Нононик целлюлоза эфирының өслек үзенчәлекләренә алмаштыргычларның һәм молекуляр авырлыкның йогынтысы.

Вашбернның импрегнация теориясе буенча (Пенетрация теориясе) һәм Ван Осс-Гуд-Чаудхуриның комбинация теориясе (Берләштерелгән теория) һәм багана билбау технологиясен куллану (Колоннаны Тикшерү Техникасы), метил целлюлозасы кебек ион булмаган целлюлоза эфирлары. целлюлоза, гидроксипропил целлюлозасы һәм гидроксипропил метилселулозасы сынадылар. Төрле алмаштыргычлар, алмаштыру дәрәҗәләре һәм бу целлюлоза эфирларының молекуляр авырлыклары аркасында, аларның өслек энергиясе һәм компонентлары шактый аерылып тора. Мәгълүматлар шуны күрсәтә: ион булмаган целлюлоза эфирының Льюис базасы Льюис кислотасыннан зуррак, һәм җир өстендәге ирекле энергиянең төп компоненты - Лифшиц-ван дер Вальс көче. Гидроксипропилның өслек энергиясе һәм аның составы гидроксиметилныкыннан зуррак. Шул ук алмаштыргыч һәм алмаштыру дәрәҗәсе шартларында, гидроксипропил целлюлозасының өслексез энергиясе молекуляр авырлыкка пропорциональ; гидроксипропил метилселулозаның өске ирекле энергиясе алмаштыру дәрәҗәсенә пропорциональ һәм молекуляр авырлыкка капма-каршы пропорциональ. Тикшеренү шулай ук ​​ачыклады: ион булмаган целлюлоза эфирындагы гидроксипропил һәм гидроксипропилметилның өслек энергиясе целлюлозаның өслек энергиясеннән зуррак булып күренә, һәм эксперимент сынап каралган целлюлозаның өслек энергиясе һәм аның составы. әдәбият белән туры килә.

Төп сүзләр: неоник целлюлоза эфирлары; алмаштыргычлар һәм дәрәҗәләр; молекуляр авырлык; өслек үзлекләре; бил технологиясе

Cellеллюлоза эфиры - целлюлоза туемнарының зур категориясе, аларны эфир алмаштыргычларының химик структурасы буенча анионик, катионик һәм неоник эфирларга бүлеп була. Cellеллюлоза эфиры шулай ук ​​полимер химиядә тикшерелгән һәм җитештерелгән иң беренче продуктларның берсе. Әлегә целлюлоза эфиры медицина, гигиена, косметика һәм азык-төлек тармагында киң кулланыла.

Гидроксиметилцеллюлоза, гидроксипропилселлоза һәм гидроксипропилметилцеллоза кебек целлюлоза эфирлары сәнәгатьтә җитештерелсә дә, аларның күп үзенчәлекләре өйрәнелсә дә, аларның өслек энергиясе, кислота Алкалы-реактив үзлекләре әлегә хәбәр ителмәгән. Бу продуктларның күбесе сыек мохиттә кулланылганга, һәм өслек характеристикалары, аеруча кислота-реакция реакцияләре, аларның кулланылышына тәэсир итәр, шуңа күрә бу коммерция целлюлоза эфирының химик үзенчәлекләрен өйрәнү һәм аңлау бик кирәк.

Cellеллюлоза туемнары үрнәкләрен әзерләү шартларының үзгәрүе белән үзгәртү бик җиңел булуын исәпкә алып, бу кәгазь коммерция продуктларын өслек энергиясен характерлау өчен үрнәк итеп куллана, һәм шуның нигезендә андый продуктларның алмаштыргычлары һәм молекуляр авырлыклары тәэсире. үзлекләре өйрәнелә.

1. Эксперименталь өлеш

1.1 Чимал

Экспериментта кулланылган ион булмаган целлюлоза эфиры продуктКима Химик Ко., ООО,. Сынау алдыннан үрнәкләр бернинди дәвалануга дучар ителмәгән.

Cellеллюлоза туемнары целлюлозадан ясалганын исәпкә алсак, ике структура якын, һәм целлюлозаның өслек үзлекләре әдәбиятта хәбәр ителгән, шуңа күрә бу кәгазь целлюлозаны стандарт үрнәк итеп куллана. Кулланылган целлюлоза үрнәге C8002 коды дип аталган һәм аннан сатып алынганКима, CN. Тест вакытында үрнәк бернинди дәвалануга дучар ителмәде.

Экспериментта кулланылган реагентлар: этан, диодометан, деонизацияләнгән су, формамид, толуен, хлороформ. Барлык сыеклыклар да аналитик яктан чиста продуктлар булган, коммерцияле булган судан кала.

1.2 Эксперименталь ысул

Бу экспериментта багананы чабу техникасы кабул ителде, һәм эчке диаметры 3 мм булган стандарт пипетаның бүлеге (якынча 10 см) багана трубасы итеп киселде. 200 мг порошок үрнәген багана трубасына һәрвакыт куегыз, аннары аны тигез итәр өчен селкетегез һәм эчке диаметры якынча 3 см булган пыяла контейнер төбенә вертикаль рәвештә урнаштырыгыз, шулай итеп сыеклык үз-үзен сеңдерә ала. Сынап карау өчен 1 мл сыеклыкны үлчәгез һәм аны пыяла савытка салыгыз, һәм бер үк вакытта суга чумдыру вакытын һәм чумдыру вакытын языгыз. Барлык экспериментлар бүлмә температурасында үткәрелде (25)±1°В). Eachәрбер мәгълүмат уртача өч тапкыр кабатланган эксперимент.

1.3 Эксперименталь мәгълүматларны исәпләү

Порошок материалларының өслек энергиясен сынау өчен багана сөртү техникасын куллануның теоретик нигезе Вашберн импрегнация тигезләмәсе (Вашберн үтеп керү тигезләмәсе).

1.3.1 Капиллярлы эффектив радиусны үлчәү

Вашберн чумдыру формуласын кулланганда, тулы сугаруга ирешү өчен шарт cos = 1. Димәк, сыеклык тулы дымлы хәлгә ирешү өчен каты суга чуму өчен сайлангач, без Вашберн чумдыру формуласының махсус очраклары буенча чумдыру дистанциясен һәм вакытын сынап, үлчәнгән үрнәкнең капиллярлы эффектив радиусын саный алабыз.

1.3.2 Лифшиц-ван дер Вальс үлчәнгән үрнәк өчен көч исәпләү

Ван Осс-Чаудхури-Гудның кушылу кагыйдәләре буенча, сыеклыклар һәм каты реакцияләр арасындагы бәйләнеш.

1.3.3 Льюис кислотасы-үлчәнгән үрнәкләрнең төп көчен исәпләү

Гомумән, каты кислоталарның төп үзлекләре су һәм формамид белән импрекцияләнгән мәгълүматлардан бәяләнә. Ләкин бу мәкаләдә без бу пар поляр сыеклыкларны целлюлозаны үлчәү өчен кулланганда проблема юклыгын таптык, ләкин целлюлоза эфирын сынауда, чөнки целлюлоза эфирында су / формамид поляр эремә системасының чуму биеклеге бик түбән. , вакытны язу бик авыр. Шуңа күрә, Чибовск тарафыннан кертелгән толуен / хлороформ эремә системасы сайланды. Чибовски сүзләре буенча, толуен / хлороформ поляр эремә системасы да вариант. Чөнки бу ике сыеклыкның бик үзенчәлекле кислотасы һәм эшкәртүчәнлеге бар, мәсәлән, толуенның Льюис кислотасы юк, һәм хлороформда Льюисның эшкәртүчәнлеге юк. Толуен / хлороформ эремә системасы белән алынган мәгълүматны су / формамид поляр эремә системасына якынайту өчен, без бу ике поляр сыеклык системасын бер үк вакытта целлюлозаны сынау өчен кулланабыз, аннары тиешле киңәйтү яки кысылу коэффициентларын алабыз. кулланганчы, целлюлоза эфирын толуен / хлороформа белән импреграцияләү белән алынган мәгълүматлар су / формамид системасы өчен алынган нәтиҗәләргә якын. Cellеллюлоза эфирлары целлюлозадан алынган һәм икесе арасында бик охшаш структура булганлыктан, бу бәяләү ысулы дөрес булырга мөмкин.

1.3.4 surfaceир өстендәге ирекле энергияне исәпләү

2. Нәтиҗә һәм фикер алышу

2.1 Cellеллюлоза стандарты

Селлюлоза стандарт үрнәкләре буенча безнең тест нәтиҗәләре бу мәгълүматларның әдәбиятта язылганнар белән яхшы килешүен ачыклаганлыктан, целлюлоза эфирларында тест нәтиҗәләре дә каралырга тиеш дип ышану акыллы.

2.2 Тест нәтиҗәләре һәм целлюлоза эфиры турында сөйләшү

Cellеллюлоза эфирын сынау вакытында су һәм формамидның чумдырылу биеклеге бик түбән булганга, чумдыру дистанциясен һәм вакытын язу бик кыен. Шуңа күрә, бу кәгазь альтернатив чишелеш буларак толуен / хлороформ эремә системасын сайлый, һәм целлюлоза эфирының Льюис кислотасын целлюлозадагы су / формамид һәм толуен / хлороформ һәм ике чишелеш системасы арасындагы пропорциональ бәйләнеш нигезендә бәяли. һәм эшкәртү көче.

Селлюлозаны стандарт үрнәк итеп алсак, целлюлоза эфирларының кислота-төп характеристикалары бирелә. Селлюлоза эфирын толуен / хлороформа белән импрекцияләү нәтиҗәсе турыдан-туры сыналганлыктан, бу ышандырырлык.

Димәк, алмаштыручыларның төре һәм молекуляр авырлыгы целлюлоза эфирының кислота-төп үзлекләренә, һәм ике алмаштыручы, гидроксипропил һәм гидроксипропилметил арасындагы бәйләнеш, целлюлоза эфирының кислота базасы үзлекләренә һәм молекуляр авырлыкка бөтенләй капма-каршы. Ләкин бу шулай ук ​​депутатларның катнаш алмаштыргыч булулары белән бәйле булырга мөмкин.

MO43 һәм K8913 алмаштыручылары төрле булганга һәм бер үк молекуляр авырлыкка ия ​​булганлыктан, мәсәлән, элеккесен алмаштыручы - гидроксиметил, соңгысын алмаштыручы - гидроксипропил, ләкин икесенең дә молекуляр авырлыгы 100,000, шуңа күрә ул шулай ук Шул ук молекуляр авырлык шартлары Гидроксиметил төркеменең S + һәм S- гидроксипропил төркеменнән кечерәк булырга мөмкин. Ләкин алмаштыру дәрәҗәсе дә мөмкин, чөнки K8913-ны алыштыру дәрәҗәсе якынча 3.00, MO43 дәрәҗәсе 1,90 гына.

К8913 һәм К9113 алмаштыру дәрәҗәсе һәм молекуляр авырлыгы бертөрле булганлыктан, икесен чагыштыру шуны күрсәтә: гидроксипропил целлюлозасының S + молекуляр авырлык арту белән кими, ләкин S- киресенчә арта. .

Барлык целлюлоза эфирларының һәм аларның компонентларының өслек энергиясенең сынау нәтиҗәләре буенча, целлюлоза яки целлюлоза эфиры булсын, аларның өслек энергиясенең төп компоненты Лифшиц-ван дер Вальс көче булып тора. якынча 98% ~ 99%. Моннан тыш, бу неоник целлюлоза эфирларының Лифшиц-ван дер Вальс көчләре (MO43-дән кала) шулай ук ​​целлюлозаныкыннан күпкә зуррак, бу целлюлозаның эфирлаштыру процессының Лифшиц-ван дер Вальс көчен арттыру процессы булуын күрсәтә. Theseәм бу арту целлюлоза эфирының өслек энергиясенә целлюлозадан зуррак булуына китерә. Бу күренеш бик кызык, чөнки бу целлюлоза эфирлары гадәттә сирфактантлар җитештерүдә кулланыла. Ләкин мәгълүматлар игътибарга лаек, чөнки бу экспериментта сынап каралган стандарт үрнәк турындагы мәгълүмат әдәбиятта күрсәтелгән кыйммәткә бик туры килгәнгә генә түгел, белешмә стандарт үрнәге турындагы мәгълүмат әдәбиятта күрсәтелгән кыйммәткә бик туры килә, чөнки Мисал: бу барлык целлюлоза Эфирларның SAB целлюлозага караганда кечерәк, һәм бу аларның бик зур Льюис нигезләре аркасында. Шул ук алмаштыргыч һәм алмаштыру дәрәҗәсе шартларында, гидроксипропил целлюлозасының өслексез энергиясе молекуляр авырлыкка пропорциональ; гидроксипропил метилселулозаның өске ирекле энергиясе алмаштыру дәрәҗәсенә пропорциональ һәм молекуляр авырлыкка капма-каршы пропорциональ.

Моннан тыш, целлюлоза эфирлары целлюлозага караганда зуррак SLW булганга, ләкин без аларның таралуы целлюлозага караганда яхшырак икәнен беләбез, шуңа күрә SLWның төп компоненты нононик целлюлоза эфирын тәшкил итүче Лондон көче булырга тиеш дип санарга мөмкин.

3. Йомгаклау

Тикшеренүләр күрсәткәнчә, алмаштыручы төре, алмаштыру дәрәҗәсе һәм молекуляр авырлык өслек энергиясенә һәм ион булмаган целлюлоза эфиры составына зур йогынты ясый. Бу эффект түбәндәге регулярлыкка охшаган:

(1) Ион булмаган целлюлоза эфирының S + S- тан кечерәк.

(2) Нионик целлюлоза эфирының өслек энергиясе Лифшиц-ван дер Вальс көче өстенлек итә.

(3) Молекуляр авырлык һәм алмаштыргычлар ион булмаган целлюлоза эфирларының өслек энергиясенә йогынты ясыйлар, ләкин бу нигездә алмаштыручы төренә бәйле.

(4) Шул ук алмаштыргыч һәм алмаштыру дәрәҗәсе шартларында, гидроксипропил целлюлозасының өслексез энергиясе молекуляр авырлыкка пропорциональ; гидроксипропил метилселулозаның өске ирекле энергиясе алмаштыру дәрәҗәсенә пропорциональ һәм молекуляр авырлыкка капма-каршы пропорциональ.

(5) Селлюлозаның эфирлаштыру процессы - Лифшиц-ван дер Вальс көче арта торган процесс, һәм ул шулай ук ​​Льюис кислотасы кими һәм Льюис эшкәртүчәнлеге арта.