Gözleg maglumatlary
Tebigy, bol we täzelenip bilýän çeşme hökmünde sellýuloza eremezligi we çäkli çözüliş aýratynlyklary sebäpli amaly goşundylarda uly kynçylyklara duçar bolýar.Sellýuloza gurluşyndaky ýokary kristallylyk we ýokary dykyzlykly wodorod baglanyşyklary ony peseldýär, ýöne eýeçilik döwründe eremez, suwda we organiki erginleriň köpüsinde eremez.Olardan emele gelenler polimer zynjyryndaky angidroglukoza birliklerinde gidroksil toparlaryny esterifikasiýa etmek we efirlemek arkaly öndürilýär we tebigy sellýuloza bilen deňeşdirilende käbir dürli häsiýetleri görkezer.Sellýulozanyň eterifikasiýa reaksiýasy iýmitde, kosmetikada, derman we lukmançylykda giňden ulanylýan metil sellýuloza (MC), gidroksietil sellýuloza (HEC) we gidroksipropil sellýuloza (HPC) ýaly köp suwda erän sellýuloza efirlerini döredip biler.Suwda erän CE polikarboksil turşulyklary we polifenollar bilen wodorod bilen baglanyşykly polimerleri emele getirip biler.
Gatnaşykly ýygnamak (LBL) polimer birleşýän inçe filmleri taýýarlamagyň täsirli usulydyr.Aşakdakylar esasan HEC, MC we HPC üç dürli CE-leriň LBL ýygnagyny PAA bilen suratlandyrýar, ýygnamak häsiýetini deňeşdirýär we ornuny tutýanlaryň LBL ýygnagyna täsirini seljerýär.PH-iň filmiň galyňlygyna edýän täsirini, pH-iň filmiň emele gelmegine we dargamagyna bolan tapawudyny öwreniň we CE / PAA-nyň suw siňdiriş aýratynlyklaryny ösdüriň.
Synag materiallary:
Poliakril turşusy (PAA, Mw = 450,000).Gidroksietilselulozanyň (HEC) 2wt.% Suwly ergininiň ýapyşygy 300 mPa · s, çalyşma derejesi 2,5.Metilseluloza (MC, 400 mPa · s ýapyşykly we 1,8 çalyşmak derejesi bilen 2wt.Gidroksipropil sellýuloza (HPC, 400 mPa · s ýapyklygy we 2,5 çalyşma derejesi bilen 2wt.% Suwly ergin).
Filme taýýarlyk:
25 ° C-de kremniniň üstünde suwuk kristal gatlak gurnama bilen taýýarlanýar.Slaýd matrisanyň bejeriş usuly aşakdakylar: kislotaly ergini (H2SO4 / H2O2, 7 / 3Vol / VOL) 30 minut çümdüriň, soňra pH bitarap bolýança deionizasiýa edilen suw bilen birnäçe gezek ýuwuň we ahyrynda arassa azot bilen guradyň.LBL gurnama awtomatiki enjamlar arkaly ýerine ýetirilýär.Substrat CE erginine (0,2 mg / mL) we PAA erginine (0,2 mg / mL) gezekli-gezegine siňdirildi, her ergin 4 minutda siňdirildi.Erkin birleşdirilen polimeri aýyrmak üçin her erginiň çyglysynyň arasynda 1 minutdan üç gezek ýuwuň.Gurnama ergininiň pH bahalary we ýuwujy ergin ikisi hem pH 2.0 bilen sazlandy.Taýýarlanan filmler (CE / PAA) n, n n ýygnamak siklini aňladýar.(HEC / PAA) 40, (MC / PAA) 30 we (HPC / PAA) 30 esasan taýýarlandy.
Filmiň häsiýetnamasy:
Adaty ýakyn şöhlelendiriş spektrleri NanoCalc-XR Okean optikasy bilen ýazga alyndy we analiz edildi, kremniniň üstünde goýlan filmleriň galyňlygy ölçenildi.Fon hökmünde boş kremniniň substraty bilen, kremniniň substratyndaky inçe filmiň FT-IR spektri Nikolet 8700 infragyzyl spektrometrde ýygnaldy.
PAA we CE-leriň arasynda wodorod baglanyşygy:
LEC filmlerine PAA bilen HEC, MC we HPC Assambleýasy.HEC / PAA, MC / PAA we HPC / PAA infragyzyl spektrleri suratda görkezilýär.PAA we CES-iň güýçli IR signallaryny HEC / PAA, MC / PAA we HPC / PAA IR spektrinde aýdyň görmek bolýar.FT-IR spektroskopiýa, häsiýetli siňdiriş zolaklarynyň üýtgemegine gözegçilik edip, PAA we CES arasyndaky wodorod baglanyşygynyň çylşyrymlylygyny seljerip biler.CES bilen PAA-nyň arasyndaky wodorod baglanyşygy, esasan, CES-iň gidroksil kislorody bilen PAA-nyň COOH toparynyň arasynda ýüze çykýar.Wodorod baglanyşygy emele gelensoň, uzalýan iň ýokary gyzyl pes ýygylyk ugruna geçýär.
Arassa PAA tozy üçin 1710 sm-1 iň ýokary derejesi hasaba alyndy.Poliakrilamid dürli CE-ler bilen filmlere ýygnananda, HEC / PAA, MC / PAA we MPC / PAA filmleriniň iň ýokary derejeleri degişlilikde 1718 sm-1, 1720 sm-1 we 1724 sm-1 ýerleşýärdi.Arassa PAA tozy bilen deňeşdirilende, HPC / PAA, MC / PAA we HEC / PAA filmleriniň iň ýokary uzynlygy degişlilikde 14, 10 we 8 sm - 1 üýtgedi.Efir kislorody bilen COOH arasyndaky wodorod baglanyşygy, COOH toparlarynyň arasyndaky wodorod baglanyşygyny kesýär.PAA bilen CE arasynda näçe wodorod baglanyşyk emele gelse, IR spektrinde CE / PAA-nyň iň ýokary üýtgemegi şonça-da köp bolar.HPC wodorod baglanyşygynyň iň ýokary derejesine, PAA we MC ortada, HEC iň pes derejededir.
PAA we CE-leriň birleşdirilen filmleriniň ösüş häsiýeti:
LBL ýygnanyşygynda PAA we CE-leriň film emele getiriş häsiýeti QCM we spektral interferometriýa arkaly derňeldi.QCM ilkinji gurnama sikllerinde situadaky filmiň ösüşine gözegçilik etmek üçin täsirli.Spektral interferometrler 10 aýlawdan ýokary filmler üçin amatlydyr.
HEC / PAA filmi LBL ýygnamak prosesinde çyzykly ösüşi görkezdi, MC / PAA we HPC / PAA filmleri ýygnamagyň irki döwürlerinde çalt ösüşi görkezdi we soňra çyzykly ösüşe öwrüldi.Çyzykly ösüş sebitinde çylşyrymlylyk derejesi näçe ýokary bolsa, ýygnamak siklinde galyňlygyň ösüşi şonça-da ýokarydyr.
PH ergininiň filmiň ösmegine täsiri:
Erginiň pH bahasy wodorod bilen baglanyşykly polimer birleşýän filmiň ösmegine täsir edýär.Gowşak polielektrolit hökmünde PAA ionlaşdyrylar we erginiň pH ýokarlanmagy bilen negatiw zarýad berler we şeýlelik bilen wodorod baglanyşygynyň öňüni alar.PAA-nyň ionlaşma derejesi belli bir derejä ýetende, PAA LBL-de wodorod baglanyşyk kabul edijileri bolan filme ýygnanyp bilmedi.
Filmiň galyňlygy pH ergininiň köpelmegi bilen azaldy we pH2.5 HPC / PAA we pH3.0-3.5 HPC / PAA-da filmiň galyňlygy birden azaldy.HPC / PAA-nyň kritiki nokady pH 3,5, HEC / PAA nokady 3.0 töweregi.Diýmek, gurnama ergininiň pH 3,5-den ýokary bolanda, HPC / PAA filmi emele gelip bilmeýär we erginiň pH 3.0-den ýokary bolanda HEC / PAA filmi emele gelip bilmeýär.HPC / PAA membranasynyň wodorod baglanyşygynyň has ýokary derejesi sebäpli, HPC / PAA membranasynyň kritiki pH bahasy HEC / PAA membranasyndan has ýokarydyr.Duzsyz erginde, HEC / PAA, MC / PAA we HPC / PAA tarapyndan döredilen toplumlaryň kritiki pH bahalary degişlilikde takmynan 2,9, 3.2 we 3.7 boldy.HPC / PAA-nyň kritiki pH, LBL membranasyna laýyk gelýän HEC / PAA-dan has ýokary.
CE / PAA membranasynyň suw siňdiriş öndürijiligi:
CES suwuň gowy siňdirilmegi we suwuň saklanmagy üçin gidroksil toparlaryna baýdyr.Mysal hökmünde HEC / PAA membranasyny alyp, wodorod bilen baglanyşykly CE / PAA membranasynyň daşky gurşawdaky suwa adsorbsion kuwwaty öwrenildi.Spektral interferometriýa bilen häsiýetlendirilen filmiň suwy siňdirmegi bilen filmiň galyňlygy ýokarlanýar.Suwuň siňdiriliş deňagramlylygyny gazanmak üçin 24 ° C-de 24 sagatlap sazlap bolýan çyglylygy bolan gurşawda ýerleşdirildi.Filmler çyglylygy doly aýyrmak üçin wakuum peçinde (40 ° C) 24 sagada guradyldy.
Çyglylyk artdygyça film galyňlaşýar.30% -50% pes çyglylyk meýdanynda galyňlygyň ösüşi birneme haýal.Çyglylyk 50% -den geçende, galyňlygy çalt ösýär.Wodorod bilen baglanyşykly PVPON / PAA membranasy bilen deňeşdirilende, HEC / PAA membranasy daşky gurşawdan has köp suw siňdirip biler.70% (25 ° C) otnositel çyglylyk şertinde PVPON / PAA filminiň galyňlaşma diapazony 4% töweregi, HEC / PAA filminiň filmi bolsa 18% töweregi.Netijeler, HEC / PAA ulgamyndaky belli bir mukdarda OH toparlarynyň wodorod baglanyşyklarynyň emele gelmegine gatnaşandygyna garamazdan, henizem OH toparlarynyň daşky gurşawda suw bilen täsirleşýändigini görkezdi.Şonuň üçin HEC / PAA ulgamy gowy suw siňdiriş aýratynlyklaryna eýedir.
Netijede
(1) Iň ýokary wodorod baglanyşygy bolan HPC / PAA ulgamy olaryň arasynda iň çalt ösýär, MC / PAA ortada, HEC / PAA iň pes.
(2) HEC / PAA filmi taýýarlyk döwründe çyzykly ösüş tertibini görkezdi, beýleki iki film MC / PAA we HPC / PAA ilkinji birnäçe aýlawda çalt ösüşi görkezdi, soň bolsa çyzykly ösüş tertibine öwrüldi.
(3) CE / PAA filminiň ösüşi pH erginine gaty baglydyr.PH çözgüdi kritiki nokadyndan ýokary bolsa, PAA we CE filme ýygnanyp bilmeýärler.CEygnalan CE / PAA membranasy ýokary pH erginlerinde ereýärdi.
(4) CE / PAA filmi OH we COOH baý bolansoň, ýylylygy bejermek ony biri-birine baglaýar.Özara baglanyşykly CE / PAA membranasy gowy durnuklylyga eýe we ýokary pH erginlerinde eräp bilmeýär.
(5) CE / PAA filmi daşky gurşawdaky suw üçin gowy siňdiriş ukybyna eýedir.
Iş wagty: Fewral-18-2023