Eiginleikar katjónískra sellulósaeterlausnar

Eiginleikar þynntrar lausnar háhleðslu-þéttleika katjónísks sellulósaeters (KG-30M) við mismunandi pH-gildi voru rannsakaðir með leysidreifingartæki, frá vatnaflfræðilegum radíus (Rh) í mismunandi sjónarhornum og rótmeðalferningsradíus snúnings Rg Hlutfallið á móti Rh leiðir til þess að lögun þess sé óregluleg en nálægt kúlulaga.Síðan voru þrjár óblandaðar lausnir af katjónískum sellulósaeterum með mismunandi hleðsluþéttleika rannsakaðar ítarlega með hjálp mælimælis og rædd áhrif styrks, pH-gildis og eigin hleðsluþéttleika hans á rheological eiginleika hans.Þegar styrkurinn jókst minnkaði veldisvísir Newtons fyrst og minnkaði síðan.Sveifla eða jafnvel bakslag á sér stað, og tíkótrópísk hegðun á sér stað við 3% (massahlutfall).Miðlungs hleðsluþéttleiki er gagnlegur til að fá hærri núll-shear seigju og pH hefur lítil áhrif á seigju hennar.

Lykilorð:katjónískur sellulósaeter;formgerð;núll klippa seigja;gigtarfræði

Sellulósaafleiður og breyttar virka fjölliður þeirra hafa verið mikið notaðar á sviði lífeðlis- og hreinlætisvara, jarðolíu, lyfja, matvæla, persónulegra umbúða, umbúða osfrv. getu, það er mikið notað í daglegum efnum, sérstaklega sjampóum, og getur bætt combability hársins eftir sjampó.Á sama tíma, vegna góðs samhæfis, er hægt að nota það í tveggja í einu og allt í einu sjampóum.Það hefur einnig góða möguleika á umsókn og hefur vakið athygli ýmissa landa.Greint hefur verið frá því í bókmenntum að sellulósaafleiðulausnir sýni hegðun eins og Newtons vökva, gerviplastvökva, þikótrópískan vökva og seigjuteygjuvökva með aukinni styrk, en formgerð, gigtarfræði og áhrifaþættir katjónísks sellulósaeters í vatnslausn. rannsóknarskýrslur.Þessi grein fjallar um rheological hegðun fjórðungra ammoníum breyttra sellulósa vatnslausnar, til að veita tilvísun fyrir hagnýt notkun.

1. Tilraunahluti

1.1 Hráefni

Katjónískur sellulósaeter (KG-30M, JR-30M, LR-30M);Canada Dow Chemical Company vara, útveguð af Procter & Gamble Company Kobe R&D Center í Japan, mæld með Vario EL frumefnagreiningartæki (German Elemental Company), sýnið. Köfnunarefnisinnihaldið er 2,7%, 1,8%, 1,0% í sömu röð (hleðsluþéttleiki er 1,9 Meq/g, 1,25 Meq/g, 0,7 Meq/g í sömu röð), og það er prófað af þýsku ALV-5000E leysiljósdreifingartæki (LLS) mæld þyngd meðalmólþunga þess er um 1,64×106g/mól.

1.2 Undirbúningur lausnar

Sýnið var hreinsað með síun, skilun og frostþurrkun.Vigtið röð af þremur magnsýnum í sömu röð og bætið við staðlaðri jafnalausn með pH 4,00, 6,86, 9,18 til að búa til nauðsynlegan styrk.Til að tryggja að sýnin væru að fullu uppleyst voru allar sýnislausnir settar á segulhræru í 48 klukkustundir fyrir prófun.

1.3 Ljósdreifingarmæling

Notaðu LLS til að mæla þyngdarmeðalmólþunga sýnisins í þynntri vatnslausn, vatnsaflsradíus og rótarmeðalferningsradíus snúnings þegar seinni Villi stuðullinn og mismunandi horn,) og ályktaðu að þessi katjóníski sellulósaeter sé í vatnslausnin eftir hlutfallsstöðu hennar.

1.4 Seigjumæling og gigtarrannsókn

Óblandaða CCE lausnin var rannsökuð með Brookfield RVDV-III+ rheometer, og áhrif styrks, hleðsluþéttleika og pH gildis á rheological eiginleika eins og seigju sýna voru könnuð.Við hærri styrk er nauðsynlegt að kanna tíxotropy þess.

2. Niðurstöður og umræður

2.1 Rannsóknir á ljósdreifingu

Vegna sérstakrar sameindabyggingar er erfitt að vera til í formi einnar sameindar jafnvel í góðum leysi, en í formi ákveðinna stöðugra micella, klasa eða tengsla.

Þegar þynnt vatnslausn (~o.1%) af CCE sást með skautunarsmásjá, undir bakgrunni svarta krossins hornrétta sviðsins, birtust „stjörnu“ bjartir blettir og bjartar stikur.Það einkennist ennfremur af ljósdreifingu, kraftmiklum vatnsaflsradíus við mismunandi pH og horn, meðaltals ferningsradíus snúnings og seinni Villi-stuðullinn sem fæst úr Berry skýringarmyndinni eru skráð í Tab.1. Dreifingarrit vatnaflfræðilegra radíusfallsins sem fæst í styrkleikanum 10-5 er aðallega einn toppur, en dreifingin er mjög breið (Mynd 1), sem gefur til kynna að það séu sameindastigssambönd og stór fylliefni í kerfinu ;Það eru breytingar og Rg/Rb gildin eru öll í kringum 0,775, sem gefur til kynna að lögun CCE í lausn sé nálægt kúlulaga, en ekki nógu regluleg.Áhrif pH á Rb og Rg eru ekki augljós.Mótjónin í stuðpúðalausninni hefur samskipti við CCE til að verja hleðsluna á hliðarkeðjunni og láta hana minnka, en munurinn er mismunandi eftir tegund mótjóna.Ljósdreifingarmæling á hlaðnum fjölliðum er næm fyrir langdrægum kraftaverkefnum og ytri truflunum, þannig að það eru ákveðnar villur og takmarkanir í LLS lýsingu.Þegar massahlutfallið er meira en 0,02% eru að mestu óaðskiljanlegir tvöfaldir toppar eða jafnvel margir toppar í Rh dreifingarmyndinni.Þegar styrkurinn eykst eykst Rh einnig, sem gefur til kynna að fleiri stórsameindir séu tengdar eða jafnvel samanlagðar.Þegar Cao o.fl.notaði ljósdreifingu til að rannsaka samfjölliðu karboxýmetýlsellulósa og yfirborðsvirkra stórliða, það voru líka óaðskiljanlegir tvöfaldir toppar, annar þeirra var á milli 30nm og 100nm, sem táknar myndun micella á sameindastigi, og hinn toppurinn Rh er tiltölulega stór, sem telst vera heild, sem er svipað þeim niðurstöðum sem ákvarðaðar eru í þessari grein.

2.2 Rannsóknir á gigtarhegðun

2.2.1 Áhrif einbeitingar:Mældu sýnilega seigju KG-30M lausna með mismunandi styrk við mismunandi skurðhraða, og samkvæmt lógaritmísku formi afllagsjöfnunnar sem Ostwald-Dewaele lagði til, þegar massahlutfallið fer ekki yfir 0,7%, og röð beinna lína með línulega fylgnistuðla hærri en 0,99 fengust.Og þegar styrkurinn eykst minnkar gildi veldisvísis Newtons n (allt minna en 1), sem sýnir augljósan gerviplastvökva.Knúin af skurðkrafti byrja stórsameindakeðjurnar að losna og stefna, þannig að seigja minnkar.Þegar massahlutfallið er stærra en 0,7%, lækkar línulegi fylgnistuðull beinu línunnar sem fæst (um 0,98), og n byrjar að sveiflast eða jafnvel hækka með aukningu styrks;þegar massahlutfallið nær 3% (mynd 2), þá eykst sýnileg seigja fyrst og minnkar síðan með aukningu skúfhraðans.Þessi röð fyrirbæra er frábrugðin skýrslum um aðrar anjónískar og katjónískar fjölliðalausnir.n gildið hækkar, það er að eignin sem ekki er Newton veikist;Newtons vökvi er seigfljótandi vökvi, og milli sameinda rennur á sér stað undir áhrifum klippiálags og það er ekki hægt að endurheimta hann;Vökvi sem ekki er Newton inniheldur endurheimtanlegan teygjanlegan hluta og óendurheimtanlegan seigfljótan hluta.Undir virkni klippiálags á sér stað óafturkræf renna milli sameinda og á sama tíma, vegna þess að stórsameindirnar eru teygðar og stillt með klippunni, myndast endurheimtanlegur teygjanlegur hluti.Þegar ytri krafturinn er fjarlægður hafa stórsameindirnar tilhneigingu til að fara aftur í upprunalegt krullað form, þannig að gildi n hækkar.Styrkurinn heldur áfram að aukast til að mynda netkerfi.Þegar klippiálagið er lítið eyðist það ekki og aðeins teygjanleg aflögun verður.Á þessum tíma mun mýktin aukast tiltölulega, seigjan veikjast og gildi n minnkar;á meðan klippiálagið eykst smám saman meðan á mælingu stendur, þannig að n Gildið sveiflast.Þegar massahlutfallið nær 3% eykst sýnileg seigja fyrst og minnkar síðan, vegna þess að lítil klipping stuðlar að árekstri stórsameinda til að mynda stórar einingar, þannig að seigja eykst og klippiálagið heldur áfram að brjóta efnasamböndin., mun seigja minnka aftur.

Við rannsókn á tíkótrópíu skaltu stilla hraðann (r/mín) til að ná æskilegum y, auka hraðann með reglulegu millibili þar til hann nær settu gildi og lækka síðan hratt úr hámarkshraða aftur í upphafsgildið til að fá samsvarandi Skurálagið, tengsl hennar við skúfhraðann eru sýnd á mynd 3. Þegar massahlutfallið er minna en 2,5% skarast kúrfan upp á við og ferill niður á við algjörlega, en þegar massahlutfallið er 3%, þá skarast línurnar tvær nr. lengri skörun, og línan niður á við situr eftir, sem gefur til kynna þjaxótrópíu.

Tímaháð klippiálagi er þekkt sem gigtarþol.Gigtarþol er einkennandi hegðun seigjateygjanlegra vökva og vökva með tíkótrópíska uppbyggingu.Það kemur í ljós að því stærra sem y er við sama massabrot, því hraðar nær r jafnvægi og tímafíknin er minni;við lægra massahlutfall (<2%) sýnir CCE ekki gigtarþol.Þegar massahlutfallið eykst í 2,5% sýnir það mikla tímafíkn (mynd 4), og það tekur um 10 mínútur að ná jafnvægi, en við 3,0% tekur jafnvægistíminn 50 mínútur.Góð tíkótrópía kerfisins hefur stuðlað að hagnýtri beitingu.

2.2.2 Áhrif hleðsluþéttleika:valið er lógaritmískt form Spencer-Dillon reynsluformúlunnar, þar sem seigja núllskurðar, b er stöðug við sama styrk og mismunandi hitastig, og eykst með aukningu styrks við sama hitastig.Samkvæmt kraftalögmálsjöfnunni sem Onogi tók upp árið 1966 er M hlutfallslegur mólmassi fjölliðunnar, A og B eru fastar og c er massahlutfallið (%).Mynd．5 Ferlarnir þrír hafa augljósa beygingarpunkta í kringum 0,6%, það er að segja að það er mikilvægt massabrot.Meira en 0,6%, núll-skera seigja eykst hratt með aukningu á styrk C. Ferlar þriggja sýna með mismunandi hleðsluþéttleika eru mjög nálægt.Aftur á móti, þegar massahlutfallið er á milli 0,2% og 0,8%, er núllskorið seigja LR sýnisins með minnsta hleðsluþéttleika stærst, vegna þess að vetnistengisambandið krefst ákveðinnar snertingar.Þess vegna er hleðsluþéttleiki nátengdur því hvort hægt sé að raða stórsameindunum á skipulegan og þéttan hátt;með DSC prófun, kemur í ljós að LR hefur veikburða kristöllunarhámark, sem gefur til kynna viðeigandi hleðsluþéttleika, og núll-skera seigja er hærri við sama styrk.Þegar massahlutfallið er minna en 0,2% er LR minnst, vegna þess að í þynntri lausn eru stórsameindir með lágan hleðsluþéttleika líklegri til að mynda spólustefnu, þannig að seigja núllskurðar er lág.Þetta hefur góða leiðbeinandi þýðingu hvað varðar þykknunarárangur.

2.2.3 pH áhrif: Mynd 6 er niðurstaðan mæld við mismunandi pH á bilinu 0,05% til 2,5% massahlutfall.Það er beygingarmark um 0,45%, en ferlurnar þrjár skarast nánast, sem gefur til kynna að pH hefur engin augljós áhrif á núll-shear seigju, sem er töluvert frábrugðin næmi anjónísks sellulósaeters fyrir pH.

3. Niðurstaða

KG-30M þynnta vatnslausnin er rannsökuð með LLS og dreifing vatnsafls radíus sem fæst er einn toppur.Af hornháðinni og Rg/Rb hlutfallinu má álykta að lögun þess sé nálægt kúlulaga, en ekki nógu regluleg.Fyrir CCE lausnirnar með þremur hleðsluþéttleika eykst seigja með aukningu styrksins, en veiðitala Newtons n minnkar fyrst, sveiflast síðan og hækkar jafnvel;pH hefur lítil áhrif á seigjuna og miðlungs hleðsluþéttleiki getur fengið hærri seigju.