Taariikhda Cilmi-baarista
Iyada oo ah kheyraad dabiici ah, badan oo la cusboonaysiin karo, cellulose waxay la kulantaa caqabado waaweyn codsiyada wax ku oolka ah sababtoo ah sifooyinka milmi la'aanta iyo xaddidan milmi la'aanta. Xidhmooyinka sare ee kirismaska iyo cufnaanta sare ee haydarojiinta ee qaab-dhismeedka cellulose waxay ka dhigaan inay burburto laakiin aysan dhalaalin inta lagu jiro habka haysashada, oo aan ku milmin biyaha iyo inta badan dareerayaasha dabiiciga ah. Waxyaabaha ay ka soo saaraan waxaa soo saara esterification iyo etherification ee kooxaha hydroxyl ee cutubyada anhydroglucose ee silsiladda polymer, waxayna muujin doonaan sifooyin kala duwan marka la barbar dhigo cellulose dabiiciga ah. Falcelinta etherification ee cellulose waxay soo saari kartaa ethers cellulose badan oo biyo ku milma, sida methyl cellulose (MC), hydroxyethyl cellulose (HEC) iyo hydroxypropyl cellulose (HPC), kuwaas oo si weyn loogu isticmaalo cuntada, qurxinta, daawooyinka iyo daawada. CE-da biyaha ku milma waxay samayn kartaa polymers-ka hydrogen-ku xiran oo leh asiidhyada polycarboxylic iyo polyphenols.
Isku-dubaridka lakab-lakab (LBL) waa hab wax ku ool ah oo lagu diyaariyo filimada khafiifka ah ee isku-dhafan ee polymer-ka. Kuwa soo socdaa waxay inta badan qeexayaan isku-dubaridka LBL ee saddex CE-yo kala duwan oo HEC, MC iyo HPC ah oo leh PAA, waxay isbarbardhigayaan dhaqankooda isku-dubaridka, waxayna falanqaynayaan saameynta walxaha beddelaya ay ku leeyihiin isu-dubaridka LBL. Baar saameynta pH ee dhumucda filimka, iyo kala duwanaanshaha kala duwan ee pH ee sameynta iyo kala-dirka filimka, oo horumari sifooyinka nuugista biyaha ee CE/PAA.
Qalabka Tijaabada:
Polyacrylic acid (PAA, Mw = 450,000). Dheefshiidka 2wt.% xalka biyaha ee hydroxyethylcellulose (HEC) waa 300 mPa·s, heerka beddelkana waa 2.5. Methylcellulose (MC, xal biyood 2wt.% leh dhefshiid 400 mPa·s iyo heer beddelka 1.8). Hydroxypropyl cellulose (HPC, xal biyood 2wt.% leh dhefshiid 400 mPa·s iyo heer beddelka 2.5).
Diyaarinta filimka:
Waxaa lagu diyaariyey isku-darka lakabka kiristaalka dareeraha ah ee silicon heerkulkiisu yahay 25°C. Habka daaweynta ee matrix-ka slide-ka waa sidan soo socota: ku qoyso xalka aashitada leh (H2SO4/H2O2, 7/3Vol/VOL) muddo 30 daqiiqo ah, ka dibna ku raaci biyo la baabi'iyay dhowr jeer ilaa pH-gu noqdo mid dhexdhexaad ah, ugu dambayntiina lagu qalajiyo nitrogen saafi ah. Isku-darka LBL waxaa lagu sameeyaa iyadoo la adeegsanayo mashiinno otomaatig ah. Substrate-ka waxaa si is-beddel ah loogu qooyay xalka CE (0.2 mg/mL) iyo xalka PAA (0.2 mg/mL), xal kasta waxaa lagu qooyay 4 daqiiqo. Saddex jeer oo lagu qooyay biyo la dhalaaliyay 1 daqiiqo midkiiba ayaa la sameeyay inta u dhaxaysa biyo la dhalaaliyay si looga saaro polymer-ka dabacsan ee ku xiran. Qiimaha pH ee xalka isu-geynta iyo xalka lagu maydho labadaba waxaa loo hagaajiyay pH 2.0. Filimada sida loo diyaariyey waxaa lagu tilmaamay (CE/PAA)n, halkaas oo n ay tilmaamayso wareegga isu-geynta. (HEC/PAA)40, (MC/PAA)30 iyo (HPC/PAA)30 ayaa inta badan la diyaariyey.
Astaamaha Filimka:
Muuqaallada milicsiga ee ku dhow caadiga ayaa la duubay oo lagu falanqeeyay NanoCalc-XR Ocean Optics, dhumucda filimada lagu shubay silicon-kana waa la cabbiray. Iyada oo substrate silicon madhan ay tahay asalka, muuqaalka FT-IR ee filimka khafiifka ah ee ku yaal substrate-ka silicon-ka waxaa lagu ururiyay qalabka spectrometer-ka infrared-ka ee Nicolet 8700.
Isdhexgalka xidhka haydarojiin ee u dhexeeya PAA iyo CEs:
Isku-darka HEC, MC iyo HPC oo leh PAA una gudbaya filimada LBL. Muuqaalka infrared-ka ee HEC/PAA, MC/PAA iyo HPC/PAA ayaa lagu muujiyay sawirka. Calaamadaha IR ee xooggan ee PAA iyo CES waxaa si cad loogu arki karaa muuqaalka IR ee HEC/PAA, MC/PAA iyo HPC/PAA. Sawirka FT-IR wuxuu falanqeyn karaa isku-dhafka xiriirka hydrogen ee u dhexeeya PAA iyo CES isagoo la socda isbeddelka xargaha nuugista ee astaamaha. Isku-xirka hydrogen ee u dhexeeya CES iyo PAA wuxuu inta badan ka dhacaa inta u dhaxaysa oksijiinta hydroxyl ee CES iyo kooxda COOH ee PAA. Ka dib marka la sameeyo xiriirka hydrogen, casaanka ugu sarreeya wuxuu u wareegayaa jihada soo noqnoqoshada hoose.
Waxaa la arkay ugu sarreysa 1710 cm-1 budada PAA saafiga ah. Markii polyacrylamide lagu soo ururiyey filimaan leh CE-yo kala duwan, meelaha ugu sarreeya ee filimada HEC/PAA, MC/PAA iyo MPC/PAA waxay ku yiileen 1718 cm-1, 1720 cm-1 iyo 1724 cm-1, siday u kala horreeyaan. Marka la barbardhigo budada PAA saafiga ah, dhererka ugu sarreeya ee filimada HPC/PAA, MC/PAA iyo HEC/PAA waxay u wareegeen 14, 10 iyo 8 cm−1, siday u kala horreeyaan. Xidhiidhka haydarojiinta ee u dhexeeya oksijiinta ether iyo COOH wuxuu kala gooynayaa xidhiidhka haydarojiinta ee u dhexeeya kooxaha COOH. Xidhiidhka haydarojiinta badan ee u dhexeeya PAA iyo CE, ayaa sii weynaya isbeddelka ugu sarreeya ee CE/PAA ee spectra IR. HPC waxay leedahay heerka ugu sarreeya ee isku-dhafka isku-xidhka haydarojiinta, PAA iyo MC waxay ku jiraan bartamaha, HEC-na waa kan ugu hooseeya.
Dhaqanka kobaca ee filimada isku dhafan ee PAA iyo CE-yada:
Dhaqanka sameynta filimada ee PAA iyo CEs inta lagu jiro isu imaatinka LBL ayaa la baaray iyadoo la adeegsanayo QCM iyo interferometry spectral. QCM waxay waxtar u leedahay la socodka kobaca filimka ee goobta inta lagu jiro wareegyada isu imaatinka ee ugu horreeya. Interferometer-ka Spectral waxay ku habboon yihiin filimada lagu koriyo in ka badan 10 wareeg.
Filimka HEC/PAA wuxuu muujiyay kobac toosan inta lagu guda jiray geeddi-socodka isu-imaatinka LBL, halka filimada MC/PAA iyo HPC/PAA ay muujiyeen kobac muuqda marxaladaha hore ee isu-imaatinka ka dibna isu beddeleen kobac toosan. Gobolka koritaanka toosan, heerka isku-dhafka oo sarreeya, ayaa kobaca dhumucda badan ee wareegga isu-imaatinka oo sii weynaanaya.
Saamaynta pH-ga xalka ee koritaanka filimka:
Qiimaha pH ee xalka ayaa saameeya koritaanka filimka isku-dhafka ah ee isku-dhafka ah ee hydrogen-ka. Maadaama uu yahay polyelectrolyte daciif ah, PAA waxaa la ionayn doonaa oo si taban ayaa loogu dallaci doonaa marka pH-ga xalka uu kordho, taasoo joojinaysa xiriirka isku-xirka haydarojiin. Marka heerka ionization-ka ee PAA uu gaaro heer gaar ah, PAA ma isku dari karto filim ay ku jiraan aqbalayaasha isku-xirka haydarojiin ee LBL.
Dhumucda filimku way yaraatay iyadoo la kordhinayo pH-ga xalka, dhumucda filimkuna si lama filaan ah ayay hoos ugu dhacday pH2.5 HPC/PAA iyo pH3.0-3.5 HPC/PAA. Barta muhiimka ah ee HPC/PAA waa pH 3.5, halka HEC/PAA ay tahay qiyaastii 3.0. Tani waxay ka dhigan tahay marka pH-ga xalka isu-imaatinku uu ka sarreeyo 3.5, filimka HPC/PAA lama samayn karo, marka pH-ga xalka uu ka sarreeyo 3.0, filimka HEC/PAA lama samayn karo. Sababtoo ah heerka sare ee isku-dhafka haydarojiin ee xuubka HPC/PAA, qiimaha pH-ga muhiimka ah ee xuubka HPC/PAA wuxuu ka sarreeyaa kan xuubka HEC/PAA. Xalka aan milixda lahayn, qiimaha pH-ga muhiimka ah ee isku-dhafka ay sameeyeen HEC/PAA, MC/PAA iyo HPC/PAA waxay ahaayeen qiyaastii 2.9, 3.2 iyo 3.7, siday u kala horreeyaan. pH-ga muhiimka ah ee HPC/PAA wuxuu ka sarreeyaa kan HEC/PAA, kaas oo la jaanqaadaya kan xuubka LBL.
Waxqabadka nuugista biyaha ee xuubka CE/PAA:
CES waxay qani ku tahay kooxaha hydroxyl si ay u yeelato nuugid biyo oo wanaagsan iyo haynta biyaha. Marka la soo qaado xuubka HEC/PAA tusaale ahaan, awoodda nuugista ee xuubka CE/PAA ee haydarojiinku ku xidhan yahay biyaha deegaanka ayaa la darsay. Iyada oo lagu garto interferometry-ga muuqaalka, dhumucda filimku way korodhaa marka filimku nuugo biyaha. Waxaa la dhigay jawi leh qoyaan la hagaajin karo oo ah 25°C muddo 24 saacadood ah si loo gaaro dheelitirka nuugista biyaha. Filimada waxaa lagu qalajiyey foorno faaruq ah (40°C) muddo 24 saacadood ah si gebi ahaanba looga saaro qoyaanka.
Marka qoyaanku sii kordho, filimku wuu sii dhumuc weynaadaa. Meesha qoyaanka yar ee 30%-50%, koritaanka dhumucda ayaa ah mid gaabis ah. Marka qoyaanku ka bato 50%, dhumucdu si dhakhso ah ayay u kortaa. Marka la barbardhigo xuubka PVPON/PAA ee haydarojiinku ku xidhan yahay, xuubka HEC/PAA wuxuu nuugi karaa biyo badan deegaanka. Iyada oo ay jirto xaalad qoyaan qaraabo ah oo ah 70% (25°C), heerka dhumucda filimka PVPON/PAA waa qiyaastii 4%, halka kan filimka HEC/PAA uu yahay ilaa 18%. Natiijooyinku waxay muujiyeen in inkastoo tiro cayiman oo kooxaha OH ah oo ku jira nidaamka HEC/PAA ay ka qayb qaateen sameynta isku xidhka haydarojiin, haddana waxaa jiray tiro badan oo kooxo OH ah oo la falgalaya biyaha deegaanka. Sidaa darteed, nidaamka HEC/PAA wuxuu leeyahay sifooyin wanaagsan oo nuugista biyaha.
gunaanad ahaan
(1) Nidaamka HPC/PAA oo leh heerka ugu sarreeya ee isku xidhka haydarojiinta ee CE iyo PAA ayaa leh kobaca ugu dhaqsaha badan dhexdooda, MC/PAA ayaa ku jira bartamaha, HEC/PAA-na waa kan ugu hooseeya.
(2) Filimka HEC/PAA wuxuu muujiyay qaab korriin toosan inta lagu guda jiro habka diyaarinta, halka labada filim ee kale ee MC/PAA iyo HPC/PAA ay muujiyeen kobac korriin ah wareegyada ugu horreeya, ka dibna waxay isu beddeshay qaab korriin toosan.
(3) Kobaca filimka CE/PAA wuxuu si xooggan ugu tiirsan yahay pH-ga xalka. Marka pH-ga xalka uu ka sarreeyo barta muhiimka ah, PAA iyo CE iskuma dari karaan filim. Xuubka CE/PAA ee la isku daray wuxuu ku milmi jiray xalalka pH-ga sare.
(4) Maadaama filimka CE/PAA uu qani ku yahay OH iyo COOH, daaweynta kulaylka ayaa ka dhigaysa mid isku xiran. Xuubka CE/PAA ee isku xiran wuxuu leeyahay xasillooni wanaagsan waana mid aan milmi karin xalalka pH-ga sare.
(5) Filimka CE/PAA wuxuu leeyahay awood nuugid wanaagsan oo biyaha ku jirta deegaanka.
Waqtiga boostada: Febraayo-18-2023