რა თვისებები აქვს ცელულოზის ეთერის ხსნარს და მის გავლენის ფაქტორებს?

ცელულოზის ეთერის ხსნარის ყველაზე მნიშვნელოვანი თვისებაა მისი რეოლოგიური თვისება. მრავალი ცელულოზის ეთერის განსაკუთრებული რევოლოგიური თვისებები მათ ფართოდ გამოყენებას ხდის სხვადასხვა სფეროში, ხოლო რეოლოგიური თვისებების შესწავლა სასარგებლოა ახალი გამოყენების სფეროების განვითარებისთვის ან გამოყენების ზოგიერთი სფეროს გასაუმჯობესებლად. შანხაის ჯიაო ტონგის უნივერსიტეტიდან ლი ჯინმა ჩაატარა სისტემატური კვლევა რევოლოგიურ თვისებებზე.კარბოქსიმეთილცელულოზა (CMC)CMC-ის მოლეკულური სტრუქტურის პარამეტრების (მოლეკულური წონა და ჩანაცვლების ხარისხი), კონცენტრაციის pH და იონური სიძლიერის გავლენის ჩათვლით. კვლევის შედეგები აჩვენებს, რომ ხსნარის ნულოვანი ათვლის სიბლანტე იზრდება მოლეკულური წონისა და ჩანაცვლების ხარისხის მატებასთან ერთად. მოლეკულური წონის მატება ნიშნავს მოლეკულური ჯაჭვის ზრდას, ხოლო მოლეკულებს შორის მარტივი ჩახლართული ხსნარის სიბლანტე იზრდება; ჩანაცვლების დიდი ხარისხი აიძულებს მოლეკულებს ხსნარში უფრო მეტად გაჭიმოს. მდგომარეობა არსებობს, ჰიდროდინამიკური მოცულობა შედარებით დიდია და სიბლანტე დიდი ხდება. CMC-ის წყალხსნარის სიბლანტე იზრდება კონცენტრაციის მატებასთან ერთად, რომელსაც აქვს სიბლანტე. ხსნარის სიბლანტე მცირდება pH-ის მნიშვნელობით, ხოლო როდესაც ის გარკვეულ მნიშვნელობაზე დაბალია, სიბლანტე ოდნავ იზრდება და საბოლოოდ თავისუფალი მჟავა წარმოიქმნება და ნალექი ხდება. CMC არის პოლიანიონური პოლიმერი, Na+, K+ ფარის მონოვალენტური მარილის იონების დამატებისას, სიბლანტე შესაბამისად მცირდება. ორვალენტიანი კათიონის Caz+ დამატება იწვევს ხსნარის სიბლანტის ჯერ შემცირებას და შემდეგ გაზრდას. როდესაც Ca2+-ის კონცენტრაცია სტოიქიომეტრულ წერტილზე მაღალია, CMC მოლეკულები ურთიერთქმედებენ Ca2+-თან და ხსნარში არსებობს სუპერსტრუქტურა. Liang Yaqin-მა, ჩინეთის ჩრდილოეთ უნივერსიტეტმა და ა.შ. გამოიყენეს viscometer მეთოდი და ბრუნვის viscometer მეთოდი სპეციალური კვლევის ჩასატარებლად მოდიფიცირებული ჰიდროქსიეთილის ცელულოზის (CHEC) განზავებული და კონცენტრირებული ხსნარების რევოლოგიურ თვისებებზე. კვლევის შედეგებმა აჩვენა, რომ: (1) კატიონურ ჰიდროქსიეთილის ცელულოზას აქვს ტიპიური პოლიელექტროლიტური სიბლანტის ქცევა სუფთა წყალში და შემცირებული სიბლანტე იზრდება კონცენტრაციის მატებასთან ერთად. ჩანაცვლების მაღალი ხარისხით კათიონური ჰიდროქსიეთილის ცელულოზის შინაგანი სიბლანტე უფრო მეტია, ვიდრე კათიონური ჰიდროქსიეთილის ცელულოზას ჩანაცვლების დაბალი ხარისხით. (2) კათიონური ჰიდროქსიეთილის ცელულოზის ხსნარი ავლენს არანიუტონის სითხის მახასიათებლებს და აქვს ათვლის გამათხელებელი მახასიათებლები: ხსნარის მასის კონცენტრაციის მატებასთან ერთად იზრდება მისი აშკარა სიბლანტე; მარილის ხსნარის გარკვეულ კონცენტრაციაში CHEC მოჩვენებითი სიბლანტე მცირდება მარილის დამატებული კონცენტრაციის მატებასთან ერთად. იგივე ათვლის სიჩქარის პირობებში, CHEC-ის აშკარა სიბლანტე CaCl2 ხსნარის სისტემაში მნიშვნელოვნად მაღალია, ვიდრე CHEC-ის სიბლანტე NaCl ხსნარის სისტემაში.

კვლევის უწყვეტი გაღრმავებისა და გამოყენების სფეროების უწყვეტი გაფართოებით, სხვადასხვა ცელულოზის ეთერებისგან შემდგარი შერეული სისტემური ხსნარების თვისებებმაც მიიპყრო ხალხის ყურადღება. მაგალითად, ნატრიუმის კარბოქსიმეთილცელულოზა (NACMC) და ჰიდროქსიეთილის ცელულოზა (HEC) გამოიყენება ნავთობის გადაადგილების აგენტებად ნავთობის საბადოებში, რომლებსაც აქვთ ძლიერი ათვლის წინააღმდეგობის, უხვი ნედლეულის და გარემოს ნაკლები დაბინძურების უპირატესობა, მაგრამ მხოლოდ მათი გამოყენების ეფექტი იდეალური არ არის. მიუხედავად იმისა, რომ პირველს აქვს კარგი სიბლანტე, მასზე ადვილად მოქმედებს წყალსაცავის ტემპერატურა და მარილიანობა; მიუხედავად იმისა, რომ ამ უკანასკნელს აქვს კარგი ტემპერატურული და მარილის წინააღმდეგობა, მისი გასქელება სუსტია და დოზირება შედარებით დიდი. მკვლევარებმა შეურიეს ორი ხსნარი და დაადგინეს, რომ კომპოზიტური ხსნარის სიბლანტე გაიზარდა, ტემპერატურის წინააღმდეგობა და მარილის წინააღმდეგობა გარკვეულწილად გაუმჯობესდა და გამოყენების ეფექტი გაუმჯობესდა. ვერიკა სოვილი და სხვ. შეისწავლეს შერეული სისტემის ხსნარის რეოლოგიური ქცევა, რომელიც შედგება HPMC-ისა და NACMC-ისგან და ანიონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებისგან, ბრუნვითი ვისკომეტრით. სისტემის რეოლოგიური ქცევა დამოკიდებულია HPMC-NACMC, HPMC-SDS და NACMC- (HPMC-SDS) განსხვავებულ ეფექტებზე.

ცელულოზის ეთერის ხსნარების რეოლოგიურ თვისებებზე ასევე მოქმედებს სხვადასხვა ფაქტორები, როგორიცაა დანამატები, გარე მექანიკური ძალა და ტემპერატურა. ტომოაკი ჰინო და სხვ. შეისწავლა ნიკოტინის დამატების ეფექტი ჰიდროქსიპროპილ მეთილცელულოზის რეოლოგიურ თვისებებზე. 25C ტემპერატურაზე და 3%-ზე დაბალ კონცენტრაციაზე HPMC ავლენდა ნიუტონის სითხის ქცევას. როდესაც ნიკოტინი დაემატა, სიბლანტე გაიზარდა, რაც მიუთითებს იმაზე, რომ ნიკოტინი ზრდიდა ჩახლართვას.HPMCმოლეკულები. ნიკოტინი აქ ავლენს დამარილების ეფექტს, რაც ზრდის HPMC-ის გელის წერტილს და ნისლის წერტილს. მექანიკური ძალა, როგორიცაა ათვლის ძალა, ასევე ექნება გარკვეული გავლენა ცელულოზის ეთერის წყალხსნარის თვისებებზე. რეოლოგიური ტურბიდიმეტრისა და მცირე კუთხით სინათლის გაფანტვის ხელსაწყოს გამოყენებით აღმოჩნდა, რომ ნახევრად განზავებულ ხსნარში, ათვლის სიჩქარის გაზრდით, ათვლის შერევის გამო, გაიზრდება ნისლის წერტილის გარდამავალი ტემპერატურა.