Talaaga o Suesuega
I le avea ai ma se punaoa faanatura, tele ma toe faʻafouina, e feagai le cellulose ma luʻitau tetele i faʻaoga faatino ona o ona uiga e le mafai ona liusuavai ma e gata le solubility. O le maualuga o le crystallinity ma le maualuga o le hydrogen bond i le fausaga o le cellulose e mafua ai ona pala ae le liusuavai i le taimi o le faagasologa o le umiaina, ma e le mafai ona soloia i le vai ma le tele o solvents organic. O latou derivatives e gaosia e le esterification ma le etherification o hydroxyl groups i luga o anhydroglucose units i le polymer chain, ma o le a faʻaalia ai ni meatotino eseese pe a faʻatusatusa i le cellulose masani. O le etherification reaction o le cellulose e mafai ona gaosia ai le tele o water-soluble cellulose ethers, e pei o le methyl cellulose (MC), hydroxyethyl cellulose (HEC) ma le hydroxypropyl cellulose (HPC), ia e faʻaaogaina lautele i meaʻai, teuga, i vailaʻau ma vailaʻau. O le water-soluble CE e mafai ona fausia ai polymers hydrogen-bonded ma polycarboxylic acids ma polyphenols.
O le fa'apotopotoga o vaega ta'itasi (LBL) o se metotia lelei mo le sauniaina o ata manifinifi o le polymer composite. O le mea o lo'o mulimuli mai o lo'o fa'amatalaina ai le fa'apotopotoga o le LBL o CE eseese e tolu o le HEC, MC ma le HPC fa'atasi ai ma le PAA, fa'atusatusa a latou amioga fa'apotopotoga, ma iloilo le a'afiaga o mea e sui ai i le fa'apotopotoga o le LBL. Su'esu'e le a'afiaga o le pH i le mafiafia o le ata, ma eseesega eseese o le pH i le fausiaina ma le fa'ata'ape'apeina o le ata, ma atiina ae meatotino e mitiia ai le vai o le CE/PAA.
Mea Fa'ata'ita'i:
Polyacrylic acid (PAA, Mw = 450,000). O le viscosity o le 2wt.% vaifofo o le hydroxyethylcellulose (HEC) e 300 mPa·s, ma o le tikeri o le suia e 2.5. Methylcellulose (MC, o se vaifofo 2wt.% ma le viscosity o le 400 mPa·s ma le tikeri o le suia e 1.8). Hydroxypropyl cellulose (HPC, o se vaifofo 2wt.% ma le viscosity o le 400 mPa·s ma le tikeri o le suia e 2.5).
Sauniuniga o ata tifaga:
Saunia e ala i le fa'apotopotoina o le vaega o le tioata vai i luga o le silicon i le 25°C. O le auala e togafitia ai le slide matrix e fa'apea: fa'asusu i le vaila'au 'a'asa (H2SO4/H2O2, 7/3Vol/VOL) mo le 30 minute, ona fufulu lea i le vai fa'amamago i ni nai taimi se'ia o'o ina le paleni le pH, ma iu ai ina mago i le nitrogen mama. O le fa'apotopotoina o le LBL e fa'atinoina e fa'aaoga ai masini otometi. O le substrate na fa'asusu fa'asolosolo i le vaila'au CE (0.2 mg/mL) ma le vaila'au PAA (0.2 mg/mL), o vaila'au ta'itasi na fa'asusu mo le 4 minute. E tolu fa'asusu fufulu e 1 minute i le vai fa'amamago i le va o fa'asusuina o vaila'au ta'itasi e aveese ai le polymer e le'i pipii lelei. O tau o le pH o le vaila'au fa'apotopoto ma le vaila'au fufulu na fetu'una'i uma i le pH 2.0. O ata tifaga na saunia ua fa'ailogaina o le (CE/PAA)n, lea o le n e fa'ailoa ai le ta'amilosaga fa'apotopoto. O le (HEC/PAA)40, (MC/PAA)30 ma le (HPC/PAA)30 na saunia muamua.
Fa'amatalaga o Ata Tifaga:
Sa faamaumauina ma iloiloina ia spectra o le toe foʻi i le tulaga masani i le NanoCalc-XR Ocean Optics, ma fuaina ai le mafiafia o ata tifaga na faʻapipiʻiina i luga o le silicon. Faatasi ai ma se substrate silicon gaogao o se talaaga, o le FT-IR spectrum o le ata tifaga manifinifi i luga o le substrate silicon sa aoina i luga o le Nicolet 8700 infrared spectrometer.
Fegalegaleaiga o fusiua haitorosene i le va o PAA ma CE:
O le fa'apotopotoina o le HEC, MC ma le HPC fa'atasi ai ma le PAA i totonu o ni ata tifaga LBL. O le infrared spectra o le HEC/PAA, MC/PAA ma le HPC/PAA o lo'o fa'aalia i le ata. O fa'ailoilo malolosi o le IR o le PAA ma le CES e mafai ona matauina manino i le IR spectra o le HEC/PAA, MC/PAA ma le HPC/PAA. E mafai e le FT-IR spectroscopy ona iloiloina le fa'aputuga o le hydrogen bond i le va o le PAA ma le CES e ala i le mata'ituina o le suiga o fusi fa'apitoa o le mitiia. O le hydrogen bonding i le va o le CES ma le PAA e masani lava ona tupu i le va o le hydroxyl oxygen o le CES ma le vaega COOH o le PAA. A mae'a ona fausia le hydrogen bond, o le peak stretching red e suia i le itu maualalo o le frequency.
O le tumutumuga e 1710 cm-1 na matauina mo le pauta mama o le PAA. Ina ua tuufaatasia le polyacrylamide i ni ata tifaga ma ni CE eseese, o tumutumuga o ata tifaga HEC/PAA, MC/PAA ma MPC/PAA na maua i le 1718 cm-1, 1720 cm-1 ma le 1724 cm-1, i le faasologa lava lea. Pe a faatusatusa i le pauta mama o le PAA, o le umi o tumutumuga o ata tifaga HPC/PAA, MC/PAA ma HEC/PAA na siitia i le 14, 10 ma le 8 cm−1, i le faasologa lava lea. O le sootaga o le hydrogen i le va o le ether oxygen ma le COOH e motusia ai le sootaga o le hydrogen i le va o vaega COOH. O le tele o sootaga o le hydrogen e fausia i le va o le PAA ma le CE, o le tele foi lea o le suiga o le tumutumuga o le CE/PAA i le IR spectra. O le HPC e sili ona maualuga le tikeri o le hydrogen bond complexation, o le PAA ma le MC o loʻo i le ogatotonu, ma o le HEC e sili ona maualalo.
Amioga tuputupu aʻe o ata tifaga tuʻufaʻatasi o PAA ma CE:
Sa su'esu'eina le amioga o le PAA ma le CE i le fausiaina o se ata tifaga i le taimi o le fa'apotopotoga LBL e fa'aaoga ai le QCM ma le spectral interferometry. E aoga le QCM mo le mata'ituina o le tuputupu a'e o le ata tifaga i totonu o le nofoaga i nai ta'amilosaga muamua o le fa'apotopotoga. E talafeagai le Spectral interferometers mo ata tifaga ua totoina i luga atu o le 10 ta'amilosaga.
O le ata tifaga HEC/PAA na faaalia ai se tuputupu aʻe laina i le faagasologa atoa o le faapotopotoina o le LBL, ae o ata tifaga MC/PAA ma le HPC/PAA na faaalia ai se tuputupu aʻe faatelevaveina i le amataga o le faapotopotoina ona liua lea i se tuputupu aʻe laina. I le vaega tuputupu aʻe laina, o le maualuga o le tikeri o le faigata, o le tele foi lea o le tuputupu aʻe o le mafiafia i le taamilosaga taitasi o le faapotopotoga.
Aafiaga o le pH o le fofo i le tuputupu aʻe o le ata tifaga:
O le tau o le pH o le vaifofo e aʻafia ai le tuputupu aʻe o le ata tifaga polymer ua fusifusia i le hydrogen. I le avea ai ma se polyelectrolyte vaivai, o le a faʻaionized le PAA ma faʻamomoliina i le negatively aʻo faʻateleina le pH o le vaifofo, ma faʻalavelaveina ai le mafutaga o le hydrogen bond. A oʻo le tulaga o le ionization o le PAA i se tulaga patino, e le mafai e le PAA ona faʻapotopoto i totonu o se ata tifaga ma hydrogen bond acceptors i le LBL.
Na fa'aitiitia le mafiafia o le ata tifaga i le fa'ateleina o le pH o le vaila'au, ma na fa'afuase'i ona fa'aitiitia le mafiafia o le ata tifaga i le pH 2.5 HPC/PAA ma le pH 3.0-3.5 HPC/PAA. O le tulaga taua o le HPC/PAA e tusa ma le pH 3.5, ae o le HEC/PAA e tusa ma le 3.0. O lona uiga afai e maualuga atu le pH o le vaila'au fa'apotopoto i le 3.5, e le mafai ona fausia le ata tifaga HPC/PAA, ma afai e maualuga atu le pH o le vaila'au i le 3.0, e le mafai ona fausia le ata tifaga HEC/PAA. Ona o le maualuga o le tulaga o le fa'apipi'iina o le hydrogen bond o le HPC/PAA membrane, o le taua taua o le pH o le HPC/PAA membrane e maualuga atu nai lo le HEC/PAA membrane. I le vaila'au e leai se masima, o taua taua o le pH o fa'apipi'i na fausia e le HEC/PAA, MC/PAA ma le HPC/PAA e tusa ma le 2.9, 3.2 ma le 3.7, i le fa'asologa. O le pH taua o le HPC/PAA e maualuga atu nai lo le HEC/PAA, lea e ogatusa ma le pH o le membrane LBL.
Fa'atinoga o le mitiia o le vai o le membrane CE/PAA:
E tele vaega hydroxyl o le CES o lea e lelei ai le mitiia o le vai ma le taofiga o le vai. I le faʻaaogaina o le membrane HEC/PAA o se faʻataʻitaʻiga, na suʻesuʻeina ai le gafatia e mitiia ai le membrane CE/PAA ua faʻapipiʻiina i le hydrogen i le vai i le siosiomaga. O loʻo faʻaalia i le spectral interferometry, e faʻateleina le mafiafia o le ata tifaga aʻo mitiia e le ata tifaga le vai. Na tuʻuina i se siosiomaga e mafai ona fetuʻunaʻi le susu i le 25°C mo le 24 itula e ausia ai le paleni o le mitiia o le vai. Na faʻamago ata tifaga i totonu o se ogaumu vacuum (40°C) mo le 24 itula e aveese atoa ai le susu.
A faʻateleina le susū, e mafiafia le ata tifaga. I le vaega maualalo o le susū e 30%-50%, e fai si telegese o le tuputupu aʻe o le mafiafia. A sili atu le susū i le 50%, e vave ona tuputupu aʻe le mafiafia. Pe a faʻatusatusa i le membrane PVPON/PAA e fusifusia i le haitorosene, e mafai e le membrane HEC/PAA ona mitiia le tele o le vai mai le siosiomaga. I lalo o le tulaga o le susū faʻatatau e 70% (25°C), o le lautele o le mafiafia o le ata tifaga PVPON/PAA e tusa ma le 4%, ae o le ata tifaga HEC/PAA e maualuga e tusa ma le 18%. O faʻaiʻuga na faʻaalia ai e ui lava o se aofaʻi o vaega OH i le faiga HEC/PAA na auai i le fausiaina o fusi haitorosene, ae o loʻo i ai pea le tele o vaega OH o loʻo fegalegaleai ma le vai i le siosiomaga. O le mea lea, o le faiga HEC/PAA e iai uiga lelei o le mitiia o le vai.
i le faaiuga
(1) O le faiga HPC/PAA e sili ona maualuga le tikeri o le fusifusia o le haitorosene o le CE ma le PAA e sili ona vave ona tuputupu aʻe i totonu oi latou, o le MC/PAA e i le ogatotonu, ma o le HEC/PAA e sili ona maualalo.
(2) O le ata tifaga HEC/PAA na faʻaalia ai se faiga tuputupu aʻe laina i le faagasologa atoa o le sauniuniga, ae o isi ata tifaga e lua MC/PAA ma HPC/PAA na faʻaalia ai se tuputupu aʻe faʻatelevave i nai taamilosaga muamua, ona liua lea i se faiga tuputupu aʻe laina.
(3) O le tuputupu aʻe o le ata tifaga CE/PAA e matuā faalagolago lava i le pH o le vaifofo. Afai e maualuga atu le pH o le vaifofo nai lo lona tulaga taua, e le mafai e le PAA ma le CE ona tuufaatasia i totonu o se ata tifaga. O le membrane CE/PAA ua tuufaatasia sa mafai ona solo i vaifofo e maualuga le pH.
(4) Talu ai o le ata tifaga CE/PAA e tele i le OH ma le COOH, o le togafitiga i le vevela e faʻafesoʻotaʻi ai. O le membrane CE/PAA e fesoʻotaʻi e lelei lona mautu ma e le mafai ona faʻaaogaina i vailaʻau pH maualuga.
(5) O le ata tifaga CE/PAA e lelei lona gafatia e mitiia ai le vai i le siosiomaga.
Taimi na lafoina ai: Fepuari-18-2023