීමට බෙහෙවින් බලපාන අතර, ද්‍රාව්‍යතාව සෙලියුලෝස් ඊතර් තෝරා ගැනීමේ එක් සාධකයකි.

සෙලියුලෝස් ඊතර් හි ඝණවීම සහ තික්සෝට්රොපි

සෙලියුලෝස් ඊතර්හි දෙවන කාර්යය - ඝණ වීම, රඳා පවතින්නේ: සෙලියුලෝස් ඊතර් බහුඅවයවීකරණයේ මට්ටම, ද්රාවණ සාන්ද්රණය, ෂීර් අනුපාතය, උෂ්ණත්වය සහ අනෙකුත් තත්වයන්. ද්‍රාවණයේ ඇති ජෙලිං ගුණය ඇල්කයිල් සෙලියුලෝස් සහ එහි වෙනස් කරන ලද ව්‍යුත්පන්නයන්ට අනන්‍ය වේ. ජෙලේෂන් ගුණාංග ආදේශන මට්ටම, ද්‍රාවණ සාන්ද්‍රණය සහ ආකලන වලට සම්බන්ධ වේ. හයිඩ්‍රොක්සයිල්කයිල් වෙනස් කරන ලද ව්‍යුත්පන්නයන් සඳහා, ජෙල් ගුණාංග හයිඩ්‍රොක්සයිල්කයිල් වෙනස් කිරීමේ උපාධියට ද සම්බන්ධ වේ. අඩු viscosity MC සහ HPMC සඳහා, 10%-15% විසඳුමක් සකස් කළ හැක, මධ්යම දුස්ස්රාවීතාවය MC සහ HPMC 5%-10% විසඳුමක් සකස් කළ හැකිය, සහ ඉහළ දුස්ස්රාවීතාවය MC සහ HPMC සඳහා 2%-3% විසඳුමක් පමණක් සකස් කළ හැකිය. සෙලියුලෝස් ඊතර්වල දුස්ස්රාවීතා වර්ගීකරණය ද 1%-2% ද්රාවණයකින් ශ්රේණිගත කර ඇත. ඉහළ අණුක බර සෙලියුලෝස් ඊතර් ඉහළ ඝණ කිරීමේ කාර්යක්ෂමතාවයක් ඇත. එකම සාන්ද්‍රණ ද්‍රාවණයක, විවිධ අණුක බර සහිත බහුඅවයවික විවිධ දුස්ස්‍රාවීතාවයන් ඇත. උසස් උපාධිය. ඉලක්කගත දුස්ස්රාවිතතාවය ලබා ගත හැක්කේ අඩු අණුක බර සෙලියුලෝස් ඊතර් විශාල ප්‍රමාණයක් එකතු කිරීමෙන් පමණි. එහි දුස්ස්රාවීතාවයට කැපුම් අනුපාතය මත සුළු වශයෙන් රඳා පවතින අතර ඉහළ දුස්ස්රාවීතාවය ඉලක්කගත දුස්ස්රාවීතාවයට ළඟා වන අතර අවශ්ය එකතු කිරීමේ ප්රමාණය කුඩා වන අතර දුස්ස්රාවීතාවය ඝණීකරණ කාර්යක්ෂමතාව මත රඳා පවතී. එබැවින්, නිශ්චිත අනුකූලතාවයක් ලබා ගැනීම සඳහා, සෙලියුලෝස් ඊතර් (විසඳුමේ සාන්ද්රණය) සහ ද්රාවණ දුස්ස්රාවීතාව සහතික කළ යුතුය. ද්‍රාවණයේ ජෙල් උෂ්ණත්වය ද්‍රාවණයේ සාන්ද්‍රණය වැඩි වීමත් සමඟ රේඛීයව අඩු වන අතර නිශ්චිත සාන්ද්‍රණයකට ළඟා වූ පසු කාමර උෂ්ණත්වයේ දී ජෙල් වේ. කාමර උෂ්ණත්වයේ දී HPMC හි ජෙලිං සාන්ද්‍රණය සාපේක්ෂව ඉහළ ය.

අංශු ප්‍රමාණය තෝරා ගැනීමෙන් සහ විවිධ වෙනස් කිරීම් සහිත සෙලියුලෝස් ඊතර් තෝරාගැනීමෙන් ද අනුකූලතාව සකස් කළ හැක. ඊනියා වෙනස් කිරීම යනු MC හි ඇටසැකිලි ව්‍යුහය මත හයිඩ්‍රොක්සයිල්කයිල් කාණ්ඩවල යම් ප්‍රමාණයක ආදේශනයක් හඳුන්වා දීමයි. ආදේශක දෙකේ සාපේක්ෂ ආදේශන අගයන් එනම් අප නිතර පවසන මෙතොක්සි සහ හයිඩ්‍රොක්සයිල්කයිල් කාණ්ඩවල DS සහ MS සාපේක්ෂ ආදේශන අගයන් වෙනස් කිරීමෙනි. ආදේශක දෙකෙහි සාපේක්ෂ ආදේශන අගයන් වෙනස් කිරීමෙන් සෙලියුලෝස් ඊතර්හි විවිධ කාර්ය සාධන අවශ්‍යතා ලබා ගත හැක.

කුඩු ගොඩනැඟිලි ද්රව්යවල භාවිතා කරන සෙලියුලෝස් ඊතර් සීතල වතුරේ ඉක්මනින් විසුරුවා හැර පද්ධතියට සුදුසු අනුකූලතාවයක් ලබා දිය යුතුය. නිශ්චිත කැපුම් අනුපාතයක් ලබා දෙන්නේ නම්, එය තවමත් ප්‍රමිතියෙන් තොර හෝ දුර්වල ගුණාත්මක නිෂ්පාදනයක් වන ෆ්ලොක්ලන්ට් සහ කොලොයිඩල් බ්ලොක් බවට පත්වේ.

සිමෙන්ති පේස්ට් වල අනුකූලතාව සහ සෙලියුලෝස් ඊතර් මාත්‍රාව අතර හොඳ රේඛීය සම්බන්ධතාවයක් ද ඇත. සෙලියුලෝස් ඊතර් මෝටාර් වල දුස්ස්රාවීතාව විශාල ලෙස වැඩි කළ හැක. මාත්‍රාව විශාල වන තරමට බලපෑම වඩාත් පැහැදිලිය.

අධි දුස්ස්රාවීතාවයෙන් යුත් සෙලියුලෝස් ඊතර් ජලීය ද්‍රාවණයට ඉහළ තික්සොට්‍රොපියක් ඇත, එය සෙලියුලෝස් ඊතර්හි ප්‍රධාන ලක්ෂණයක් ද වේ. MC බහු අවයවකවල ජලීය ද්‍රාවණවල සාමාන්‍යයෙන් ඒවායේ ජෙල් උෂ්ණත්වයට වඩා අඩු ව්‍යාජ ප්ලාස්ටික් සහ තික්සොට්‍රොපික් නොවන ද්‍රවශීලතාවයක් ඇත, නමුත් අඩු කැපුම් අනුපාතයකින් නිව්ටෝනියානු ප්‍රවාහ ගුණ ඇත. ආදේශක වර්ගය සහ ආදේශන මට්ටම කුමක් වුවත්, සෙලියුලෝස් ඊතර්හි අණුක බර හෝ සාන්ද්‍රණය සමඟ ව්‍යාජ ප්ලාස්ටික් බව වැඩි වේ. එබැවින්, MC, HPMC, HEMC කුමක් වුවත්, එකම දුස්ස්‍රාවීතා ශ්‍රේණියේ සෙලියුලෝස් ඊතර් සාන්ද්‍රණය සහ උෂ්ණත්වය නියතව පවතින තාක් සෑම විටම එකම භූ විද්‍යාත්මක ගුණාංග පෙන්වයි. උෂ්ණත්වය ඉහළ යන විට ව්‍යුහාත්මක ජෙල් සෑදී ඇති අතර අධික තික්සොට්‍රොපික් ප්‍රවාහයන් සිදු වේ. ඉහළ සාන්ද්රණය සහ අඩු දුස්ස්රාවීතාවය සෙලියුලෝස් ඊතර් ජෙල් උෂ්ණත්වයට වඩා අඩුවෙන් පවා තික්සොට්රොපි පෙන්වයි. ගොඩනැගිලි මෝටාර් තැනීමේදී සමතලා කිරීම සහ එල්ලා වැටීම ගැලපීම සඳහා මෙම දේපල විශාල ප්‍රතිලාභයකි. සෙලියුලෝස් ඊතර්වල දුස්ස්රාවීතාවය වැඩි වන තරමට ජලය රඳවා තබා ගැනීම වඩා හොඳ නමුත් දුස්ස්රාවීතාවය වැඩි වන තරමට සෙලියුලෝස් ඊතර්හි සාපේක්ෂ අණුක බර වැඩි වන අතර එහි ද්‍රාව්‍යතාවයේ අනුරූප අඩුවීම negative ණාත්මක බලපෑමක් ඇති කරන බව මෙහිදී පැහැදිලි කළ යුතුය. මෝටාර් සාන්ද්රණය සහ ඉදිකිරීම් කාර්ය සාධනය මත. දුස්ස්රාවීතාවය වැඩි වන තරමට මෝටාර් මත ඝණ කිරීෙම් බලපෑම වඩාත් පැහැදිලිව පෙනේ, නමුත් එය සම්පූර්ණයෙන්ම සමානුපාතික නොවේ. සමහර මධ්යම සහ අඩු දුස්ස්රාවීතාවය, නමුත් වෙනස් කරන ලද සෙලියුලෝස් ඊතර් තෙත් මෝටාර් වල ව්යුහාත්මක ශක්තිය වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා වඩා හොඳ කාර්ය සාධනයක් ඇත. දුස්ස්රාවීතාවය වැඩි වීමත් සමඟ සෙලියුලෝස් ඊතර් වල ජලය රඳවා තබා ගැනීම වැඩි දියුණු වේ