سیلولوز ایتر/پولی اکریلیک اسید هایدروجن بانډنګ فلم

د څیړنې پس منظر

د طبیعي، بډایه او نوي کیدونکي سرچینې په توګه، سیلولوز په عملي غوښتنلیکونو کې د دې د غیر منحل او محدود محلول ملکیتونو له امله له لوی ننګونو سره مخ کیږي. د سیلولوز په جوړښت کې د لوړ کریسټالینیت او لوړ کثافت هایدروجن بانډونه د دې لامل کیږي چې دا تخریب کړي مګر د ملکیت پروسې په جریان کې نه منحل کیږي ، او په اوبو او ډیری عضوي محلولونو کې نه حل کیږي. د دوی مشتقات د پولیمر سلسلې کې د انهایډروګلوکوز واحدونو کې د هایدروکسیل ګروپونو ایسټریفیکیشن او ایټریفیکیشن لخوا تولید شوي ، او د طبیعي سیلولوز په پرتله ځینې مختلف ملکیتونه ښیې. د سیلولوز ایتریفیکیشن عکس العمل کولی شي ډیری د اوبو محلول سیلولوز ایترونه رامینځته کړي ، لکه میتیل سیلولوز (MC) ، هایدروکسایتیل سیلولوز (HEC) او هایدروکسایپروپیل سیلولوز (HPC) چې په پراخه کچه په خواړو ، کاسمیټکس ، درملو او درملو کې کارول کیږي. په اوبو کې محلول کېدونکی CE کولی شي د پولی کاربوکسیلیک اسیدونو او پولیفینولونو سره د هایدروجن بانډ پولیمر جوړ کړي.

د پرت پرت مجلس (LBL) د پولیمر مرکب پتلی فلمونو چمتو کولو لپاره یو مؤثر میتود دی. لاندې په عمده توګه د HEC، MC او HPC د دریو مختلف CEs LBL مجلس د PAA سره تشریح کوي، د دوی د مجلس چلند پرتله کوي، او د LBL اسمبلۍ کې د بدیل اغیزې تحلیلوي. د فلم ضخامت باندې د pH اغیزې وڅیړئ، او د فلم په جوړښت او تحلیل کې د pH مختلف توپیرونه، او د CE/PAA د اوبو جذب ځانګړتیاوو ته وده ورکړئ.

تجربی مواد:

Polyacrylic اسید (PAA، Mw = 450,000). د هایدروکسایتیل سیلولوز (HEC) 2wt.% آبي محلول 300 mPa·s دی، او د بدیل درجه یې 2.5 ده. میتیل سیلولوز (MC، یو 2wt.٪ آبی محلول د 400 mPa·s واسکاسی او د 1.8 درجې بدیل سره). هایډروکسایپروپیل سیلولوز (HPC، یو 2wt.٪ آبی محلول د 400 mPa·s د ویسکوسیت سره او د 2.5 د بدیل درجې سره).

د فلم چمتو کول:

په سیلیکون کې د 25 درجې سانتي ګراد کې د مایع کرسټال پرت اسمبلی لخوا چمتو شوی. د سلایډ میټریکس د درملنې طریقه په لاندې ډول ده: په تیزابي محلول (H2SO4/H2O2, 7/3Vol/VOL) کې د 30 دقیقو لپاره ډوب کړئ، بیا څو ځله د ډیونیز شوي اوبو سره مینځل کړئ تر څو چې pH بې طرفه شي او په پای کې د خالص نایتروجن سره وچ شي. د LBL مجلس د اتوماتیک ماشینونو په کارولو سره ترسره کیږي. سبسټریټ په بدیل سره د CE محلول (0.2 mg/mL) او PAA محلول (0.2 mg/mL) کې ډوب شوی و، هر محلول د 4 دقیقو لپاره لمده شوی و. د 1 دقیقو په مینځ کې د هر یو محلول په مینځ کې په ډیونیز شوي اوبو کې د 1 دقیقو درې مینځل ترسره شوي ترڅو په نرمۍ سره تړل شوي پولیمر لرې کړي. د مجلس محلول او د مینځلو محلول pH ارزښتونه دواړه pH 2.0 ته تنظیم شوي. لکه څنګه چې چمتو شوي فلمونه د (CE/PAA) n په توګه راجع کیږي، چیرته چې n د مجلس دورې ته اشاره کوي. (HEC/PAA)40، (MC/PAA)30 او (HPC/PAA)30 په عمده توګه چمتو شوي.

د فلم ځانګړتیا:

نږدې نورمال انعکاس سپیکٹرا د NanoCalc-XR بحر آپټیکس سره ثبت او تحلیل شوی ، او په سیلیکون کې زیرمه شوي فلمونو ضخامت اندازه شوی. د شالید په توګه د خالي سیلیکون سبسټریټ سره ، په سیلیکون سبسټریټ کې د پتلي فلم FT-IR سپیکٹرم په نیکولیټ 8700 انفراریډ سپیکٹرومیټر کې راټول شوی.

د PAA او CEs ترمنځ د هایدروجن بانډ تعامل:

د LBL فلمونو کې د PAA سره د HEC، MC او HPC مجلس. د HEC/PAA، MC/PAA او HPC/PAA انفراریډ سپیکٹرا په انځور کې ښودل شوي. د PAA او CES قوي IR سیګنالونه په روښانه ډول د HEC/PAA، MC/PAA او HPC/PAA په IR سپیکٹرا کې لیدل کیدی شي. د FT-IR سپیکٹروسکوپي کولی شي د PAA او CES ترمینځ د هایدروجن بانډ پیچلتیا د ځانګړتیاو جذب بډونو بدلون نظارت کولو سره تحلیل کړي. د CES او PAA ترمنځ د هایدروجن اړیکه په عمده توګه د CES د هایدروکسیل اکسیجن او د PAA COOH ګروپ ترمنځ واقع کیږي. وروسته له دې چې د هایدروجن بانډ جوړ شي، د غځیدلو چوکۍ سور د ټیټ فریکونسۍ لوري ته حرکت کوي.

د خالص PAA پوډر لپاره د 1710 cm-1 لوړوالی لیدل شوی. کله چې پولی کریلامایډ په فلمونو کې د مختلف CEs سره راټول شو، د HEC/PAA، MC/PAA او MPC/PAA فلمونو چوکۍ په ترتیب سره په 1718 cm-1، 1720 cm-1 او 1724 cm-1 کې موقعیت درلود. د خالص PAA پاؤډ سره پرتله کول، د HPC/PAA، MC/PAA او HEC/PAA فلمونو لوړ اوږدوالی په ترتیب سره د 14، 10 او 8 cm-1 لخوا لیږدول شوی. د ایتر اکسیجن او COOH تر مینځ د هایدروجن بانډ د COOH ګروپونو ترمینځ د هایدروجن بانډ مداخله کوي. هرڅومره چې د PAA او CE تر مینځ ډیر هایدروجن بانډونه رامینځته کیږي ، په IR سپیکٹرا کې د CE/PAA لوړ بدلون خورا ډیر دی. HPC د هایدروجن بانډ پیچلتیا لوړه درجه لري، PAA او MC په مینځ کې دي، او HEC ترټولو ټیټ دی.

د PAA او CEs مرکب فلمونو وده چلند:

د LBL مجلس په جریان کې د PAA او CEs فلم جوړونې چلند د QCM او سپیکٹرل انټرفیرومیټري په کارولو سره تحقیق شوی. QCM د لومړیو څو غونډو دورې په جریان کې د فلم وده څارلو لپاره مؤثره ده. سپیکٹرل انټرفیرومیټرونه د هغو فلمونو لپاره مناسب دي چې په 10 دورو کې وده کوي.

د HEC/PAA فلم د LBL مجلس پروسې په اوږدو کې یو خطي وده ښودلې، پداسې حال کې چې MC/PAA او HPC/PAA فلمونو د مجلس په لومړیو مرحلو کې د پام وړ وده ښودلې او بیا په خطي وده بدل شوي. د خطي ودې په سیمه کې، د پیچلتیا کچه لوړه ده، د هر مجلس دورې په اندازه د ضخامت وده.

د فلم په وده کې د حل pH اغیز:

د محلول pH ارزښت د هایدروجن بانډ پولیمر مرکب فلم وده اغیزه کوي. د ضعیف پولی الیکټرولایټ په توګه، PAA به ionized شي او په منفي ډول چارج شي ځکه چې د محلول pH زیاتیږي، په دې توګه د هایدروجن بانډ ایسوسی ایشن مخنیوی کوي. کله چې د PAA د ionization درجه یوې ټاکلې کچې ته ورسیده، PAA نشي کولی په LBL کې د هایدروجن بانډ منلو سره په فلم کې راټول شي.

د فلم ضخامت د محلول pH له زیاتوالي سره کم شو، او د فلم ضخامت په ناڅاپي توګه په pH2.5 HPC/PAA او pH3.0-3.5 HPC/PAA کې کم شو. د HPC/PAA مهم ټکی د pH 3.5 په اړه دی، پداسې حال کې چې د HEC/PAA شاوخوا 3.0 دی. دا پدې مانا ده چې کله چې د محلول pH له 3.5 څخه لوړ وي، د HPC/PAA فلم نشي جوړیدای، او کله چې د محلول pH له 3.0 څخه لوړ وي، د HEC/PAA فلم نشي جوړیدای. د HPC/PAA جھلی د هایدروجن بانډ پیچلتیا د لوړې درجې له امله، د HPC/PAA جھلی مهم pH ارزښت د HEC/PAA جھلی څخه لوړ دی. د مالګې څخه پاک محلول کې، د HEC/PAA، MC/PAA او HPC/PAA لخوا د جوړ شوي کمپلیکسونو مهم pH ارزښتونه په ترتیب سره شاوخوا 2.9، 3.2 او 3.7 وو. د HPC/PAA مهم pH د HEC/PAA څخه لوړ دی، کوم چې د LBL جھلی سره مطابقت لري.

د CE/PAA جھلی د اوبو جذب فعالیت:

CES په هایدروکسیل ګروپونو کې بډای دی نو دا د اوبو ښه جذب او د اوبو ساتلو وړتیا لري. د مثال په توګه د HEC/PAA جھلی اخیستل، په چاپیریال کې اوبو ته د هایدروجن بانډ CE/PAA جھلی د جذب ظرفیت مطالعه شوی. د سپیکٹرل انټرفیرومیټري لخوا مشخص شوی، د فلم ضخامت زیاتیږي ځکه چې فلم اوبه جذبوي. دا د 24 ساعتونو لپاره په 25 ° C کې د تعدیل وړ رطوبت سره په چاپیریال کې کیښودل شو ترڅو د اوبو جذب توازن ترلاسه کړي. فلمونه د 24 ساعتونو لپاره په ویکیوم تنور (40 ° C) کې وچ شوي ترڅو رطوبت په بشپړ ډول لرې کړي.

لکه څنګه چې رطوبت ډیریږي ، فلم ضعیف کیږي. د 30%-50% ټیټ رطوبت په ساحه کې، د ضخامت وده نسبتا ورو ده. کله چې رطوبت له 50٪ څخه ډیر شي، ضخامت په چټکۍ سره وده کوي. د هایدروجن بانډ شوي PVPON/PAA جھلی سره پرتله کول، د HEC/PAA جھلی کولی شي د چاپیریال څخه ډیرې اوبه جذب کړي. د نسبي رطوبت د 70% (25°C) په حالت کې، د PVPON/PAA فلم د ضخامت حد شاوخوا 4٪ دی، پداسې حال کې چې د HEC/PAA فلم شاوخوا 18٪ پورې لوړ دی. پایلې وښودله چې که څه هم د HEC/PAA سیسټم کې د OH ګروپونو یو ټاکلی مقدار د هایدروجن بانډونو په جوړولو کې برخه اخیستې وه، بیا هم د پام وړ شمیر OH ګروپونه شتون لري چې په چاپیریال کې د اوبو سره اړیکه لري. له همدې امله، د HEC/PAA سیسټم د اوبو د جذب ښه ځانګړتیاوې لري.

په پایله کې

(1) د HPC/PAA سیسټم د CE او PAA ترټولو لوړ هایدروجن بانډینګ درجې سره د دوی په مینځ کې ترټولو ګړندۍ وده لري ، MC/PAA په مینځ کې دی ، او HEC/PAA ترټولو ټیټ دی.

(2) د HEC/PAA فلم د چمتووالي پروسې په اوږدو کې د خطي ودې حالت ښودلی، پداسې حال کې چې نور دوه فلمونه MC/PAA او HPC/PAA په لومړیو څو پړاوونو کې د پام وړ وده ښودلې، او بیا د خطي ودې حالت ته بدل شوی.

(3) د CE/PAA فلم وده د حل pH باندې قوي انحصار لري. کله چې د حل pH د خپل مهم ټکي څخه لوړ وي، PAA او CE نشي کولی په فلم کې راټول شي. راټول شوي CE/PAA جھلی په لوړ pH محلولونو کې محلول کیږي.

(4) څرنګه چې د CE/PAA فلم په OH او COOH کې بډای دی، د تودوخې درملنه دا سره نښلوي. د کراس سره تړلی CE/PAA جھلی ښه ثبات لري او په لوړ pH محلولونو کې نه حل کیدونکی دی.

(5) د CE/PAA فلم په چاپیریال کې د اوبو لپاره د ښه جذب ظرفیت لري.