Ցելյուլոզը՝ Երկրի վրա ամենաառատ օրգանական միացությունը, ցուցադրում է ուշագրավ հատկություններ, որոնցից մեկը ջուրը կլանելու կարողությունն է։Ցելյուլոզայի այս հիգրոսկոպիկ բնույթը լայն կիրառություն է գտնում արդյունաբերության տարբեր ոլորտներում՝ տեքստիլից մինչև դեղագործություն:Ցելյուլոզայի ջրի կլանման մեխանիզմների ըմբռնումը շատ կարևոր է տարբեր ծրագրերում դրա օգտագործումը օպտիմալացնելու համար:
Ներածություն:
Ցելյուլոզա, պոլիսախարիդ, որը կազմված է գլյուկոզայի միավորներից, որոնք կապված են β(1→4) գլիկոզիդային կապերով, բույսերի բջիջների պատերի առաջնային կառուցվածքային բաղադրիչն է։Բնության մեջ նրա առատությունը, վերականգնվողությունը և կենսաքայքայվողությունը այն դարձնում են շատ ցանկալի նյութ բազմաթիվ արդյունաբերական կիրառությունների համար:Ցելյուլոզայի հետաքրքրաշարժ հատկություններից մեկը ջուրն արդյունավետորեն կլանելու կարողությունն է:Այս հատկանիշը զգալի ազդեցություն ունի տարբեր ոլորտներում, ինչպիսիք են տեքստիլը, թղթի արտադրությունը, սննդամթերքը, դեղագործությունը և կենսանյութերը:Ցելյուլոզայի ջրի կլանման վարքագծի հիմքում ընկած մեխանիզմների ըմբռնումը կարևոր է այս կիրառություններում դրա լիարժեք ներուժն օգտագործելու համար:
Ցելյուլոզով ջրի կլանման վրա ազդող գործոններ.
Մի քանի գործոններ ազդում են ցելյուլոզայի ջրի կլանման կարողության վրա.
Բյուրեղայինություն. Ցելյուլոզայի բյուրեղային կառուցվածքը զգալիորեն ազդում է ջրի կլանման հատկությունների վրա:Բյուրեղային շրջաններն ավելի ցածր ջրի կլանում են ցույց տալիս ամորֆ շրջանների համեմատ՝ ջրի մոլեկուլների սահմանափակ հասանելիության պատճառով:
Մակերեւույթի մակերեսը. Ցելյուլոզային մանրաթելերի մակերեսը վճռորոշ դեր է խաղում ջրի կլանման գործում:Ավելի բարձր մակերեսով մանր բաժանված ցելյուլոզը հակված է ավելի շատ ջուր կլանելու՝ համեմատած ավելի մեծածավալ ցելյուլոզային կառուցվածքների հետ:
Հիդրոֆիլություն. ցելյուլոզայի մոլեկուլներում առկա հիդրոքսիլ (-OH) խմբերը դրանք դարձնում են հիդրոֆիլ՝ հեշտացնելով ջրի կլանումը ջրածնային կապի միջոցով:
Պոլիմերացման աստիճանը. պոլիմերացման ավելի բարձր աստիճանով ցելյուլոզը հակված է ավելի բարձր ջրի կլանման կարողություն ունենալ՝ միավոր զանգվածի վրա ավելի շատ հիդրօքսիլ խմբերի առկայության պատճառով:
Ջերմաստիճան և հարաբերական խոնավություն. շրջակա միջավայրի պայմանները, ինչպիսիք են ջերմաստիճանը և հարաբերական խոնավությունը, զգալիորեն ազդում են ցելյուլոզայի ջրի կլանման վարքագծի վրա:Ջերմաստիճանի և խոնավության բարձր մակարդակները, ընդհանուր առմամբ, մեծացնում են ջրի կլանումը ջրի մոլեկուլների շարժունակության բարձրացման պատճառով:
Բնութագրման մեթոդներ.
Ցելյուլոզայի ջրի կլանման հատկությունները բնութագրելու համար օգտագործվում են տարբեր մեթոդներ.
Գրավիմետրիկ վերլուծություն. Գրավիմետրիկ մեթոդները ներառում են ցելյուլոզայի նմուշների քաշի ավելացումը ժամանակի ընթացքում ջրի ազդեցության ժամանակ:Սա քանակական տվյալներ է տալիս ջրի կլանման կինետիկայի և հավասարակշռված խոնավության պարունակության վերաբերյալ:
Ֆուրիեի փոխակերպման ինֆրակարմիր սպեկտրոսկոպիա (FTIR). FTIR սպեկտրոսկոպիան օգտագործվում է ջրի կլանման արդյունքում ցելյուլոզայի ֆունկցիոնալ խմբերի փոփոխությունները վերլուծելու համար:Պիկ դիրքերի և ինտենսիվության տեղաշարժերը ցույց են տալիս ցելյուլոզայի և ջրի մոլեկուլների փոխազդեցությունը:
Ռենտգենյան դիֆրակցիա (XRD). XRD-ն օգտագործվում է ջրի կլանումից հետո ցելյուլոզայի բյուրեղության փոփոխությունները գնահատելու համար:Բյուրեղության ինդեքսի նվազումը հուշում է ցելյուլոզային մանրաթելերի ուռչում ջրի կլանման պատճառով:
Սկանավորող էլեկտրոնային մանրադիտակ (SEM). SEM-ը թույլ է տալիս պատկերացնել ցելյուլոզային մանրաթելերի մորֆոլոգիական փոփոխությունները ջրի կլանումից առաջ և հետո:Այն պատկերացում է տալիս ցելյուլոզային նյութերի կառուցվածքային ամբողջականության և ծակոտկենության մասին:
Ցելյուլոզայի կիրառությունները որպես հիգրոսկոպիկ նյութ.
Ցելյուլոզայի հիգրոսկոպիկ բնույթը տարբեր կիրառություններ է գտնում տարբեր ոլորտներում.
Տեքստիլ. Ցելյուլոզայի վրա հիմնված մանրաթելերը, ինչպիսիք են բամբակը և ռայոնը, լայնորեն օգտագործվում են տեքստիլ արտադրության մեջ՝ խոնավությունը կլանելու իրենց ունակության պատճառով՝ ապահովելով հագուստի հարմարավետություն և շնչառություն:
Թղթի արտադրություն. ցելյուլոզային մանրաթելերը ծառայում են որպես թղթի արտադրության հիմնական հումք:Նրանց ջրի կլանման հատկությունները ազդում են թղթի որակի, տպագրության և ամրության վրա:
Սննդի արդյունաբերություն. Ցելյուլոզայի ածանցյալները, ինչպիսիք են մեթիլցելյուլոզը և կարբոքսիմեթիլցելյուլոզը, օգտագործվում են որպես խտացնող նյութեր, կայունացուցիչներ և էմուլգատորներ սննդամթերքում:Նրանց ջրի կլանման կարողությունը բարձրացնում է հյուսվածքը և պահպանման ժամկետը:
Դեղագործություն. Ցելյուլոզայի վրա հիմնված օժանդակ նյութերը սովորաբար օգտագործվում են դեղագործական ձևակերպումների մեջ՝ թմրամիջոցների արտազատումը վերահսկելու, կայունությունը բարելավելու և կենսահասանելիությունը բարձրացնելու ունակության համար:Նրանք նաև օգնում են հաբերի և պարկուճների քայքայմանը և տարրալուծմանը:
Կենսանյութեր. Ցելյուլոզային հիդրոգելները և թաղանթները հայտնվում են որպես խոստումնալից կենսանյութեր տարբեր կենսաբժշկական կիրառությունների համար, ներառյալ դեղերի առաքումը, հյուսվածքների ճարտարագիտությունը և վերքերի բուժումը:Նրանց ջրի կլանման բարձր հզորությունը թույլ է տալիս արդյունավետ խոնավացում և բջիջների բազմացում:
Ջուրը կլանելու ցելյուլոզայի ուշագրավ կարողությունը բխում է նրա յուրահատուկ կառուցվածքային և քիմիական հատկություններից:Ջրի կլանման վրա ազդող գործոնների, բնութագրման մեթոդների և ցելյուլոզայի՝ որպես հիգրոսկոպիկ նյութի կիրառման մասին հասկանալը կարևոր է արդյունաբերության տարբեր ոլորտներում դրա օգտագործումը օպտիմալացնելու համար:Այս ոլորտում շարունակական հետազոտությունները հետագայում կընդլայնեն կիրառությունների շրջանակը և կնպաստեն կայուն նյութերի զարգացմանը՝ կատարելագործված կատարողական հատկություններով:
Հրապարակման ժամանակը՝ Մար-29-2024