सेल्युलोज इथर द्रावणाचे गुणधर्म आणि त्याचे परिणाम करणारे घटक काय आहेत?

सेल्युलोज इथर सोल्यूशनचा सर्वात महत्वाचा गुणधर्म म्हणजे त्याचा रिओलॉजिकल गुणधर्म. अनेक सेल्युलोज इथरच्या विशेष रिओलॉजिकल गुणधर्मांमुळे ते विविध क्षेत्रात मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात आणि रिओलॉजिकल गुणधर्मांचा अभ्यास नवीन अनुप्रयोग क्षेत्रांच्या विकासासाठी किंवा काही अनुप्रयोग क्षेत्रांच्या सुधारणेसाठी फायदेशीर आहे. शांघाय जिओ टोंग विद्यापीठातील ली जिंग यांनी रिओलॉजिकल गुणधर्मांवर एक पद्धतशीर अभ्यास केला.कार्बोक्झिमेथिलसेल्युलोज (सीएमसी), ज्यामध्ये CMC च्या आण्विक रचना पॅरामीटर्स (आण्विक वजन आणि प्रतिस्थापनाची डिग्री), एकाग्रता pH आणि आयनिक शक्ती यांचा प्रभाव समाविष्ट आहे. संशोधन निकालांवरून असे दिसून येते की आण्विक वजन आणि प्रतिस्थापनाची डिग्री वाढल्याने द्रावणाची शून्य-शीअर स्निग्धता वाढते. आण्विक वजन वाढल्याने आण्विक साखळीची वाढ होते आणि रेणूंमधील सहज गोंधळामुळे द्रावणाची स्निग्धता वाढते; मोठ्या प्रमाणात प्रतिस्थापनामुळे रेणू द्रावणात अधिक ताणतात. स्थिती अस्तित्वात आहे, हायड्रोडायनामिक व्हॉल्यूम तुलनेने मोठा आहे आणि स्निग्धता मोठी होते. CMC जलीय द्रावणाची स्निग्धता एकाग्रतेच्या वाढीसह वाढते, ज्यामध्ये व्हिस्कोइलास्टिकिटी असते. pH मूल्यासह द्रावणाची स्निग्धता कमी होते आणि जेव्हा ते एका विशिष्ट मूल्यापेक्षा कमी असते तेव्हा स्निग्धता थोडीशी वाढते आणि अखेरीस मुक्त आम्ल तयार होते आणि अवक्षेपित होते. CMC हे एक पॉलीअॅनियोनिक पॉलिमर आहे, जेव्हा मोनोव्हॅलेंट मीठ आयन Na+, K+ शील्ड जोडले जातात तेव्हा त्यानुसार स्निग्धता कमी होते. द्विभाज्य केशन Caz+ जोडल्याने द्रावणाची स्निग्धता प्रथम कमी होते आणि नंतर वाढते. जेव्हा Ca2+ ची सांद्रता स्टोइचियोमेट्रिक बिंदूपेक्षा जास्त असते, तेव्हा CMC रेणू Ca2+ शी संवाद साधतात आणि द्रावणात एक सुपरस्ट्रक्चर अस्तित्वात असते. चीनच्या उत्तर विद्यापीठातील लियांग याकिन इत्यादींनी सुधारित हायड्रॉक्सीथिल सेल्युलोज (CHEC) च्या पातळ आणि केंद्रित द्रावणांच्या रिओलॉजिकल गुणधर्मांवर विशेष संशोधन करण्यासाठी व्हिस्कोमीटर पद्धत आणि रोटेशनल व्हिस्कोमीटर पद्धत वापरली. संशोधनाच्या निकालांमध्ये असे आढळून आले की: (१) शुद्ध पाण्यात कॅशनिक हायड्रॉक्सीथिल सेल्युलोजमध्ये विशिष्ट पॉलीइलेक्ट्रोलाइट स्निग्धता असते आणि एकाग्रता वाढल्याने कमी झालेली स्निग्धता वाढते. उच्च प्रमाणात प्रतिस्थापन असलेल्या कॅशनिक हायड्रॉक्सीथिल सेल्युलोजची अंतर्गत स्निग्धता कमी प्रमाणात प्रतिस्थापन असलेल्या कॅशनिक हायड्रॉक्सीथिल सेल्युलोजपेक्षा जास्त असते. (२) कॅशनिक हायड्रॉक्सीथिल सेल्युलोजचे द्रावण नॉन-न्यूटोनियन द्रवपदार्थ वैशिष्ट्ये प्रदर्शित करते आणि त्यात कातरणे पातळ करण्याची वैशिष्ट्ये असतात: द्रावण वस्तुमान एकाग्रता वाढत असताना, त्याची स्पष्ट स्निग्धता वाढते; मीठ द्रावणाच्या एका विशिष्ट एकाग्रतेमध्ये, CHEC स्पष्ट स्निग्धता जोडलेल्या मीठ एकाग्रतेच्या वाढीसह कमी होते. त्याच कातरण्याच्या दराखाली, CaCl2 द्रावण प्रणालीमध्ये CHEC ची स्पष्ट चिकटपणा NaCl द्रावण प्रणालीमध्ये CHEC पेक्षा लक्षणीयरीत्या जास्त असते.

संशोधनाच्या सतत वाढत्या विस्तारामुळे आणि अनुप्रयोग क्षेत्रांच्या सतत विस्तारामुळे, वेगवेगळ्या सेल्युलोज इथरपासून बनवलेल्या मिश्रित प्रणाली द्रावणांच्या गुणधर्मांकडे देखील लोकांचे लक्ष वेधले गेले आहे. उदाहरणार्थ, सोडियम कार्बोक्झिमिथाइल सेल्युलोज (NACMC) आणि हायड्रॉक्सीथिल सेल्युलोज (HEC) हे तेलक्षेत्रांमध्ये तेल विस्थापन घटक म्हणून वापरले जातात, ज्यांचे फायदे मजबूत कातरणे प्रतिरोध, मुबलक कच्चा माल आणि कमी पर्यावरणीय प्रदूषण आहेत, परंतु त्यांचा एकट्याने वापर करण्याचा परिणाम आदर्श नाही. जरी पहिल्यामध्ये चांगली चिकटपणा असला तरी, जलाशयाच्या तापमान आणि खारटपणामुळे ते सहजपणे प्रभावित होते; जरी नंतरच्यामध्ये चांगले तापमान आणि मीठ प्रतिरोधकता असली तरी, त्याची घट्ट होण्याची क्षमता कमी आहे आणि डोस तुलनेने मोठा आहे. संशोधकांनी दोन्ही द्रावण मिसळले आणि असे आढळले की संमिश्र द्रावणाची चिकटपणा मोठी झाली, तापमान प्रतिरोधकता आणि मीठ प्रतिरोधकता काही प्रमाणात सुधारली गेली आणि अनुप्रयोग प्रभाव वाढला. व्हेरिका सोविलज आणि इतरांनी HPMC आणि NACMC आणि अ‍ॅनिओनिक सर्फॅक्टंटने बनवलेल्या मिश्रित प्रणालीच्या द्रावणाच्या रिओलॉजिकल वर्तनाचा रोटेशनल व्हिस्कोमीटरने अभ्यास केला आहे. प्रणालीचे रिओलॉजिकल वर्तन HPMC-NACMC, HPMC-SDS आणि NACMC- (HPMC- SDS) वर अवलंबून असते ज्यामध्ये वेगवेगळे परिणाम झाले.

सेल्युलोज इथर सोल्यूशन्सचे रिओलॉजिकल गुणधर्म देखील विविध घटकांमुळे प्रभावित होतात, जसे की अॅडिटिव्ह्ज, बाह्य यांत्रिक बल आणि तापमान. टोमोआकी हिनो आणि इतरांनी हायड्रॉक्सीप्रोपिल मिथाइलसेल्युलोजच्या रिओलॉजिकल गुणधर्मांवर निकोटीनच्या जोडणीचा परिणाम अभ्यासला. 25C आणि 3% पेक्षा कमी एकाग्रतेवर, HPMC ने न्यूटोनियन द्रव वर्तन प्रदर्शित केले. जेव्हा निकोटीन जोडले गेले तेव्हा, चिकटपणा वाढला, ज्यावरून असे दिसून आले की निकोटीनने गुंतवणुकीत वाढ केली.एचपीएमसीरेणू. येथे निकोटीन एक खारटपणाचा प्रभाव दर्शवितो जो HPMC चा जेल पॉइंट आणि फॉग पॉइंट वाढवतो. सेल्युलोज इथर जलीय द्रावणाच्या गुणधर्मांवर कातरणे बल सारख्या यांत्रिक बलाचा देखील विशिष्ट प्रभाव पडतो. रिओलॉजिकल टर्बिडिमीटर आणि लहान कोन प्रकाश विखुरण्याच्या उपकरणाचा वापर करून, असे आढळून आले की अर्ध-विरघळलेल्या द्रावणात, कातरणे दर वाढवून, कातरणे मिश्रणामुळे, धुक्याच्या बिंदूचे संक्रमण तापमान वाढेल.