Дэлхий дээрх хамгийн элбэг байдаг органик нэгдэл болох целлюлоз нь гайхалтай шинж чанартай бөгөөд тэдгээрийн нэг нь ус шингээх чадвар юм.Целлюлозын энэхүү гигроскоп шинж чанар нь нэхмэл эдлэлээс эмийн үйлдвэр хүртэл янз бүрийн салбарт өргөн хэрэглэгддэг.Целлюлозын ус шингээх механизмыг ойлгох нь түүнийг янз бүрийн хэрэглээнд ашиглахад маш чухал юм.
Оршил:
Целлюлоз нь β(1→4) гликозидын холбоогоор холбогдсон глюкозын нэгжүүдээс тогтсон полисахарид бөгөөд ургамлын эсийн хананы үндсэн бүтцийн бүрэлдэхүүн хэсэг юм.Байгалийн хувьд элбэг дэлбэг байдал, нөхөн сэргээгдэх, био задралд орох зэрэг нь түүнийг олон тооны үйлдвэрлэлийн хэрэглээнд маш их хэрэгцээтэй материал болгодог.Целлюлозын гайхалтай шинж чанаруудын нэг нь усыг үр дүнтэй шингээх чадвар юм.Энэ шинж чанар нь нэхмэл, цаас, хүнс, эм, биоматериал зэрэг төрөл бүрийн салбарт чухал нөлөө үзүүлдэг.Целлюлозын ус шингээх үйл ажиллагааны үндсэн механизмыг ойлгох нь эдгээр хэрэглээнд түүний чадавхийг бүрэн ашиглахад зайлшгүй шаардлагатай.
Целлюлозоор ус шингээхэд нөлөөлдөг хүчин зүйлүүд:
Целлюлозын ус шингээх чадварт хэд хэдэн хүчин зүйл нөлөөлдөг.
Талст чанар: Целлюлозын талст бүтэц нь ус шингээх шинж чанарт ихээхэн нөлөөлдөг.Усны молекулуудад нэвтрэх боломж хязгаарлагдмал тул талст бүсүүд аморф бүстэй харьцуулахад ус шингээх чадвар багатай байдаг.
Гадаргуугийн талбай: Целлюлозын утаснуудын гадаргуугийн талбай нь ус шингээхэд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.Илүү их гадаргуутай нарийн хуваагдсан целлюлоз нь их хэмжээний целлюлозын бүтэцтэй харьцуулахад илүү их ус шингээх хандлагатай байдаг.
Гидрофиль чанар: Целлюлозын молекулд агуулагдах гидроксил (-OH) бүлгүүд нь тэдгээрийг гидрофил болгож, устөрөгчийн холбоогоор дамжуулан усны шингээлтийг хөнгөвчилдөг.
Полимержих зэрэг: Полимержих өндөр зэрэгтэй целлюлоз нь нэгж массад илүү их гидроксил бүлэг агуулагддаг тул ус шингээх чадвар өндөр байдаг.
Температур ба харьцангуй чийгшил: Температур ба харьцангуй чийгшил зэрэг орчны нөхцөл байдал нь целлюлозын ус шингээх үйл ажиллагаанд ихээхэн нөлөөлдөг.Илүү өндөр температур, чийгшил нь усны молекулуудын хөдөлгөөн ихэссэнээс усны шингээлтийг ерөнхийд нь сайжруулдаг.
Шинж чанарыг тодорхойлох аргууд:
Целлюлозын ус шингээх шинж чанарыг тодорхойлохын тулд янз бүрийн арга техникийг ашигладаг.
Гравиметрийн шинжилгээ: Гравиметрийн аргууд нь цаг хугацааны явцад усанд өртөх үед целлюлозын дээжийн жингийн өсөлтийг хэмжихэд оршино.Энэ нь ус шингээх кинетик болон тэнцвэрийн чийгийн агууламжийн тоон мэдээллийг өгдөг.
Фурье хувиргах хэт улаан туяаны спектроскопи (FTIR): FTIR спектроскопи нь ус шингээх үед целлюлозын функциональ бүлгүүдийн өөрчлөлтийг шинжлэхэд ашиглагддаг.Оргил байрлал, эрчимжилтийн шилжилт нь целлюлоз ба усны молекулуудын харилцан үйлчлэлийг илэрхийлдэг.
Рентген туяаны дифракц (XRD): XRD нь ус шингэсний дараа целлюлозын талстжилтын өөрчлөлтийг үнэлэхэд ашиглагддаг.Талстжилтын индексийн бууралт нь усны шингээлтээс болж целлюлозын утас хавдаж байгааг харуулж байна.
Сканнерийн электрон микроскоп (SEM): SEM нь ус шингээхээс өмнө болон дараа нь целлюлозын утаснуудын морфологийн өөрчлөлтийг харах боломжийг олгодог.Энэ нь целлюлозын материалын бүтцийн нэгдмэл байдал, сүвэрхэг байдлын талаархи ойлголтыг өгдөг.
Целлюлозыг гигроскопийн материал болгон ашиглах нь:
Целлюлозын гигроскоп шинж чанар нь янз бүрийн салбарт олон төрлийн хэрэглээг олдог.
Нэхмэл: Хөвөн, район зэрэг целлюлозын үндсэн дээр хийсэн утаснууд нь чийгийг шингээж, хувцасны ая тухыг хангаж, амьсгалах чадвартай тул нэхмэлийн үйлдвэрлэлд өргөн хэрэглэгддэг.
Цаас үйлдвэрлэл: Целлюлозын утас нь цаасны үйлдвэрлэлийн үндсэн түүхий эд болдог.Тэдний ус шингээх шинж чанар нь цаасны чанар, хэвлэх чадвар, хүч чадалд нөлөөлдөг.
Хүнсний үйлдвэр: Метилцеллюлоз, карбоксиметилцеллюлоз зэрэг целлюлозын деривативуудыг хүнсний бүтээгдэхүүнд өтгөрүүлэгч, тогтворжуулагч, эмульгатор болгон ашигладаг.Тэдний ус шингээх чадвар нь бүтэц, хадгалалтын тогтвортой байдлыг нэмэгдүүлдэг.
Эмийн бүтээгдэхүүн: Целлюлоз дээр суурилсан туслах бодисууд нь эмийн ялгаралтыг хянах, тогтвортой байдлыг сайжруулах, био хүртээмжийг нэмэгдүүлэх чадвартай тул эмийн найрлагад ихэвчлэн ашиглагддаг.Тэд мөн шахмал, капсулыг задлах, задлахад тусалдаг.
Биоматериалууд: Целлюлозын гидрогель ба хальс нь эм хүргэх, эд эсийн инженерчлэл, шарх эдгээх зэрэг биоанагаахын төрөл бүрийн хэрэглээнд зориулагдсан ирээдүйтэй биоматериал болж гарч ирж байна.Тэдний өндөр ус шингээх чадвар нь чийгшүүлэх, эсийн үржлийг үр дүнтэй болгох боломжийг олгодог.
Целлюлозын усыг шингээх гайхалтай чадвар нь түүний өвөрмөц бүтэц, химийн шинж чанараас үүдэлтэй.Целлюлозыг гигроскопийн материал болгон ус шингээхэд нөлөөлж буй хүчин зүйлүүд, тодорхойлох арга, хэрэглээг ойлгох нь түүнийг янз бүрийн салбарт ашиглахад маш чухал юм.Энэ чиглэлээр үргэлжлүүлэн судалгаа хийх нь хэрэглээний хүрээг улам өргөжүүлж, гүйцэтгэлийн шинж чанарыг сайжруулсан тогтвортой материалыг хөгжүүлэхэд хувь нэмэр оруулна.
Шуудангийн цаг: 2024 оны 3-р сарын 29-ний хооронд