Airíonna Réiteach Éitear ceallalóis Cationic

Rinneadh staidéar ar airíonna réitigh caol éitear ceallalóis cationic ard-luchtaithe (KG-30M) ag luachanna pH éagsúla le hionstraim scaipthe léasair, ón ga hidridinimiciúil (Rh) ag uillinneacha éagsúla, agus an fhréamh meán ga cearnach rothlaithe. Rg Léiríonn an cóimheas le Rh go bhfuil a chruth neamhrialta ach gar do sféarúil.Ansin, le cabhair ó rheometer, rinneadh staidéar mionsonraithe ar thrí réitigh chomhchruinnithe d'éitear ceallalóis cationic le dlúis muirir éagsúla, agus pléadh tionchar tiúchan, luach pH agus a dlús muirir féin ar a chuid airíonna sreabheolaíocha.De réir mar a mhéadaigh an tiúchan, laghdaigh easpónant Newton ar dtús agus laghdaigh ansin.Tarlaíonn luaineacht nó fiú rebound, agus tarlaíonn iompar thixotrópach ag 3% (codán maise).Tá dlús muirir measartha tairbheach chun slaodacht lomadh nialasach níos airde a fháil, agus níl mórán éifeacht ag pH ar a shlaodacht.

Eochairfhocail:éitear ceallalóis cationic;deilbhíocht ;náid slaodacht lomadh;réalteolaíocht

Baineadh úsáid go forleathan as díorthaigh cheallalóis agus a gcuid polaiméirí feidhme modhnaithe i réimsí táirgí fiseolaíocha agus sláintíochta, peitriceimiceach, leigheas, bia, táirgí cúraim phearsanta, pacáistiú, etc., éitear ceallalóis cationic intuaslagtha in uisce (CCE) mar gheall ar a ramhrú láidir. cumas, úsáidtear go forleathan é i gceimiceáin laethúla, go háirithe seampúnna, agus féadann sé feabhas a chur ar indóiteacht na gruaige tar éis seampú.Ag an am céanna, mar gheall ar a chomhoiriúnacht mhaith, is féidir é a úsáid i seampúnna dhá-in-aon agus uile-i-amháin.Tá ionchas maith iarratais aige freisin agus tharraing aird na dtíortha éagsúla.Tuairiscíodh sa litríocht go léiríonn réitigh díorthaigh ceallalóis iompraíochtaí cosúil le sreabhán Newtonian, sreabhán pseudoplastic, sreabhach thixotrópach agus sreabhán viscoelastic le méadú ar thiúchan, ach is beag an mhoirfeolaíocht, an reology agus na fachtóirí a mbíonn tionchar acu ar éitear ceallalóis cationic i dtuaslagán uiscí. tuarascálacha taighde.Díríonn an páipéar seo ar iompar sreabheolaíoch tuaslagán uiscí ceallalóis modhnaithe amóiniam ceathartha, chun tagairt a sholáthar lena chur i bhfeidhm go praiticiúil.

1. Cuid turgnamhach

1.1 Amhábhair

Éitear ceallalóis cationic (KG-30M, JR-30M, LR-30M);Táirge Ceanada Dow Chemical Company, arna sholáthar ag Procter & Gamble Company Kobe Ionad T&F sa tSeapáin, arna thomhas ag anailíseoir eiliminteach Vario EL (Cuideachta eiliminteach na Gearmáine), an sampla Is é an t-ábhar nítrigine 2.7%, 1.8%, 1.0% faoi seach (is é an dlús muirear 1.9 Meq/g, 1.25 Meq/g, 0.7 Meq/g faoi seach), agus déantar é a thástáil ag ionstraim scaipthe solais léasair ALV-5000E Gearmánach (LLS) tomhaiste go bhfuil a mheáchan meánmheáchan móilíneach thart ar 1.64×106g/mol.

1.2 Réitigh a ullmhú

Glanadh an sampla trí scagachán, scagdhealú agus reo-thriomú.Meáigh sraith de thrí shampla cainníochtúla faoi seach, agus cuir réiteach maolánach caighdeánach le pH 4.00, 6.86, 9.18 chun an tiúchan is gá a ullmhú.D'fhonn a chinntiú go ndearnadh na samplaí a thuaslagadh go hiomlán, cuireadh gach réiteach samplach ar stirrer maighnéadach ar feadh 48 uair an chloig roimh thástáil.

1.3 Tomhas scaipthe solais

Úsáid LLS chun meánmheáchan móilíneach an tsampla a thomhas i dtuaslagán uiscí caol, an ga hidridinimiciúil agus an fhréamh mheán ga uainíochta cearnach nuair a bhíonn an dara comhéifeacht Villi agus uillinneacha éagsúla,), agus tátal a bhaint as go bhfuil an t-éitear ceallalóis cationic seo isteach. an tuaslagán uiscí de réir a stádas cóimheasa.

1.4 Tomhas slaodachta agus imscrúdú sreabheolaíoch

Rinne Brookfield RVDV-III+ rheometer staidéar ar an réiteach tiubhaithe CCE, agus rinneadh imscrúdú ar an tionchar a bhíonn ag tiúchan, dlús luchta agus luach pH ar airíonna réiteolaíocha ar nós slaodacht samplach.Ag tiúchan níos airde, is gá a thixotropy a imscrúdú.

2. Torthaí agus plé

2.1 Taighde ar Scaipeadh Solais

Mar gheall ar a struchtúr móilíneach speisialta, tá sé deacair a bheith ann i bhfoirm móilín amháin fiú i dtuaslagóir maith, ach i bhfoirm micelles cobhsaí áirithe, braislí nó comhlachais.

Nuair a breathnaíodh an tuaslagán uiscí caol (~o.1%) de CCE le micreascóp polarúcháin, faoi chúlra na páirce ortagánach tras dubh, bhí spotaí geala “réalta” agus barraí geala le feiceáil.Tá sé mar thréith eile ag scaipthe solais, an ga hidridinimiciúil ag pH agus uillinneacha éagsúla, an meángha fréimhe cearnach de rothlú agus an dara comhéifeacht Villi a fhaightear ón léaráid Berry liostaithe i gCluaisín.1. Is é an graf dáileadh den fheidhm ga hidrodinimiciúil a fhaightear ag tiúchan 10-5 den chuid is mó buaic amháin, ach tá an dáileadh an-leathan (Fíor 1), rud a léiríonn go bhfuil comhlachais leibhéal móilíneach agus comhiomláin mhóra sa chóras. ;Tá athruithe ann, agus tá na luachanna Rg/Rb ar fad thart ar 0.775, rud a thugann le fios go bhfuil cruth CCE i dtuaslagán gar do sféarúil, ach nach bhfuil sé rialta go leor.Níl éifeacht pH ar Rb agus RG soiléir.Idirghníomhaíonn an fritháireamh sa tuaslagán maolánach le CCE chun an lucht a chosaint ar a slabhra taobh agus é a dhéanamh crapadh, ach athraíonn an difríocht de réir an chineáil frithbhearta.Tá tomhas scaipthe solais polaiméirí luchtaithe so-ghabhálach d'idirghníomhaíocht fórsa fadraoin agus cur isteach seachtrach, agus mar sin tá earráidí agus teorainneacha áirithe i dtréithriú LLS.Nuair a bhíonn an maischodán níos mó ná 0.02%, tá beanna dúbailte doscartha den chuid is mó nó fiú buaiceanna iolracha sa léaráid dáileacháin Rh.De réir mar a mhéadaíonn an tiúchan, méadaíonn Rh freisin, rud a léiríonn go bhfuil níos mó macramóilíní bainteach nó fiú comhiomlánaithe.Nuair a bhí Cao et al.úsáid scaipthe solais chun staidéar a dhéanamh ar copolymer ceallalóis carboxymethyl agus macroiméirí dromchla-ghníomhacha, bhí beanna dúbailte doscartha ann freisin, ceann acu idir 30nm agus 100nm, rud a léiríonn foirmiú micelles ag an leibhéal móilíneach, agus an ceann eile Tá an buaic Rh sách mór, a mheastar gur comhiomlán é, atá cosúil leis na torthaí a chinntear sa pháipéar seo.

2.2 Taighde ar iompar rheological

2.2.1 Éifeacht tiúchana:Déan slaodacht dealraitheach réitigh KG-30M a thomhas le tiúchain éagsúla ag rátaí lomadh éagsúla, agus de réir an fhoirm logartamach den chothromóid dlí cumhachta atá molta ag Ostwald-Dewaele, nuair nach mó ná 0.7% an mais-chodán, agus sraith de línte díreacha. le comhéifeachtaí comhghaolmhaireachta líneacha níos mó ná 0.99.Agus de réir mar a mhéadaíonn an tiúchan, laghdaítear luach easpórtálaí Newton n (níos lú ná 1 ar fad), rud a léiríonn sreabhán soiléir pseudoplastic.Agus iad á dtiomáint ag fórsa lomadh, tosaíonn na slabhraí macramóilíní ag réiteach agus ag díriú, agus mar sin laghdaítear an slaodacht.Nuair is mó ná 0.7% an maischodán, laghdaítear comhéifeacht comhghaolaithe líneach na líne dírí a fhaightear (thart ar 0.98), agus tosaíonn n ag luainiú nó fiú ag ardú leis an méadú tiúchana;nuair a shroicheann an maischodán 3% (Fíor 2), an tábla Méadaíonn an slaodacht dealraitheach ar dtús agus ansin laghdaítear é le méadú ar an ráta lomadh.Tá an tsraith feiniméin seo difriúil ó thuairiscí réitigh polaiméire anionic agus cationic eile.Ardaíonn an n luach, is é sin, déantar an mhaoin neamh-Newtonian a lagú;Is leacht slaodach é leacht Newtonian, agus tarlaíonn sciorradh idirmhóilíneach faoi ghníomhaíocht strus lomadh, agus ní féidir é a aisghabháil;tá cuid leaisteacha in-aisghabhála agus cuid slaodach neamh-aisghabhála i sreabhán neamh-Newtonian.Faoi ghníomhaíocht strus lomadh, tarlaíonn an duillín dochúlaithe idir móilíní, agus ag an am céanna, toisc go bhfuil na macromóilíní sínte agus dírithe leis an lomadh, cruthaítear cuid leaisteacha in-aisghabhála.Nuair a bhaintear an fórsa seachtrach, bíonn claonadh ag na macramóilíní filleadh ar an bhfoirm chuachta bhunaidh, agus mar sin téann luach n suas.Leanann an tiúchan ag méadú chun struchtúr líonra a fhoirmiú.Nuair a bhíonn an strus lomadh beag, ní scriosfar é, agus ní tharlóidh ach dífhoirmiúchán leaisteacha.Ag an am seo, feabhsófar an elasticity sách, déanfar an slaodacht a lagú, agus laghdóidh luach n;agus an strus lomadh ag méadú de réir a chéile le linn an phróisis tomhais, mar sin n Athraíonn an luach.Nuair a shroicheann an mais-chodán 3%, méadóidh an slaodacht dealraitheach ar dtús agus ansin laghdaítear é, toisc go gcuireann an lomadh beag imbhualadh macramóilíní chun comhiomláin mhóra a fhoirmiú, agus mar sin ardaíonn an slaodacht, agus leanann an strus lomadh ag briseadh na comhiomláin., laghdóidh an slaodacht arís.

In imscrúdú thixotropy, socraigh an luas (r / min) chun an y atá ag teastáil a bhaint amach, an luas a mhéadú go rialta go dtí go sroicheann sé an luach socraithe, agus ansin titim go tapa ón luas uasta ar ais go dtí an luach tosaigh chun an comhfhreagrach a fháil. Taispeántar an strus lomadh, a ghaol leis an ráta lomadh i bhFíor 3. Nuair a bhíonn an mais-chodán níos lú ná 2.5%, forluíonn an cuar aníos agus an cuar anuas go hiomlán, ach nuair a bhíonn mais chodán 3%, an dá líne sin. forluí níos faide, agus an líne anuas chun deiridh, rud a léiríonn thixotropy.

Tugtar friotaíocht sreabheolaíoch ar an spleáchas ama ar strus lomadh.Is tréith í an fhriotaíocht rheological leachtanna agus leachtanna viscoelastic le struchtúir thixotrópacha.Faightear go bhfuil an níos mó y ag an gcodán maise céanna, sroicheann an r níos tapúla cothromaíocht, agus is lú an spleáchas ama;ag mais-chodán níos ísle (<2%), ní léiríonn CCE friotaíocht sreabheolaíoch.Nuair a mhéadaíonn an codán mais go 2.5%, léiríonn sé spleáchas láidir ama (Fíor 4), agus tógann sé thart ar 10 nóiméad chun cothromaíocht a bhaint amach, agus ag 3.0%, tógann an t-am cothromaíochta 50 nóiméad.Cabhraíonn dea-thixotropy an chórais le cur i bhfeidhm praiticiúil.

2.2.2 Éifeacht an dlús luchta:roghnaítear foirm logartamach na foirmle eimpíreach Spencer-Dillon, ina bhfuil an slaodacht gearrtha nialasach, b seasmhach ag an tiúchan céanna agus teocht éagsúil, agus méaduithe le méadú ar thiúchan ag an teocht chéanna.De réir chothromóid an dlí cumhachta a ghlac Onogi i 1966, is é M mais mhóilíneach choibhneasta an pholaiméir, is tairisigh iad A agus B, agus is é c an maischodán (%).Fig．5 Tá ​​pointí infhillte soiléire timpeall 0.6% ag na trí chuar, is é sin, tá codán mais chriticiúil ann.Níos mó ná 0.6%, méadaíonn an slaodacht náid lomadh go tapa leis an méadú ar thiúchan C. Tá cuair na dtrí shampla le dlús muirir éagsúla an-dlúth.I gcodarsnacht leis sin, nuair a bhíonn an mais-chodán idir 0.2% agus 0.8%, is é an slaodacht gearrtha náid ar an sampla LR leis an dlús muirear is lú an ceann is mó, toisc go n-éilíonn comhlachas bannaí hidrigine teagmháil áirithe.Dá bhrí sin, tá dlúthbhaint ag an dlús muirir le cibé an féidir na macromóilíní a shocrú ar bhealach ordúil agus dlúth;trí thástáil DSC, faightear go bhfuil buaic criostalaithe lag ag LR, rud a léiríonn dlús muirear oiriúnach, agus tá an slaodacht lomadh nialasach níos airde ag an tiúchan céanna.Nuair a bhíonn an mais-chodán níos lú ná 0.2%, is é LR an ceann is lú, mar gheall ar réiteach caol, is mó an seans go gcruthóidh macromóilíní le dlús muirear íseal treoshuíomh coil, agus mar sin tá an slaodacht lomadh nialasach íseal.Tá suntas treorach maith aige seo i dtéarmaí feidhmíochta ramhraithe.

2.2.3 éifeacht pH: Is é Fíor 6 an toradh a thomhaistear ag pH difriúil laistigh den raon mais-chodán 0.05% go 2.5%.Tá pointe infhillte thart ar 0.45%, ach tá na trí chuar beagnach forluí, rud a léiríonn nach bhfuil aon éifeacht soiléir ag pH ar shlaodacht lomadh náid, atá difriúil go leor ó íogaireacht éitear ceallalóis anionic go pH.

3. Conclúid

Déanann LLS staidéar ar an tuaslagán uiscí caol KG-30M, agus is é an dáileadh ga hidridinimiciúil a fhaightear buaic amháin.Ón spleáchas uillinne agus cóimheas Rg/Rb, is féidir a thuiscint go bhfuil a chruth gar do sféarúil, ach nach bhfuil sé rialta go leor.Maidir leis na réitigh CCE le trí dhlús luchtaithe, méadaíonn an slaodacht le méadú ar an tiúchan, ach laghdaítear uimhir fiaigh an Newton n ar dtús, ansin luainíonn agus fiú ardaíonn;Níl mórán éifeacht ag pH ar an slaodacht, agus is féidir le dlús muirir measartha slaodacht níos airde a fháil.