Iwadi abẹlẹ
Gẹgẹbi adayeba, lọpọlọpọ ati awọn orisun isọdọtun, cellulose ṣe alabapade awọn italaya nla ni awọn ohun elo to wulo nitori ti kii ṣe yo ati awọn ohun-ini solubility lopin.Awọn kristalinity giga ati awọn ifunmọ hydrogen iwuwo giga ninu eto cellulose jẹ ki o dinku ṣugbọn kii ṣe yo lakoko ilana ohun-ini, ati insoluble ninu omi ati ọpọlọpọ awọn olomi Organic.Awọn itọsẹ wọn jẹ iṣelọpọ nipasẹ esterification ati etherification ti awọn ẹgbẹ hydroxyl lori awọn ẹya anhydroglucose ninu ẹwọn polima, ati pe yoo ṣafihan diẹ ninu awọn ohun-ini oriṣiriṣi ni akawe pẹlu cellulose adayeba.Iṣeduro etherification ti cellulose le ṣe ina ọpọlọpọ awọn ethers cellulose ti omi-tiotuka, gẹgẹbi methyl cellulose (MC), hydroxyethyl cellulose (HEC) ati hydroxypropyl cellulose (HPC), eyiti o jẹ lilo pupọ ni ounjẹ, awọn ohun ikunra, ni awọn oogun ati oogun.Omi-tiotuka CE le ṣe awọn polima ti o ni asopọ hydrogen pẹlu polycarboxylic acids ati polyphenols.
Apejọ Layer-nipasẹ-Layer (LBL) jẹ ọna ti o munadoko fun murasilẹ awọn fiimu tinrin akojọpọ polima.Atẹle ni akọkọ ṣe apejuwe apejọ LBL ti awọn oriṣiriṣi CE mẹta ti HEC, MC ati HPC pẹlu PAA, ṣe afiwe ihuwasi apejọ wọn, ati ṣe itupalẹ ipa ti awọn aropo lori apejọ LBL.Ṣe iwadii ipa ti pH lori sisanra fiimu, ati awọn iyatọ ti o yatọ si pH lori iṣelọpọ fiimu ati itu, ati idagbasoke awọn ohun-ini gbigba omi ti CE / PAA.
Awọn ohun elo idanwo:
Polyacrylic acid (PAA, Mw = 450,000).Itọka ti 2wt.% ojutu olomi ti hydroxyethylcellulose (HEC) jẹ 300 mPa·s, ati iwọn aropo jẹ 2.5.Methylcellulose (MC, ojutu olomi 2wt.% pẹlu iki ti 400 mPa·s ati iwọn ti aropo ti 1.8).Hydroxypropyl cellulose (HPC, ojutu olomi 2wt.% pẹlu iki ti 400 mPa·s ati iwọn ti aropo ti 2.5).
Igbaradi fiimu:
Ti pese sile nipasẹ apejọ Layer Layer olomi lori ohun alumọni ni 25°C.Ọna itọju ti matrix ifaworanhan jẹ bi atẹle: Rẹ ni ojutu ekikan (H2SO4/H2O2, 7/3Vol/VOL) fun 30min, lẹhinna fi omi ṣan pẹlu omi deionized ni ọpọlọpọ igba titi pH yoo di didoju, ati nikẹhin gbẹ pẹlu nitrogen mimọ.Apejọ LBL ṣe ni lilo ẹrọ adaṣe.Sobusitireti ti wa ni omiiran ni omiran CE ojutu (0.2 mg/mL) ati ojutu PAA (0.2 mg/mL), ojutu kọọkan ti wa fun iṣẹju 4.Awọn iyẹfun omi ṣan mẹta ti iṣẹju 1 kọọkan ni omi ti a ti sọ diionized ni a ṣe laarin ọgbẹ ojutu kọọkan lati yọ polima ti a so mọ.Awọn iye pH ti ojutu apejọ ati ojutu omi ṣan ni a ṣe atunṣe mejeeji si pH 2.0.Awọn fiimu ti a ti pese sile ni a tọka si bi (CE/PAA) n, nibiti n tọkasi iyipo apejọ.(HEC/PAA)40, (MC/PAA)30 ati (HPC/PAA)30 ni a pese sile ni pataki.
Iwa Fiimu:
Awọn iwoye ifojusọna deede-deede ni a gbasilẹ ati itupalẹ pẹlu NanoCalc-XR Ocean Optics, ati sisanra ti awọn fiimu ti o fipamọ sori ohun alumọni ni a wọn.Pẹlu sobusitireti ohun alumọni òfo bi abẹlẹ, irisi FT-IR ti fiimu tinrin lori sobusitireti ohun alumọni ni a gba lori spectrometer infurarẹẹdi Nicolet 8700 kan.
Awọn ibaraẹnisọrọ asopọ hydrogen laarin PAA ati CEs:
Apejọ ti HEC, MC ati HPC pẹlu PAA sinu awọn fiimu LBL.Awọn iwo infurarẹẹdi ti HEC/PAA, MC/PAA ati HPC/PAA ti han ni nọmba.Awọn ifihan agbara IR ti o lagbara ti PAA ati CES ni a le ṣe akiyesi ni kedere ni irisi IR ti HEC/PAA, MC/PAA ati HPC/PAA.FT-IR sipekitirosikopi le itupalẹ awọn hydrogen bond complexation laarin PAA ati CES nipa mimojuto awọn naficula ti iwa gbigba awọn ẹgbẹ.Isopọmọ hydrogen laarin CES ati PAA ni akọkọ waye laarin atẹgun hydroxyl ti CES ati ẹgbẹ COOH ti PAA.Lẹhin ti awọn hydrogen mnu ti wa ni akoso, awọn nínàá tente oke pupa iṣinipo si awọn kekere igbohunsafẹfẹ itọsọna.
Oke ti 1710 cm-1 ni a ṣe akiyesi fun erupẹ PAA mimọ.Nigbati polyacrylamide ti kojọpọ sinu awọn fiimu pẹlu oriṣiriṣi CE, awọn oke ti HEC / PAA, MC / PAA ati MPC / PAA fiimu wa ni 1718 cm-1, 1720 cm-1 ati 1724 cm-1, lẹsẹsẹ.Ti a ṣe afiwe pẹlu funfun PAA lulú, awọn ipari gigun ti HPC / PAA, MC / PAA ati HEC / PAA fiimu yipada nipasẹ 14, 10 ati 8 cm-1, lẹsẹsẹ.Isopọ hydrogen laarin atẹgun ether ati COOH ṣe idiwọ asopọ hydrogen laarin awọn ẹgbẹ COOH.Awọn ifunmọ hydrogen diẹ sii ti o ṣẹda laarin PAA ati CE, ti o pọ si iṣipopada tente oke ti CE/PAA ni iwoye IR.HPC ni o ni ga ìyí ti hydrogen bond complexation, PAA ati MC wa ni aarin, ati HEC ni asuwon ti.
Iwa idagbasoke ti awọn fiimu akojọpọ ti PAA ati CEs:
Iwa ihuwasi fiimu ti PAA ati CE lakoko apejọ LBL ni a ṣe iwadii nipa lilo QCM ati interferometry spectral.QCM munadoko fun ibojuwo idagbasoke fiimu ni aaye lakoko awọn akoko apejọ diẹ akọkọ.Awọn interferometers Spectral jẹ o dara fun awọn fiimu ti o dagba ju awọn akoko 10 lọ.
Fiimu HEC / PAA ṣe afihan idagbasoke laini jakejado ilana apejọ LBL, lakoko ti awọn fiimu MC / PAA ati HPC / PAA ṣe afihan idagbasoke ti o pọju ni awọn ipele ibẹrẹ ti apejọ ati lẹhinna yipada si idagbasoke laini.Ni agbegbe idagbasoke laini, iwọn ti o ga julọ ti idiju, ti o pọ si idagba sisanra fun iyipo apejọ.
Ipa ti pH ojutu lori idagbasoke fiimu:
Iwọn pH ti ojutu yoo ni ipa lori idagba ti fiimu idapọmọra polymer bonded hydrogen.Gẹgẹbi polyelectrolyte ti ko lagbara, PAA yoo jẹ ionized ati idiyele ni odi bi pH ti ojutu naa n pọ si, nitorinaa idinamọ ẹgbẹ isunmọ hydrogen.Nigbati iwọn ionization ti PAA de ipele kan, PAA ko le pejọ sinu fiimu kan pẹlu awọn olugba mnu hydrogen ni LBL.
Iwọn fiimu naa dinku pẹlu ilosoke pH ojutu, ati sisanra fiimu naa dinku lojiji ni pH2.5 HPC / PAA ati pH3.0-3.5 HPC / PAA.Ojuami pataki ti HPC/PAA jẹ nipa pH 3.5, lakoko ti HEC/PAA jẹ nipa 3.0.Eyi tumọ si pe nigbati pH ti ojutu apejọ ba ga ju 3.5, fiimu HPC / PAA ko le ṣe agbekalẹ, ati nigbati pH ti ojutu ba ga ju 3.0, fiimu HEC / PAA ko le ṣe.Nitori iwọn giga giga ti idapọmọra hydrogen bond ti awo awọ HPC/PAA, iye pH to ṣe pataki ti awọ membran HPC/PAA ga ju ti awọ ilu HEC/PAA lọ.Ninu ojutu ti ko ni iyọ, awọn iye pH pataki ti awọn eka ti a ṣẹda nipasẹ HEC/PAA, MC/PAA ati HPC/PAA jẹ nipa 2.9, 3.2 ati 3.7, lẹsẹsẹ.pH to ṣe pataki ti HPC/PAA ga ju ti HEC/PAA lọ, eyiti o ni ibamu pẹlu ti awo awọ LBL.
Iṣẹ gbigba omi ti awọ awọ CE/PAA:
CES jẹ ọlọrọ ni awọn ẹgbẹ hydroxyl ki o ni gbigba omi to dara ati idaduro omi.Gbigba awọ HEC/PAA gẹgẹbi apẹẹrẹ, agbara adsorption ti omiran CE/PAA ti o ni asopọ hydrogen si omi ni ayika ti ṣe iwadi.Ti a ṣe afihan nipasẹ interferometry spectral, sisanra fiimu naa pọ si bi fiimu naa ṣe gba omi.O ti gbe ni agbegbe pẹlu ọriniinitutu adijositabulu ni 25 ° C fun awọn wakati 24 lati ṣaṣeyọri iwọntunwọnsi gbigba omi.Awọn fiimu ti gbẹ ni adiro igbale (40 ° C) fun wakati 24 lati yọ ọrinrin kuro patapata.
Bi ọriniinitutu ṣe pọ si, fiimu naa pọ si.Ni agbegbe ọriniinitutu kekere ti 30% -50%, idagba sisanra jẹ o lọra.Nigbati ọriniinitutu ba kọja 50%, sisanra yoo dagba ni iyara.Ti a bawe pẹlu awọ-ara PVPON/PAA ti o ni hydrogen, awọ HEC/PAA le fa omi diẹ sii lati inu ayika.Labẹ ipo ti ọriniinitutu ojulumo ti 70% (25 ° C), iwọn ti o nipọn ti fiimu PVPON / PAA jẹ nipa 4%, lakoko ti fiimu HEC / PAA jẹ giga bi 18%.Awọn abajade fihan pe botilẹjẹpe iye kan ti awọn ẹgbẹ OH ninu eto HEC/PAA ṣe alabapin ninu dida awọn ifunmọ hydrogen, nọmba akude tun wa ti awọn ẹgbẹ OH ti n ṣepọ pẹlu omi ni agbegbe.Nitorinaa, eto HEC / PAA ni awọn ohun-ini gbigba omi to dara.
ni paripari
(1) Eto HPC/PAA pẹlu iwọn isunmọ hydrogen ti o ga julọ ti CE ati PAA ni idagbasoke ti o yara ju laarin wọn, MC/PAA wa ni aarin, ati HEC / PAA ni o kere julọ.
(2) Fiimu HEC / PAA ṣe afihan ipo idagbasoke laini jakejado ilana igbaradi, lakoko ti awọn fiimu meji miiran MC / PAA ati HPC / PAA ṣe afihan idagbasoke ti o pọju ni awọn akoko diẹ akọkọ, ati lẹhinna yipada si ipo idagbasoke laini.
(3) Idagba ti fiimu CE / PAA ni igbẹkẹle to lagbara lori pH ojutu.Nigbati pH ojutu ba ga ju aaye pataki rẹ lọ, PAA ati CE ko le pejọ sinu fiimu kan.Aami awọ CE/PAA ti o pejọ jẹ tiotuka ni awọn ojutu pH giga.
(4) Niwọn igba ti fiimu CE / PAA jẹ ọlọrọ ni OH ati COOH, itọju ooru jẹ ki o ni asopọ agbelebu.Aami CE/PAA ti a ti sopọ mọ agbelebu ni iduroṣinṣin to dara ati pe ko ṣee ṣe ni awọn solusan pH giga.
(5) Fiimu CE / PAA ni agbara adsorption ti o dara fun omi ni ayika.
Akoko ifiweranṣẹ: Oṣu Kẹta-18-2023