ປະຫວັດການຄົ້ນຄວ້າ
ໃນຖານະເປັນຊັບພະຍາກອນທໍາມະຊາດ, ອຸດົມສົມບູນແລະສາມາດທົດແທນໄດ້, cellulose ພົບກັບສິ່ງທ້າທາຍອັນໃຫຍ່ຫຼວງໃນການປະຕິບັດຕົວຈິງເນື່ອງຈາກຄຸນສົມບັດທີ່ບໍ່ລະລາຍແລະຈໍາກັດການລະລາຍຂອງມັນ. ຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງທາດປະສົມ hydrogen ແລະຄວາມຫນາແຫນ້ນສູງໃນໂຄງສ້າງເຊນລູໂລສເຮັດໃຫ້ມັນຊຸດໂຊມແຕ່ບໍ່ລະລາຍໃນລະຫວ່າງຂະບວນການຄອບຄອງ, ແລະບໍ່ລະລາຍໃນນ້ໍາແລະສານລະລາຍອິນຊີສ່ວນໃຫຍ່. ອະນຸພັນຂອງພວກມັນແມ່ນຜະລິດໂດຍ esterification ແລະ etherification ຂອງກຸ່ມ hydroxyl ໃນຫົວຫນ່ວຍ anhydroglucose ໃນຕ່ອງໂສ້ໂພລີເມີ, ແລະຈະສະແດງຄຸນສົມບັດທີ່ແຕກຕ່າງກັນບາງຢ່າງເມື່ອທຽບກັບ cellulose ທໍາມະຊາດ. ປະຕິກິລິຍາ etherification ຂອງ cellulose ສາມາດສ້າງ ethers cellulose ທີ່ລະລາຍນ້ໍາຈໍານວນຫຼາຍເຊັ່ນ: methyl cellulose (MC), hydroxyethyl cellulose (HEC) ແລະ hydroxypropyl cellulose (HPC), ເຊິ່ງຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນອາຫານ, ເຄື່ອງສໍາອາງ, ໃນຢາແລະຢາ. CE ທີ່ລະລາຍໃນນ້ໍາສາມາດປະກອບເປັນໂພລີເມີທີ່ຜູກມັດ hydrogen ກັບອາຊິດ polycarboxylic ແລະ polyphenols.
ການປະກອບຊັ້ນໂດຍຊັ້ນ (LBL) ແມ່ນວິທີການທີ່ມີປະສິດທິພາບໃນການກະກຽມຮູບເງົາບາງໆຂອງໂພລີເມີເບີຊີ. ຕໍ່ໄປນີ້ສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນອະທິບາຍເຖິງການປະກອບ LBL ຂອງສາມ CEs ທີ່ແຕກຕ່າງກັນຂອງ HEC, MC ແລະ HPC ກັບ PAA, ປຽບທຽບພຶດຕິກໍາການປະກອບຂອງເຂົາເຈົ້າ, ແລະວິເຄາະອິດທິພົນຂອງຕົວແທນໃນສະພາແຫ່ງ LBL. ສືບສວນຜົນກະທົບຂອງ pH ຕໍ່ກັບຄວາມຫນາຂອງຮູບເງົາ, ແລະຄວາມແຕກຕ່າງທີ່ແຕກຕ່າງກັນຂອງ pH ກ່ຽວກັບການສ້າງຕັ້ງແລະການລະລາຍຂອງຮູບເງົາ, ແລະພັດທະນາຄຸນສົມບັດການດູດຊຶມນ້ໍາຂອງ CE / PAA.
ວັດສະດຸທົດລອງ:
ອາຊິດ Polyacrylic (PAA, Mw = 450,000). ຄວາມຫນືດຂອງ 2wt.% ການແກ້ໄຂນ້ໍາຂອງ hydroxyethylcellulose (HEC) ແມ່ນ 300 mPa·s, ແລະລະດັບຂອງການທົດແທນແມ່ນ 2.5. Methylcellulose (MC, ການແກ້ໄຂນ້ໍາ 2wt.% ທີ່ມີຄວາມຫນືດ 400 mPa·s ແລະລະດັບການທົດແທນຂອງ 1.8). Hydroxypropyl cellulose (HPC, ການແກ້ໄຂນ້ໍາ 2wt.% ທີ່ມີຄວາມຫນືດ 400 mPa·s ແລະລະດັບການທົດແທນຂອງ 2.5).
ການກະກຽມຮູບເງົາ:
ກະກຽມໂດຍການປະກອບຊັ້ນຜລຶກຂອງແຫຼວໃສ່ຊິລິໂຄນທີ່ອຸນຫະພູມ 25 ອົງສາ C. ວິທີການປິ່ນປົວຂອງ slide matrix ມີດັ່ງນີ້: ແຊ່ໃນການແກ້ໄຂອາຊິດ (H2SO4 / H2O2, 7/3Vol / VOL) ເປັນເວລາ 30 ນາທີ, ຫຼັງຈາກນັ້ນລ້າງອອກດ້ວຍນ້ໍາ deionized ຫຼາຍຄັ້ງຈົນກ່ວາ pH ກາຍເປັນກາງ, ແລະສຸດທ້າຍແຫ້ງດ້ວຍໄນໂຕຣເຈນທີ່ບໍລິສຸດ. ການປະກອບ LBL ແມ່ນດໍາເນີນການໂດຍໃຊ້ເຄື່ອງຈັກອັດຕະໂນມັດ. ທາດຍ່ອຍໄດ້ຖືກແຊ່ນ້ໍາສະລັບກັນໃນການແກ້ໄຂ CE (0.2 mg/mL) ແລະການແກ້ໄຂ PAA (0.2 mg/mL), ແຕ່ລະການແກ້ໄຂໄດ້ຖືກແຊ່ນ້ໍາສໍາລັບ 4 ນາທີ. ສາມ rinse ແຊ່ນ້ໍາ 1 ນາທີແຕ່ລະຄົນໃນນ້ໍາ deionized ໄດ້ຖືກປະຕິບັດລະຫວ່າງແຕ່ລະການແກ້ໄຂເພື່ອເອົາໂພລີເມີທີ່ຕິດຢູ່ວ່າງອອກ. ຄ່າ pH ຂອງການປະກອບແລະການແກ້ໄຂ rinsing ທັງສອງໄດ້ຖືກປັບໃຫ້ pH 2.0. ຮູບເງົາທີ່ກຽມໄວ້ແມ່ນໝາຍເຖິງ (CE/PAA)n, ບ່ອນທີ່ n ໝາຍເຖິງວົງຈອນການປະກອບ. (HEC/PAA)40, (MC/PAA)30 ແລະ (HPC/PAA)30 ແມ່ນການກະກຽມຕົ້ນຕໍ.
ລັກສະນະຮູບເງົາ:
ແສງສະທ້ອນແສງເກືອບປົກກະຕິໄດ້ຖືກບັນທຶກ ແລະວິເຄາະດ້ວຍ NanoCalc-XR Ocean Optics, ແລະຄວາມໜາຂອງຮູບເງົາທີ່ຝາກໄວ້ໃນຊິລິຄອນໄດ້ຖືກວັດແທກ. ດ້ວຍແຜ່ນຍ່ອຍຊິລິໂຄນເປົ່າເປັນພື້ນຫຼັງ, spectrum FT-IR ຂອງຟິມບາງໆເທິງແຜ່ນຮອງຊິລິໂຄນໄດ້ຖືກເກັບກຳໃສ່ເຄື່ອງວັດແທກອິນຟາເຣດ Nicolet 8700.
ປະຕິສຳພັນພັນທະບັດໄຮໂດຣເຈນລະຫວ່າງ PAA ແລະ CEs:
ສະພາແຫ່ງ HEC, MC ແລະ HPC ກັບ PAA ເຂົ້າໄປໃນຮູບເງົາ LBL. ສະເປກຕຣາອິນຟາເຣດຂອງ HEC/PAA, MC/PAA ແລະ HPC/PAA ແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຮູບ. ສັນຍານ IR ທີ່ເຂັ້ມແຂງຂອງ PAA ແລະ CES ສາມາດສັງເກດໄດ້ຢ່າງຊັດເຈນໃນ IR spectra ຂອງ HEC/PAA, MC/PAA ແລະ HPC/PAA. FT-IR spectroscopy ສາມາດວິເຄາະຄວາມສັບສົນຂອງພັນທະບັດ hydrogen ລະຫວ່າງ PAA ແລະ CES ໂດຍການຕິດຕາມການປ່ຽນແປງຂອງແຖບດູດຊຶມລັກສະນະ. ການຜູກມັດ hydrogen ລະຫວ່າງ CES ແລະ PAA ສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນເກີດຂື້ນລະຫວ່າງອົກຊີເຈນ hydroxyl ຂອງ CES ແລະກຸ່ມ COOH ຂອງ PAA. ຫຼັງຈາກພັນທະບັດໄຮໂດເຈນຖືກສ້າງຕັ້ງຂຶ້ນ, ສີແດງສູງສຸດທີ່ຍືດຍາວໄດ້ປ່ຽນໄປສູ່ທິດທາງຄວາມຖີ່ຕ່ໍາ.
ສູງສຸດຂອງ 1710 cm-1 ໄດ້ຖືກສັງເກດເຫັນສໍາລັບຝຸ່ນ PAA ບໍລິສຸດ. ເມື່ອ polyacrylamide ຖືກປະກອບເຂົ້າໄປໃນຮູບເງົາທີ່ມີ CEs ທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, ສູງສຸດຂອງຮູບເງົາ HEC/PAA, MC/PAA ແລະ MPC/PAA ແມ່ນຢູ່ທີ່ 1718 cm-1, 1720 cm-1 ແລະ 1724 cm-1, ຕາມລໍາດັບ. ເມື່ອປຽບທຽບກັບຜົງ PAA ບໍລິສຸດ, ຄວາມຍາວສູງສຸດຂອງຮູບເງົາ HPC/PAA, MC/PAA ແລະ HEC/PAA ໄດ້ປ່ຽນເປັນ 14, 10 ແລະ 8 ຊມ-1, ຕາມລໍາດັບ. ຄວາມຜູກພັນຂອງໄຮໂດເຈນລະຫວ່າງອົກຊີເຈນອີເທີແລະ COOH ຂັດຂວາງຄວາມຜູກພັນໄຮໂດເຈນລະຫວ່າງກຸ່ມ COOH. ພັນທະບັດໄຮໂດຣເຈນຫຼາຍຂື້ນລະຫວ່າງ PAA ແລະ CE, ການປ່ຽນແປງສູງສຸດຂອງ CE/PAA ໃນ IR spectra ຫຼາຍເທົ່າໃດ. HPC ມີລະດັບຄວາມຊັບຊ້ອນຂອງພັນທະບັດໄຮໂດເຈນທີ່ສູງທີ່ສຸດ, PAA ແລະ MC ຢູ່ໃນລະດັບກາງ, ແລະ HEC ແມ່ນຕ່ໍາສຸດ.
ພຶດຕິກໍາການຂະຫຍາຍຕົວຂອງຮູບເງົາປະສົມຂອງ PAA ແລະ CEs:
ພຶດຕິກໍາການສ້າງຮູບເງົາຂອງ PAA ແລະ CEs ໃນລະຫວ່າງການປະກອບ LBL ໄດ້ຖືກສືບສວນໂດຍໃຊ້ QCM ແລະ spectral interferometry. QCM ມີປະສິດຕິຜົນສໍາລັບການຕິດຕາມການຂະຫຍາຍຕົວຂອງຮູບເງົາຢູ່ໃນສະຖານທີ່ໃນລະຫວ່າງຮອບການປະກອບຈໍານວນຫນ້ອຍທໍາອິດ. interferometers Spectral ແມ່ນເຫມາະສົມສໍາລັບຮູບເງົາທີ່ປູກຫຼາຍກວ່າ 10 ຮອບວຽນ.
ຮູບເງົາ HEC/PAA ສະແດງໃຫ້ເຫັນການຂະຫຍາຍຕົວເປັນເສັ້ນຕະຫຼອດຂະບວນການປະກອບຂອງ LBL, ໃນຂະນະທີ່ຮູບເງົາ MC/PAA ແລະ HPC/PAA ສະແດງໃຫ້ເຫັນການເຕີບໂຕຂອງ exponential ໃນຂັ້ນຕອນທໍາອິດຂອງການປະກອບແລະຫຼັງຈາກນັ້ນໄດ້ຫັນໄປສູ່ການຂະຫຍາຍຕົວເປັນເສັ້ນ. ໃນພາກພື້ນການຂະຫຍາຍຕົວຂອງເສັ້ນ, ລະດັບຄວາມຊັບຊ້ອນທີ່ສູງຂຶ້ນ, ຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງການຂະຫຍາຍຕົວຕໍ່ວົງຈອນການປະກອບ.
ຜົນກະທົບຂອງ pH ຂອງການແກ້ໄຂຕໍ່ການຂະຫຍາຍຕົວຂອງຮູບເງົາ:
ມູນຄ່າ pH ຂອງການແກ້ໄຂຜົນກະທົບຕໍ່ການຂະຫຍາຍຕົວຂອງຮູບເງົາປະສົມໂພລີເມີທີ່ຜູກມັດ hydrogen. ໃນຖານະເປັນ polyelectrolyte ອ່ອນແອ, PAA ຈະຖືກ ionized ແລະຄິດຄ່າທາງລົບຍ້ອນວ່າ pH ຂອງການແກ້ໄຂເພີ່ມຂຶ້ນ, ດັ່ງນັ້ນການຍັບຍັ້ງການຜູກມັດ hydrogen. ເມື່ອລະດັບຂອງ ionization ຂອງ PAA ບັນລຸລະດັບທີ່ແນ່ນອນ, PAA ບໍ່ສາມາດປະກອບເຂົ້າໄປໃນຮູບເງົາທີ່ມີຕົວຮັບພັນທະບັດ hydrogen ໃນ LBL.
ຄວາມຫນາຂອງຟິມຫຼຸດລົງດ້ວຍການເພີ່ມ pH ຂອງການແກ້ໄຂ, ແລະຄວາມຫນາຂອງຟິມຫຼຸດລົງຢ່າງກະທັນຫັນຢູ່ທີ່ pH2.5 HPC/PAA ແລະ pH3.0-3.5 HPC/PAA. ຈຸດສໍາຄັນຂອງ HPC/PAA ແມ່ນກ່ຽວກັບ pH 3.5, ໃນຂະນະທີ່ HEC/PAA ແມ່ນປະມານ 3.0. ນີ້ຫມາຍຄວາມວ່າເມື່ອ pH ຂອງການແກ້ໄຂການປະກອບແມ່ນສູງກວ່າ 3.5, ຮູບເງົາ HPC / PAA ບໍ່ສາມາດຖືກສ້າງຕັ້ງຂຶ້ນ, ແລະເມື່ອ pH ຂອງການແກ້ໄຂແມ່ນສູງກວ່າ 3.0, ຮູບເງົາ HEC / PAA ບໍ່ສາມາດຖືກສ້າງຕັ້ງຂຶ້ນ. ເນື່ອງຈາກລະດັບຄວາມຊັບຊ້ອນຂອງພັນທະບັດໄຮໂດເຈນທີ່ສູງຂຶ້ນຂອງເຍື່ອ HPC/PAA, ຄ່າ pH ທີ່ສໍາຄັນຂອງເຍື່ອ HPC/PAA ແມ່ນສູງກວ່າຂອງເຍື່ອ HEC/PAA. ໃນການແກ້ໄຂທີ່ບໍ່ມີເກືອ, ຄ່າ pH ທີ່ສໍາຄັນຂອງສະລັບສັບຊ້ອນທີ່ສ້າງຂຶ້ນໂດຍ HEC/PAA, MC/PAA ແລະ HPC/PAA ແມ່ນປະມານ 2.9, 3.2 ແລະ 3.7, ຕາມລໍາດັບ. pH ທີ່ສໍາຄັນຂອງ HPC/PAA ແມ່ນສູງກວ່າຂອງ HEC/PAA, ເຊິ່ງສອດຄ່ອງກັບເຍື່ອຫຸ້ມ LBL.
ປະສິດທິພາບການດູດຊຶມນ້ໍາຂອງເຍື່ອ CE / PAA:
CES ແມ່ນອຸດົມສົມບູນໃນກຸ່ມ hydroxyl ເພື່ອໃຫ້ມີການດູດຊຶມນ້ໍາທີ່ດີແລະການຮັກສານ້ໍາ. ການເອົາເຍື່ອ HEC/PAA ເປັນຕົວຢ່າງ, ຄວາມສາມາດໃນການດູດຊຶມຂອງເຍື່ອ CE/PAA ທີ່ຜູກມັດ hydrogen ກັບນ້ໍາໃນສະພາບແວດລ້ອມໄດ້ຖືກສຶກສາ. ມີລັກສະນະໂດຍ interferometry spectral, ຄວາມຫນາຂອງຮູບເງົາເພີ່ມຂຶ້ນຍ້ອນວ່າຮູບເງົາດູດນ້ໍາ. ມັນໄດ້ຖືກຈັດໃສ່ໃນສະພາບແວດລ້ອມທີ່ມີຄວາມຊຸ່ມຊື່ນທີ່ສາມາດປັບໄດ້ຢູ່ທີ່ 25 ° C ເປັນເວລາ 24 ຊົ່ວໂມງເພື່ອບັນລຸຄວາມສົມດຸນການດູດຊຶມນ້ໍາ. ຮູບເງົາໄດ້ຖືກຕາກໃຫ້ແຫ້ງໃນເຕົາອົບສູນຍາກາດ (40 ° C) ເປັນເວລາ 24 ຊົ່ວໂມງເພື່ອເອົາຄວາມຊຸ່ມຊື່ນອອກຫມົດ.
ເມື່ອຄວາມຊຸ່ມຊື່ນເພີ່ມຂຶ້ນ, ຮູບເງົາຈະຫນາ. ໃນພື້ນທີ່ຄວາມຊຸ່ມຊື່ນຕ່ໍາຂອງ 30% -50%, ຄວາມຫນາແຫນ້ນການຂະຫຍາຍຕົວຂ້ອນຂ້າງຊ້າ. ເມື່ອຄວາມຊຸ່ມຊື່ນເກີນ 50%, ຄວາມຫນາຈະເຕີບໂຕຢ່າງໄວວາ. ເມື່ອປຽບທຽບກັບເຍື່ອ PVPON/PAA ທີ່ຜູກມັດ hydrogen, ເຍື່ອ HEC/PAA ສາມາດດູດເອົານ້ໍາຈາກສະພາບແວດລ້ອມໄດ້ຫຼາຍຂຶ້ນ. ພາຍໃຕ້ສະພາບຂອງຄວາມຊຸ່ມຊື່ນພີ່ນ້ອງຂອງ 70% (25 ° C), ລະດັບຄວາມຫນາຂອງຮູບເງົາ PVPON / PAA ແມ່ນປະມານ 4%, ໃນຂະນະທີ່ຮູບເງົາ HEC / PAA ແມ່ນສູງປະມານ 18%. ຜົນໄດ້ຮັບສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າເຖິງແມ່ນວ່າຈໍານວນກຸ່ມ OH ໃນລະບົບ HEC / PAA ມີສ່ວນຮ່ວມໃນການສ້າງພັນທະບັດໄຮໂດເຈນ, ຍັງມີກຸ່ມ OH ຈໍານວນຫລາຍທີ່ພົວພັນກັບນ້ໍາໃນສະພາບແວດລ້ອມ. ດັ່ງນັ້ນ, ລະບົບ HEC/PAA ມີຄຸນສົມບັດການດູດຊຶມນໍ້າໄດ້ດີ.
ສະຫຼຸບ
(1) ລະບົບ HPC/PAA ທີ່ມີລະດັບຄວາມຜູກມັດ hydrogen ສູງສຸດຂອງ CE ແລະ PAA ມີການຂະຫຍາຍຕົວໄວທີ່ສຸດໃນບັນດາພວກມັນ, MC/PAA ແມ່ນຢູ່ໃນກາງ, ແລະ HEC/PAA ແມ່ນຕໍ່າສຸດ.
(2) ຮູບເງົາ HEC/PAA ສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງຮູບແບບການຂະຫຍາຍຕົວເປັນເສັ້ນຕະຫຼອດຂະບວນການກະກຽມ, ໃນຂະນະທີ່ຮູບເງົາອີກສອງເລື່ອງ MC/PAA ແລະ HPC/PAA ສະແດງໃຫ້ເຫັນການຂະຫຍາຍຕົວແບບຕົວເລກໃນສອງສາມຮອບທຳອິດ, ແລະຫຼັງຈາກນັ້ນໄດ້ຫັນປ່ຽນໄປສູ່ຮູບແບບການຂະຫຍາຍຕົວແບບເສັ້ນຊື່.
(3) ການຂະຫຍາຍຕົວຂອງຮູບເງົາ CE / PAA ມີການອີງໃສ່ຢ່າງແຂງແຮງກັບ pH ຂອງການແກ້ໄຂ. ເມື່ອ pH ການແກ້ໄຂສູງກວ່າຈຸດສໍາຄັນຂອງມັນ, PAA ແລະ CE ບໍ່ສາມາດປະກອບເຂົ້າໄປໃນຮູບເງົາໄດ້. ເຍື່ອ CE/PAA ທີ່ປະກອບເຂົ້າກັນໄດ້ສາມາດລະລາຍໃນການແກ້ໄຂ pH ສູງ.
(4) ນັບຕັ້ງແຕ່ຮູບເງົາ CE/PAA ແມ່ນອຸດົມສົມບູນໃນ OH ແລະ COOH, ການປິ່ນປົວຄວາມຮ້ອນເຮັດໃຫ້ມັນເຊື່ອມຕໍ່ຂ້າມ. ເຍື່ອ CE/PAA ທີ່ມີການເຊື່ອມໂຍງຂ້າມມີຄວາມຫມັ້ນຄົງທີ່ດີແລະບໍ່ລະລາຍໃນການແກ້ໄຂ pH ສູງ.
(5) ຮູບເງົາ CE/PAA ມີຄວາມສາມາດໃນການດູດຊຶມທີ່ດີສໍາລັບນ້ໍາໃນສະພາບແວດລ້ອມ.
ເວລາປະກາດ: Feb-18-2023