Кионик целлюлоза эфир чишелешенең үзенчәлекләре

Төрле pH кыйммәтләрендәге югары корылма-тыгызлыклы катион целлюлоза эфирының эретелгән эремә үзлекләре лазер тарату коралы белән, гидродинамик радиустан (Rh) төрле почмакларда өйрәнелде, һәм тамыр әйләнешнең квадрат радиусын аңлата. Rg Rh нисбәте аның формасы тәртипсез, ләкин сферикка якын. Аннары, реометр ярдәмендә, төрле корылма тыгызлыгы булган катион целлюлоза эфирларының өч концентрацияләнгән эремәсе җентекләп өйрәнелде, концентрациянең, рН кыйммәтенең һәм үз корылма тыгызлыгының реологик үзлекләренә йогынтысы тикшерелде. Концентрация арткан саен, Ньютонның экспоненты башта кимеде, аннары кимеде. Флуктуация яки хәтта кире кайту, тиксотроп тәртибе 3% тәшкил итә (масса өлеше). Урта корылма тыгызлыгы югарырак нульле ябышлыкны алу өчен файдалы, һәм pH аның ябышлыгына аз тәэсир итә.

Төп сүзләр:катион целлюлоза эфиры; морфология; нульнең ябышлыгы; реология

Cellеллюлоза туемнары һәм аларның үзгәртелгән функциональ полимерлары физиологик һәм санитар продуктлар, нефть химиясе, медицина, азык-төлек, шәхси ярдәм продуктлары, төрү һ.б. өлкәсендә киң кулланылды. Суда эри торган катион целлюлоза эфиры (CCE) аның калынлашуы белән бәйле. сәләт, ул көндәлек химик матдәләрдә, аеруча шампуньларда киң кулланыла, һәм шампуньдан соң чәчнең таралышын яхшырта ала. Шул ук вакытта, яхшы яраклашуы аркасында, аны бер-бер артлы һәм бер-бер артлы шампуньларда кулланырга мөмкин. Бу шулай ук ​​яхшы куллану перспективасына ия һәм төрле илләрнең игътибарын җәлеп итте. Әдәбиятта хәбәр ителгәнчә, целлюлоза туемнары Ньютон сыеклыгы, псевдопластик сыеклык, тиксотроп сыеклыгы һәм концентрация арту белән вискоэластик сыеклык кебек тәртип күрсәтәләр, ләкин морфология, реология һәм су эремәсендә катион целлюлоза эфирының йогынты ясаучы факторлары аз. тикшеренүләр. Бу кәгазьдә практик куллану өчен белешмәлек бирү өчен, дүртенче аммиак үзгәртелгән целлюлоза су эремәсенең реологик тәртибенә игътибар ителә.

1. Эксперименталь өлеш

1.1 Чимал

Катион целлюлоза эфиры (KG-30M, JR-30M, LR-30M); Канада Dow Chemical Company продукты, Procter & Gamble Company Kobe R&D Centerзәге белән тәэмин ителгән, Vario EL элемент анализаторы (Германия Элемент Компаниясе) белән үлчәнгән, азот күләме тиешенчә 2,7%, 1,8%, 1,0% (корылма тыгызлыгы 1,9 Мек / г, 1,25 Мек / г, тиешенчә 0,7 Мек / г), һәм ул Германиянең ALV-5000E лазер нуры белән сынала (LLS) аның авырлыгының уртача молекуляр авырлыгы 1,64 тирәсе.×106г / мол.

1.2 Чишелеш әзерләү

Ampleрнәк фильтрлау, диализ һәм туңдыру белән чистартылды. Өч санлы үрнәкләр сериясен үлчәгез, кирәкле концентрацияне әзерләү өчен pH 4.00, 6.86, 9.18 белән стандарт буфер эремәсен өстәгез. Samрнәкләрнең тулысынча эреп бетүен тәэмин итү өчен, барлык үрнәк карарлар сынау алдыннан 48 сәгать дәвамында магнит стритерына урнаштырылды.

1.3 Lightиңел таралуны үлчәү

LLS кулланыгыз, үрнәкнең уртача молекуляр авырлыгын эретелгән су эремәсендә үлчәү өчен, гидродинамик радиус һәм тамыр икенче Вилли коэффициенты һәм төрле почмаклар булганда әйләнү квадрат радиусы), һәм бу катион целлюлоза эфирында булуын күрсәтегез. катнашу статусы буенча су чишелеше.

1.4 Ябалаклыкны үлчәү һәм реологик тикшерү

Концентрацияләнгән CCE эремәсе Брукфилд RVDV-III + реометр белән өйрәнелде, һәм концентрация, корылма тыгызлыгы һәм pH кыйммәтенең реологик үзлекләргә тәэсире тикшерелде. Higherгары концентрацияләрдә аның тиксотропиясен тикшерергә кирәк.

2. Нәтиҗә һәм фикер алышу

2.1 Яктылык тарату буенча тикшеренүләр

Махсус молекуляр структурасы аркасында, бер эре молекула формасында, хәтта яхшы эретүчедә дә булу кыен, ләкин билгеле тотрыклы микель, кластер яки ассоциация формасында.

CCE-ның эретелгән су эремәсе (~ o.1%) поляризацияләнгән микроскоп белән күзәтелгәч, кара кросс ортогональ кыр фонында “йолдыз” якты таплар һәм якты барлар барлыкка килде. Ул шулай ук ​​яктылык таралуы белән аерылып тора, төрле рН һәм почмакларда динамик гидродинамик радиус, тамыр уртача квадрат радиус һәм Берри схемасыннан алынган икенче Вилли коэффициенты Таблицада күрсәтелгән. 1. 10-5 концентрациясендә алынган гидродинамик радиус функциясенең тарату графигы, нигездә, иң югары нокта, ләкин тарату бик киң (1 нче рәсем), бу системада молекуляр дәрәҗәдәге ассоциацияләр һәм зур агрегатлар барлыгын күрсәтә. ; Changesзгәрешләр бар, һәм Rg / Rb кыйммәтләре барысы да 0.775 тирәсе, бу чишелештә CCE формасының шерферага якын булуын күрсәтә, ләкин җитәрлек регуляр түгел. PHның Rb һәм Rg тәэсире күренми. Буфер эремәсендәге контрон CCE белән үзара бәйләнештә тора, корылманы аның чылбырында саклый һәм аны кыскарта, ләкин аерма каршылык төре белән үзгәрә. Корылмалы полимерларның җиңел таралышын үлчәү ерак аралардагы көч тәэсиренә һәм тышкы комачаулыкка бирелергә мөмкин, шуңа күрә LLS характеристикасында кайбер хаталар һәм чикләүләр бар. Масса өлеше 0,02% тан зуррак булганда, Rh тарату схемасында күбесенчә аерылгысыз икеле яки хәтта берничә биеклек бар. Концентрация арткан саен, Rh да арта, бу күбрәк макромолекулаларның бәйләнгәнен яки хәтта агрегатланганын күрсәтә. Cao һ.б. карбоксиметил целлюлозасы һәм өслектә актив макромерларның кополимерын өйрәнү өчен яктылык тарату кулланылды, шулай ук ​​аерылгысыз икеләтә биеклекләр бар иде, аларның берсе 30нмнан 100нмга кадәр, молекуляр дәрәҗәдә микель формалашуны күрсәтә, икенчесе Rh иң югары чагыштырмача агрегат дип саналган зур, бу кәгазьдә билгеләнгән нәтиҗәләргә охшаган.

2.2 Реологик тәртип буенча тикшеренүләр

2.2.1 Концентрациянең эффекты:Төрле концентрацияле KG-30M эремәләренең күренгән ябышлыгын, төрле кыру ставкаларында, һәм Оствальд-Дивеле тәкъдим иткән көч законнары тигезләмәсенең логарифмик формасы буенча, масса өлеше 0,7% тан артмаганда, һәм туры сызыклар. 0,99 дан зуррак сызыклы корреляция коэффициентлары алынган. Theәм концентрация арткан саен, Ньютон экспонентының кыйммәте кими (барысы да 1 дән ким), ачык псевдопластик сыеклык күрсәтә. Кисү көче белән макромолекуляр чылбырлар аерыла һәм юнәлешләнә башлый, шуңа күрә ябышлык кими. Масса өлеше 0,7% тан зуррак булганда, алынган туры сызыкның сызыклы корреляция коэффициенты кими (якынча 0,98), һәм n концентрация арту белән үзгәрә яки хәтта күтәрелә башлый; масса фракциясе 3% ка җиткәч (2 нче рәсем), таблицада күренгән ябышлык башта арта, аннары кыру тизлеге арту белән кими. Бу күренешләр сериясе башка анионик һәм катион полимер эремәләренең отчетларыннан аерылып тора. N кыйммәте күтәрелә, ягъни Ньютон булмаган милек зәгыйфьләнә; Ньютон сыеклыгы - ябыштыргыч сыеклык, һәм интермолекуляр тайпылу кыру стрессы астында була, һәм аны торгызып булмый; Ньютон булмаган сыеклыкта торгызыла торган эластик өлеш һәм кире кайтарылмый торган ябык өлеш бар. Киселгән стресс тәэсирендә молекулалар арасында кире кайтарылмый торган тайпылу барлыкка килә, һәм шул ук вакытта, макромолекулалар сузылган һәм кыркуга юнәлтелгәнгә, торгызыла торган эластик өлеш барлыкка килә. Тышкы көч алынгач, макромолекулалар оригиналь бөдрә формага кире кайталар, шуңа күрә n кыйммәте күтәрелә. Челтәр структурасын формалаштыру өчен концентрация артуын дәвам итә. Кыру стрессы кечкенә булганда, ул юк ителмәячәк, һәм эластик деформация генә булачак. Бу вакытта эластиклык чагыштырмача көчәйтеләчәк, ябышлык зәгыйфьләнәчәк, һәм n кыйммәте төшәчәк; үлчәү процессы вакытында кыру стрессы әкренләп арта, шуңа күрә n кыйммәте үзгәрә. Масса өлеше 3% ка җиткәч, күренгән ябышлык башта арта, аннары кими, чөнки кечкенә кыру макромолекулаларның бәрелешенә ярдәм итә, зур агрегатлар барлыкка килә, шуңа күрә ябышлык күтәрелә, кыру стрессы агрегатларны өзүне дәвам итә. , ябышлыгы тагын кимиячәк.

Тиксотропияне тикшергәндә, тизлекне (r / мин) кирәкле уга җиткерегез, тизлекне билгеләнгән вакытка кадәр арттырыгыз, һәм тиз арада максималь тизлектән баштагы кыйммәткә төшегез. Кисү стрессы, аның кыру дәрәҗәсе белән бәйләнеше 3 нче рәсемдә күрсәтелгән. Масса өлеше 2,5% тан ким булмаганда, өске кәкре һәм аска иярү тулысынча капланалар, ләкин масса өлеше 3% булганда, ике юл юк озынрак каплану, һәм аска сызык артта кала, тиксотропияне күрсәтә.

Киселгән стрессның вакытка бәйләнеше реологик каршылык дип атала. Реологик каршылык - вискоэластик сыеклыкларның һәм тиксотроп структуралары булган сыеклыкларның характеристик тәртибе. Зуррак y бер үк масса фракциясендә, тизрәк r тигезлеккә җитә, һәм вакытка бәйләнеш кечерәк; түбән масса фракциясендә (<2%), CCE реологик каршылык күрсәтми. Масса өлеше 2,5% ка артканда, ул көчле вакытка бәйләнешне күрсәтә (4 нче рәсем), һәм тигезлеккә ирешү өчен якынча 10 минут вакыт кирәк, ә 3.0% булганда, тигезлек вакыты 50 минут. Системаның яхшы тиксотропиясе практик куллануга ярдәм итә.

2.2.2 Корылма тыгызлыгының эффекты:Спенсер-Диллон эмпирик формуласының логарифмик формасы сайланган, анда нуль киселгән ябышлык, b бер үк концентрациядә һәм төрле температурада даими, һәм бер үк температурада концентрация арту белән арта. Оноги 1966-нчы елда кабул иткән көч законы тигезләмәсе буенча M - полимерның чагыштырмача молекуляр массасы, А һәм В даими, ә c масса өлеше (%). Рәсем．5 Өч сызыкның ачык инфляция нокталары 0,6% тирәсе, ягъни критик масса өлеше бар. 0,6% тан артык, нуль кыркып торган ябышлык С концентрациясенең артуы белән тиз арта, төрле корылма тыгызлыгы булган өч үрнәкнең кәкреләре бик якын. Моннан аермалы буларак, масса өлеше 0,2% белән 0,8% арасында булганда, иң кечкенә корылма тыгызлыгы булган LR үрнәгенең нуль киселгән ябышлыгы иң зуры, чөнки водород бәйләнеше берләшмәсе билгеле контакт таләп итә. Шуңа күрә корылма тыгызлыгы макромолекулаларны тәртиптә һәм компакт тәртиптә урнаштырып буламы? DSC тесты аша, LR зәгыйфь кристаллизациянең иң югары дәрәҗәсе булганы ачыклана, бу корылма тыгызлыгын күрсәтә, һәм нульнең кырылучанлыгы шул ук концентрациядә югарырак. Масса фракциясе 0,2% тан ким булмаганда, LR иң кечкенә, чөнки эретелгән эремәдә, аз корылма тыгызлыгы булган макромолекулалар кәтүк ориентациясен формалаштырырга мөмкин, шуңа күрә нульнең ябышлыгы түбән. Эшчәнлекне калынлаштыру ягыннан бу яхшы җитәкчелек мәгънәсенә ия.

2.2.3 рН эффекты: 6 нчы рәсем - төрле pH белән 0,05% - 2,5% масса фракциясе диапазонында үлчәнгән нәтиҗә. Инфляция ноктасы якынча 0,45% бар, ләкин өч кәкре бер-берсенә охшаш диярлек, бу pHның нуль кыру ябышлыгына ачык тәэсир итмәвен күрсәтә, бу анионик целлюлоза эфирының pH сизгерлегеннән бөтенләй аерылып тора.

3. Йомгаклау

KG-30M эретелгән су эремәсе LLS тарафыннан өйрәнелә, һәм алынган гидродинамик радиус тарату - иң югары нокта. Почмакка бәйләнештән һәм Rg / Rb нисбәтеннән, аның формасы шерикка якын, ләкин җитәрлек регуляр түгел дип уйларга мөмкин. Өч корылма тыгызлыгы булган CCE чишелешләре өчен концентрация арту белән ябышлык арта, ләкин Ньютонның ау саны башта кими, аннары үзгәрә һәм хәтта күтәрелә; pH ябышлыкка аз тәэсир итә, һәм уртача корылма тыгызлыгы югарырак ябышлыкны ала ала.