Undersyk eftergrûn
As natuerlik, oerfloedich en fernijde boarne tsjinkomt selluloaze grutte útdagingen yn praktyske applikaasjes fanwege syn net-smeltende en beheinde allinich oplosberens. De hege kristallinity en hege tichtheid en densogen-obligaasjes yn 'e sellulose struktuer meitsje it degradearje, mar net smelten tidens it besit fan it besoarging, en ynsochte yn wetter en de measte organyske oplosmiddels. Harren derivaten wurde produsearre troch de esterifikaasje en etherifikaasje fan 'e hydroxylgroepen op' e anhydroglucose-ienheden yn 'e polymer-ketting, en sil wat ferskillende eigenskip eksposearje fergelike mei natuerlike sellulose. De reaksje fan 'e etherifikaasje kin in protte wetteroplosbere kear generearje, lykas methylsellen (mc), hydroxyretyl sellulose (hpc), dy't breed brûkt wurde yn farmaseutika, yn farmaseutika en medisinen. Wetter-oplosbare CE kinne hydrogen-bondele polymen foarmje mei polycarboxylyske soeren en polyphenolen.
Laach-by-laach-assemblage (lbl) is in effektive metoade foar it tarieden fan polymearkomposysje tinne films. It folgjende beskriuwt foaral de lbl-gearkomst fan trije ferskillende CES fan HEC, MC en HPC mei Paa, fergeliket har gearkomst gedrach en analysearje de ynfloed op 'e substitues. Undersykje it effekt fan PH op filmdikte, en de ferskillende ferskillen fan PH op filmfoarming en ûntbining en ûntwikkelje de eigenskippen fan it wetter opbodgebiet fan CE / PAA.
Eksperimintele materialen:
Polyacryl soer (paa, mw = 450.000). De viskositeit fan 2wt.% Watsous oplossing fan Hydroxyethylcellulose (HEC) is 300 MPA · S, en de graad fan wiksel is 2.5. Methylcellulose (mc, in 2wt.% Watsige oplossing mei in viskosheid fan 400 mpa · s en in graad fan wikseling fan 1,8). Hydroxypropyl Cellulose (HPC, in 2wt.% Watuze oplossing mei in viskositeit fan 400 mpa · s en in graad fan ferfanging fan 2,5).
Film tarieding:
Taret troch flüssige kristallaach-assemblage op Silicon yn 25 ° C. De behannelingmetoade fan 'e slidematrix is as folgjend: Soak yn soere oplossing (H2SO4 / H2O2, 7 / 3VOL / H2O) Spoelje ferskate kearen oant de PH neutraal wurdt, en úteinlik droech mei pure stikstof wurdt. LBL-gearkomst wurdt útfierd mei automatyske masjine. It substraat wie ôfwikseljend yn CE-oplossing (0,2 MG / ML) en Paa-oplossing (0,2 mg / ml), elke oplossing waard 4 minuten wekker wurden. Trije Rinse Soaks fan 1 min elk yn deionisearre wetter waarden útfierd tusken elke oplossing sûnder om los te ferwiderjen fan polymer. De PH-wearden fan 'e assemblage-oplossing en de spoeloplossing waarden beide oanpast oan Ph 2.0. De as tariede films wurde oantsjutten as (CE / PAA) n, wêr't n de assemby-syklus oantsjuttet. (HEC / PAA) 40, (MC / PAA) 30 en (HPC / PAA) 30 waarden foaral taret.
Filmkarakteriezalisaasje:
Near-Normaal Reflectance Spectra waarden opnommen en analysearre mei Nanocalc-XR OCS OCE Ocean, en de dikte fan films dellein op Silicon waard mjitten. Mei in leech silisium substraat as de eftergrûn, waard it FT-IR-spektrum fan 'e tinne film op' e Silicon substraat sammele op in Nicolet 8700 ynfraread Spectreter.
Hydrogen Bond ynteraksjes tusken PAA en CES:
Gearstalling fan HEC, MC en HPC mei PAA yn LBL-films. It ynfraread spektra fan hec / paa, mc / paa en hpc / paa wurde toand yn 'e figuer. De sterke ir-sinjalen fan PAA en CES kinne dúdlik wurde waarnommen yn 'e Ir Spectra fan HEC / PAA, MC / PAA en HPC / PAA. FT-IR SPECTOSCOCY kin de wetterstofbondorplexaasje analysearje tusken PAA en CES troch de ferskowing fan karakteristike opname-bands te kontrolearjen. De hydrogen bonding tusken CES en Paa foarkomt foaral tusken de hydroxyl oxygen fan CES en de COOH GROEP fan PAA. Neidat de hydrogenbân wurdt foarme, de stretch-peak reade ferskowingen nei de rjochting fan 'e lege frekwinsje.
In hichtepunt fan 1710 cm-1 waard waarnommen foar pure paa poeder. As polyacrylamide waard gearstald yn films mei ferskate CES, de toppen fan Hec / Paa, MC / PAA en MCC / PAA en MC-1, 1720 CM-1, respektivelik. Yn fergeliking mei pure paa poeder, de peaklengten fan HPC / PAA, MC / PAA en HEC / PAA en HEC / PAA-films ferskowe troch 14, 10 en 8 CM-1, respektivelik. De hydrogenbân tusken de ether soerstof en kole ûnderbrekt de wetterstofbân tusken de koOh-groepen. Hoe mear hydrogenbânen foarme tusken paa en ce, de gruttere de peak ferskowing fan CE / PAA yn Ir Spectra. HPC hat de heechste graad fan Vedrogen Complexaasje, PAA en MC binne yn 'e midden, en hec is it leechste.
Groei gedrach fan gearstalde films fan PAA en CES:
It gedrach fan filmfoarm fan PAA en CES tidens LBL-gearkomst waard ûndersocht mei QCM en spektrale ynterferinsje. QCM is effektyf foar kontrôle fan filmgroei yn situ yn situ yn 'e earste pear gearkomste syklusen. SPEKSE ynterferinders binne geskikt foar films groeid oer 10 syklusen.
De HEC / PAA-film liet in lineêre groei sjen liet yn 't lbledsplak, wylst de MC / PAA en HPC / PAA-films in eksponinsjele groei sjen yn' e iere stadia en dan omfoarme ta in lineêre groei. Yn 'e Lineêre groei regio, hoe heger de graad fanôf kompleksaasje, hoe grutter de dikte groei per gearkomsty.
Effekt fan oplossing PH op filmgroei:
De PH-wearde fan 'e oplossing hat ynfloed op de groei fan' e wetterstof bondele polymer gearstalde film. As in swakke polyeleekerrolyte, sil paa wurde ionisearre en negatyf belêste as de ph fan 'e oplossing nimt ta, wêrtroch hydrogen-bânferiening. Doe't de graad fan 'e ionisaasje fan Paa in bepaald nivo berikt, koe Paa miskien net gearstalle yn in film mei Siedrogen-bân akseptaasjes yn lbl.
De filmdikte fermindere mei de tanimming fan oplossing PH, en de filmdikte fermindere ynienen op Ph2.5 HPC / PAA en Ph3.0-3,5 HPC / PAA. It krityske punt fan HPC / PAA giet oer PH 3.5, wylst dat fan HEC / PAA sawat 3.0 is. Dit betsjut dat as de pH fan 'e gearkomstegegevens heger is as 3.5, kin de HPC / PAA-film net foarme wurde, en as de PH fan' e oplossing heger is as 3.0, kin de HEC / PAA-film net wurde foarme. Fanwegen de hegere graad fan Vedrogen Complexing fan HPC / PAA-membraan is de kritike PH-wearde fan HPC / Paa-membraan heger dan dat fan HEC / PAA-membraan. Yn sâltfrije oplossing foarme de krityske ph-wearden fan 'e kompleksen fan' e kompleksen fan 'e Comeblexes troch Hec / Paa, MC / PAA en HPC / Paa wiene sawat 2.9, 3.2 en 3.7, respektivelik 2.9, 3.2 en 3.7, De krityske PHCC / PAA is heger dan dat fan HEC / PAA, dat is konsistint mei dy fan LBL-membraan.
Wetterkarpersoanpraktyske prestaasjes fan CE / PAA Membraan:
CES is ryk yn hydroxylgroepen, sadat it goede wetterbeheilige en wetterferparring hat. HEC / PAA Membraan nimme as foarbyld, de adsorpty-kapasiteit fan Hydrogen-bondele CE / PAA-membraan nei wetter yn 'e omjouwing waard studearre. Karakterisearre troch spektrale ynterferometry, nimt de filmdikte ta as it film wetter opspoars. It waard yn in omjouwing pleatst mei ferstelbere fochtichheid by 25 ° C foar 24 oeren om wetterabsorption Equilibrium te berikken. De films waarden droege yn in fakuüm oven (40 ° C) foar 24 h om it focht folslein te ferwiderjen.
Doe't de Fatchte nimt ta, ferdikt de film. Yn it low luchtvochtigheidsgebiet fan 30% -50% is de dikte groei relatyf traach. Doe't de fochtigheid mear is grutter dan groeit de dikte rap. Yn ferliking mei de wetterstof-bondele PvPon / Paa Membrane, kin de HEC / PAA-membraan mear wetter fan 'e omjouwing absorbearje. Under de tastân fan relative luchtvochtigheid fan 70% (25 ° C), is it Diktende berik fan Pvpon / MAY-film sawat 4%, wylst dat fan Hea-film sa heech is as sawat 18%. De resultaten lieten sjen dat hoewol in bepaald bedrach fan OH-groepen yn it HEC / PAA bestie oan 'e formaasje fan Sindrogen-obligaasjes, d'r wiene noch in grut oantal OH-groepen ynteraksje mei wetter yn' e omjouwing. Dêrom hat it HEC / PAA-systeem goede eigenskippen foar wetter opnommen.
yn konklúzje
(1) It HPC / PAA-systeem mei de heechste hydroge-bonding fan 'e heechste hydrogen fan CE en Paa hat de rapste groei ûnder har, MC / PAA is yn' e midden, en hec / paa is it leechste.
(2) De HEC / PAA-film toande in lineêre groei-modus yn 't tariedingsproses, wylst de oare twa en pa en HPC / PAA in eksponlike groei sjen yn' e earste pear syklusen, en omfoarme ta in lineêre groeimodus.
(3) De groei fan CE / PAA-film hat in sterke ôfhinklikens fan 'e oplossing Ph. As de oplossing PH heger is as syn kritysk punt, kin PAA en CE kinne ynnimme yn in film. De gearstalde CE / PAA-membraan wie oplosber yn hege pH-oplossingen.
(4) Sûnt de CE / PAA-film is ryk yn OH en COOH, makket hjittenshandeling it krús-keppele. It Cross-Linked CE / PAA-membraan hat goede stabiliteit en is insoluble yn hege pH-oplossingen.
(5) De CE / PAA-film hat goede adsorpsje kapasiteit foar wetter yn 'e omjouwing.
Posttiid: FEB-18-2023