Awọn ipa ti Awọn aropo ati iwuwo Molecular lori Awọn ohun-ini Dada ti Nonionic Cellulose Ether

Ni ibamu si ilana impregnation ti Washburn (Itumọ Ilaluja) ati imọ-itumọ idapọ van Oss-Good-Chaudhury (Idapọ Iṣọkan) ati ohun elo ti imọ-ẹrọ wick columnar (Ọna Wicking Technique), ọpọlọpọ awọn ethers cellulose ti kii-ionic, gẹgẹ bi methyl cellulose Awọn ohun-ini dada ti cellulose, hydroxypropyl cellulose ati hydroxypropyl methylcellulose ni idanwo. Nitori awọn aropo oriṣiriṣi, awọn iwọn ti aropo ati awọn iwuwo molikula ti awọn ethers cellulose wọnyi, awọn agbara oju ilẹ wọn ati awọn paati wọn yatọ pupọ. Awọn data fihan pe Lewis mimọ ti kii-ionic cellulose ether tobi ju Lewis acid, ati awọn ifilelẹ ti awọn ẹyaapakankan fun awọn dada free agbara ni Lifshitz-van der Waals agbara. Agbara dada ti hydroxypropyl ati akopọ rẹ tobi ju ti hydroxymethyl. Labẹ ayika ile ti aropo kanna ati alefa iyipada, agbara ọfẹ dada ti cellulose hydroxypropyl jẹ ibamu si iwuwo molikula; nigba ti dada free agbara ti hydroxypropyl methylcellulose ni iwon si awọn ìyí ti aropo ati inversely iwon si molikula àdánù. Awọn ṣàdánwò tun ri wipe awọn dada agbara ti awọn substituent hydroxypropyl ati hydroxypropylmethyl ninu awọn ti kii-ionic cellulose ether dabi lati wa ni o tobi ju awọn dada agbara ti cellulose, ati awọn ṣàdánwò mule pe awọn dada agbara ti awọn cellulose idanwo ati awọn oniwe-tiwqn Awọn data ti wa ni ni ibamu pẹlu awọn litireso.

Awọn ọrọ pataki: nonionic cellulose ethers; substituents ati awọn iwọn ti aropo; iwuwo molikula; awọn ohun-ini dada; wick ọna ẹrọ

Cellulose ether jẹ ẹya nla ti awọn itọsẹ cellulose, eyiti o le pin si anionic, cationic ati awọn ethers nonionic gẹgẹbi ilana kemikali ti awọn aropo ether wọn. Cellulose ether tun jẹ ọkan ninu awọn ọja akọkọ ti a ṣe iwadii ati iṣelọpọ ni kemistri polymer. Nitorinaa, ether cellulose ti jẹ lilo pupọ ni oogun, imototo, ohun ikunra ati ile-iṣẹ ounjẹ.

Botilẹjẹpe awọn ethers cellulose, gẹgẹbi hydroxymethylcellulose, hydroxypropylcellulose ati hydroxypropylmethylcellulose, ti ṣe iṣelọpọ ni ile-iṣẹ ati ọpọlọpọ awọn ohun-ini wọn ti ṣe iwadii, agbara dada wọn, acid Alkali-reactive-ini ko ti royin titi di isisiyi. Niwọn igba ti a lo pupọ julọ awọn ọja wọnyi ni agbegbe omi, ati awọn abuda oju ilẹ, ni pataki awọn abuda ifaseyin acid-ipilẹ, o ṣee ṣe lati ni ipa lori lilo wọn, o jẹ dandan lati ṣe iwadi ati loye awọn abuda kemikali dada ti ether cellulose iṣowo yii.

Ti o ba ṣe akiyesi pe awọn apẹẹrẹ ti awọn itọsẹ cellulose jẹ rọrun pupọ lati yipada pẹlu iyipada awọn ipo igbaradi, iwe yii nlo awọn ọja iṣowo bi awọn apẹẹrẹ lati ṣe afihan agbara agbara wọn, ati da lori eyi, ipa ti awọn aropo ati awọn iṣiro molikula ti iru awọn ọja lori dada. Awọn ohun-ini ti wa ni iwadi.

1. Apakan idanwo

1.1 Aise ohun elo

Awọn ti kii-ionic cellulose ether lo ninu awọn ṣàdánwò ni awọn ọja tiKIMA CHEMICAL CO., LTD,. Awọn ayẹwo ko ni labẹ eyikeyi itọju ṣaaju idanwo.

Ti o ba ṣe akiyesi pe awọn itọsẹ cellulose jẹ ti cellulose, awọn ẹya meji naa sunmọ, ati awọn ohun-ini dada ti cellulose ti royin ninu awọn iwe-iwe, nitorina iwe yii nlo cellulose gẹgẹbi apẹẹrẹ apẹẹrẹ. Ayẹwo cellulose ti a lo jẹ koodu-orukọ C8002 ati pe o ti ra latiKIMA, CN. Ayẹwo naa ko ni labẹ eyikeyi itọju lakoko idanwo naa.

Awọn reagents ti a lo ninu idanwo naa jẹ: ethane, diodomethane, omi deionized, formamide, toluene, chloroform. Gbogbo awọn olomi jẹ awọn ọja mimọ ni itupalẹ ayafi omi ti o wa ni iṣowo.

1.2 esiperimenta ọna

Ninu idanwo yii, ilana wicking ọwọn ni a gba, ati apakan kan (nipa 10 cm) ti pipette boṣewa pẹlu iwọn ila opin inu ti 3 mm ni a ge bi tube ọwọn. Fi 200 miligiramu ti ayẹwo powdered sinu tube iwe ni akoko kọọkan, lẹhinna gbọn lati jẹ ki o paapaa ki o si gbe e ni inaro si isalẹ ti apo gilasi pẹlu iwọn ila opin ti inu ti o to 3 cm, ki omi naa le wa ni itọlẹ laipẹkan. Ṣe iwọn 1 milimita ti omi lati ṣe idanwo ati fi sii sinu apo gilasi kan, ki o ṣe igbasilẹ akoko immersion t ati ijinna immersion X ni akoko kanna. Gbogbo awọn idanwo ni a ṣe ni iwọn otutu yara (25±1°C). Data kọọkan jẹ aropin ti awọn adanwo atunwi mẹta.

1.3 Iṣiro ti esiperimenta data

Ipilẹ imọ-jinlẹ fun ohun elo ti ilana wicking iwe lati ṣe idanwo agbara dada ti awọn ohun elo lulú jẹ idogba impregnation Washburn (idogba ilaluja Washburn).

1.3.1 Ipinnu ti radius ti o munadoko ti capillary Reff ti iwọn ayẹwo

Nigbati o ba n lo agbekalẹ immersion Washburn, ipo fun iyọrisi ririn pipe jẹ cos=1. Eyi tumọ si pe nigba ti a ba yan omi kan lati fi omi ṣan sinu ohun ti o lagbara lati ṣaṣeyọri ipo tutu ni kikun, a le ṣe iṣiro radius ti o munadoko ti capillary Reff ti ayẹwo ti o niwọn nipasẹ idanwo aaye immersion ati akoko ni ibamu si ọran pataki ti ilana immersion Washburn.

1.3.2 Lifshitz-van der Waals agbara iṣiro fun ayẹwo ti wọn

Gẹgẹbi awọn ofin apapọ ti van Oss-Chaudhury-Good, ibatan laarin awọn aati laarin awọn olomi ati awọn ipilẹ.

1.3.3 Iṣiro ti Lewis acid-mimọ agbara ti awọn ayẹwo iwọn

Ni gbogbogbo, awọn ohun-ini ipilẹ-acid ti awọn ipilẹ ti a ṣe iṣiro lati inu data ti a fi omi ṣan pẹlu omi ati formamide. Ṣugbọn ninu nkan yii, a rii pe ko si iṣoro nigba lilo bata meji ti awọn olomi pola lati wiwọn cellulose, ṣugbọn ninu idanwo ti ether cellulose, nitori giga immersion ti eto ojutu pola ti omi / formamide ni ether cellulose ti lọ silẹ pupọ. , ṣiṣe igbasilẹ akoko ti o nira pupọ. Nitorinaa, eto ojutu toluene/chloroform ti a ṣe nipasẹ Chibowsk ni a yan. Gẹgẹbi Chibowski, eto ojutu pola toluene/chloroform tun jẹ aṣayan kan. Eyi jẹ nitori awọn olomi meji wọnyi ni acidity pataki ati alkalinity, fun apẹẹrẹ, toluene ko ni Lewis acidity, ati chloroform ko ni alkalinity Lewis. Lati le gba data ti o gba nipasẹ eto ojutu toluene / chloroform ni isunmọ si eto ojutu pola ti a ṣeduro ti omi / formamide, a lo awọn ọna omi pola meji wọnyi lati ṣe idanwo cellulose ni akoko kanna, ati lẹhinna gba imugboroja ti o baamu tabi awọn iye-iye isunki. ṣaaju lilo Awọn data ti o gba nipasẹ impregnating cellulose ether pẹlu toluene / chloroform wa nitosi awọn ipinnu ti a gba fun eto omi / formamide. Niwọn igba ti awọn ethers cellulose ti wa lati inu cellulose ati pe eto ti o jọra pupọ wa laarin awọn meji, ọna iṣiro yii le wulo.

1.3.4 Isiro ti lapapọ dada free agbara

2. Awọn esi ati ijiroro

2.1 Cellulose bošewa

Niwọn bi awọn abajade idanwo wa lori awọn ayẹwo boṣewa cellulose rii pe data wọnyi wa ni adehun to dara pẹlu awọn ti a royin ninu awọn iwe-iwe, o jẹ oye lati gbagbọ pe awọn abajade idanwo lori awọn ethers cellulose yẹ ki o tun gbero.

2.2 Awọn abajade idanwo ati ijiroro ti ether cellulose

Lakoko idanwo ti ether cellulose, o nira pupọ lati ṣe igbasilẹ ijinna immersion ati akoko nitori iwọn immersion kekere pupọ ti omi ati formamide. Nitorina, iwe yii yan eto toluene / chloroform ojutu bi ojutu miiran, ati pe o ṣe iṣiro Lewis acidity ti cellulose ether ti o da lori awọn abajade idanwo ti omi / formamide ati toluene / chloroform lori cellulose ati awọn ibaraẹnisọrọ ti o yẹ laarin awọn ọna ṣiṣe ojutu meji. ati agbara ipilẹ.

Gbigba cellulose gẹgẹbi apẹẹrẹ boṣewa, lẹsẹsẹ ti awọn abuda ipilẹ-acid ti awọn ethers cellulose ni a fun. Niwọn bi abajade ti ether cellulose impregnating pẹlu toluene/chloroform ti ni idanwo taara, o jẹ idaniloju.

Eyi tumọ si pe iru ati iwuwo molikula ti awọn aropo yoo ni ipa lori awọn ohun-ini ipilẹ-acid ti ether cellulose, ati ibatan laarin awọn aropo meji, hydroxypropyl ati hydroxypropylmethyl, lori awọn ohun-ini ipilẹ-acid ti ether cellulose ati iwuwo molikula patapata idakeji. Ṣugbọn o tun le ni ibatan si otitọ pe awọn MPs jẹ awọn aropo ti o dapọ.

Niwọn igba ti awọn aropo MO43 ati K8913 yatọ ati ni iwuwo molikula kanna, fun apẹẹrẹ, aropo ti iṣaaju jẹ hydroxymethyl ati aropo ti igbehin jẹ hydroxypropyl, ṣugbọn iwuwo molikula ti awọn mejeeji jẹ 100,000, nitorinaa o tun tumọ si pe ipilẹ ti iwuwo molikula kanna Labẹ awọn ayidayida, S+ ati S- ti ẹgbẹ hydroxymethyl le kere ju ẹgbẹ hydroxypropyl lọ. Ṣugbọn awọn ìyí ti aropo jẹ tun ṣee ṣe, nitori awọn ìyí ti fidipo ti K8913 jẹ nipa 3.00, nigba ti MO43 jẹ nikan 1,90.

Niwọn igba ti iwọn iyipada ati awọn aropo ti K8913 ati K9113 jẹ kanna ṣugbọn iwuwo molikula nikan yatọ, lafiwe laarin awọn mejeeji fihan pe S + ti hydroxypropyl cellulose dinku pẹlu ilosoke ti iwuwo molikula, ṣugbọn S- pọ si ni ilodi si. .

Lati akojọpọ awọn abajade idanwo ti agbara dada ti gbogbo awọn ethers cellulose ati awọn paati wọn, o le rii pe boya o jẹ cellulose tabi cellulose ether, paati akọkọ ti agbara oju wọn ni agbara Lifshitz-van der Waals, ṣiṣe iṣiro fun nipa 98% ~ 99%. Pẹlupẹlu, awọn ipa Lifshitz-van der Waals ti awọn ethers cellulose nonionic wọnyi (ayafi MO43) tun jẹ pupọ julọ ju awọn ti cellulose lọ, eyiti o tọka si pe ilana etherification ti cellulose tun jẹ ilana ti jijẹ awọn ologun Lifshitz-van der Waals. Ati awọn ilọsiwaju wọnyi yorisi agbara dada ti ether cellulose ti o tobi ju ti cellulose lọ. Iṣẹlẹ yii jẹ igbadun pupọ nitori pe awọn ethers cellulose wọnyi ni a maa n lo ni iṣelọpọ awọn ohun alumọni. Ṣugbọn data naa jẹ akiyesi, kii ṣe nitori pe data nipa apẹẹrẹ itọkasi boṣewa ti a ṣe idanwo ni idanwo yii jẹ ibamu pupọ pẹlu iye ti a royin ninu awọn iwe-kikọ, data nipa apẹẹrẹ apẹẹrẹ itọkasi jẹ lalailopinpin ni ibamu pẹlu iye ti a royin ninu awọn iwe, fun apẹẹrẹ: gbogbo awọn wọnyi cellulose SAB ti ethers ni significantly kere ju ti cellulose, ati yi jẹ nitori won gan tobi Lewis ìtẹlẹ. Labẹ ayika ile ti aropo kanna ati alefa iyipada, agbara ọfẹ dada ti cellulose hydroxypropyl jẹ ibamu si iwuwo molikula; nigba ti dada free agbara ti hydroxypropyl methylcellulose ni iwon si awọn ìyí ti aropo ati inversely iwon si molikula àdánù.

Ni afikun, nitori cellulose ethers ni o tobi SLW ju cellulose, sugbon a ti mọ tẹlẹ pe wọn dispersibility ni o dara ju cellulose, ki o le wa ni preliminarily kà pe awọn ifilelẹ ti awọn ẹyaapakankan ti SLW je nonionic cellulose ethers yẹ ki o wa ni London agbara.

3. Ipari

Awọn ijinlẹ ti fihan pe iru aropo, iwọn ti aropo ati iwuwo molikula ni ipa nla lori agbara dada ati akopọ ti ether cellulose ti kii-ionic. Ati pe ipa yii dabi pe o ni igbagbogbo atẹle:

(1) S + ti kii-ionic cellulose ether jẹ kere ju S-.

(2) Agbara dada ti nonionic cellulose ether jẹ iṣakoso nipasẹ agbara Lifshitz-van der Waals.

(3) Iwọn molikula ati awọn aropo ni ipa lori agbara dada ti awọn ethers cellulose ti kii-ionic, ṣugbọn o da lori iru awọn aropo.

(4) Labẹ ipilẹ ti aropo kanna ati alefa iyipada, agbara ọfẹ dada ti cellulose hydroxypropyl jẹ ibamu si iwuwo molikula; nigba ti dada free agbara ti hydroxypropyl methylcellulose ni iwon si awọn ìyí ti aropo ati inversely iwon si molikula àdánù.

(5) Ilana etherification ti cellulose jẹ ilana kan ninu eyiti Lifshitz-van der Waals agbara n pọ si, ati pe o tun jẹ ilana ti Lewis acidity dinku ati Lewis alkalinity posi.