ဆယ်လူလို့စ် အီသာ/ပိုလီအက်ဆစ် ဟိုက်ဒရိုဂျင် ချည်နှောင်မှု ဖလင်

သုတေသနနောက်ခံ

သဘာဝ၊ ပေါများပြီး ပြန်လည်ပြည့်ဖြိုးမြဲ အရင်းအမြစ်တစ်ခုအနေဖြင့် ဆယ်လူလို့စ်သည် ၎င်း၏ အရည်ပျော်ခြင်းမရှိခြင်းနှင့် ပျော်ဝင်နိုင်မှု အကန့်အသတ်ရှိခြင်းကြောင့် လက်တွေ့အသုံးချမှုများတွင် ကြီးမားသောစိန်ခေါ်မှုများနှင့် ရင်ဆိုင်နေရသည်။ ဆယ်လူလို့စ်ဖွဲ့စည်းပုံတွင် မြင့်မားသော ပုံဆောင်ခဲဖြစ်မှုနှင့် သိပ်သည်းဆမြင့်မားသော ဟိုက်ဒရိုဂျင်ချည်နှောင်မှုများသည် ၎င်းကို ပြိုကွဲစေသော်လည်း ပိုင်ဆိုင်မှုလုပ်ငန်းစဉ်အတွင်း အရည်ပျော်ခြင်းမရှိစေဘဲ ရေနှင့် အော်ဂဲနစ်ပျော်ရည်အများစုတွင် မပျော်ဝင်ပါ။ ၎င်းတို့၏ ဆင်းသက်လာပစ္စည်းများကို ပိုလီမာကွင်းဆက်ရှိ အန်ဟိုက်ဒရိုဂလူးကို့စ်ယူနစ်များရှိ ဟိုက်ဒရောက်ဆီအုပ်စုများ၏ အက်စ်တာဖီကေးရှင်းနှင့် အီသာဖီကေးရှင်းမှ ထုတ်လုပ်ပြီး သဘာဝဆယ်လူလို့စ်နှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက ကွဲပြားသောဂုဏ်သတ္တိအချို့ကို ပြသမည်ဖြစ်သည်။ ဆယ်လူလို့စ်၏ အီသာဖီကေးရှင်းတုံ့ပြန်မှုသည် အစားအစာ၊ အလှကုန်၊ ဆေးဝါးနှင့် ဆေးပညာတွင် ကျယ်ကျယ်ပြန့်ပြန့်အသုံးပြုသည့် မီသိုင်းဆယ်လူလို့စ် (MC)၊ ဟိုက်ဒရောက်ဆီအီသိုင်းဆဲလ်လူလို့စ် (HEC) နှင့် ဟိုက်ဒရောက်ဆီပရိုပိုင်းဆဲလ်လူလို့စ် (HPC) ကဲ့သို့သော ရေတွင်ပျော်ဝင်နိုင်သော ဆယ်လူလို့စ်အီသာများစွာကို ထုတ်လုပ်နိုင်သည်။ ရေတွင်ပျော်ဝင်နိုင်သော CE သည် ပိုလီကာဘောက်ဆီလစ်အက်ဆစ်နှင့် ပိုလီဖီနောများဖြင့် ဟိုက်ဒရောက်ဆီချည်နှောင်ထားသော ပိုလီမာများကို ဖွဲ့စည်းနိုင်သည်။

အလွှာလိုက်စုစည်းခြင်း (LBL) သည် ပိုလီမာပေါင်းစပ်ပါးလွှာသောဖလင်များကို ပြင်ဆင်ရာတွင် ထိရောက်သောနည်းလမ်းတစ်ခုဖြစ်သည်။ အောက်ပါတို့သည် HEC၊ MC နှင့် HPC တို့၏ CE သုံးမျိုး၏ LBL စုစည်းမှုကို အဓိကအားဖြင့် PAA နှင့်ဖော်ပြထားပြီး၊ ၎င်းတို့၏ စုစည်းမှုအပြုအမူကို နှိုင်းယှဉ်ကာ၊ အစားထိုးပစ္စည်းများသည် LBL စုစည်းမှုအပေါ် သြဇာလွှမ်းမိုးမှုကို ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာသည်။ ဖလင်အထူအပေါ် pH ၏ အကျိုးသက်ရောက်မှုနှင့် ဖလင်ဖွဲ့စည်းမှုနှင့် ပျော်ဝင်မှုအပေါ် pH ၏ ကွဲပြားသော ကွာခြားချက်များကို စုံစမ်းစစ်ဆေးပြီး CE/PAA ၏ ရေစုပ်ယူမှုဂုဏ်သတ္တိများကို ဖော်ထုတ်ပါ။

စမ်းသပ်ပစ္စည်းများ-

ပိုလီအက်ခရီလစ်အက်ဆစ် (PAA, Mw = 450,000)။ ဟိုက်ဒရောက်စီအီသိုင်းဆယ်လူလို့စ် (HEC) ၏ 2wt.% ရေအရည်၏ စေးကပ်မှုမှာ 300 mPa·s ဖြစ်ပြီး အစားထိုးမှုအဆင့်မှာ 2.5 ဖြစ်သည်။ မီသိုင်းဆယ်လူလို့စ် (MC၊ 2wt.% ရေအရည်သည် စေးကပ်မှု 400 mPa·s နှင့် အစားထိုးမှုအဆင့် 1.8 ရှိသော)။ ဟိုက်ဒရောက်စီပရိုပိုင်းဆယ်လူလို့စ် (HPC၊ 2wt.% ရေအရည်သည် စေးကပ်မှု 400 mPa·s နှင့် အစားထိုးမှုအဆင့် 2.5 ရှိသော)။

ရုပ်ရှင်ပြင်ဆင်မှု-

၂၅°C တွင် ဆီလီကွန်ပေါ်ရှိ အရည်ပုံဆောင်ခဲအလွှာ တပ်ဆင်ခြင်းဖြင့် ပြင်ဆင်ထားသည်။ ဆလိုက်မက်ထရစ်၏ ပြုပြင်မှုနည်းလမ်းမှာ အောက်ပါအတိုင်းဖြစ်သည်- အက်ဆစ်ဓာတ်ပါဝင်သော အရည် (H2SO4/H2O2၊ 7/3Vol/VOL) တွင် မိနစ် ၃၀ စိမ်ပြီးနောက် pH ကြားနေဖြစ်လာသည်အထိ အိုင်းယွန်းကင်းစင်သောရေဖြင့် အကြိမ်ပေါင်းများစွာ ဆေးကြောပြီး နောက်ဆုံးတွင် သန့်စင်သော နိုက်ထရိုဂျင်ဖြင့် အခြောက်ခံပါ။ LBL တပ်ဆင်ခြင်းကို အလိုအလျောက်စက်ယန္တရားဖြင့် လုပ်ဆောင်သည်။ အောက်ခံကို CE အရည် (0.2 mg/mL) နှင့် PAA အရည် (0.2 mg/mL) တို့တွင် အလှည့်ကျစိမ်ထားပြီး အရည်တစ်ခုစီကို ၄ မိနစ်စိမ်ထားသည်။ အရည်စိမ်တစ်ခုစီကြားတွင် အိုင်းယွန်းကင်းစင်သောရေတွင် ၁ မိနစ်စီ သုံးကြိမ် စိမ်ထားပြီး လျော့ရဲစွာကပ်နေသော ပိုလီမာကို ဖယ်ရှားရန် ပြုလုပ်ခဲ့သည်။ တပ်ဆင်အရည်နှင့် ဆေးကြောအရည်၏ pH တန်ဖိုးများကို pH 2.0 သို့ ချိန်ညှိခဲ့သည်။ ပြင်ဆင်ထားသော ဖလင်များကို (CE/PAA)n အဖြစ် ဖော်ပြထားပြီး n သည် တပ်ဆင်မှုစက်ဝန်းကို ဖော်ပြသည်။ (HEC/PAA)40၊ (MC/PAA)30 နှင့် (HPC/PAA)30 တို့ကို အဓိကအားဖြင့် ပြင်ဆင်ထားသည်။

ရုပ်ရှင်ဇာတ်ကောင်ဖန်တီးမှု-

NanoCalc-XR Ocean Optics ဖြင့် ပုံမှန်နီးပါး ရောင်ပြန်ဟပ်မှုရောင်စဉ်များကို မှတ်တမ်းတင်ပြီး ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာခဲ့ပြီး ဆီလီကွန်ပေါ်တွင် တင်ထားသော ဖလင်များ၏ အထူကို တိုင်းတာခဲ့သည်။ ဗလာဆီလီကွန် အောက်ခံကို နောက်ခံအဖြစ် အသုံးပြုကာ ဆီလီကွန် အောက်ခံပေါ်ရှိ ဖလင်ပါး၏ FT-IR ရောင်စဉ်ကို Nicolet 8700 အနီအောက်ရောင်ခြည် ရောင်စဉ်တွင် စုဆောင်းခဲ့သည်။

PAA နှင့် CE များအကြား ဟိုက်ဒရိုဂျင်နှောင်ကြိုး အပြန်အလှန် ဆက်သွယ်မှု

PAA ဖြင့် HEC၊ MC နှင့် HPC တို့ကို LBL ဖလင်များအဖြစ် စုစည်းခြင်း။ HEC/PAA၊ MC/PAA နှင့် HPC/PAA တို့၏ အနီအောက်ရောင်ခြည်ရောင်စဉ်များကို ပုံတွင်ပြထားသည်။ PAA နှင့် CES တို့၏ အားကောင်းသော IR အချက်ပြမှုများကို HEC/PAA၊ MC/PAA နှင့် HPC/PAA တို့၏ IR ရောင်စဉ်များတွင် ရှင်းရှင်းလင်းလင်း မြင်တွေ့နိုင်သည်။ FT-IR ရောင်စဉ်သည် ဝိသေသလက္ခဏာ စုပ်ယူမှုအလွှာများ၏ ရွေ့လျားမှုကို စောင့်ကြည့်ခြင်းဖြင့် PAA နှင့် CES အကြား ဟိုက်ဒရိုဂျင်နှောင်ကြိုး ရှုပ်ထွေးမှုကို ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာနိုင်သည်။ CES နှင့် PAA အကြား ဟိုက်ဒရိုဂျင်နှောင်ကြိုးသည် CES ၏ ဟိုက်ဒရောဆိုင်းအောက်ဆီဂျင်နှင့် PAA ၏ COOH အုပ်စုအကြားတွင် အဓိကအားဖြင့် ဖြစ်ပေါ်သည်။ ဟိုက်ဒရိုဂျင်နှောင်ကြိုး ဖွဲ့စည်းပြီးနောက်၊ ဆန့်ထွက်နေသော အထွတ်အထိပ်အနီရောင်သည် အနိမ့်ကြိမ်နှုန်း ဦးတည်ရာသို့ ရွေ့လျားသွားသည်။

သန့်စင်သော PAA အမှုန့်အတွက် 1710 cm-1 ၏ အမြင့်ဆုံးအမှတ်ကို တွေ့ရှိခဲ့သည်။ polyacrylamide ကို မတူညီသော CE များပါသည့် ဖလင်များအဖြစ် ပေါင်းစပ်လိုက်သောအခါ HEC/PAA၊ MC/PAA နှင့် MPC/PAA ဖလင်များ၏ အမြင့်ဆုံးအမှတ်များသည် အသီးသီး 1718 cm-1၊ 1720 cm-1 နှင့် 1724 cm-1 တွင် တည်ရှိသည်။ သန့်စင်သော PAA အမှုန့်နှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက HPC/PAA၊ MC/PAA နှင့် HEC/PAA ဖလင်များ၏ အမြင့်ဆုံးအမှတ်များသည် အသီးသီး 14၊ 10 နှင့် 8 cm−1 ရွေ့လျားသွားသည်။ အီသာအောက်ဆီဂျင်နှင့် COOH အကြားရှိ ဟိုက်ဒရိုဂျင်နှောင်ကြိုးသည် COOH အုပ်စုများအကြားရှိ ဟိုက်ဒရိုဂျင်နှောင်ကြိုးကို အနှောင့်အယှက်ပေးသည်။ PAA နှင့် CE အကြားတွင် ဟိုက်ဒရိုဂျင်နှောင်ကြိုးများ ပိုမိုဖွဲ့စည်းလေ၊ IR ရောင်စဉ်တန်းများတွင် CE/PAA ၏ အမြင့်ဆုံးအမှတ် ရွေ့လျားမှု ပိုများလေဖြစ်သည်။ HPC တွင် ဟိုက်ဒရိုဂျင်နှောင်ကြိုး ရှုပ်ထွေးမှု အမြင့်ဆုံးအဆင့်ရှိပြီး PAA နှင့် MC သည် အလယ်တွင်ရှိပြီး HEC သည် အနိမ့်ဆုံးဖြစ်သည်။

PAA နှင့် CE များ၏ ပေါင်းစပ်ဖလင်များ၏ ကြီးထွားမှုအပြုအမူ-

LBL တပ်ဆင်မှုအတွင်း PAA နှင့် CE များ၏ ဖလင်ဖွဲ့စည်းခြင်းအပြုအမူကို QCM နှင့် spectral interferometry ကို အသုံးပြု၍ စုံစမ်းစစ်ဆေးခဲ့သည်။ QCM သည် တပ်ဆင်မှုစက်ဝန်းပထမအနည်းငယ်အတွင်း တိုက်ရိုက်ဖလင်ကြီးထွားမှုကို စောင့်ကြည့်ရာတွင် ထိရောက်မှုရှိသည်။ Spectral interferometers များသည် စက်ဝန်း ၁၀ ကျော် ကြီးထွားသော ဖလင်များအတွက် သင့်လျော်ပါသည်။

HEC/PAA ဖလင်သည် LBL တပ်ဆင်ခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်တစ်လျှောက်လုံးတွင် linear growth ကိုပြသခဲ့ပြီး MC/PAA နှင့် HPC/PAA ဖလင်များသည် တပ်ဆင်ခြင်း၏အစောပိုင်းအဆင့်များတွင် အဆပေါင်းများစွာ ကြီးထွားမှုပြသပြီးနောက် linear growth အဖြစ်သို့ပြောင်းလဲသွားခဲ့သည်။ linear growth region တွင်၊ complexation အဆင့်မြင့်လေ၊ assembly cycle တစ်ခုလျှင် အထူကြီးထွားမှု ပိုများလေဖြစ်သည်။

အလွှာကြီးထွားမှုအပေါ် ပျော်ရည် pH ၏ အကျိုးသက်ရောက်မှု-

အရည်၏ pH တန်ဖိုးသည် ဟိုက်ဒရိုဂျင်ချည်နှောင်ထားသော ပိုလီမာပေါင်းစပ်အလွှာ၏ ကြီးထွားမှုကို သက်ရောက်မှုရှိသည်။ အားနည်းသော ပိုလီအီလက်ထရိုလိုက်တစ်ခုအနေဖြင့် PAA သည် အရည်၏ pH မြင့်တက်လာသည်နှင့်အမျှ အိုင်းယွန်းဓာတ်ပြုပြီး အနုတ်လက္ခဏာဆောင်သော အားသွင်းမှုဖြစ်လာပြီး ဟိုက်ဒရိုဂျင်ချည်နှောင်မှု ပေါင်းစပ်မှုကို ဟန့်တားသည်။ PAA ၏ အိုင်းယွန်းဓာတ်ပြုမှုအဆင့်သည် အတိုင်းအတာတစ်ခုအထိ ရောက်ရှိသောအခါ PAA သည် LBL တွင် ဟိုက်ဒရိုဂျင်ချည်နှောင်မှုကို လက်ခံသည့်အရာများပါသည့် အလွှာတစ်ခုအဖြစ် စုစည်းနိုင်မည်မဟုတ်ပါ။

ပျော်ရည် pH မြင့်တက်လာသည်နှင့်အမျှ ဖလင်အထူလျော့ကျသွားပြီး pH2.5 HPC/PAA နှင့် pH3.0-3.5 HPC/PAA တို့တွင် ဖလင်အထူရုတ်တရက်လျော့ကျသွားသည်။ HPC/PAA ၏ အရေးပါသောအချက်မှာ pH 3.5 ခန့်ဖြစ်ပြီး HEC/PAA ၏ အရေးပါသောအချက်မှာ pH 3.0 ခန့်ဖြစ်သည်။ ဆိုလိုသည်မှာ စုစည်းပျော်ရည်၏ pH 3.5 ထက်မြင့်သောအခါ HPC/PAA ဖလင်ကို မဖွဲ့စည်းနိုင်ဘဲ ပျော်ရည်၏ pH 3.0 ထက်မြင့်သောအခါ HEC/PAA ဖလင်ကို မဖွဲ့စည်းနိုင်ပါ။ HPC/PAA အမြှေးပါး၏ ဟိုက်ဒရိုဂျင်နှောင်ကြိုးရှုပ်ထွေးမှုအဆင့်မြင့်မားခြင်းကြောင့် HPC/PAA အမြှေးပါး၏ အရေးပါသော pH တန်ဖိုးသည် HEC/PAA အမြှေးပါးထက် မြင့်မားသည်။ ဆားမပါသော ပျော်ရည်တွင် HEC/PAA၊ MC/PAA နှင့် HPC/PAA မှဖွဲ့စည်းထားသော ရှုပ်ထွေးမှုများ၏ အရေးပါသော pH တန်ဖိုးများသည် အသီးသီး 2.9၊ 3.2 နှင့် 3.7 ခန့်ရှိသည်။ HPC/PAA ၏ အရေးပါသော pH သည် HEC/PAA ထက် မြင့်မားပြီး LBL အမြှေးပါး၏ pH နှင့် ကိုက်ညီပါသည်။

CE/PAA အမြှေးပါး၏ ရေစုပ်ယူမှုစွမ်းဆောင်ရည်-

CES သည် ဟိုက်ဒရောဆိုင်းအုပ်စုများ ကြွယ်ဝသောကြောင့် ရေစုပ်ယူမှုနှင့် ရေထိန်းသိမ်းမှု ကောင်းမွန်ပါသည်။ HEC/PAA အမြှေးပါးကို ဥပမာအဖြစ်ယူ၍ ဟိုက်ဒရိုဂျင်နှင့် ပေါင်းစပ်ထားသော CE/PAA အမြှေးပါး၏ ပတ်ဝန်းကျင်ရှိရေထဲသို့ စုပ်ယူနိုင်စွမ်းကို လေ့လာခဲ့သည်။ ရောင်စဉ် အပြန်အလှန်တိုင်းတာမှုဖြင့် သွင်ပြင်လက္ခဏာရှိသော ဖလင်အထူသည် ဖလင်က ရေစုပ်ယူသည်နှင့်အမျှ တိုးလာပါသည်။ ရေစုပ်ယူမှုမျှခြေရရှိရန်အတွက် ၎င်းကို ၂၅°C တွင် ၂၄ နာရီကြာ စိုထိုင်းဆ ချိန်ညှိနိုင်သော ပတ်ဝန်းကျင်တွင် ထားခဲ့သည်။ အစိုဓာတ်ကို လုံးဝဖယ်ရှားရန် ဖလင်များကို ဖုန်စုပ်မီးဖို (၄၀°C) တွင် ၂၄ နာရီကြာ အခြောက်ခံခဲ့သည်။

စိုထိုင်းဆ မြင့်တက်လာသည်နှင့်အမျှ ဖလင်သည် ထူလာသည်။ စိုထိုင်းဆနည်းသောနေရာ ၃၀% မှ ၅၀% တွင် အထူကြီးထွားမှု နှေးကွေးသည်။ စိုထိုင်းဆ ၅၀% ထက်ကျော်လွန်သောအခါ အထူသည် လျင်မြန်စွာ ကြီးထွားလာသည်။ ဟိုက်ဒရိုဂျင်ချည်နှောင်ထားသော PVPON/PAA အမြှေးပါးနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက HEC/PAA အမြှေးပါးသည် ပတ်ဝန်းကျင်မှ ရေကို ပိုမိုစုပ်ယူနိုင်သည်။ ဆွေမျိုးစိုထိုင်းဆ ၇၀% (၂၅°C) အခြေအနေတွင် PVPON/PAA ဖလင်၏ အထူအပိုင်းအခြားမှာ ၄% ခန့်ရှိပြီး HEC/PAA ဖလင်၏ အထူအပိုင်းအခြားမှာ ၁၈% ခန့်ရှိသည်။ ရလဒ်များအရ HEC/PAA စနစ်တွင် OH အုပ်စုအချို့သည် ဟိုက်ဒရိုဂျင်ချည်နှောင်မှုများ ဖွဲ့စည်းခြင်းတွင် ပါဝင်သော်လည်း ပတ်ဝန်းကျင်ရှိ ရေနှင့် အပြန်အလှန် သက်ရောက်မှုရှိသော OH အုပ်စု အများအပြား ရှိနေသေးသည်။ ထို့ကြောင့် HEC/PAA စနစ်တွင် ရေစုပ်ယူမှု ကောင်းမွန်သော ဂုဏ်သတ္တိများ ရှိသည်။

နိဂုံးချုပ်အားဖြင့်

(1) CE နှင့် PAA ဟိုက်ဒရိုဂျင် စည်းနှောင်မှု အမြင့်ဆုံးဖြစ်သော HPC/PAA စနစ်သည် ၎င်းတို့တွင် အမြန်ဆုံး ကြီးထွားမှုရှိပြီး MC/PAA သည် အလယ်အလတ်တွင် ရှိပြီး HEC/PAA သည် အနိမ့်ဆုံးဖြစ်သည်။

(2) HEC/PAA ဖလင်သည် ပြင်ဆင်မှုလုပ်ငန်းစဉ်တစ်လျှောက်လုံးတွင် linear growth mode ကိုပြသခဲ့ပြီး အခြားဖလင်နှစ်ခုဖြစ်သည့် MC/PAA နှင့် HPC/PAA တို့သည် ပထမစက်ဝန်းအနည်းငယ်အတွင်း အဆမတန်ကြီးထွားမှုကိုပြသပြီးနောက် linear growth mode သို့ပြောင်းလဲသွားခဲ့သည်။

(၃) CE/PAA အလွှာ၏ ကြီးထွားမှုသည် ပျော်ရည် pH ပေါ်တွင် များစွာမူတည်သည်။ ပျော်ရည် pH သည် ၎င်း၏ အရေးပါသောအမှတ်ထက် မြင့်သောအခါ၊ PAA နှင့် CE အလွှာတစ်ခုအဖြစ် စုစည်း၍မရပါ။ တပ်ဆင်ထားသော CE/PAA အမြှေးပါးသည် pH မြင့်မားသော ပျော်ရည်များတွင် ပျော်ဝင်နိုင်သည်။

(၄) CE/PAA ဖလင်သည် OH နှင့် COOH များစွာပါဝင်သောကြောင့် အပူပေးခြင်းဖြင့် cross-linked ဖြစ်စေသည်။ cross-linked CE/PAA အမြှေးပါးသည် ကောင်းမွန်သောတည်ငြိမ်မှုရှိပြီး pH မြင့်မားသော ပျော်ရည်များတွင် မပျော်ဝင်ပါ။

(၅) CE/PAA ဖလင်သည် ပတ်ဝန်းကျင်ရှိရေကို စုပ်ယူနိုင်စွမ်းကောင်းမွန်သည်။