ሴሉሎስ ኤተር / ​​ፖሊacrylic አሲድ ሃይድሮጂን ትስስር ፊልም

የምርምር ዳራ

እንደ ተፈጥሯዊ፣ ብዙ እና ታዳሽ ምንጭ ሴሉሎስ በማይቀልጥ እና ውስን የመሟሟት ባህሪያቱ ምክንያት በተግባራዊ አፕሊኬሽኖች ውስጥ ትልቅ ፈተናዎችን ያጋጥመዋል። በሴሉሎስ መዋቅር ውስጥ ያለው ከፍተኛ ክሪስታሊንነት እና ከፍተኛ መጠን ያለው ሃይድሮጂን ቦንዶች እንዲቀንስ ያደርጉታል ነገር ግን በይዞታው ሂደት ውስጥ አይቀልጡም ፣ እና በውሃ እና በአብዛኛዎቹ ኦርጋኒክ መሟሟቶች ውስጥ የማይሟሟ። የእነሱ ተዋጽኦዎች የሚመነጩት በፖሊመር ሰንሰለት ውስጥ ባለው anhydroglucose ክፍሎች ላይ የሃይድሮክሳይል ቡድኖችን በማጣራት እና በማጣራት ነው ፣ እና ከተፈጥሯዊ ሴሉሎስ ጋር ሲነፃፀሩ የተለያዩ ባህሪዎችን ያሳያሉ። የሴሉሎስ ኢቴሬሽን ምላሽ እንደ ሜቲል ሴሉሎስ (ኤምሲ)፣ ሃይድሮክሳይቲል ሴሉሎስ (HEC) እና ሃይድሮክሲፕሮፒል ሴሉሎስ (HPC) ያሉ ብዙ ውሃ የሚሟሟ ሴሉሎስ ኤተርን ማመንጨት ይችላል፤ እነዚህም በምግብ፣ በመዋቢያዎች፣ በፋርማሲዩቲካልና በመድኃኒት ውስጥ በሰፊው ጥቅም ላይ ይውላሉ። በውሃ ውስጥ የሚሟሟ CE ሃይድሮጂን-የተያያዙ ፖሊመሮች ከ polycarboxylic acids እና polyphenols ጋር ሊፈጥር ይችላል።

ንብርብር-በ-ንብርብር ስብሰባ (LBL) ፖሊመር ውህድ ቀጭን ፊልሞች ለማዘጋጀት ውጤታማ ዘዴ ነው. የሚከተለው በዋነኛነት የኤል.ቢ.ኤልን የሦስት የተለያዩ CE የHEC፣ MC እና HPC ከPAA ጋር መገጣጠምን ይገልጻል፣ የመሰብሰቢያ ባህሪያቸውን ያነፃፅራል፣ እና ተተኪዎች በኤልቢኤል ስብሰባ ላይ ያላቸውን ተፅእኖ ይተነትናል። ፒኤች በፊልም ውፍረት ላይ ያለውን ተጽእኖ እና በፊልም አፈጣጠር እና መፍታት ላይ ያለውን የተለያዩ የፒኤች ልዩነቶች መርምር እና የ CE/PAA የውሃ መሳብ ባህሪያትን ማዳበር።

የሙከራ ቁሳቁሶች፡-

ፖሊacrylic አሲድ (PAA, Mw = 450,000). የ 2wt.% የውሃ መፍትሄ የሃይድሮክሳይክልሴሉሎስ (HEC) 300 mPa·s ነው ፣ እና የመተካት ደረጃ 2.5 ነው። Methylcellulose (MC, 2wt.% የውሃ መፍትሄ በ 400 mPa·s እና በ 1.8 የመተካት ደረጃ)። Hydroxypropyl ሴሉሎስ (HPC, 2wt.% የውሃ መፍትሄ ከ 400 mPa·s የሆነ viscosity እና 2.5 የመተካት ደረጃ)።

የፊልም ዝግጅት;

በ 25 ዲግሪ ሴንቲግሬድ ውስጥ በሲሊኮን ላይ በፈሳሽ ክሪስታል ንብርብር ስብስብ የተዘጋጀ. የስላይድ ማትሪክስ የሕክምና ዘዴ እንደሚከተለው ነው-በአሲዳማ መፍትሄ (H2SO4/H2O2, 7/3Vol/VOL) ውስጥ ለ 30 ደቂቃ ያርቁ, ከዚያም ፒኤች ገለልተኛ እስኪሆን ድረስ ብዙ ጊዜ በዲዮኒዝድ ውሃ ያጠቡ እና በመጨረሻም በንጹህ ናይትሮጅን ይደርቃሉ. የኤል.ቢ.ኤል ስብሰባ የሚከናወነው አውቶማቲክ ማሽኖችን በመጠቀም ነው። ንጣፉ በተለዋጭ የ CE መፍትሄ (0.2 mg / ml) እና PAA መፍትሄ (0.2 mg / mL) ውስጥ ተተክሏል ፣ እያንዳንዱ መፍትሄ ለ 4 ደቂቃዎች ተወስዷል። በእያንዳንዳቸው 1 ደቂቃ የሚፈጅ ሶስት የማጠቢያ ማጠቢያዎች በእያንዲንደ ዲዮኒዝድ ውሃ ውስጥ በእያንዲንደ የመፍትሄ ማቅሇጫ መካከሌ ተፇጽመዋል. የመሰብሰቢያው መፍትሄ እና የማጠቢያው የፒኤች መጠን ሁለቱም ወደ pH 2.0 ተስተካክለዋል. እንደተዘጋጁት ፊልሞች (CE/PAA) n ተብለው ተገልጸዋል፣ n የስብሰባውን ዑደት ያመለክታል። (HEC/PAA)40፣ (MC/PAA)30 እና (HPC/PAA)30 በዋናነት ተዘጋጅተዋል።

የፊልም ባህሪ፡

በናኖካልክ-ኤክስአር ውቅያኖስ ኦፕቲክስ የተቀረጸ እና የተተነተነው ከመደበኛው ጋር የሚቀራረብ ነጸብራቅ ሲሆን በሲሊኮን ላይ የተቀመጡት ፊልሞች ውፍረት ተለካ። በባዶ የሲሊኮን ንጣፍ እንደ ዳራ ፣ በሲሊኮን ንጣፍ ላይ ያለው የቀጭኑ ፊልም የ FT-IR ስፔክትረም በኒኮሌት 8700 ኢንፍራሬድ ስፔክትሮሜትር ላይ ተሰብስቧል።

በፒኤኤ እና በሲኢዎች መካከል የሃይድሮጅን ትስስር መስተጋብር፡-

የHEC፣ MC እና HPC ከPAA ወደ LBL ፊልሞች መሰብሰብ። የ HEC/PAA፣ MC/PAA እና HPC/PAA ኢንፍራሬድ ስፔክትራ በሥዕሉ ላይ ይታያል። የPAA እና CES ጠንካራ የ IR ምልክቶች በ IR spectra HEC/PAA፣ MC/PAA እና HPC/PAA ላይ በግልፅ ሊታዩ ይችላሉ። FT-IR ስፔክትሮስኮፒ በPAA እና CES መካከል ያለውን የሃይድሮጂን ቦንድ ውስብስብነት የባህሪ መምጠጥ ባንዶችን ለውጥ በመከታተል መተንተን ይችላል። በሲኢኤስ እና ፒኤኤ መካከል ያለው የሃይድሮጂን ትስስር በዋናነት በሲኢኤስ ሃይድሮክሳይል ኦክስጅን እና በCOOH የPAA ቡድን መካከል ይከሰታል። የሃይድሮጅን ትስስር ከተፈጠረ በኋላ, የተዘረጋው ጫፍ ቀይ ወደ ዝቅተኛ ድግግሞሽ አቅጣጫ ይቀየራል.

1710 ሴ.ሜ-1 ጫፍ ለንፁህ ፒኤኤ ዱቄት ታይቷል. ፖሊacrylamide በተለያየ ሲኢዎች ውስጥ ወደ ፊልሞች ሲገጣጠም, የ HEC / PAA, MC / PAA እና MPC / PAA ፊልሞች በ 1718 ሴ.ሜ-1, 1720 ሴ.ሜ-1 እና 1724 ሴ.ሜ-1 ላይ ይገኛሉ. ከንጹህ የፒኤኤ ዱቄት ጋር ሲነጻጸር የ HPC/PAA, MC/PAA እና HEC/PAA ፊልሞች ከፍተኛ ርዝመት በ 14, 10 እና 8 ሴሜ-1 ተቀይሯል. በኤተር ኦክሲጅን እና በ COOH መካከል ያለው የሃይድሮጅን ትስስር በCOOH ቡድኖች መካከል ያለውን የሃይድሮጅን ትስስር ያቋርጣል። በፒኤኤ እና በ CE መካከል በተፈጠሩት የሃይድሮጂን ቦንዶች ብዛት፣ በIR spectra ውስጥ የ CE/PAA ከፍተኛ ለውጥ ይጨምራል። HPC ከፍተኛው የሃይድሮጂን ቦንድ ውስብስብነት አለው፣ PAA እና MC በመሃል ላይ ናቸው፣ እና HEC ዝቅተኛው ነው።

የPAA እና CEs የተዋሃዱ ፊልሞች የእድገት ባህሪ፡-

በኤልቢኤል ስብሰባ ወቅት የPAA እና CEs የፊልም አፈጣጠር ባህሪ QCM እና spectral interferometry በመጠቀም ተመርምሯል። QCM በመጀመሪያዎቹ ጥቂት የመሰብሰቢያ ዑደቶች ውስጥ የፊልም እድገትን ለመቆጣጠር ውጤታማ ነው። Spectral interferometers ከ 10 ዑደቶች በላይ ላደጉ ፊልሞች ተስማሚ ናቸው.

የ HEC/PAA ፊልም በመላው የኤል.ቢ.ኤል የመሰብሰቢያ ሂደት ውስጥ ቀጥተኛ እድገትን ያሳየ ሲሆን የ MC/PAA እና HPC/PAA ፊልሞች በስብሰባ የመጀመሪያ ደረጃዎች ላይ ትልቅ እድገት አሳይተዋል ከዚያም ወደ ቀጥተኛ እድገት ተለወጠ። በመስመራዊ የእድገት ክልል ውስጥ, ውስብስብነት ያለው ከፍተኛ ደረጃ, በእያንዳንዱ የስብስብ ዑደት ውስጥ ያለው ውፍረት እየጨመረ ይሄዳል.

የመፍትሄው pH በፊልም እድገት ላይ የሚያሳድረው ተጽዕኖ:

የመፍትሄው የፒኤች እሴት በሃይድሮጂን የተገጠመ ፖሊመር ድብልቅ ፊልም እድገት ላይ ተጽዕኖ ያሳድራል. እንደ ደካማ ፖሊኤሌክትሮላይት ፣ ፒኤኤ ionized እና የመፍትሄው ፒኤች ሲጨምር አሉታዊ ኃይል ይሞላል ፣ በዚህም የሃይድሮጂን ትስስር ትስስርን ይከለክላል። የፒኤኤ ionization ደረጃ የተወሰነ ደረጃ ላይ ሲደርስ ፒኤኤኤ በኤል.ቢ.ኤል ውስጥ ከሃይድሮጂን ቦንድ ተቀባዮች ጋር ወደ ፊልም መሰብሰብ አልቻለም።

የመፍትሄው ፒኤች በመጨመር የፊልም ውፍረት ቀንሷል እና የፊልም ውፍረት በ pH2.5 HPC/PAA እና pH3.0-3.5 HPC/PAA በድንገት ቀንሷል። የHPC/PAA ወሳኝ ነጥብ ፒኤች 3.5 ሲሆን የHEC/PAA ግን 3.0 ነው። ይህ ማለት የመሰብሰቢያው መፍትሄ ፒኤች ከ 3.5 ከፍ ያለ ከሆነ, የ HPC / PAA ፊልም ሊፈጠር አይችልም, እና የመፍትሄው ፒኤች ከ 3.0 በላይ ከሆነ, የ HEC / PAA ፊልም ሊፈጠር አይችልም. በHPC/PAA ሽፋን ከፍተኛ የሃይድሮጂን ቦንድ ውስብስብነት ምክንያት የኤችፒሲ/PAA ሽፋን ወሳኝ የፒኤች ዋጋ ከHEC/PAA ሽፋን ከፍ ያለ ነው። ከጨው ነፃ በሆነ መፍትሄ፣ በHEC/PAA፣ MC/PAA እና HPC/PAA የተሰሩ ውስብስብ የፒኤች እሴቶች በቅደም ተከተል 2.9፣ 3.2 እና 3.7 ናቸው። የ HPC/PAA ወሳኝ ፒኤች ከኤችአይሲ/ፒኤኤ ከፍ ያለ ነው፣ ይህም ከኤልቢኤል ሽፋን ጋር የሚስማማ ነው።

የ CE/PAA ሽፋን የውሃ መሳብ አፈፃፀም;

CES በሃይድሮክሳይል ቡድኖች የበለፀገ በመሆኑ ጥሩ የውሃ መሳብ እና የውሃ ማጠራቀሚያ እንዲኖረው ያደርጋል። የHEC/PAA ሽፋንን እንደ ምሳሌ ወስደን በሃይድሮጂን-የተሳሰረ CE/PAA ገለፈት ወደ አካባቢው ውሃ የመቀላቀል አቅም ተጠንቷል። በ spectral interferometry ተለይቶ የሚታወቀው, ፊልሙ ውሃ በሚስብበት ጊዜ የፊልም ውፍረት ይጨምራል. የውሃ መሳብ ሚዛንን ለማሳካት በ 25 ዲግሪ ሴንቲ ግሬድ ውስጥ የሚስተካከለው እርጥበት ባለው አካባቢ ለ 24 ሰአታት ተቀምጧል. ፊልሞቹ እርጥበቱን ሙሉ በሙሉ ለማስወገድ ለ 24 ሰዓታት በቫኩም (40 ዲግሪ ሴንቲ ግሬድ) ውስጥ ደርቀዋል.

እርጥበቱ እየጨመረ ሲሄድ ፊልሙ ወፍራም ይሆናል. ከ 30% -50% ዝቅተኛ እርጥበት አካባቢ, ውፍረት እድገቱ በአንጻራዊነት ቀርፋፋ ነው. እርጥበቱ ከ 50% በላይ ከሆነ, ውፍረቱ በፍጥነት ያድጋል. ከሃይድሮጂን-የተያያዘ የ PVPON/PAA ሽፋን ጋር ሲነፃፀር የ HEC/PAA ሽፋን ከአካባቢው ብዙ ውሃ ሊወስድ ይችላል። በ 70% (25 ° ሴ) አንጻራዊ የእርጥበት መጠን, የ PVPON / PAA ፊልም ውፍረት 4% ሲሆን, የ HEC / PAA ፊልም ደግሞ 18% ያህል ነው. ውጤቶቹ እንደሚያሳዩት በHEC/PAA ስርዓት ውስጥ የተወሰነ መጠን ያላቸው የኦኤች ቡድኖች በሃይድሮጂን ቦንድ ምስረታ ላይ ቢሳተፉም፣ አሁንም በአካባቢው ከውሃ ጋር ግንኙነት የሚፈጥሩ በርካታ የኦኤች ቡድኖች አሉ። ስለዚህ, የ HEC / PAA ስርዓት ጥሩ የውሃ መሳብ ባህሪያት አሉት.

በማጠቃለያው

(1) የ HPC/PAA ስርዓት ከፍተኛው የሃይድሮጂን ትስስር ደረጃ CE እና PAA በመካከላቸው ፈጣን እድገት አለው፣ MC/PAA በመካከል ነው፣ እና HEC/PAA ዝቅተኛው ነው።

(2) የ HEC/PAA ፊልም በመላው የዝግጅት ሂደት ውስጥ ቀጥተኛ የእድገት ሁነታን አሳይቷል, ሌሎቹ ሁለት ፊልሞች MC/PAA እና HPC/PAA በመጀመሪያዎቹ ጥቂት ዑደቶች ውስጥ ጉልህ የሆነ እድገት አሳይተዋል, ከዚያም ወደ ቀጥተኛ የእድገት ሁነታ ተለወጠ.

(3) የ CE / PAA ፊልም እድገት በመፍትሔው ፒኤች ላይ ጠንካራ ጥገኛ ነው. የመፍትሄው ፒኤች ከወሳኙ ነጥብ ከፍ ባለበት ጊዜ፣ PAA እና CE ወደ ፊልም ሊሰበሰቡ አይችሉም። የተሰበሰበው የ CE/PAA ሽፋን በከፍተኛ ፒኤች መፍትሄዎች ውስጥ ይሟሟል።

(4) የ CE/PAA ፊልም በOH እና COOH የበለፀገ ስለሆነ፣የሙቀት ሕክምና ተሻጋሪ ያደርገዋል። የተሻገረው የ CE/PAA ሽፋን ጥሩ መረጋጋት ያለው እና በከፍተኛ ፒኤች መፍትሄዎች ውስጥ የማይሟሟ ነው።

(5) የ CE/PAA ፊልም በአካባቢው ውስጥ ለውሃ ጥሩ የማስተዋወቅ አቅም አለው።