Rannsóknargrunnur
Sem náttúruleg, mikil og endurnýjanleg auðlind, kynnir sellulósa miklar áskoranir í hagnýtum forritum vegna þess að það er ekki bráðna og takmarkað leysni eiginleika. Mikið kristallað og háþéttni vetnistengi í sellulósa uppbyggingunni gera það brotið niður en ekki bráðnað meðan á eignarferlinu stendur og óleysanlegt í vatni og flestum lífrænum leysum. Afleiður þeirra eru framleiddar með estrunar og etering hýdroxýlhópa á anhýdróglúkósaeiningunum í fjölliða keðjunni og mun sýna nokkra mismunandi eiginleika samanborið við náttúrulega sellulósa. Setrunarviðbrögð sellulósa geta myndað mörg vatnsleysanleg sellulósa eter, svo sem metýl sellulósa (MC), hýdroxýetýl sellulósa (HEC) og hýdroxýprópýl sellulósa (HPC), sem eru mikið notuð í mat, snyrtivörum, í lyfjum og lyfjum. Vatnsleysanlegt CE getur myndað vetnisbundnar fjölliður með pólýkarboxýlsýrum og pólýfenólum.
Lag-fyrir-lagssamsetning (LBL) er áhrifarík aðferð til að útbúa fjölliða samsettar þunnar filmur. Eftirfarandi lýsir aðallega LBL samsetningu þriggja mismunandi CES af HEC, MC og HPC við PAA, ber saman samsetningarhegðun þeirra og greinir áhrif varamanna á LBL samsetningu. Rannsakaðu áhrif sýrustigs á þykkt filmu og mismunandi mun á pH á myndun kvikmynda og upplausn og þróa vatnsgeislunareiginleika CE/PAA.
Tilraunaefni:
Pólýakrýlsýra (PAA, MW = 450.000). Seigja 2wt. Metýlsellulósa (MC, 2Wt. Hýdroxýprópýl sellulósa (HPC, 2Wt.
Undirbúningur kvikmynda:
Framleitt með fljótandi kristallagasamsetningu á kísil við 25 ° C. Meðferðaraðferð renniefnisins er sem hér segir: Bleyti í súrum lausn (H2SO4/H2O2, 7/3Vol/rúmmál) í 30 mínútur, skolaðu síðan með afjónuðu vatni nokkrum sinnum þar til pH verður hlutlaust og að lokum þurrt með hreinu köfnunarefni. LBL samsetning er framkvæmd með sjálfvirkum vélum. Undirlagið var til skiptis í bleyti í CE lausn (0,2 mg/ml) og PAA lausn (0,2 mg/ml), hver lausn var í bleyti í 4 mínútur. Þrír skolar í bleyti á 1 mínútu hvor í afjónuðu vatni voru gerðar á milli hverrar lausnar sem liggja í bleyti til að fjarlægja lauslega festar fjölliða. PH gildi samsetningarlausnarinnar og skolunarlausnin voru bæði stillt á pH 2,0. As-undirbúnar kvikmyndirnar eru táknaðar sem (CE/PAA) n, þar sem n táknar samkomutímabilið. (HEC/PAA) 40, (MC/PAA) 30 og (HPC/PAA) 30 voru aðallega útbúin.
Einkenni kvikmynda:
Nánast venjuleg endurspeglunarróf voru skráð og greind með Nanocalc-XR Ocean Optics og þykkt kvikmynda sem sett voru á sílikon var mæld. Með auðu kísil undirlaginu sem bakgrunni var FT-IR litrófinu á þunnu filmu á kísil undirlaginu safnað á Nicolet 8700 innrauða litrófsmæli.
Vetnistengingar milliverkanir milli PAA og CES:
Samsetning HEC, MC og HPC með PAA í LBL kvikmyndir. Innrauða litróf HEC/PAA, MC/PAA og HPC/PAA eru sýnd á myndinni. Sterk IR merki um PAA og CES er hægt að sjá skýrt í IR litróf HEC/PAA, MC/PAA og HPC/PAA. FT-IR litrófsgreining getur greint flækju vetnistengisins milli PAA og CES með því að fylgjast með breytingu á einkennandi frásogsbandum. Vetnistengingin milli CES og PAA á sér aðallega á milli hýdroxýls súrefnis CES og COOH hópsins PAA. Eftir að vetnistengslin myndast myndast teygjuhámarkið rauða til lág tíðni.
Hámark 1710 cm-1 sást fyrir hreint PAA duft. Þegar pólýakrýlamíð var sett saman í kvikmyndir með mismunandi CES voru tindar HEC/PAA, MC/PAA og MPC/PAA kvikmyndir staðsettir við 1718 cm-1, 1720 cm-1 og 1724 cm-1, hver um sig. Í samanburði við hreint PAA duft færðust hámarkslengd HPC/PAA, MC/PAA og HEC/PAA kvikmyndanna um 14, 10 og 8 cm - 1, í sömu röð. Vetnistengslin milli eter súrefnis og COOH truflar vetnistengslin milli COOH hópanna. Því meira sem vetnistengi myndast milli PAA og CE, því meiri er hámarksbreyting CE/PAA í IR litróf. HPC er með mesta stig vetnistengis flækju, PAA og MC eru í miðjunni og HEC er lægst.
Vaxtarhegðun samsettra kvikmynda af PAA og CES:
Kvikmyndamyndandi hegðun PAA og CES við LBL samsetningu var rannsökuð með því að nota QCM og litróf truflunar. QCM er árangursríkt til að fylgjast með vexti kvikmynda á staðnum á fyrstu samsetningarlotunum. Litróf truflanir eru hentugir fyrir kvikmyndir sem eru ræktaðar yfir 10 lotur.
HEC/PAA myndin sýndi línulegan vöxt í öllu LBL samsetningarferlinu en MC/PAA og HPC/PAA kvikmyndirnar sýndu veldisvísisvöxt á fyrstu stigum samsetningarinnar og síðan umbreytt í línulegan vöxt. Á línulegu vaxtarsvæðinu, því hærra sem flækjurnar eru, því meiri er þykktarvöxtur á hverja samsetningarlotu.
Áhrif lausnar pH á vöxt kvikmynda:
PH gildi lausnarinnar hefur áhrif á vöxt vetnisbundinna fjölliða samsettra filmu. Sem veikt pólýelektrólyt verður PAA jónað og neikvætt hlaðið þegar sýrustig lausnarinnar eykst og hindrar þannig tengsl vetnistengis. Þegar jónunarstig PAA náði ákveðnu stigi gat PAA ekki komið saman í kvikmynd með vetnisbindingarviðtökum í LBL.
Þykkt kvikmyndarinnar minnkaði með aukningu á pH lausnarinnar og filmuþykktin minnkaði skyndilega við ph2,5 hpc/paA og pH3,0-3,5 hpc/paA. Mikilvægur punktur HPC/PAA er um 3,5 pH, en HEC/PAA er um 3,0. Þetta þýðir að þegar pH samsetningarlausnarinnar er hærra en 3,5 er ekki hægt að mynda HPC/PAA kvikmyndina og þegar pH lausnarinnar er hærra en 3,0 er ekki hægt að mynda HEC/PAA kvikmyndina. Vegna hærri stigs vetnistengis flækju HPC/PAA himnunnar er mikilvægu pH gildi HPC/PAA himnunnar hærra en HEC/PAA himna. Í saltlausri lausn voru mikilvæg pH gildi fléttanna sem myndast af HEC/PAA, MC/PAA og HPC/PAA um 2,9, 3,2 og 3,7, í sömu röð. Mikilvægt sýrustig HPC/PAA er hærra en HEC/PAA, sem er í samræmi við LBL himnu.
Upptöku vatns frásogs CE/ PAA himna:
CES er ríkur í hýdroxýlhópum þannig að það hefur góða vatnsgeislun og vatnsgeymslu. Með því að taka HEC/PAA himnu sem dæmi var aðsogsgeta vetnisbundinna CE/PAA himna til vatns í umhverfinu rannsökuð. Einkennd af litrófs truflunum, eykst filmuþykktin þegar myndin tekur upp vatn. Það var komið fyrir í umhverfi með stillanlegri rakastig við 25 ° C í 24 klukkustundir til að ná fram jafnvægi vatns frásogs. Kvikmyndirnar voru þurrkaðar í lofttæmisofni (40 ° C) í 24 klukkustundir til að fjarlægja raka alveg.
Þegar rakastigið eykst þykknar myndin. Á lágu rakastiginu 30%-50%er þykktarvöxturinn tiltölulega hægur. Þegar rakastigið fer yfir 50%vex þykktin hratt. Í samanburði við vetnisbundna PVPON/PAA himnuna, getur HEC/PAA himnan tekið upp meira vatn úr umhverfinu. Við ástand hlutfallslegs rakastigs 70%(25 ° C) er þykkingarsvið PVPON/PAA filmu um 4%, en HEC/PAA filmu er allt að um 18%. Niðurstöðurnar sýndu að þrátt fyrir að ákveðið magn af OH hópum í HEC/PAA kerfinu hafi tekið þátt í myndun vetnistenginga, þá var samt talsverður fjöldi OH hópa sem höfðu samskipti við vatn í umhverfinu. Þess vegna hefur HEC/PAA kerfið góða frásogs eiginleika vatns.
í niðurstöðu
(1) HPC/PAA kerfið með hæsta vetnistengingargráðu CE og PAA hefur hraðasta vöxt þeirra meðal þeirra, MC/PAA er í miðjunni og HEC/PAA er lægst.
(2) HEC/PAA myndin sýndi línulegan vaxtarstillingu í undirbúningsferlinu, en hinar tvær kvikmyndirnar MC/PAA og HPC/PAA sýndu veldisvísisvöxt í fyrstu lotunum og breyttist síðan í línulega vaxtarstillingu.
(3) Vöxtur CE/PAA kvikmyndar hefur sterkt háð pH lausnarinnar. Þegar pH lausnarinnar er hærri en mikilvægur punktur hennar geta PAA og CE ekki komið saman í kvikmynd. Samsett CE/PAA himna var leysanleg í háum pH lausnum.
(4) Þar sem CE/PAA myndin er rík af OH og Cooh, gerir hitameðferð hana krossbundin. Krosstengd CE/PAA himna hefur góðan stöðugleika og er óleysanleg í háum pH lausnum.
(5) CE/PAA kvikmyndin hefur góða aðsogsgetu fyrir vatn í umhverfinu.
Post Time: Feb-18-2023