කැටානික් සෙලියුලෝස් ඊතර් විසඳුමේ ගුණ

විවිධ pH අගයන්හි අධි-ආරෝපණ ඝනත්ව කැටායන සෙලියුලෝස් ඊතර් (KG-30M) හි තනුක ද්‍රාවණ ගුණාංග විවිධ කෝණවලින් හයිඩ්‍රොඩිනමික් අරය (Rh) සහ භ්‍රමණ මූල මධ්‍යන්‍ය වර්ග අරය මගින් ලේසර් විසිරුම් උපකරණයක් සමඟ අධ්‍යයනය කරන ලදී. Rg Rh හා අනුපාතය එහි හැඩය අක්‍රමවත් නමුත් ගෝලාකාරයට ආසන්න බව අනුමාන කරයි.ඉන්පසුව, rheometer ආධාරයෙන්, විවිධ ආරෝපණ ඝනත්වයන් සහිත කැටානික් සෙලියුලෝස් ඊතර්වල සාන්ද්‍රිත විසඳුම් තුනක් සවිස්තරාත්මකව අධ්‍යයනය කරන ලද අතර, සාන්ද්‍රණය, pH අගය සහ එහි භූ විද්‍යාත්මක ගුණාංග කෙරෙහි එහි ආරෝපණ ඝනත්වයේ බලපෑම සාකච්ඡා කරන ලදී.සාන්ද්‍රණය වැඩි වූ විට නිව්ටන්ගේ ඝාතකය පළමුව අඩු වී පසුව අඩු විය.උච්චාවචනය හෝ නැවත පැමිණීම පවා සිදු වන අතර, තික්සොට්‍රොපික් හැසිරීම 3% (ස්කන්ධ භාගය) සිදු වේ.මධ්‍යස්ථ ආරෝපණ ඝනත්වය වැඩි ශුන්‍ය-ෂෙයාර් දුස්ස්රාවීතාවයක් ලබා ගැනීම සඳහා ප්‍රයෝජනවත් වන අතර pH අගය එහි දුස්ස්රාවීතාවයට සුළු බලපෑමක් ඇති කරයි.

ප්රධාන වචන:කැටායන සෙලියුලෝස් ඊතර්;රූප විද්යාව;ශුන්ය ෂියර් දුස්ස්රාවීතාව;භූ විද්යාව

සෙලියුලෝස් ව්‍යුත්පන්නයන් සහ ඒවායේ නවීකරණය කරන ලද ක්‍රියාකාරී බහුඅවයවික කායික හා සනීපාරක්ෂක නිෂ්පාදන, පෙට්‍රෝ රසායනික ද්‍රව්‍ය, ඖෂධ, ආහාර, පුද්ගලික සත්කාර නිෂ්පාදන, ඇසුරුම් යනාදී ක්ෂේත්‍රවල බහුලව භාවිතා වී ඇත. ජලයේ ද්‍රාව්‍ය කැටානික් සෙලියුලෝස් ඊතර් (CCE) ශක්තිමත් ඝණ වීම නිසා ඇතිවේ. හැකියාව, එය දිනපතා රසායනික ද්‍රව්‍යවල, විශේෂයෙන් ෂැම්පූවල බහුලව භාවිතා වන අතර, ෂැම්පු කිරීමෙන් පසු හිසකෙස් වල combability වැඩි දියුණු කළ හැකිය.ඒ අතරම, එහි හොඳ ගැළපුම නිසා, එය දෙකකින් සහ සියල්ලෙන් එක ෂැම්පු භාවිතා කළ හැකිය.එය හොඳ යෙදුම් අපේක්ෂාවක් ද ඇති අතර විවිධ රටවල අවධානයට ලක්ව ඇත.සෙලියුලෝස් ව්‍යුත්පන්න ද්‍රාවණ සාන්ද්‍රණය වැඩිවීමත් සමඟ නිව්ටෝනියානු තරලය, ව්‍යාජ ප්ලාස්ටික් තරලය, තික්සොට්‍රොපික් තරලය සහ දුස්ස්රාවී තරලය වැනි හැසිරීම් ප්‍රදර්ශනය කරන බව සාහිත්‍යයේ වාර්තා වී ඇත, නමුත් ජලීය ද්‍රාවණය තුළ කැටායනක් සෙලියුලෝස් ඊතර්හි රූප විද්‍යාව, භූ විද්‍යාව සහ බලපෑම් කරන සාධක ස්වල්පයක් ඇත. පර්යේෂණ වාර්තා.මෙම පත්‍රිකාව ප්‍රායෝගික භාවිතය සඳහා යොමුවක් ලබා දීම සඳහා, ක්වාටර්නරි ඇමෝනියම් වෙනස් කරන ලද සෙලියුලෝස් ජලීය ද්‍රාවණයේ භූ විද්‍යාත්මක හැසිරීම් කෙරෙහි අවධානය යොමු කරයි.

1. පර්යේෂණාත්මක කොටස

1.1 අමු ද්රව්ය

කැටානික් සෙලියුලෝස් ඊතර් (KG-30M, JR-30M, LR-30M);Canada Dow Chemical Company නිෂ්පාදනය, ජපානයේ Procter & Gamble Company Kobe R&D මධ්‍යස්ථානය විසින් සපයනු ලැබේ, Vario EL මූලද්‍රව්‍ය විශ්ලේෂකය (ජර්මානු මූලද්‍රව්‍ය සමාගම) විසින් මනිනු ලැබේ, නියැදිය නයිට්‍රජන් අන්තර්ගතය පිළිවෙලින් 2.7%, 1.8%, 1.0% (ආරෝපණ ඝනත්වය වේ. 1.9 Meq/g, 1.25 Meq/g, 0.7 Meq/g), සහ එය ජර්මානු ALV-5000E ලේසර් ආලෝක විසිරුම් උපකරණය (LLS) මගින් පරීක්ෂා කරනු ලබන අතර එහි බර සාමාන්‍ය අණුක බර 1.64 පමණ වේ.×106g/mol.

1.2 විසඳුම සකස් කිරීම

නියැදිය පෙරීම, ඩයලිසිස් සහ ශීත කළ වියළීම මගින් පිරිසිදු කර ඇත.පිළිවෙලින් ප්‍රමාණාත්මක සාම්පල තුනක මාලාවක් කිරා මැන, අවශ්‍ය සාන්ද්‍රණය සකස් කිරීම සඳහා pH 4.00, 6.86, 9.18 සමඟ සම්මත බෆර ද්‍රාවණයක් එක් කරන්න.සාම්පල සම්පූර්ණයෙන්ම විසුරුවා හැරීම සහතික කිරීම සඳහා, පරීක්ෂා කිරීමට පෙර පැය 48 ක් සඳහා සියලුම නියැදි විසඳුම් චුම්බක ඇවිස්සීම මත තබා ඇත.

1.3 ආලෝකය විසිරීම මැනීම

තනුක ජලීය ද්‍රාවණයේ නියැදියේ බර-සාමාන්‍ය අණුක බර මැනීමට LLS භාවිතා කරන්න, හයිඩ්‍රොඩයිනමික් අරය සහ මූලයේ භ්‍රමණය වන වර්ග අරය දෙවන Villi සංගුණකය සහ විවිධ කෝණ,), සහ මෙම කැටායන සෙලියුලෝස් ඊතර් ඇති බව අනුමාන කරන්න. එහි අනුපාත තත්ත්වය අනුව ජලීය ද්‍රාවණය.

1.4 දුස්ස්රාවීතාවය මැනීම සහ භූ විද්‍යාත්මක විමර්ශනය

බෘක්ෆීල්ඩ් RVDV-III+ rheometer මගින් සාන්ද්‍රිත CCE ද්‍රාවණය අධ්‍යයනය කරන ලද අතර සාම්පල දුස්ස්රාවිතතාවය වැනි භූ විද්‍යාත්මක ගුණාංග කෙරෙහි සාන්ද්‍රණය, ආරෝපණ ඝනත්වය සහ pH අගයෙහි බලපෑම විමර්ශනය කරන ලදී.ඉහළ සාන්ද්රණයන්හිදී, එහි thixotropy විමර්ශනය කිරීම අවශ්ය වේ.

2. ප්රතිඵල සහ සාකච්ඡාව

2.1 ආලෝකය විසිරීම පිළිබඳ පර්යේෂණ

එහි ඇති විශේෂ අණුක ව්‍යුහය නිසා හොඳ ද්‍රාවකයක වුවද තනි අණුවක ස්වරූපයෙන් පැවතීම දුෂ්කර නමුත් ඇතැම් ස්ථායී මයිකල්, පොකුරු හෝ ආශ්‍ර ආකාරයෙන් පවතී.

CCE හි තනුක ජලීය ද්‍රාවණය (~o.1%) ධ්‍රැවීකරණ අන්වීක්ෂයකින් නිරීක්ෂණය කළ විට, කළු හරස් විකලාංග ක්ෂේත්‍රයේ පසුබිම යටතේ, “තරු” දීප්තිමත් ලප සහ දීප්තිමත් තීරු දිස් විය.එය ආලෝකය විසිරීම, විවිධ pH අගය සහ කෝණවල ගතික හයිඩ්‍රොඩයිනමික් අරය, භ්‍රමණ මූල මධ්‍යන්‍ය වර්ග අරය සහ බෙරි රූප සටහනෙන් ලබාගත් දෙවන විලී සංගුණකය Tab හි ලැයිස්තුගත කර ඇත.1. 10-5 සාන්ද්‍රණයකින් ලබාගත් හයිඩ්‍රොඩිනමික් අරය ශ්‍රිතයේ ව්‍යාප්ති ප්‍රස්ථාරය ප්‍රධාන වශයෙන් තනි උච්චයකි, නමුත් බෙදා හැරීම ඉතා පුළුල් වේ (රූපය 1), පද්ධතිය තුළ අණුක මට්ටමේ ආශ්‍ර සහ විශාල සමූහ පවතින බව පෙන්නුම් කරයි. ;වෙනස්කම් ඇති අතර, Rg/Rb අගයන් සියල්ලම 0.775 පමණ වන අතර, ද්‍රාවණයේ CCE හි හැඩය ගෝලාකාරයට ආසන්න නමුත් ප්‍රමාණවත් නොවන බව පෙන්නුම් කරයි.Rb සහ Rg මත pH හි බලපෑම පැහැදිලි නැත.බෆර ද්‍රාවණයේ ඇති ප්‍රතිරෝධය එහි පැති දාමයේ ආරෝපණය ආරක්ෂා කර එය හැකිලීමට CCE සමඟ අන්තර්ක්‍රියා කරයි, නමුත් වෙනස ප්‍රතිවිරෝධක වර්ගය අනුව වෙනස් වේ.ආරෝපිත බහුඅවයවවල ආලෝක විසිරුම් මිනුම දිගු පරාස බල අන්තර්ක්‍රියා සහ බාහිර මැදිහත්වීම් වලට ගොදුරු වේ, එබැවින් LLS ගුනාංගීකරනයෙහි යම් යම් දෝෂ සහ සීමාවන් ඇත.ස්කන්ධ භාගය 0.02% ට වඩා වැඩි වූ විට, Rh බෙදා හැරීමේ රූප සටහනේ බොහෝ දුරට වෙන් කළ නොහැකි ද්විත්ව ශිඛර හෝ බහු මුදුන් ඇත.සාන්ද්‍රණය වැඩි වන විට, Rh ද වැඩි වන අතර, වැඩි සාර්ව අණු සම්බන්ධ වී හෝ එකතු වී ඇති බව පෙන්නුම් කරයි.විට Cao et al.කාබොක්සිමීතයිල් සෙලියුලෝස් සහ මතුපිට-ක්‍රියාකාරී මැක්‍රෝමර්වල කෝපොලිමර් අධ්‍යයනය කිරීමට ආලෝක විසිරීම භාවිතා කරන ලදී, වෙන් කළ නොහැකි ද්විත්ව උච්ච ද විය, ඉන් එකක් 30nm සහ 100nm අතර විය, අණුක මට්ටමින් මයිසෙල් සෑදීම නියෝජනය කරන අතර අනෙක Rh උපරිමය සාපේක්ෂ වේ. මෙම පත්‍රිකාවේ තීරණය කර ඇති ප්‍රතිඵලවලට සමාන වන සමස්ථයක් ලෙස සැලකෙන විශාලයි.

2.2 භූගෝලීය හැසිරීම් පිළිබඳ පර්යේෂණ

2.2.1 සාන්ද්‍රණයේ බලපෑම:KG-30M ද්‍රාවණවල දෘශ්‍ය දුස්ස්රාවීතාවය විවිධ සාන්ද්‍රණයන් සහිත විවිධ කැපුම් අනුපාතවලින් සහ Ostwald-Dewaele විසින් යෝජනා කරන ලද බල නීති සමීකරණයේ ලඝුගණක ස්වරූපය අනුව, ස්කන්ධ භාගය 0.7% නොඉක්මවන විට සහ සරල රේඛා මාලාවක් මැනීම. 0.99 ට වැඩි රේඛීය සහසම්බන්ධතා සංගුණක සමඟ ලබා ගන්නා ලදී.සාන්ද්‍රණය වැඩි වන විට, නිව්ටන්ගේ ඝාතක n හි අගය අඩු වේ (සියල්ල 1 ට වඩා අඩු), පැහැදිලි ව්‍යාජ ප්ලාස්ටික් තරලයක් පෙන්වයි.කැපුම් බලය මගින් මෙහෙයවනු ලබන අතර, සාර්ව අණුක දාමයන් අවුල් වී දිශානතියට පත් වීමට පටන් ගනී, එබැවින් දුස්ස්රාවීතාවය අඩු වේ.ස්කන්ධ භාගය 0.7% ට වඩා වැඩි වූ විට, ලබාගත් සරල රේඛාවේ රේඛීය සහසම්බන්ධතා සංගුණකය අඩු වේ (0.98 පමණ), සහ n සාන්ද්‍රණය වැඩි වීමත් සමඟ උච්චාවචනය වීමට හෝ ඉහළ යාමට පටන් ගනී;ස්කන්ධ භාගය 3% ට ළඟා වූ විට (රූපය 2), වගුව පෙනෙන දුස්ස්රාවීතාවය පළමුව වැඩි වන අතර පසුව කැපුම් අනුපාතය වැඩි වීමත් සමඟ අඩු වේ.මෙම සංසිද්ධි මාලාව අනෙකුත් අයනික සහ කැටායන පොලිමර් ද්‍රාවණවල වාර්තාවලට වඩා වෙනස් වේ.n අගය ඉහළ යයි, එනම් නිව්ටෝනියානු නොවන දේපල දුර්වල වේ;නිව්ටෝනියානු තරලය දුස්ස්රාවී ද්‍රවයක් වන අතර අන්තර් අණුක ලිස්සා යාම සිදු වන්නේ ෂියර් ආතතියේ ක්‍රියාකාරිත්වය යටතේ වන අතර එය නැවත ලබා ගත නොහැක;නිව්ටෝනියානු නොවන තරලයේ ප්‍රතිසාධනය කළ හැකි ප්‍රත්‍යාස්ථ කොටසක් සහ ප්‍රතිසාධනය කළ නොහැකි දුස්ස්රාවී කොටසක් අඩංගු වේ.කැපුම් ආතතියේ ක්‍රියාකාරිත්වය යටතේ, අණු අතර ආපසු හැරවිය නොහැකි ලිස්සා යාම සිදු වන අතර, ඒ සමඟම, සාර්ව අණු දිගු කර කැපුම සමඟ නැඹුරු වී ඇති නිසා, ප්‍රකෘතිමත් ප්‍රත්‍යාස්ථ කොටසක් සෑදී ඇත.බාහිර බලය ඉවත් කළ විට, සාර්ව අණු මුල් රැලි සහිත ස්වරූපයට ආපසු යාමට නැඹුරු වේ, එබැවින් n හි අගය ඉහළ යයි.ජාල ව්‍යුහයක් සෑදීම සඳහා සාන්ද්‍රණය අඛණ්ඩව වැඩි වේ.කැපුම් ආතතිය කුඩා වන විට, එය විනාශ නොවනු ඇත, සහ ප්රත්යාස්ථ විරූපණය පමණක් සිදුවනු ඇත.මෙම අවස්ථාවේදී, ප්රත්යාස්ථතාව සාපේක්ෂව වැඩි වනු ඇත, දුස්ස්රාවීතාවය දුර්වල වනු ඇත, සහ n අගය අඩු වනු ඇත;මිනුම් ක්‍රියාවලියේදී කැපුම් ආතතිය ක්‍රමයෙන් වැඩිවෙමින් පවතින අතර, n අගය උච්චාවචනය වේ.ස්කන්ධ භාගය 3% දක්වා ළඟා වූ විට, පෙනෙන දුස්ස්රාවීතාවය පළමුව වැඩි වන අතර පසුව අඩු වේ, මන්ද කුඩා කතුර විශාල සමූහ සෑදීමට සාර්ව අණු වල ඝට්ටනය ප්රවර්ධනය කරයි, එබැවින් දුස්ස්රාවීතාවය ඉහළ යයි, සහ කැපුම් ආතතිය සමස්ථයන් බිඳ දැමීම දිගටම කරගෙන යයි., දුස්ස්රාවීතාව නැවතත් අඩු වනු ඇත.

thixotropy පරීක්ෂණයේදී, අපේක්ෂිත y වෙත ළඟා වීමට වේගය (r/min) සකසන්න, එය නියමිත අගයට ළඟා වන තෙක් නියමිත කාල පරාසයන් තුළ වේගය වැඩි කරන්න, ඉන්පසු අදාළ අගය ලබා ගැනීම සඳහා උපරිම වේගයේ සිට ආරම්භක අගයට ඉක්මනින් පහත වැටෙන්න. කැපුම් ආතතිය, කැපුම් අනුපාතිකය සමඟ එහි ඇති සම්බන්ධය Fig. 3 හි පෙන්වා ඇත. ස්කන්ධ භාගය 2.5% ට වඩා අඩු වූ විට, ඉහළට වක්‍රය සහ පහළ වක්‍රය සම්පූර්ණයෙන්ම අතිච්ඡාදනය වේ, නමුත් ස්කන්ධ භාගය 3% වන විට, රේඛා දෙක no. දිගු අතිච්ඡාදනය වන අතර, පහළට යන රේඛාව පසුගාමී වන අතර, එය thixotropy පෙන්නුම් කරයි.

කැපුම් ආතතියේ කාලය යැපීම rheological ප්රතිරෝධය ලෙස හැඳින්වේ.භූ විද්‍යාත්මක ප්‍රතිරෝධය යනු තික්සොට්‍රොපික් ව්‍යුහයන් සහිත විස්කෝලාස්ටික් ද්‍රව සහ ද්‍රවවල ලාක්ෂණික හැසිරීමකි.විශාල y එකම ස්කන්ධ භාගයේ ඇති බව සොයාගෙන ඇත, වේගවත් r සමතුලිතතාවයට ළඟා වන අතර කාල පරායත්තතාවය කුඩා වේ;අඩු ස්කන්ධ භාගයකදී (<2%), CCE rheological ප්රතිරෝධය නොපෙන්වයි.ස්කන්ධ භාගය 2.5% දක්වා වැඩි වන විට, එය ශක්තිමත් කාල පරායත්තතාවයක් පෙන්නුම් කරයි (රූපය 4), සහ සමතුලිතතාවයට ළඟා වීමට මිනිත්තු 10 ක් පමණ ගත වන අතර 3.0% දී සමතුලිත කාලය විනාඩි 50 ක් ගතවේ.පද්ධතියේ හොඳ thixotropy ප්‍රායෝගික යෙදුමට හිතකර වේ.

2.2.2 ආරෝපණ ඝනත්වයේ බලපෑම:ස්පෙන්සර්-ඩිලන් ආනුභවික සූත්‍රයේ ලඝුගණක ස්වරූපය තෝරාගෙන ඇති අතර, එහි ශුන්‍ය කැපුම් දුස්ස්රාවිතතාවය, b එකම සාන්ද්‍රණයේ සහ වෙනස් උෂ්ණත්වයේ නියත වන අතර එම උෂ්ණත්වයේ දී සාන්ද්‍රණය වැඩි වීමත් සමඟ වැඩි වේ.1966 දී Onogi විසින් සම්මත කරන ලද බල නීති සමීකරණයට අනුව, M යනු බහු අවයවකයේ සාපේක්ෂ අණුක ස්කන්ධය, A සහ ​​B නියතයන් වන අතර c යනු ස්කන්ධ භාගය (%) වේ.රූපය.5 වක්‍ර තුනෙහි 0.6% පමණ පැහැදිලි විවර්තන ලක්ෂ්‍ය ඇත, එනම් තීරණාත්මක ස්කන්ධ භාගයක් ඇත.0.6% ට වඩා වැඩි, ශුන්‍ය ෂියර් දුස්ස්රාවීතාවය සී සාන්ද්‍රණය වැඩි වීමත් සමඟ වේගයෙන් වැඩි වේ. විවිධ ආරෝපණ ඝනත්වයන් සහිත සාම්පල තුනේ වක්‍ර ඉතා සමීප වේ.ඊට ප්‍රතිවිරුද්ධව, ස්කන්ධ භාගය 0.2% සහ 0.8% අතර වන විට, කුඩාම ආරෝපණ ඝනත්වය සහිත LR සාම්පලයේ ශුන්‍ය කැපුම් දුස්ස්‍රාවීතාවය විශාලතම වේ, මන්ද හයිඩ්‍රජන් බන්ධන ආශ්‍රයට නිශ්චිත සම්බන්ධතාවක් අවශ්‍ය වේ.එබැවින්, සාර්ව අණු පිළිවෙළකට සහ සංයුක්ත ආකාරයෙන් සකස් කළ හැකිද යන්නට ආරෝපණ ඝනත්වය සමීපව සම්බන්ධ වේ;DSC පරීක්‍ෂණය හරහා, LR හි දුර්වල ස්ඵටිකීකරණ උච්චයක් ඇති බවත්, සුදුසු ආරෝපණ ඝනත්වයක් පෙන්නුම් කරන බවත්, ශුන්‍ය ෂියර් දුස්ස්රාවීතාව එම සාන්ද්‍රණයේදීම වැඩි බවත් සොයා ගැනේ.ස්කන්ධ භාගය 0.2% ට වඩා අඩු වූ විට, LR කුඩාම වේ, මන්ද තනුක ද්‍රාවණයකදී, අඩු ආරෝපණ ඝනත්වයකින් යුත් සාර්ව අණු දඟර දිශානතිය සෑදීමට වැඩි ඉඩක් ඇති බැවින් ශුන්‍ය ෂියර් දුස්ස්රාවිතතාවය අඩු වේ.ඝණ කිරීෙම් කාර්ය සාධනය අනුව මෙය හොඳ මාර්ගෝපදේශක වැදගත්කමක් ඇත.

2.2.3 pH බලපෑම: රූපය 6 යනු 0.05% සිට 2.5% ස්කන්ධ භාගයේ පරාසය තුළ විවිධ pH අගයෙන් මනිනු ලබන ප්‍රතිඵලයයි.0.45% පමණ ප්‍රවර්තන ලක්ෂ්‍යයක් ඇත, නමුත් වක්‍ර තුනම පාහේ අතිච්ඡාදනය වේ, එයින් පෙන්නුම් කරන්නේ pH අගය ශුන්‍ය ෂියර් දුස්ස්රාවිතතාවයට පැහැදිලි බලපෑමක් නොමැති බවයි, එය ඇනෝනික් සෙලියුලෝස් ඊතර්හි pH අගයට වඩා බෙහෙවින් වෙනස් ය.

3. නිගමනය

KG-30M තනුක ජලීය ද්‍රාවණය LLS විසින් අධ්‍යයනය කරනු ලබන අතර, ලබාගත් හයිඩ්‍රොඩිනමික් අරය ව්‍යාප්තිය තනි උච්චයකි.කෝණ යැපීම සහ Rg/Rb අනුපාතය අනුව, එහි හැඩය ගෝලාකාරයට ආසන්න නමුත් ප්‍රමාණවත් නොවන බව අනුමාන කළ හැකිය.ආරෝපණ ඝනත්ව තුනක් සහිත CCE විසඳුම් සඳහා, සාන්ද්‍රණය වැඩි වීමත් සමඟ දුස්ස්රාවීතාවය වැඩි වේ, නමුත් නිව්ටන්ගේ දඩයම් අංකය n පළමුව අඩු වේ, පසුව උච්චාවචනය වී ඉහළ යයි;pH අගය දුස්ස්රාවීතාවයට සුළු බලපෑමක් ඇති කරන අතර මධ්‍යස්ථ ආරෝපණ ඝනත්වයට වැඩි දුස්ස්රාවීතාවයක් ලබා ගත හැක.