Ornuny tutýanlaryň we molekulýar agramyň nonion däl sellýuloza efiriniň ýerüsti aýratynlyklaryna täsiri

Waşberniň emdirme teoriýasyna (Penetrasiýa teoriýasy) we van Oss-Good-Chaudhury-nyň kombinasiýa teoriýasyna (birleşdirýän teoriýa) we sütün taýajyk tehnologiýasynyň (Sütün süpüriş usuly), metil sellýuloza ýaly birnäçe ion däl sellýuloza efirlerine görä. sellýuloza, gidroksipropil sellýuloza we gidroksipropil metilseluloza synag edildi. Dürli ornuny tutýanlar, çalyşma derejeleri we bu sellýuloza efirleriniň molekulýar agramlary sebäpli, ýerüsti energiýalary we düzüm bölekleri ep-esli tapawutlanýar. Maglumatlar ion däl sellýuloza efiriniň Lewis bazasynyň Lewis kislotasyndan has uludygyny we ýerüsti erkin energiýanyň esasy düzüm böleginiň Lifşits-van der Waals güýjidigini görkezýär. Gidroksipropiliň ýerüsti energiýasy we düzümi gidroksimetiliňkiden has ýokarydyr. Şol bir ornuny tutýan we çalyşýan derejäniň çäginde gidroksipropil sellýulozanyň ýerüsti erkin energiýasy molekulýar agramyna proporsionaldyr; gidroksipropil metilselulozanyň ýerüsti erkin energiýasy çalyşma derejesine proporsional we molekulýar agramyna ters proporsionaldyr. Şeýle hem synag, ion däl sellýuloza efirindäki ornuny tutýan gidroksipropiliň we gidroksipropilmetiliň ýerüsti energiýasynyň sellýulozanyň ýerüsti energiýasyndan has ýokarydygyna göz ýetirdi we synag synag edilen sellýulozanyň ýerüsti energiýasynyň we düzüminiň bardygyny subut etdi. edebiýatyna laýyk gelýär.

Açar sözler: nonion sellýuloza efirleri; çalyşýanlar we çalyşmak derejeleri; molekulýar agram; ýerüsti häsiýetleri; örme tehnologiýasy

Sellýuloza efir, efiriň ornuny tutýanlaryň himiki gurluşyna görä anion, kationiki we nonion däl efirlere bölünip bilýän sellýuloza önümleriniň uly kategoriýasydyr. Sellýuloza efir polimer himiýasynda gözlenýän we öndürilen iň irki önümleriň biridir. Sellýuloza efiri şu wagta çenli lukmançylyk, arassaçylyk, kosmetika we azyk senagatynda giňden ulanylýar.

Gidroksimetilseluloza, gidroksipropilseluloza we gidroksipropilmetilseluloza ýaly sellýuloza efirleri senagat taýdan öndürilen hem-de köp häsiýetleri öwrenilen hem bolsa, ýerüsti energiýasy, kislotaly Alkali-reaktiw häsiýetleri entek habar berilmedi. Bu önümleriň köpüsi suwuk gurşawda ulanylýandygy we ýerüsti aýratynlyklary, esasanam kislota-reaksiýa häsiýetleri olaryň ulanylmagyna täsir edip biljekdigi sebäpli, bu täjirçilik sellýuloza efiriniň ýerüsti himiki aýratynlyklaryny öwrenmek we düşünmek gaty zerurdyr.

Sellýuloza önümleriniň nusgalarynyň taýýarlyk şertleriniň üýtgemegi bilen üýtgemeginiň aňsatdygyny göz öňünde tutup, bu kagyz täjirçilik önümlerini ýerüsti energiýasyny häsiýetlendirmek üçin nusga hökmünde ulanýar we şoňa esaslanyp, şeýle önümleriň ýerini tutýanlaryň we molekulýar agramlarynyň täsiri. häsiýetleri öwrenilýär.

1. Synag bölümi

1.1 Çig mal

Synagda ulanylýan ion däl sellýuloza efir önümidirKIMA CHIMICAL CO., LTD,. Synaglar synagdan ozal hiç hili bejergä sezewar edilmedi.

Sellýuloza önümleriniň sellýulozadan ýasalandygyny göz öňünde tutsak, iki gurluş ýakyn we sellýulozanyň üstki häsiýetleri edebiýatda habar berildi, şonuň üçin bu kagyz adaty nusga hökmünde sellýulozany ulanýar. Ulanylan sellýuloza nusgasyna C8002 kody berildi we ondan satyn alyndyKIMA, CN. Synag wagtynda nusga hiç hili bejergä sezewar edilmedi.

Synagda ulanylýan reagentler: etan, diodometan, deionlaşdyrylan suw, formamid, toluen, hloroform. Suwuklyklar täjirçilik taýdan elýeterli suwdan başga analitiki taýdan arassa önümlerdi.

1.2 Synag usuly

Bu synagda sütün süpürmek usuly kabul edildi we içki diametri 3 mm bolan adaty turbanyň bir bölegi (takmynan 10 sm) sütün turbasy hökmünde kesildi. Her gezek 200 mg poroşok nusgasyny sütün turbasyna goýuň, soňra ony tekizlemek üçin silkitiň we içki diametri takmynan 3 sm bolan aýna gapyň düýbüne dikligine goýuň, suwuklyk öz-özünden emele geler. Synag üçin 1 ml suwuklygy ölçäň we ony aýna gapda goýuň we şol bir wagtyň özünde suwa çümdürme wagtyny we çümdüriliş aralygyny ýazyň. Synaglaryň hemmesi otag temperaturasynda geçirildi (25)±1°C). Her maglumatlar ortaça üç sany köpeltmek synagyndan ybaratdyr.

1.3 Synag maglumatlaryny hasaplamak

Poroşok materiallarynyň ýerüsti energiýasyny barlamak üçin sütün süpürmek usulyny ulanmagyň nazary esaslary Waşburn emdirme deňlemesi (Waşberniň aralaşma deňlemesi).

1.3.1 Kapilýar täsirli radiusyny kesgitlemek Ölçenen nusganyň reff

Waşburn suwa çümdürmek formulasy ulanylanda, doly çyglylyga ýetmegiň şerti cos = 1. Diýmek, doly çygly ýagdaýa ýetmek üçin gaty bir suwa çümmek üçin saýlanylanda, Waşburn suwa çümdürmek formulasynyň aýratyn ýagdaýyna görä çümdüriliş aralygyny we wagtyny synap, ölçenen nusganyň kapilýar täsirli radiusyny hasaplap bileris.

1.3.2 Ölçelenen nusga üçin Lifshitz-van der Waals güýç hasaplamasy

Wan Oss-Chaudhury-Good-yň birleşdiriji düzgünlerine görä, suwuklyklaryň we gaty maddalaryň arasyndaky reaksiýalaryň arasyndaky baglanyşyk.

1.3.3 Ölçelenen nusgalaryň Lewis kislotasynyň esasy güýjüni hasaplamak

Umuman, gaty jisimleriň kislota-esasy häsiýetleri suw we formamid bilen emdirilen maglumatlardan hasaplanýar. Thisöne bu makalada sellýulozany ölçemek üçin bu jübüt polýar suwuklyklary ulananyňyzda, ýöne sellýuloza efiriniň synagynda hiç hili problemanyň ýokdugyna göz ýetirdik, sebäbi sellýuloza efirinde suw / formamidiň polýar ergin ulgamynyň çümdüriliş beýikligi gaty pesdir. wagt ýazmagy gaty kynlaşdyrýar. Şonuň üçin Çibowsk tarapyndan girizilen toluen / hloroform ergin ulgamy saýlandy. Çibowskiniň pikiriçe, toluen / hloroform polýar ergin ulgamy hem bir wariant. Sebäbi bu iki suwuklygyň aýratyn kislotasy we aşgarlygy bar, mysal üçin tolueniň Lewis kislotasy ýok, hloroformda Lewisiň aşgarlygy ýok. Toluen / hloroform ergin ulgamy tarapyndan alnan maglumatlary suw / formamidiň maslahat berilýän polýar ergin ulgamyna has ýakynlaşdyrmak üçin bu iki polýar suwuk ulgamy bir wagtyň özünde sellýulozany barlamak üçin ulanýarys, soňra bolsa degişli giňelme ýa-da gysyş koeffisientlerini alýarys. ulanmazdan ozal sellýuloza efirini toluen / hloroform bilen emdirmek arkaly alnan maglumatlar suw / formamid ulgamy üçin alnan netijelere ýakyn. Sellýuloza efirleri sellýulozadan alnan we ikisiniň arasynda gaty meňzeş gurluş barlygy sebäpli, bu baha beriş usuly dogry bolup biler.

1.3.4 surfaceerüsti erkin energiýanyň umumy hasaplamasy

2. Netijeler we çekişme

2.1 Sellýuloza standarty

Sellýuloza standart nusgalary boýunça geçirilen synag netijelerimiz, bu maglumatlaryň edebiýatda habar berilýänler bilen oňat gabat gelýändigini anyklandygy sebäpli, sellýuloza efirleri boýunça synag netijeleriniň hem göz öňünde tutulmalydygyna ynanmak ýerliklidir.

2.2 Synag netijeleri we sellýuloza efirini ara alyp maslahatlaşmak

Sellýuloza efirini barlamak wagtynda suwuň we formamidiň çümdüriliş beýikligi gaty pesligi sebäpli çümdüriliş aralygyny we wagtyny ýazmak gaty kyn. Şonuň üçin bu kagyz alternatiw çözgüt hökmünde toluen / hloroform ergin ulgamyny saýlaýar we sellýuloza boýunça suw / formamid we toluen / hloroformyň synag netijelerine we iki çözgüt ulgamynyň arasyndaky proporsional gatnaşyga esaslanyp, sellýuloza efiriniň Lewis kislotasyna baha berýär. we aşgar güýji.

Sellýulozany adaty nusga hökmünde alyp, sellýuloza efirleriniň kislota-esasy häsiýetleri berilýär. Sellýuloza efirini toluen / hloroform bilen emdirmegiň netijesi gönüden-göni synagdan geçirilýändigi sebäpli, ynandyryjydyr.

Bu, ornuny tutýanlaryň görnüşi we molekulýar agramy sellýuloza efiriniň kislota-esasy häsiýetlerine we sellýuloza efiriniň kislota-esasy häsiýetlerine we molekulanyň agramyna düýbünden ters bolan iki ornuň, gidroksipropil we gidroksipropilmetiliň arasyndaky gatnaşyga täsir edýändigini aňladýar. MPöne bu, deputatlaryň garyşyk ornuny tutýanlary bilen baglanyşykly bolup biler.

MO43 we K8913-iň ornuny tutýanlar biri-birinden tapawutly we birmeňzeş molekulýar agramy bolanlygy sebäpli, meselem, öňküsiniň ornuny tutýan gidroksimetil, ikinjisiniň ornuny tutýan gidroksipropil, ýöne ikisiniň molekulýar agramy 100,000, şonuň üçin bu hem diýmekdir şol bir molekulýar agramyň şerti Gidroksimetil toparynyň S + we S- gidroksipropil toparyndan has kiçi bolup biler. Substitutionöne çalyşmak derejesi hem mümkindir, sebäbi K8913 çalyşmagyň derejesi takmynan 3.00, MO43 derejesi bolsa 1,90.

K8913 we K9113 çalyşmagyň we çalyşmagyň derejesi birmeňzeş, ýöne diňe molekulýar agramy tapawutly bolansoň, ikisiniň arasyndaky deňeşdirme gidroksipropil sellýulozanyň S + molekulýar agramynyň ýokarlanmagy bilen azalýandygyny görkezýär, ýöne S- tersine ýokarlanýar. .

Cellhli sellýuloza efirleriniň we olaryň düzüm bölekleriniň ýerüsti energiýasynyň synag netijeleriniň gysgaça mazmunyndan, sellýuloza ýa-da sellýuloza efiridigine garamazdan, ýerüsti energiýasynyň esasy düzüm böleginiň Lifshitz-van der Waals güýji bolup durýandygyny görmek bolýar. takmynan 98% ~ 99%. Mundan başga-da, bu nonion sellýuloza efirleriniň Lifshitz-van der Waals güýçleri (MO43-den başga) hem sellýulozanyňkydan has uludyr, bu sellýulozanyň eterifikasiýa prosesiniň Lifshitz-van der Waals güýçlerini artdyrmak prosesidigini görkezýär. Bu ýokarlanmalar sellýuloza efiriniň ýerüsti energiýasynyň sellýulozadan has köp bolmagyna getirýär. Bu hadysa gaty gyzykly, sebäbi bu sellýuloza efirleri köplenç surfaktant önümçiliginde ulanylýar. Dataöne maglumatlar bellärliklidir, diňe bir bu synagda synag edilen standart nusga nusgasy baradaky maglumatlaryň edebiýatda görkezilen baha bilen örän laýyk gelýändigi sebäpli däl, eýsem adaty nusga baradaky maglumatlar edebiýatda görkezilen baha bilen örän laýyk gelýär. mysal: bu sellýulozanyň hemmesi SAB efirleriň sellýulozadan ep-esli kiçidir we bu olaryň Lewis bazalary bilen baglanyşyklydyr. Şol bir ornuny tutýan we çalyşýan derejäniň çäginde gidroksipropil sellýulozanyň ýerüsti erkin energiýasy molekulýar agramyna proporsionaldyr; gidroksipropil metilselulozanyň ýerüsti erkin energiýasy çalyşma derejesine proporsional we molekulýar agramyna ters proporsionaldyr.

Mundan başga-da, sellýuloza efirleriniň sellýulozadan has uly SLW bolandygy sebäpli, olaryň ýaýramagynyň sellýulozadan has gowudygyny eýýäm bilýäris, şonuň üçin SLW-iň nonionik sellýuloza efirlerini emele getirýän esasy böleginiň London güýji bolmalydygyna göz ýetirip bileris.

3. Netije

Geçirilen gözlegler, ornuny tutýan görnüşiň, çalyşmagyň derejesiniň we molekulýar agramynyň ýerüsti energiýa we ion däl sellýuloza efiriniň düzümine uly täsir edýändigini görkezdi. Bu täsiriň aşakdaky yzygiderliligi bar ýaly:

(1) Ion däl sellýuloza efiriniň S + S-den kiçi.

(2) Nonion däl sellýuloza efiriniň ýerüsti energiýasynda Lifshitz-van der Waals güýji agdyklyk edýär.

(3) Molekulýar agram we onuň ornuny tutýanlar ion däl sellýuloza efirleriniň ýerüsti energiýasyna täsir edýär, ýöne bu esasan ornuny tutýanlaryň görnüşine baglydyr.

(4) Şol bir ornuny tutýan we çalyşýan derejäniň çäginde gidroksipropil sellýulozanyň ýerüsti erkin energiýasy molekulýar agramyna proporsionaldyr; gidroksipropil metilselulozanyň ýerüsti erkin energiýasy çalyşma derejesine proporsional we molekulýar agramyna ters proporsionaldyr.

(5) Sellýulozanyň eterifikasiýa prosesi, Lifşits-van der Waals güýjüniň artýan prosesi, şeýle hem Lewisiň kislotasynyň peselmegi we Lewisiň aşgarlygy ýokarlanýan prosesdir.