Asalka Cilmi-baarista
Sida kheyraad dabiici ah, badan oo la cusboonaysiin karo, cellulose waxay la kulmeysaa caqabado waaweyn oo ku saabsan codsiyada la taaban karo sababtoo ah dhalaalid la'aanta iyo sifooyinka milanka xaddidan. Karistalinity-ka sare iyo cufnaanta sare ee hydrogen ee qaab dhismeedka cellulose ayaa ka dhigaya hoos u dhac laakiin ma dhalaalin inta lagu jiro habka lahaanshaha, oo aan lagu milmin biyaha iyo inta badan dareerayaasha organic. Alaabooyinkooda waxaa soo saaray esterification iyo etherification ee kooxaha hydroxyl ee unugyada anhydroglucose ee silsiladda polymer, waxayna soo bandhigi doonaan qaar ka mid ah sifooyin kala duwan marka la barbar dhigo cellulose dabiiciga ah. Dareen-celinta etherification ee cellulose waxay dhalin kartaa ethers cellulose badan oo biyo-milmi leh, sida methyl cellulose (MC), hydroxyethyl cellulose (HEC) iyo hydroxypropyl cellulose (HPC), kuwaas oo si weyn loogu isticmaalo cuntada, qurxinta, daawooyinka iyo daawooyinka. CE ee biyaha ku milma waxay samayn kartaa polymers-ku xidhan hydrogen oo leh asiidh polycarboxylic ah iyo polyphenols.
Isku dhafka lakabka-lakabka (LBL) waa hab wax ku ool ah oo loogu talagalay diyaarinta filimada khafiifka ah ee isku dhafan polymer. Kuwan soo socda ayaa inta badan qeexaya kulanka LBL ee sadexda CE ee kala duwan ee HEC, MC iyo HPC ee leh PAA, waxay isbarbardhigaan habdhaqankooda kulankooda, oo ay falanqeeyaan saamaynta beddelka ku yeelanayaan kulanka LBL. Baadh saamaynta pH ee dhumucda filimka, iyo kala duwanaanshaha kala duwan ee pH ee samaynta filimada iyo kala dirida, iyo horumarinta sifooyinka nuugista biyaha ee CE/PAA.
Qalabka tijaabada ah:
Polyacrylic acid (PAA, Mw = 450,000). Viscosity of 2wt.% xal aqueous ee hydroxyethylcellulose (HEC) waa 300 mPa·s, iyo heerka beddelka waa 2.5. Methylcellulose (MC, 2wt.% xal aqueous ah oo leh viscosity of 400 mPa·s iyo heerka beddelka 1.8). Hydroxypropyl cellulose (HPC, 2wt.% xal aqueous ah oo leh viscosity of 400 mPa·s iyo heerka beddelka 2.5).
Diyaarinta filimka:
Waxaa lagu diyaariyey isku dhafka lakabka crystal dareeraha ah ee silikon at 25°C. Habka daawaynta ee matrix slide waa sida soo socota: Ku qoob xal acidic (H2SO4/H2O2, 7/3Vol/VOL) 30min, ka dibna ku raaci biyo deionized dhowr jeer ilaa pH ay noqoto mid dhexdhexaad ah, ugu dambeyntiina ku qallaji nitrogen saafi ah. Isku xirka LBL waxaa lagu sameeyaa iyadoo la adeegsanayo mashiino toos ah. Substrate-ka ayaa si kale loo qooyay xal CE (0.2 mg / mL) iyo PAA xal (0.2 mg / mL), xal kasta ayaa lagu qooyay 4 min. Saddex qooya oo biyo ah oo 1 daqiiqo ah midkiiba biyo deionized ayaa lagu sameeyay inta u dhaxaysa xal kasta oo qooyi si looga saaro polymer-ka dabacsan. Qiimaha pH ee xalka isku dhafka iyo xalinta biyo raacida labadaba waxaa lagu hagaajiyay pH 2.0. Aflaanta sida loo sii diyaariyay waxaa lagu tilmaamaa (CE/PAA)n, halkaas oo n ka dhigan tahay wareegga kulanka. (HEC/PAA)40, (MC/PAA)30 iyo (HPC/PAA)30 ayaa inta badan la diyaariyey.
Astaamaha Filimka:
Muuqaalka milicsiga u dhow-caadiga ah ayaa la duubay oo lagu lafa guray NanoCalc-XR Ocean Optics, iyo dhumucda filimada lagu kaydiyay silikon ayaa la qiyaasay. Iyada oo leh substrate silikoon maran oo asal ahaan ah, FT-IR spectrum filimka khafiifka ah ee substrate-ka silikoon ayaa lagu soo ururiyay spectrometer infrared Nicolet 8700.
Isdhexgalka curaarta hydrogen ee ka dhexeeya PAA iyo CE-yada:
Isku dhafka HEC, MC iyo HPC oo leh PAA galay filimada LBL. Muuqaalka infrared ee HEC/PAA, MC/PAA iyo HPC/PAA ayaa lagu muujiyay shaxanka. Calaamadaha IR ee xooggan ee PAA iyo CES waxaa si cad loogu arki karaa muuqaalka IR ee HEC/PAA, MC/PAA iyo HPC/PAA. FT-IR spectroscopy waxay lafaguri kartaa kakanaanta curaarta hydrogen ee u dhaxaysa PAA iyo CES iyadoo la kormeerayo isbeddelka xargaha nuugista sifada. Isku xidhka hydrogen ee ka dhexeeya CES iyo PAA waxay inta badan ka dhacdaa inta u dhaxaysa oksijiinta hydroxyl ee CES iyo kooxda COOH ee PAA. Ka dib markii isku-xidhka hydrogen-ka la sameeyo, casaanka ugu sarreeya ee is-la-jiidashadu wuxuu u wareegayaa jihada soo noqnoqoshada hooseeya.
Ugu sarreeya 1710 cm-1 ayaa lagu arkay budada PAA saafi ah. Marka polyacrylamide lagu soo ururiyey filimo leh CE-yo kala duwan, ugu sarreeya ee HEC/PAA, MC/PAA iyo MPC/PAA waxay ku yaalliin 1718 cm-1, 1720 cm-1 iyo 1724 cm-1, siday u kala horreeyaan. Marka la barbardhigo budada PAA saafiga ah, dhererka ugu sarreeya ee HPC / PAA, MC / PAA iyo HEC / PAA filimadu waxay u beddeleen 14, 10 iyo 8 cm-1, siday u kala horreeyaan. Xidhiidhka hydrogen-ka ee ka dhexeeya oksijiinta etherka iyo COOH waxay joojisaa isku xidhka hydrogen ee u dhexeeya kooxaha COOH. Marka ay sii kordhaan curaarta hydrogen ee ka dhex abuurma PAA iyo CE, ayaa ka weyn isbedelka ugu sarreeya ee CE/PAA ee IR spectra. HPC waxay leedahay heerka ugu sarreeya ee isku-dhafka hydrogen, PAA iyo MC ayaa dhexda ku jira, iyo HEC waa kan ugu hooseeya.
Dhaqanka kobaca ee filimada isku dhafan ee PAA iyo CE-yada:
Dabeecadda samaynta filimada ee PAA iyo CE-yada inta lagu guda jiro kulanka LBL ayaa la baadhay iyadoo la adeegsanayo QCM iyo interferometry spectral. QCM waxay wax ku ool u tahay la socodka kobaca filimada goobta inta lagu jiro dhowrka wareeg ee ugu horeeya ee kulanka. Interferometers Spectral waxay ku habboon yihiin filimada koray in ka badan 10 wareeg.
Filimka HEC / PAA wuxuu muujiyay kobaca toosan ee dhammaan habka isku-dhafka LBL, halka filimada MC / PAA iyo HPC / PAA ay muujiyeen kobaca jibbaarada ee marxaladaha hore ee shirarka ka dibna loo beddelay korriin toosan. Gobolka koritaanka tooska ah, heerka sare ee kakanaanta, ayaa ka weyn koritaanka dhumucda meertada wareegga.
Saamaynta pH ee xalka korriinka filimka:
Qiimaha pH ee xalku wuxuu saameeyaa koritaanka filimka polymer-ka ee ku xiran hydrogen. Sida polyelectrolyt daciif ah, PAA ayaa la ionized oo si xun ayaa loo dallaci doonaa marka pH ee xalka uu kordho, taas oo joojinaysa ururka dammaanadda hydrogen. Marka heerka ionization ee PAA ay gaartay heer gaar ah, PAA kuma soo ururin karto filim leh aqbalayaasha dammaanadda hydrogen ee LBL.
Dhumucda filimku wuxuu hoos u dhacay korodhka pH ee xalka, dhumucda filimkuna si lama filaan ah ayuu hoos ugu dhacay pH2.5 HPC / PAA iyo pH3.0-3.5 HPC / PAA. Meesha muhiimka ah ee HPC/PAA waxay ku saabsan tahay pH 3.5, halka ta HEC/PAA ay ku dhowdahay 3.0. Tani waxay ka dhigan tahay in marka pH ee xalka shirka uu ka sarreeyo 3.5, filimka HPC / PAA lama samayn karo, iyo marka pH ee xalku ka sarreeyo 3.0, filimka HEC / PAA lama samayn karo. Sababtoo ah heerka sare ee isku-dhafka hydrogen ee xuubka HPC/PAA, qiimaha pH ee muhiimka ah ee xuubka HPC/PAA ayaa ka sarreeya kan xuubka HEC/PAA. Xalka milix-la'aanta ah, qiimaha pH ee muhiimka ah ee dhismooyinka ay sameeyeen HEC/PAA, MC/PAA iyo HPC/PAA waxay ahaayeen qiyaastii 2.9, 3.2 iyo 3.7, siday u kala horreeyaan. pH-ga muhiimka ah ee HPC/PAA wuu ka sarreeyaa kan HEC/PAA, kaas oo la socda kan xuubka LBL.
Waxqabadka nuugista biyaha ee xuubka CE/PAA:
CES waxay qani ku tahay kooxaha hydroxyl si ay u yeelato nuugista biyaha iyo xajinta biyaha. Qaadashada xuubka HEC/PAA tusaale ahaan, awoodda adsorption ee xuubka CE/PAA ee hydrogen-ku-xidhan ee biyaha deegaanka ayaa la darsay. Lagu gartaa interferometry spectral, dhumucda filimku wuu kordhiyaa marka filimku nuugo biyaha. Waxaa la dhigay deegaan leh huurka lagu hagaajin karo 25°C 24 saac si loo gaaro dheellitirka nuugista biyaha. Aflaanta waxaa lagu qallajiyey foorno faakuum ah (40 ° C) 24 saac si gebi ahaanba looga saaro qoyaanka.
Marka uu qoyaanku kordho, filimku wuu dhumucayaa. Dhulka qoyaanka hooseeya ee 30% -50%, korriinka dhumucdiisu waa mid gaabis ah. Marka qoyaanku dhaafo 50%, dhumucdiisu si degdeg ah ayay u koraan. Marka la barbardhigo xuubka PVPON/PAA ee hydrogen-ku-xidhan, xuubka HEC/PAA wuxuu ka nuugi karaa biyo badan deegaanka. Marka la eego xaaladda qoyaanka qaraabada ah ee 70% (25°C), baaxadda dhumucda filimka PVPON/PAA waa ilaa 4%, halka kan filimka HEC/PAA uu aad ugu sarreeyo ilaa 18%. Natiijadu waxay muujisay in inkasta oo tiro cayiman oo kooxaha OH ah ee nidaamka HEC/PAA ay ka qaybqaateen samaynta curaarta hydrogen, haddana waxaa jiray tiro badan oo kooxaha OH ah oo la falgalaya biyaha deegaanka. Sidaa darteed, nidaamka HEC/PAA wuxuu leeyahay sifooyin nuugista biyaha wanaagsan.
gabagabadii
(1) Nidaamka HPC/PAA oo leh heerka ugu sarreeya ee hydrogen bonding CE iyo PAA ayaa leh kobaca ugu dhaqsaha badan dhexdooda, MC/PAA waa dhexda, iyo HEC/PAA waa kan ugu hooseeya.
(2) Filimka HEC / PAA wuxuu muujiyay qaab korriin toosan ah inta lagu gudajiro habka diyaarinta, halka labada filim ee kale ee MC / PAA iyo HPC / PAA ay muujiyeen kobaca jibbaarada ee wareegyada ugu horreeya, ka dibna loo beddelay qaab korriin toosan ah.
(3) Kobaca filimka CE/PAA wuxuu si xooggan ugu tiirsan yahay xalka pH. Marka pH-ga xalku ka sarreeyo barta muhiimka ah, PAA iyo CE iskuma soo wada ururin karaan filim. Xuubka CE/PAA ee la soo ururiyay ayaa ku milmay xalalka pH sare.
(4) Maadaama filimka CE/PAA uu qani ku yahay OH iyo COOH, daawaynta kulaylku waxay ka dhigaysaa mid isku xidhan. Xuubka CE/PAA ee isku-tallaabta ah ayaa leh xasillooni wanaagsan oo aan lagu milmi karin xalalka pH sare.
(5) Filimka CE/PAA wuxuu leeyahay awood wanaagsan oo ku adkeysi biyaha deegaanka.
Waqtiga boostada: Febraayo-18-2023