Latar mburi riset
Minangka sumber daya alami, akeh, bisa dianyari maneh tantangan ing aplikasi praktis amarga sifat kelarutan sing ora lebur lan winates. Bonder hidrolisia lan ikatan hidrotinitas tinggi lan kapadhetan ing struktur selulosa nggawe ngrusak nanging ora cair nalika proses pemilik, lan ora larut ing banyu lan sing paling larut organik. Turunan kasebut diprodhuksi dening esterifikasi lan eterxification klompok hidroxyl ing unit anhiddroglucose ing rantai polimer, lan bakal nuduhake sawetara sifat sing beda karo selulosa alami dibandhingake karo selulosa alami dibandhingake karo selulosa alami dibandhingake karo selulosa alami. Reaksi eterification saka selulosa bisa ngasilake pirang-pirang pethor selulose banyu, kayata metil Cellulose banyu (MC), seluler selulosa (HEC) HydroxyTopyle (HCC), sing digunakake digunakake ing panganan, kosmetik, ing farmaseutikal lan obat. Larut banyu ora bisa mbentuk polimer hidrogen kanthi asam lan polyphenols.
Majelis lapisan-lapisan (LBL) minangka cara sing efektif kanggo nyiapake film tipis komposit. Ing ngisor iki utamane nggambarake rapat LBL saka telung jinis Hec, MC lan HPC kanthi PaA, mbandhingake prilaku majelane, lan nganalisa pengaruhe subsituen ing Majelis LBL. Nyelidiki efek pH ing kekandelan film, lan beda pH ing formasi film lan pembubaran, lan ngembangake sifat penyerapan banyu / paa.
Bahan Eksperimen:
Asam polyacriclic (paa, mw = 450.000). Viscosity 2WT.% Solusi banyu hydroxyethylcellulose (Hec) yaiku 300 MPA · lan tingkat substitusi yaiku 2,5. Methylcellulule (MC, 2WT.% Solusi banyu kanthi viskositas 400 MPA · Gantian 1.8). Hydroxypropylose Cellulose (HPC, 2WT Solusi Aqueous kanthi viscositas 400 MPA · SHEENSITUSI 2,5).
Persiyapan film:
Disiapake dening Majelis lapisan kristal cair ing silikon ing 25 ° C. Cara perawatan saka matriks slide yaiku ing ngisor iki: rendhem ing solusi asam (H2SO2 / H2O2, 7 / 3VOL / Vol) kanggo 30min, banjur cuci nganggo nitral, lan pungkasane garing kanthi nitrogen murni. Majelis LBL ditindakake kanthi nggunakake mesin otomatis. Substrat wis santai kanthi larutan CE (0.2 mg / ml) lan larutan PaA (0,2 mg / ml), saben solusi direndhem nganti 4 menit. Telung mbuang rusling saka 1 menit saben banyu deionized ditindakake ing antarane saben solusi rendhem kanggo ngilangi polimer sing dipasang kanthi lampiran. Nilai pH saka solusi Majelis lan larutan mbilut loro-lorone diatur menyang Ph 2.0. Filem sing disiapake ditandhani minangka (CE / PAA) N, ing ngendi n nuduhake siklus Majelis. (Hec / Paa) 40, (mc / paa) 30 lan (HPC / PAA) 30 biasane disiapake.
Karakterisasi film:
Spektral refleksi normal-normal direkam lan dianalisa karo optik Samudra Nanocalc-XR, lan ketebalan film sing disimpen ing silikon diukur. Kanthi substrat silikon kosong minangka latar mburi, spektrum ft-ir saka film tipis ing substrat silikon diklumpukake ing spektrometer Nicolet 8700.
Interaksi hidrogen ing antarane Paa lan CES:
Majelis Hec, MC lan HPC kanthi basa LBL. Spektrah inframerah Hec / Paa, MC / PaA lan HPC / PAA ditampilake ing tokoh kasebut. Sinyal IR sing kuwat saka Paa lan CES bisa diamati kanthi jelas ing IR spektrah Hec / Paa, MC / PAA lan HPC / PAA. Spikircopy ft-ir bisa nganalisa komplek ikatan hidrogen ing antarane Paa lan CES kanthi ngawasi shift saka band penyerapan karakteristik. Ikatan hidrogen ing antarane CES lan Paa utamane dumadi ing antarane oksigen hidroksil saka CES lan klompok cooh. Sawise jaminan hidrogen dibentuk, owah-owahan abang sing reget abang menyang arah frekuensi sing rendah.
Puncak 1710 cm-1 diamati kanggo bubuk paa murni. Nalika poliacrylamide digulung menyang film karo CES sing beda, puncak film hec / paa, mc / paa lan mpc / paa dumunung ing 1718 cm-1 lan 1724 cm-1 lan 17244. Dibandhingake karo PAA bubuk murni, dawane puncak HPC / PAA, MC / PAA, film HEC / PAA sing dipetik 14, 10 lan 8 cm-1. Ikatan hidrogen ing antarane eter oksigen lan Cooh ngganggu ikatan hidrogen ing antarane klompok cooh. Ikatan hidrogen sing luwih akeh dibentuk antarane Paa lan CE, luwih gedhe ing puncak shift CE / PaA ing IR Spectra. HPC nduwe kompleks ikatan hidrogen paling dhuwur, Paa lan MC ana ing tengah, lan Hec paling murah.
Prilaku film komposit saka paa lan ces:
Prilaku sing mbentuk film lan CES sajrone Majelis LBL diteliti nggunakake QCM lan interferometri spektral. QCC efektif kanggo ngawasi pertumbuhan film ing Situ sajrone sawetara Majelis Majelis pisanan. Interferum spektrum cocog kanggo film sing thukul 10 siklus.
Film HEC / PAA nuduhake pertumbuhan linear ing saindenging proses Majelis LBL, dene film MC / PAA lan HPC / PAA nuduhake pertumbuhan eksponensial ing wiwitan patang pasang lan banjur diowahi dadi wutah linear. Ing wilayah waluh linear, sing luwih dhuwur komplek, luwih akeh pertandelan pertandelan siklus Majelis.
Efek pH solusi ing pertumbuhan film:
Nilai pH saka solusi kasebut nyebabake tuwuh film komposit hidrogen. Minangka polielektrolyle sing ringkih, Paa bakal dianakake ionisasi lan negatip minangka pH saka solusi sing saya mundhak, saéngga nyandhet pelayanan hidrogen. Nalika tingkat ionisasi PAA tekan tingkat tartamtu, PaA ora bisa ngumpul dadi film kanthi panuntun jam hidrogen ing LBL.
Kekandelan film saya mandhek kanthi nambah solusi Solusi, lan kekandelan film mudhun dumadakan ing Ph2.5 HPC / PAA lan Ph3.035.5 HPC / PAA. Titik kritis saka HPC / PAA kira-kira pH 3,5, dene saka Hec / Paa udakara 3.0. Iki tegese nalika PH Solusi Majelis luwih dhuwur tinimbang 3,5, film HPC / PA ora bisa dibentuk, lan nalika pH solusi luwih dhuwur tinimbang 3.0, film Hec / Paa ora bisa dibentuk. Amarga komplek ikatan hidrogen sing luwih dhuwur saka HPC / Paa membran, nilai pH kritis, membran hpc / paa luwih dhuwur tinimbang membran hec / paa. Ing solusi tanpa uyah, nilai-nilai pH kritis saka kompleks sing dibentuk dening Hec / Paa, Mc / Paa, Mc / Paa, Mc / Paa, PAA lan HPC / PAA udakara 2.9, masing-masing. PH kritis hpc / paa luwih dhuwur tinimbang hec / paa, sing konsisten karo membran LBL.
Kinerja Penyerapan banyu CE / PAA Membran:
CES sugih ing klompok hidroksil supaya bisa nyerep banyu lan penylametan banyu sing apik. Njupuk hec / paa membran minangka conto, kapasitas adsorption saka membran hidrogen / paa membran kanggo banyu ing banyu diteliti. Ditondoi kanthi interferegrasi spectral, kekandelan film mundhak minangka film nyerep banyu. Iki diselehake ing lingkungan kanthi asor sing luwes ing 25 ° C suwene 24 jam kanggo nggayuh keseimbangan penyerapan banyu. Film kasebut garing ing oven vakum (40 ° C) sajrone 24 jam kanthi lembab rampung.
Minangka asor mundhak, film dadi thickens. Ing wilayah asor kurang 30% -50%, wutah ketebalan cukup alon. Yen asor ngluwihi 50%, kekandelan thukul kanthi cepet. Dibandhingake karo pvpon hidrogen / paa membran, membran hec / paa bisa nyerep banyu luwih akeh saka lingkungane. Ing kahanan kelembapan relatif 70% (25 ° C), film pvpon / paa kira-kira 4%, dene film HEC / PA Dhuwuré udakara 18%. Asil kasebut nuduhake manawa sanajan akeh klompok oh ing sistem Hec / Paa ing pambentukan ikatan hidrogen, isih ana nomer akeh saka klompok ing lingkungane. Mula, sistem Hec / Paa duwe sifat penyerapan banyu sing apik.
Kesimpulan
(1) Sistem HPC / PA kanthi tingkat iket hidrogen sing paling dhuwur lan Paa duwe wutah paling cepet ing antarane dheweke, MC / PAA ana ing tengah, lan Hec / PaA paling murah.
(2) Film HEC / PAA nuduhake mode pertumbuhan linear sajrone proses persiapan, dene loro film liyane MC / PaA liyane lan HPC / PAA nuduhake babagan eksponensial sawetara, banjur ngowahi mode wutah linear.
(3) wutah film CE / PA duwe gumantung ing pH solusi. Yen pH solusi luwih dhuwur tinimbang sejatine kritis, Paa lan CE ora bisa ngumpul dadi film. Membran sing diluncurake / Paa membran larut ing solusi pH dhuwur.
(4) Wiwit film CE / PA sing sugih oh lan cooh, perawatan panas ndadekake disambungake. CE / PAA Membran sing apik banget duwe stabilitas lan ora larut ing solusi pH dhuwur.
(5) Film CE / PA duwe kapasitas produsen banyu ing lingkungan.
Wektu Pos: Feb-18-2023