Fond rechèch
Kòm yon resous natirèl, abondan ak renouvlab, seluloz rankontre gwo defi nan aplikasyon pratik akòz pwopriyete ki pa fonn li yo ak limite solubilite.Gwo kristalinite ak gwo dansite lyezon idwojèn nan estrikti seluloz la fè li degrade men se pa fonn pandan pwosesis posesyon an, ak ensolubl nan dlo ak pifò solvang òganik.Dérivés yo pwodui pa esterifikasyon ak eterifikasyon gwoup idroksil yo sou inite anidroglikoz nan chèn polymère a, epi yo pral montre kèk pwopriyete diferan konpare ak seluloz natirèl.Reyaksyon eterifikasyon nan seluloz ka jenere anpil etè seluloz idrosolubl, tankou methyl cellulose (MC), hydroxyethyl cellulose (HEC) ak hydroxypropyl cellulose (HPC), ki lajman ki itilize nan manje, pwodui kosmetik, nan edikaman ak medikaman.Dlo-idrosolubl CE ka fòme polymère idwojèn ak asid polycarboxylic ak polifenol.
Asanble kouch pa kouch (LBL) se yon metòd efikas pou prepare fim mens konpoze polymère.Sa ki anba la a sitou dekri asanble LBL nan twa CE diferan nan HEC, MC ak HPC ak PAA, konpare konpòtman asanble yo, epi analize enfliyans nan substituents sou asanble LBL.Envestige efè a nan pH sou epesè fim, ak diferans ki genyen diferan nan pH sou fòmasyon fim ak disolisyon, epi devlope pwopriyete yo absòpsyon dlo nan CE / PAA.
Materyèl eksperimantal:
Polyacrylic asid (PAA, Mw = 450,000).Viskozite a nan 2wt.% solisyon akeuz nan hydroxyethylcellulose (HEC) se 300 mPa · s, ak degre nan sibstitisyon se 2.5.Methylcellulose (MC, yon solisyon akeuz 2wt.% ak yon viskozite 400 mPa·s ak yon degre sibstitisyon 1.8).Hydroxypropyl cellulose (HPC, yon solisyon akeuz 2wt.% ak yon viskozite 400 mPa·s ak yon degre sibstitisyon 2.5).
Preparasyon fim:
Prepare pa asanble kouch kristal likid sou Silisyòm nan 25 ° C.Metòd tretman matris glise a se jan sa a: tranpe nan solisyon asid (H2SO4/H2O2, 7/3Vol/VOL) pou 30min, apresa rense l avèk dlo deyonize plizyè fwa jiskaske pH la vin net, epi finalman sèk ak nitwojèn pi.Asanble LBL fèt lè l sèvi avèk machin otomatik.Substra a te altène tranpe nan solisyon CE (0.2 mg / mL) ak solisyon PAA (0.2 mg / mL), yo te chak solisyon tranpe pou 4 min.Twa tranpe rense nan 1 min chak nan dlo deyonize yo te fèt ant chak tranpe solisyon yo retire polymère ki fèk tache.Valè pH solisyon asanble a ak solisyon rense yo te tou de ajiste a pH 2.0.Fim yo prepare kòm (CE/PAA) n, kote n vle di sik asanble a.(HEC/PAA)40, (MC/PAA)30 ak (HPC/PAA)30 te sitou prepare.
Karakterizasyon fim:
Yo te anrejistre e analize espèk refleksyon prèske nòmal ak NanoCalc-XR Ocean Optics, epi yo te mezire epesè fim ki depoze sou Silisyòm.Avèk yon substra Silisyòm vid kòm background nan, yo te kolekte spectre FT-IR nan fim nan mens sou substra Silisyòm sou yon espektwomèt enfrawouj Nicolet 8700.
Entèraksyon kosyon idwojèn ant PAA ak CEs:
Asanble HEC, MC ak HPC ak PAA nan fim LBL.Yo montre spectre enfrawouj HEC/PAA, MC/PAA ak HPC/PAA nan figi a.Siyal IR fò nan PAA ak CES ka byen klè obsève nan spectre IR HEC/PAA, MC/PAA ak HPC/PAA.Spèktroskopi FT-IR ka analize konpleksyon kosyon idwojèn ant PAA ak CES pa kontwole chanjman nan bann karakteristik absòpsyon.Lyezon idwojèn ant CES ak PAA fèt sitou ant oksijèn idroksil CES ak gwoup COOH PAA.Apre yo fin fòme kosyon idwojèn nan, pik etann wouj la chanje nan direksyon frekans ki ba.
Yo te obsève yon pik 1710 cm-1 pou poud PAA pi bon kalite.Lè yo te rasanble poliakrilamid nan fim ak diferan CE, pik fim HEC/PAA, MC/PAA ak MPC/PAA yo te lokalize nan 1718 cm-1, 1720 cm-1 ak 1724 cm-1, respektivman.Konpare ak pi bon kalite poud PAA, longè pik HPC/PAA, MC/PAA ak HEC/PAA fim deplase pa 14, 10 ak 8 cm-1, respektivman.Kosyon idwojèn ant oksijèn etè a ak COOH entèwonp lyen idwojèn ant gwoup COOH yo.Plis lyezon idwojèn ki fòme ant PAA ak CE, se pi gwo chanjman pik CE/PAA nan espèk IR.HPC gen pi wo degre nan konpleksasyon kosyon idwojèn, PAA ak MC yo nan mitan an, ak HEC se pi ba a.
Konpòtman kwasans fim konpoze PAA ak CEs:
Konpòtman ki fòme fim nan PAA ak CE yo pandan asanble LBL yo te envestige lè l sèvi avèk QCM ak entèferometri espektral.QCM efikas pou kontwole kwasans fim in situ pandan premye sik asanble yo.Spectral entèferomètr yo apwopriye pou fim grandi plis pase 10 sik.
Fim nan HEC/PAA te montre yon kwasans lineyè nan tout pwosesis asanble LBL la, pandan y ap fim MC/PAA ak HPC/PAA te montre yon kwasans eksponansyèl nan premye etap yo nan asanble ak Lè sa a, transfòme nan yon kwasans lineyè.Nan rejyon an kwasans lineyè, pi wo degre nan konplexasyon, se pi gwo kwasans lan epesè pou chak sik asanble.
Efè pH solisyon sou kwasans fim:
Valè pH solisyon an afekte kwasans idwojèn fim konpoze polymère.Kòm yon polyelectrolyte fèb, PAA pral ionize ak negatif chaje kòm pH la nan solisyon an ogmante, kidonk anpeche asosyasyon kosyon idwojèn.Lè degre nan ionizasyon PAA rive nan yon sèten nivo, PAA pa t 'kapab rasanble nan yon fim ak akseptè kosyon idwojèn nan LBL.
Epesè fim nan diminye ak ogmantasyon nan pH solisyon, ak epesè fim nan diminye toudenkou nan pH2.5 HPC / PAA ak pH3.0-3.5 HPC / PAA.Pwen kritik HPC/PAA se anviwon pH 3.5, pandan ke HEC/PAA se anviwon 3.0.Sa vle di ke lè pH solisyon asanble a pi wo pase 3.5, fim HPC/PAA pa ka fòme, epi lè pH solisyon an pi wo pase 3.0, fim HEC/PAA pa ka fòme.Akòz pi wo degre nan konplexasyon kosyon idwojèn nan manbràn HPC/PAA, valè pH kritik HPC/PAA manbràn pi wo pase manbràn HEC/PAA.Nan solisyon san sèl, valè pH kritik konplèks ki te fòme pa HEC/PAA, MC/PAA ak HPC/PAA te apeprè 2.9, 3.2 ak 3.7, respektivman.pH kritik HPC/PAA pi wo pase HEC/PAA, ki konsistan avèk manbràn LBL.
Pèfòmans absòpsyon dlo nan manbràn CE/PAA:
CES se moun rich nan gwoup hydroxyl pou li gen bon absòpsyon dlo ak retansyon dlo.Pran HEC/PAA manbràn kòm yon egzanp, kapasite adsorption nan idwojèn-kole CE/PAA manbràn nan dlo nan anviwònman an te etidye.Karakterize pa entèferometri spectral, epesè fim nan ogmante kòm fim nan absòbe dlo.Li te mete nan yon anviwònman ak imidite reglabl nan 25 ° C pou 24 èdtan reyalize ekilib absòpsyon dlo.Fim yo te cheche nan yon fou vakyòm (40 ° C) pou 24 èdtan konplètman retire imidite a.
Kòm imidite a ogmante, fim nan epesis.Nan zòn nan imidite ki ba nan 30% -50%, kwasans lan epesè se relativman dousman.Lè imidite a depase 50%, epesè a ap grandi rapidman.Konpare ak manbràn idwojèn PVPON/PAA, manbràn HEC/PAA ka absòbe plis dlo nan anviwònman an.Anba kondisyon imidite relatif nan 70% (25 ° C), seri a epesman nan fim PVPON / PAA se apeprè 4%, pandan y ap sa yo ki nan fim HEC / PAA se kòm yon wo apeprè 18%.Rezilta yo te montre ke byenke yon sèten kantite gwoup OH nan sistèm HEC/PAA te patisipe nan fòmasyon lyezon idwojèn, te toujou yon kantite konsiderab gwoup OH kominike avèk dlo nan anviwònman an.Se poutèt sa, sistèm HEC/PAA a gen bon pwopriyete absòpsyon dlo.
an konklizyon
(1) Sistèm HPC/PAA ki gen pi wo degre lyezon idwojèn CE ak PAA gen kwasans ki pi rapid nan mitan yo, MC/PAA se nan mitan, ak HEC/PAA se pi ba a.
(2) Fim HEC/PAA a te montre yon mòd kwasans lineyè pandan tout pwosesis preparasyon an, pandan de lòt fim MC/PAA ak HPC/PAA te montre yon kwasans eksponansyèl nan premye sik yo, epi li te transfòme nan yon mòd kwasans lineyè.
(3) Kwasans fim CE/PAA gen yon gwo depandans sou pH solisyon an.Lè pH solisyon an pi wo pase pwen kritik li yo, PAA ak CE pa ka rasanble nan yon fim.Manbràn CE/PAA te rasanble nan solisyon pH segondè.
(4) Piske fim CE/PAA a rich nan OH ak COOH, tretman chalè fè li kwaze.Manbràn CE/PAA ki lye kwaze a gen bon estabilite epi li pa ka fonn nan solisyon pH segondè.
(5) Fim CE/PAA a gen bon kapasite adsorption pou dlo nan anviwònman an.
Lè poste: 18 fevriye 2023