რა თვისებები აქვს ცელულოზის ეთერის ხსნარს და რა გავლენას ახდენს მასზე გავლენის ფაქტორები?

ცელულოზის ეთერის ხსნარის ყველაზე მნიშვნელოვანი თვისება მისი რეოლოგიური თვისებაა. ცელულოზის მრავალი ეთერის განსაკუთრებული რეოლოგიური თვისებები მათ ფართოდ გამოყენებას სხვადასხვა სფეროში ხდის, ხოლო რეოლოგიური თვისებების შესწავლა სასარგებლოა ახალი გამოყენების სფეროების განვითარებისთვის ან ზოგიერთი გამოყენების სფეროს გასაუმჯობესებლად. შანხაის ჯიაო ტონგის უნივერსიტეტიდან ლი ძინგმა ჩაატარა სისტემატური კვლევა რეოლოგიურ თვისებებზე.კარბოქსიმეთილცელულოზა (CMC), მათ შორის CMC-ის მოლეკულური სტრუქტურის პარამეტრების (მოლეკულური წონა და ჩანაცვლების ხარისხი), კონცენტრაციის pH-ის და იონური სიძლიერის გავლენა. კვლევის შედეგები აჩვენებს, რომ ხსნარის ნულოვანი ჭრის სიბლანტე იზრდება მოლეკულური წონის და ჩანაცვლების ხარისხის ზრდასთან ერთად. მოლეკულური წონის ზრდა ნიშნავს მოლეკულური ჯაჭვის ზრდას, ხოლო მოლეკულებს შორის მარტივი ჩახლართვა ზრდის ხსნარის სიბლანტეს; ჩანაცვლების დიდი ხარისხი იწვევს მოლეკულების უფრო მეტად გაჭიმვას ხსნარში. არსებობს მდგომარეობა, ჰიდროდინამიკური მოცულობა შედარებით დიდია და სიბლანტე ხდება დიდი. CMC წყალხსნარის სიბლანტე იზრდება კონცენტრაციის ზრდასთან ერთად, რომელსაც აქვს სიბლანტე, რომელსაც აქვს სიბლანტე. ხსნარის სიბლანტე მცირდება pH-ის მნიშვნელობასთან ერთად, ხოლო როდესაც ის გარკვეულ მნიშვნელობაზე დაბალია, სიბლანტე ოდნავ იზრდება და საბოლოოდ წარმოიქმნება და ილექება თავისუფალი მჟავა. CMC არის პოლიანიონური პოლიმერი, როდესაც ემატება მონოვალენტური მარილის იონები Na+, K+ დამცავი, სიბლანტე შესაბამისად მცირდება. ორვალენტიანი კათიონ Caz+-ის დამატება იწვევს ხსნარის სიბლანტის ჯერ შემცირებას, შემდეგ კი ზრდას. როდესაც Ca2+-ის კონცენტრაცია სტექიომეტრიულ წერტილზე მაღალია, CMC მოლეკულები ურთიერთქმედებენ Ca2+-თან და ხსნარში ზედნაშენი წარმოიქმნება. ჩინეთის ჩრდილოეთ უნივერსიტეტის მეცნიერებმა, ლიანგ იაკინმა და სხვებმა, გამოიყენეს ვისკომეტრის მეთოდი და ბრუნვითი ვისკომეტრის მეთოდი მოდიფიცირებული ჰიდროქსიეთილცელულოზის (CHEC) განზავებული და კონცენტრირებული ხსნარების რეოლოგიურ თვისებებზე სპეციალური კვლევის ჩასატარებლად. კვლევის შედეგებმა აჩვენა, რომ: (1) კათიონურ ჰიდროქსიეთილცელულოზას სუფთა წყალში ახასიათებს პოლიელექტროლიტური სიბლანტის ტიპიური ქცევა და შემცირებული სიბლანტე იზრდება კონცენტრაციის ზრდასთან ერთად. მაღალი ხარისხის ჩანაცვლების მქონე კათიონური ჰიდროქსიეთილცელულოზის შინაგანი სიბლანტე აღემატება ჩანაცვლების დაბალი ხარისხის მქონე კათიონური ჰიდროქსიეთილცელულოზის შინაგან სიბლანტეს. (2) კათიონური ჰიდროქსიეთილცელულოზის ხსნარი ავლენს არანიუტონურ სითხის მახასიათებლებს და აქვს გათხელების მახასიათებლები: ხსნარის მასური კონცენტრაციის ზრდასთან ერთად, მისი აშკარა სიბლანტე იზრდება; მარილის ხსნარის გარკვეული კონცენტრაციის დროს, CHEC-ის აშკარა სიბლანტე მცირდება დამატებული მარილის კონცენტრაციის ზრდასთან ერთად. იგივე ძვრის სიჩქარის პირობებში, CHEC-ის აშკარა სიბლანტე CaCl2 ხსნარების სისტემაში მნიშვნელოვნად მაღალია, ვიდრე CHEC-ის სიბლანტე NaCl ხსნარების სისტემაში.

კვლევის უწყვეტ გაღრმავებასთან და გამოყენების სფეროების უწყვეტ გაფართოებასთან ერთად, სხვადასხვა ცელულოზის ეთერებისგან შემდგარი შერეული სისტემის ხსნარების თვისებებმაც მიიპყრო ხალხის ყურადღება. მაგალითად, ნატრიუმის კარბოქსიმეთილცელულოზა (NACMC) და ჰიდროქსიეთილცელულოზა (HEC) გამოიყენება ნავთობის გადამტან აგენტებად ნავთობის საბადოებში, რომლებსაც აქვთ ძლიერი ძვრისადმი მდგრადობა, უხვი ნედლეული და ნაკლები გარემოს დაბინძურება, მაგრამ მათი ცალ-ცალკე გამოყენების ეფექტი იდეალური არ არის. მიუხედავად იმისა, რომ პირველს აქვს კარგი სიბლანტე, მასზე ადვილად მოქმედებს წყალსაცავის ტემპერატურა და მარილიანობა; მიუხედავად იმისა, რომ მეორეს აქვს კარგი ტემპერატურისა და მარილისადმი მდგრადობა, მისი შესქელების უნარი ცუდია და დოზა შედარებით დიდია. მკვლევარებმა შეურიეს ორი ხსნარი და აღმოაჩინეს, რომ კომპოზიტური ხსნარის სიბლანტე გაიზარდა, ტემპერატურისა და მარილისადმი მდგრადობა გარკვეულწილად გაუმჯობესდა და გამოყენების ეფექტი გაძლიერდა. ვერიკა სოვილი და სხვებმა შეისწავლეს HPMC-ისა და NACMC-ისა და ანიონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებისგან შემდგარი შერეული სისტემის ხსნარის რეოლოგიური ქცევა ბრუნვითი ვისკოზიმეტრით. სისტემის რეოლოგიური ქცევა დამოკიდებულია HPMC-NACMC, HPMC-SDS და NACMC- (HPMC-SDS) შორის წარმოქმნილ სხვადასხვა ეფექტებზე.

ცელულოზის ეთერული ხსნარების რეოლოგიურ თვისებებზე ასევე გავლენას ახდენს სხვადასხვა ფაქტორი, როგორიცაა დანამატები, გარე მექანიკური ძალა და ტემპერატურა. ტომოაკი ჰინომ და სხვებმა შეისწავლეს ნიკოტინის დამატების გავლენა ჰიდროქსიპროპილ მეთილცელულოზის რეოლოგიურ თვისებებზე. 25°C ტემპერატურაზე და 3%-ზე დაბალ კონცენტრაციაზე, HPMC-მ აჩვენა ნიუტონის სითხის ქცევა. ნიკოტინის დამატებისას, სიბლანტე გაიზარდა, რაც მიუთითებს, რომ ნიკოტინი ზრდიდა ჩახლართულობას.HPMCმოლეკულები. ნიკოტინი აქ ავლენს მარილიანობის ეფექტს, რაც ზრდის HPMC-ის გელის და დაბინდვის წერტილს. მექანიკური ძალა, როგორიცაა ძვრის ძალა, ასევე გარკვეულ გავლენას ახდენს ცელულოზის ეთერის წყალხსნარის თვისებებზე. რეოლოგიური ტურბიდიმეტრის და მცირე კუთხის სინათლის გაფანტვის ინსტრუმენტის გამოყენებით, აღმოჩნდა, რომ ნახევრად გაზავებულ ხსნარში, ძვრის სიჩქარის გაზრდით, ძვრის შერევის გამო, იზრდება დაბინდვის წერტილის გარდამავალი ტემპერატურა.