Qalabka Cationic Cellulose Ether Solution

Sifooyinka xalinta qulqulka ee cufnaanta sare ee cationic cellulose ether (KG-30M) ee qiyamka pH ee kala duwan ayaa lagu bartay qalab kala firdhinta laysarka, laga soo bilaabo radius hydrodynamic (Rh) ee xaglo kala duwan, iyo xididku wuxuu ka dhigan yahay radius wareeg ah oo wareeg ah. Rg Saamiga Rh wuxuu tilmaamayaa in qaabkiisu uu yahay mid aan joogto ahayn balse u dhow qaab wareegsan. Ka dib, iyada oo la kaashanayo rheometer, saddex xal oo uruursan oo ah ethers cellulose cationic oo leh cufnaanta kala duwan ayaa si faahfaahsan loo darsay, iyo saameynta xoogga, qiimaha pH iyo cufnaanta u gaarka ah ee guryaha rheological ayaa laga wada hadlay. Markay xooga saaridu korodhay, jibbaha Newton ayaa marka hore hoos u dhacay ka dibna hoos u dhacay. Isbeddelka ama xitaa dib u soo kabashada ayaa dhacda, iyo dabeecadda thixotropic waxay ku dhacdaa 3% (jajab ballaaran). Cufnaanta kharashka dhexdhexaadka ah ayaa faa'iido leh si loo helo viscosity eber-xiirid sare, iyo pH waxay saameyn yar ku leedahay viscositykeeda.

Erayada muhiimka ah:cationic cellulose ether; qaab-dhismeedka; viscosity xiirid eber; rheology

Derivatives Cellulose iyo polymers functional ay wax ka beddeleen ayaa si weyn loo isticmaalaa in beeraha jirka iyo alaabta nadaafadda, petrochemicals, daawada, cuntada, alaabta daryeelka shakhsi ahaaneed, baakadaha, iwm. Biyo-milmi kara cationic cellulose ether (CCE) ay sabab u tahay iyada oo leh dhumuc xooggan kartida, waxaa si weyn loogu isticmaalaa kiimikooyinka maalinlaha ah, gaar ahaan shaambada, waxayna hagaajin kartaa isku-leelka timaha ka dib marka la xiirto. Isla mar ahaantaana, sababtoo ah iswaafajinta wanaagsan, waxaa loo isticmaali karaa laba-in-hal iyo dhammaan-hal-hal-shambo. Waxay kaloo leedahay rajo codsi oo wanaagsan waxayna soo jiidatay indhaha dalal kala duwan. Waxaa lagu soo warramey suugaanta in xalalka cellulose derivative ay muujiyaan dabeecadaha sida dheecaanka Newtonian, dareeraha pseudoplastic, dareeraha thixotropic iyo dheecaanka viscoelastic oo leh kororka feejignaanta, laakiin morphology, rheology iyo saameynta saameynta cationic cellulose ether ee xalka aqueous Waxaa jira dhowr. warbixinnada cilmi-baarista. Warqadani waxay diiradda saaraysaa hab-dhaqanka rheological ee quaternary ammonium modified cellulose aqueous xal, si loo bixiyo tixraac codsi la taaban karo.

1. Qaybta tijaabada ah

1.1 Qalabka ceeriin

Cationic cellulose ether (KG-30M, JR-30M, LR-30M); Wax soo saarka Shirkadda Kiimikada Dow ee Kanada, oo ay bixiso Shirkadda Procter & Gamble ee Kobe R&D Center ee Japan, oo ay cabbirtay Vario EL elemental analyzer (Shirkadda Elemental ee Jarmalka), muunadda Nuxurka nitrogen waa 2.7%, 1.8%, 1.0% siday u kala horreeyaan (cufnaanta kharashka waa 1.9 Meq/g, 1.25 Meq/g, 0.7 Meq/g siday u kala horreeyaan), waxaana tijaabiyey German ALV-5000E laser light Scattering tool (LLS) oo lagu qiyaasay miisaankiisa celceliska miisaanka kelli waa ilaa 1.64×106g/mol.

1.2 Diyaarinta xalka

Muunada waxaa lagu sifeeyay sifeyn, sifeyn iyo qallajin. Miisaan taxane ah oo saddex muunado tiro ah siday u kala horreeyaan, oo ku dar xalka kaydiyaha caadiga ah pH 4.00, 6.86, 9.18 si aad u diyaarisid u-fiirsashada loo baahan yahay. Si loo hubiyo in shaybaarada ay si buuxda u milmeen, dhammaan xalalka muunada waxa la dul saaray kicinta birlabeedka 48 saacadood ka hor inta aan la tijaabin.

1.3 Cabbirka kala firdhiso khafiif ah

Isticmaal LLS si aad u cabbirto miisaanka-celcelis ahaan miisaanka kelli ee muunadda ee dareeraha dareeraha ah, radius hydrodynamic iyo xididka celceliska wareegga wareegga labaad ee Villi iyo xaglaha kala duwan,) xal aqueous by heerka saamiga ay.

1.4 Cabbirka viscosity iyo baaritaanka rheological

Xalka CCE-da ee xoogga leh waxaa bartay Brookfield RVDV-III+ rheometer, iyo saameynta xoogga saarista, cufnaanta kharashka iyo qiimaha pH ee sifooyinka rheological sida muunada muunada ayaa la baaray. Heerarka sare, waa lagama maarmaan in la baaro thixotropy.

2. Natiijooyinka iyo doodaha

2.1 Cilmi baadhis ku saabsan kala firdhisanaanta iftiinka

Sababtoo ah qaab-dhismeedka molecular ee gaarka ah, way adagtahay in lagu jiro qaab hal unug ah xitaa dareere wanaagsan, laakiin qaabka miceles xasilloon, kooxo ama ururo.

Markii xal-u-dhaliyaha biyaha (~o.1%) ee CCE lagu arkay mikroskoob-polarizing ah, oo hoos yimaadda asalka iskutallaabta madow ee beerta iskutallaabta, "xiddigta" baro dhalaalaya iyo baararka dhalaalaya ayaa soo muuqday. Waxa kale oo lagu gartaa kala firdhisanaanta iftiinka, radius hydrodynamic ee firfircoon ee pH iyo xaglo kala duwan, xididka celceliska radius wareega wareega ah iyo iskuxiraha Villi labaad ee laga helay jaantuska Berry ayaa ku taxan Tab. 1. Jaantuska qaybinta shaqada radius hydrodynamic ee laga helay fiirsashada 10-5 inta badan waa hal ugu sarreeya, laakiin qaybintu waa mid aad u ballaaran (Jaantus 1), taas oo muujinaysa in ay jiraan ururo heer-molecular ah iyo isku-darka ballaaran ee nidaamka. ; Waxaa jira isbeddello, iyo qiyamka Rg/Rb waxay dhammaan ku dhow yihiin 0.775, taas oo muujinaysa in qaabka CCE ee xalku uu ku dhow yahay qaab-dhismeedka, laakiin aan caadi ahayn. Saamaynta pH ee Rb iyo Rg ma cadda. Ka-hortagga ku jira xal-qaadaha ayaa la falgala CCE si uu u ilaaliyo kharashka silsiladda dhinaceeda oo uu ka dhigo inuu yaraado, laakiin faraqa ayaa ku kala duwan nooca ka hortagga. Cabbirka kala firdhinta iftiinka ee polymers-ka la dallacay ayaa u nugul isdhexgalka xoogga muddada-dheer iyo faragelinta dibadda, sidaas darteed waxaa jira khaladaad iyo xaddidaadyo gaar ah oo ku saabsan sifeynta LLS. Marka jajabku ka weyn yahay 0.02%, waxaa jira inta badan meelaha ugu sarreeya ee labka ah ee aan la kala saari karin ama xitaa meelo badan oo kala duwan oo ku jira jaantuska qaybinta Rh. Marka diirada la saaro, Rh sidoo kale wuu kordhiyaa, taas oo muujinaysa in macromolecules badan ay ku xiran yihiin ama xitaa la isku daray. Marka Cao et al. loo isticmaalo kala firdhinta iftiinka si loo barto copolymer of carboxymethyl cellulose iyo macromers dusha-firfircoon, sidoo kale waxaa jiray labajibbaar sare oo aan la kala sooci karin, mid ka mid ah wuxuu u dhexeeyay 30nm iyo 100nm, taasoo ka dhigan sameynta miceles ee heerka molecular, iyo kan kale Rh ugu sarreeya waa mid aad u yar. weyn, kaas oo loo arko inuu yahay wadar ahaan, taas oo la mid ah natiijooyinka lagu go'aamiyay warqadan.

2.2 Cilmi baaris ku saabsan dabeecadda rheological

2.2.1 Saamaynta feejignaanta:Cabir viscosity muuqda ee xalalka KG-30M oo leh tirooyin kala duwan oo heerar kala duwan oo xiirid ah, iyo marka loo eego qaabka logarithmic ee isla'egta sharciga awoodda ee uu soo jeediyay Ostwald-Dewaele, marka jajabku aanu ka badnayn 0.7% , iyo taxane ah oo xariiq toosan ah. isku xidhka toosan ee ka badan 0.99 ayaa la helay. Markay xooga saaridu korodho, qiimaha jibbaaraha Newton n ayaa hoos u dhacaya (dhammaan wax ka yar 1), oo muujinaya dareere pseudoplastic oo cad. Iyadoo lagu riixayo xoogga dhogorta, silsiladaha makromolecular waxay bilaabaan inay leexiyaan oo ay jiheeyaan, sidaas darteed maqaarku hoos u dhaco. Marka jajabku ka weyn yahay 0.7%, isku-xirnaanta toosan ee xariiqda tooska ah ee la helay ayaa hoos u dhacda (qiyaastii 0.98), oo n waxay bilaabataa inay isbeddesho ama xitaa kor u kacdo korodhka feejignaanta; marka jajabku gaadho 3% (Jaantus. 2), shaxda Mawduuca muuqda ayaa marka hore kordha ka dibna hoos u dhaca korodhka heerka xiirta. Dhacdooyinkan taxanaha ah way ka duwan yihiin warbixinnada xalalka kale ee anionic iyo cationic polymer. Qiimaha n ayaa kor u kaca, taas oo ah, hantida aan Newtonian ahayn waa la wiiqay; Dheecaan Newtonian ah waa dareere viscous ah, iyo silbashada intermolecular waxay ku dhacdaa ficilka cadaadiska xiirta, lamana soo kaban karo; Dheecaan aan Newtonian ahayn ayaa ka kooban qayb laastiig ah oo la soo kaban karo iyo qayb aan la soo kaban karin. Marka la eego ficilka cadaadiska xiiridda, qulqulka aan la bedeli karin ee u dhexeeya molecules ayaa dhacaya, isla mar ahaantaana, sababtoo ah macromolecules ayaa fidsan oo ku jihaysan xiirid, qayb ka soo kabashada ayaa la sameeyay. Marka xoogga dibadda laga saaro, macromolecules waxay u muuqdaan inay ku soo noqdaan qaabkii asalka ahaa ee la duubay, markaa qiimaha n ayaa kor u kacaya. Fiirsigu wuxuu sii wadaa inuu kordho si uu u sameeyo qaab-dhismeedka shabakad. Marka diiqadu yar tahay, lama burburin doono, oo kaliya qallafsanaanta laastikada ayaa dhici doonta. Waqtigan xaadirka ah, dabacsanaanta ayaa si xad dhaaf ah loo wanaajin doonaa, viscosity waa la daciifin doonaa, qiimaha n wuu yaraan doonaa; halka diiqada xiiridu ay si tartiib tartiib ah u kordheyso inta lagu jiro habka cabbirka, markaa n Qiimaha ayaa isbeddelaya. Marka jajabka cufan uu gaaro 3%, viscosity muuqda marka hore wuu kordhaa ka dibna hoos ayuu u dhacayaa, sababtoo ah jeexjeexyada yaryar waxay kor u qaadaan isku dhaca makromolecules si ay u sameeyaan isku-daryo waaweyn, sidaas darteed maqaarku kor buu u kacaa, cadaadiska xiiriddu wuxuu sii wadaa inuu jebiyo isku-darka. , viscosity ayaa hoos u dhici doona mar kale.

Baaritaanka thixotropy, deji xawaaraha (r/min) si uu u gaaro y la doonayo, kordhi xawaaraha waqtiyo joogto ah ilaa uu ka gaaro qiimaha la dejiyay, ka dibna si deg deg ah uga soo deg xawaaraha ugu badan oo dib ugu soo celi qiimihii hore si aad u hesho u dhigma. Cadaadiska xiiridda, xiriirka uu la leeyahay heerka dhogorta ayaa lagu muujiyay sawirka 3. Marka jajabku ka yar yahay 2.5%, qalooca kor u kaca iyo qalooca hoose ayaa si buuxda isku dhejiya, laakiin marka jajabku yahay 3%, labada xariiq is dulsaar dheer, iyo xariiqda hoose ayaa dib u dhaceysa, taasoo muujineysa thixotropy.

Ku-tiirsanaanta wakhtiga diiqada xiirta waxaa loo yaqaan caabbinta rheological. Iska caabin rheological waa dabeecad sifo ah dareeraha viscoelastic iyo dareeraha leh qaab dhismeedka thixotropic. Waxaa la ogaaday in y weyni uu yahay isla jajab tiro badan, dhaqsaha r-gu uu gaaro dheellitirka, iyo ku-tiirsanaanta waqtiga ayaa yar; marka la eego jajab tiro yar (<2%), CCE ma muujiso iska caabin rheological. Marka jajabka tirada badan uu kordho 2.5%, waxay muujinaysaa ku-tiirsanaan xooggan oo waqti ah (Jaantus. 4), waxayna qaadataa qiyaastii 10 daqiiqo si loo gaaro dheellitirka, halka 3.0%, wakhtiga dheellitirka uu qaato 50 daqiiqo. The thixotropy wanaagsan ee nidaamka ayaa ku haboon codsiga la taaban karo.

2.2.2 Saamaynta cufnaanta kharashka:qaabka logarithmic ee Spencer-Dillon empirical formula ayaa la doortay, taas oo eber la gooyey viscosity, b waa mid joogto ah oo isku mid ah iyo heerkul kala duwan, waxayna kordhisaa korodhka xoojinta heerkulka isku midka ah. Marka loo eego isla'egta sharciga awoodda ee uu qaatay Onogi 1966, M waa cufka molecular qaraabo ee polymerka, A iyo B waa joogto, iyo c waa jajabka tirada badan (%). Sawirka.5 Saddexda qaloocood waxay leeyihiin dhibco qaloocsan oo muuqda qiyaastii 0.6%, taas oo ah, waxaa jira jajab ballaaran oo muhiim ah. In ka badan 0.6%, viscosity eber-xiirid ayaa si degdeg ah u kordheysa iyadoo la kordhinayo diiradda C. Curyaaminta saddexda muunad ee cufnaanta kala duwan ayaa aad u dhow. Taas bedelkeeda, marka jajabku u dhexeeyo 0.2% iyo 0.8%, viscosity eber go'an ee muunad LR oo leh cufnaanta ugu yar ayaa ah tan ugu weyn, sababtoo ah ururka bond bond wuxuu u baahan yahay xiriir gaar ah. Sidaa darteed, cufnaanta kharashka waxay si dhow ula xiriirtaa haddii makromolecules-ka loo habayn karo si nidaamsan oo isku dhafan; Iyada oo loo marayo baaritaanka DSC, waxaa la ogaaday in LR uu leeyahay koronto daciif ah, taasoo muujineysa cufnaanta kharashka ku habboon, iyo viscosity eber-xiirid ayaa ka sarreeya isla diiradda. Marka jajabku ka yar yahay 0.2%, LR ayaa ah kan ugu yar, sababtoo ah xalalka milan, makromolecules leh cufnaanta hoose waxay u badan tahay inay sameeyaan jihada gariiradda, sidaa daraadeed mawqifka eber-xiiridku wuu hooseeyaa. Tani waxay leedahay muhiimad hagitaan oo wanaagsan marka la eego waxqabadka dhumucda.

2.2.3 pH: Jaantuska 6 waa natiijada lagu cabiray pH kala duwan inta u dhaxaysa 0.05% ilaa 2.5% jajab. Waxaa jira bar is-rog-rogid oo ku dhow 0.45%, laakiin saddexda qaloocood waxay ku dhow yihiin inay is-dul-saaraan, taas oo muujinaysa in pH aysan wax saameyn ah ku yeelanaynin viscosity eber-xiirid, taas oo aad uga duwan dareenka anionic cellulose ether ilaa pH.

3. Gabagabo

KG-30M dareeraha dareeraha ah waxaa daraaseeya LLS, iyo qaybinta raadiyaha hydrodynamic ee la helay waa hal ugu sarreeya. Laga soo bilaabo ku tiirsanaanta xagasha iyo saamiga Rg/Rb, waxaa la qiyaasi karaa in qaabkeedu uu ku dhow yahay qaab-dhismeedka, laakiin aan si joogto ah ugu filnayn. Xalka CCE-da ee leh saddex cufnaanta dallacaadda, viscosity-ku wuxuu kordhiyaa kororka feejignaanta, laakiin lambarka ugaarsiga Newton n ayaa marka hore hoos u dhacaya, ka dibna isbeddelaya oo xitaa kor u kaca; pH waxay saameyn yar ku leedahay viscosity-ka, iyo cufnaanta dhexdhexaadka ah waxay heli kartaa viscosity sare.