რა თვისებები აქვს ცელულოზის ეთერის ხსნარს და მისი გავლენის ფაქტორებს?

ცელულოზის ეთერის ხსნარის ყველაზე მნიშვნელოვანი თვისებაა მისი რევოლოგიური თვისება. მრავალი ცელულოზის ეთერის განსაკუთრებული რევოლოგიური თვისებები მათ ფართოდ იყენებს სხვადასხვა სფეროში, ხოლო რევოლოგიური თვისებების შესწავლა სასარგებლოა ახალი განაცხადის ველების შემუშავებისთვის ან ზოგიერთი სააპლიკაციო ველის გაუმჯობესებისთვის. ლი ჯინგმა შანხაი ჯიაო ტონგის უნივერსიტეტიდან ჩაატარა სისტემატური შესწავლა რევოლოგიური თვისებების შესახებCarboxymethylcellulose (CMC), მათ შორის CMC- ის მოლეკულური სტრუქტურის პარამეტრების (მოლეკულური წონა და ჩანაცვლების ხარისხი), კონცენტრაციის pH და იონური სიძლიერე. კვლევის შედეგებმა აჩვენა, რომ ხსნარის ნულოვანი სიბლანტე იზრდება მოლეკულური წონის მატებასთან და ჩანაცვლების ხარისხით. მოლეკულური წონის მატება ნიშნავს მოლეკულური ჯაჭვის ზრდას, ხოლო მოლეკულებს შორის მარტივი გადანაწილება ზრდის ხსნარის სიბლანტეს; ჩანაცვლების დიდი ხარისხი ხდის მოლეკულებს უფრო მეტ ხსნარში. სახელმწიფო არსებობს, ჰიდროდინამიკური მოცულობა შედარებით დიდია, ხოლო სიბლანტე დიდი ხდება. CMC წყლის ხსნარის სიბლანტე იზრდება კონცენტრაციის მატებასთან ერთად, რომელსაც აქვს viscoelasticity. ხსნარის სიბლანტე მცირდება pH- ის მნიშვნელობით, და როდესაც ის გარკვეულ მნიშვნელობასთან შედარებით დაბალია, სიბლანტე ოდნავ იზრდება, საბოლოოდ კი თავისუფალი მჟავა იქმნება და იქმნება. CMC არის პოლიანური პოლიმერი, როდესაც დაამატეთ მონოვალენტური მარილი იონები Na+, K+ ფარი, სიბლანტე შესაბამისად შემცირდება. დივალენტური კატიონის CAZ+ დამატება იწვევს ხსნარის სიბლანტეს ჯერ შემცირებას და შემდეგ გაზრდას. როდესაც Ca2+ კონცენტრაცია უფრო მაღალია, ვიდრე სტოიომეტრული წერტილი, CMC მოლეკულები ურთიერთქმედებენ Ca2+ - სთან, ხოლო ხსნარში არის ზემოდან სტრუქტურა. ლიანგ იაკინმა, ჩინეთის ჩრდილოეთ უნივერსიტეტმა და ა.შ. გამოიყენა Viscometer მეთოდი და როტაციული ვიზომეტრის მეთოდი სპეციალური კვლევების ჩასატარებლად მოდიფიცირებული ჰიდროქსიეთილის ცელულოზის (CHEC) განზავებული და კონცენტრირებული ხსნარის რევოლოგიური თვისებების შესახებ. კვლევის შედეგებმა დაადგინა, რომ: (1) კატიური ჰიდროქსიეთილ ცელულოზას აქვს ტიპიური პოლიელექტროლიტური სიბლანტის ქცევა სუფთა წყალში, ხოლო შემცირებული სიბლანტე იზრდება კონცენტრაციის მატებასთან ერთად. კატიური ჰიდროქსიეთილ ცელულოზის შინაგანი სიბლანტე, რომელთაც აქვთ შემცვლელის მაღალი ხარისხი, უფრო მეტია, ვიდრე კატიური ჰიდროქსიეთილ ცელულოზის შემცვლელი დაბალი ხარისხით. (2) კატიური ჰიდროქსიეთილის ცელულოზის ხსნარი გამოავლენს არა-ნიუტონიური სითხის მახასიათებლებს და აქვს გამჭვირვალე გამონაყარის მახასიათებლები: როგორც ხსნარის მასის კონცენტრაცია იზრდება, მისი აშკარა სიბლანტე იზრდება; მარილის ხსნარის გარკვეულ კონცენტრაციაში, ჩეკის აშკარა სიბლანტე იგი მცირდება მარილის დამატებით კონცენტრაციის გაზრდით. იგივე გაჭედვის სიჩქარით, CACL2 ხსნარის სისტემაში CHEC- ის აშკარა სიბლანტე მნიშვნელოვნად აღემატება CHEC- ს NaCl- ის ხსნარის სისტემაში.

კვლევის უწყვეტი გაღრმავებით და განაცხადის ველების უწყვეტი გაფართოებით, სხვადასხვა ცელულოზის ეთერებისგან შედგენილი შერეული სისტემის ხსნარების თვისებებმა ასევე მიიპყრო ხალხის ყურადღება. მაგალითად, ნატრიუმის კარბოქსიმეთილის ცელულოზა (NACMC) და ჰიდროქსიეთილის ცელულოზა (HEC) გამოიყენება როგორც ნავთობის გადაადგილების აგენტები ნავთობმფლობელებში, რომლებსაც აქვთ ძლიერი გაჭედვის წინააღმდეგობის უპირატესობა, უხვი ნედ იდეალური. მიუხედავად იმისა, რომ პირველს აქვს კარგი სიბლანტე, მას ადვილად აისახება წყალსაცავის ტემპერატურა და მარილიანობა; მიუხედავად იმისა, რომ ამ უკანასკნელს აქვს კარგი ტემპერატურა და მარილის წინააღმდეგობა, მისი გასქელება უნარი ცუდია და დოზა შედარებით დიდია. მკვლევარებმა შეურიეს ორი ხსნარი და დაადგინეს, რომ კომპოზიციური ხსნარის სიბლანტე უფრო დიდი გახდა, ტემპერატურის წინააღმდეგობა და მარილის წინააღმდეგობა გარკვეულწილად გაუმჯობესდა და განაცხადის ეფექტი გაძლიერდა. Verica Sovilj et al. შეისწავლეს შერეული სისტემის ხსნარის რევოლოგიური ქცევა, რომელიც შედგება HPMC და NACMC და ანიონური surfactant- ით, ბრუნვითი ვიზომეტრით. სისტემის რევოლოგიური ქცევა დამოკიდებულია HPMC-NACMC, HPMC-SDS და NACMC- (HPMC- SDS) სხვადასხვა ეფექტებზე.

ცელულოზის ეთერის ხსნარების რევოლოგიური თვისებები ასევე გავლენას ახდენს სხვადასხვა ფაქტორებზე, მაგალითად, დანამატები, გარე მექანიკური ძალა და ტემპერატურა. Tomoaki Hino et al. შეისწავლა ნიკოტინის დამატების გავლენა ჰიდროქსიპროპილ მეთილკელულოზის რევოლოგიურ თვისებებზე. 25C- ზე და კონცენტრაციაზე 3%-ით დაბალია, HPMC- მა გამოავლინა ნიუტონის სითხის ქცევა. როდესაც ნიკოტინი დაემატა, სიბლანტე გაიზარდა, რაც მიუთითებს, რომ ნიკოტინმა გაზარდაHPMCმოლეკულები. აქ ნიკოტინი აჩვენებს მარილიან ეფექტს, რომელიც ზრდის HPMC გელის წერტილს და ნისლის წერტილს. მექანიკური ძალა, როგორიცაა მოჭრილი ძალა, ასევე გარკვეულ გავლენას მოახდენს ცელულოზის ეთერის წყალხსნარის თვისებებზე. რევოლოგიური ტურბიდიმეტრი და მცირე კუთხის შუქის გაფანტვის ინსტრუმენტის გამოყენებით, დადგინდა, რომ ნახევრად დილუტის ხსნარში, გაჭედვის სიჩქარის გაზრდა, მოჭრილი შერევის გამო, გაიზრდება ნისლის წერტილის გადასვლის ტემპერატურა.