סעללולאָסע יטער / פּאָליאַקריליק זויער הידראָגען באַנדינג פילם

פאָרשונג הינטערגרונט

ווי אַ נאַטירלעך, שעפעדיק און רינואַבאַל מיטל, סעליאַלאָוס ינקאַונטערז גרויס טשאַלאַנדזשיז אין פּראַקטיש אַפּלאַקיישאַנז רעכט צו זייַן ניט-מעלטינג און לימיטעד סאָלוביליטי פּראָפּערטיעס. די הויך קריסטאַלליניטי און הויך-געדיכטקייַט הידראָגען קייטן אין די סעליאַלאָוס סטרוקטור מאַכן עס דיגרייד אָבער נישט צעלאָזן בעשאַס די פאַרמעגן פּראָצעס, און ינסאַליאַבאַל אין וואַסער און רובֿ אָרגאַניק סאָלוואַנץ. זייער דעריוואַטיווז זענען געשאפן דורך די עסטעראַפאַקיישאַן און עטהעראַפאַקיישאַן פון די הידראָקסיל גרופּעס אויף די אַנהידראָגלוקאָוס וניץ אין די פּאָלימער קייט, און וועט ויסשטעלונג עטלעכע פאַרשידענע פּראָפּערטיעס קאַמפּערד מיט נאַטירלעך סעליאַלאָוס. די עטעריפיקאַטיאָן אָפּרוף פון סעליאַלאָוס קענען דזשענערייט פילע וואַסער-סאַליאַבאַל סעליאַלאָוס עטהערס, אַזאַ ווי מעטהיל סעליאַלאָוס (מק), הידראָקסיעטהיל סעליאַלאָוס (העק) און כיידראָפּראָפּיל סעליאַלאָוס (הפּק), וואָס זענען וויידלי געניצט אין עסנוואַרג, קאָסמעטיקס, אין פאַרמאַסוטיקאַלז און מעדיצין. וואַסער-סאַליאַבאַל סע קענען פאָרעם הידראָגען-באַנדיד פּאָלימערס מיט פּאָליקאַרבאָקסיליק אַסאַדז און פּאָליפענאָלס.

לייַער-דורך-שיכטע פֿאַרזאַמלונג (LBL) איז אַ עפעקטיוו אופֿן פֿאַר פּריפּערינג פּאָלימער קאַמפּאַזאַט דין פילמס. די פאלגענדע דער הויפּט באשרייבט די LBL פֿאַרזאַמלונג פון דריי פאַרשידענע CE ס פון HEC, MC און HPC מיט PAA, קאַמפּערז זייער פֿאַרזאַמלונג נאַטור און אַנאַליזעס די השפּעה פון סאַבסטיטואַנץ אויף LBL פֿאַרזאַמלונג. ויספאָרשן די ווירקונג פון ף אויף פילם גרעב, און די פאַרשידענע דיפעראַנסיז פון ף אויף פילם פאָרמירונג און דיסאַלושאַן, און אַנטוויקלען די וואַסער אַבזאָרפּשאַן פּראָפּערטיעס פון סע / פּאַאַ.

עקספּערימענטאַל מאַטעריאַלס:

פּאָליאַקריליק זויער (פּאַאַ, מוו = 450,000). די וויסקאָסיטי פון 2 ווט.% ייקוויאַס לייזונג פון הידראָקסיעטהילסעללולאָסע (העק) איז 300 מפּאַ·ס, און דער גראַד פון סאַבסטיטושאַן איז 2.5. מעטהילסעללולאָסע (מק, אַ 2 ווט.% ייקוויאַס לייזונג מיט אַ וויסקאָסיטי פון 400 מפּאַ·ס און אַ גראַד פון סאַבסטיטושאַן פון 1.8). הידראָקסיפּראָפּיל סעליאַלאָוס (הפּק, אַ 2 ווט.% ייקוויאַס לייזונג מיט אַ וויסקאָסיטי פון 400 מפּאַ·s און אַ גראַד פון סאַבסטיטושאַן פון 2.5).

פילם צוגרייטונג:

צוגעגרייט דורך פליסיק קריסטאַל שיכטע פֿאַרזאַמלונג אויף סיליציום בייַ 25 ° C. דער באַהאַנדלונג אופֿן פון די רוק מאַטריץ איז ווי גייט: ווייקן אין אַ אַסידיק לייזונג (H2SO4/H2O2, 7/3Vol/VOL) פֿאַר 30 מינוט, און שווענקען עטלעכע מאָל מיט דייאַנייזד וואַסער ביז די ף ווערט נייטראַל, און לעסאָף טרוקן מיט ריין ניטראָגען. LBL פֿאַרזאַמלונג איז דורכגעקאָכט מיט אָטאַמאַטיק מאַשינערי. די סאַבסטרייט איז אָלטערנאַטלי סאָוקט אין סע לייזונג (0.2 מג / מל) און פּאַאַ לייזונג (0.2 מג / מל), יעדער לייזונג איז סאָוקט פֿאַר 4 מינוט. דריי שווענקען סאָוקס פון 1 מינוט יעדער אין דייאַנייזד וואַסער זענען דורכגעקאָכט צווישן יעדער לייזונג ווייקן צו באַזייַטיקן לוסלי אַטאַטשט פּאָלימער. די ף וואַלועס פון די פֿאַרזאַמלונג לייזונג און די רינסינג לייזונג זענען ביידע אַדזשאַסטיד צו ף 2.0. די ווי-צוגעגרייט פילמס זענען דינאָוטיד ווי (CE / PAA) n, ווו n דינאָוץ די פֿאַרזאַמלונג ציקל. (HEC/PAA)40, (MC/PAA)30 און (HPC/PAA)30 זענען דער הויפּט צוגעגרייט.

פילם קעראַקטעריסטיקס:

כּמעט נאָרמאַל רעפלעקטיווע ספּעקטראַ זענען רעקאָרדעד און אַנאַלייזד מיט NanoCalc-XR Ocean Optics, און די גרעב פון פילמס דאַפּאַזיטיד אויף סיליציום איז געמאסטן. מיט אַ ליידיק סיליציום סאַבסטרייט ווי דער הינטערגרונט, די FT-IR ספּעקטרום פון די דין פילם אויף די סיליציום סאַבסטרייט איז געזאמלט אויף אַ Nicolet 8700 ינפרערעד ספּעקטראָמעטער.

הידראָגען בונד ינטעראַקשאַנז צווישן PAA און CE:

פֿאַרזאַמלונג פון HEC, MC און HPC מיט PAA אין LBL פילמס. די ינפרערעד ספּעקטראַ פון HEC/PAA, MC/PAA און HPC/PAA זענען געוויזן אין די פיגור. די שטאַרק יר סיגנאַלז פון PAA און CES קענען זיין קלאר באמערקט אין די יר ספּעקטראַ פון HEC/PAA, MC/PAA און HPC/PAA. FT-IR ספּעקטראָסקאָפּי קענען פונאַנדערקלייַבן די קאָמפּלעקסיישאַן פון הידראָגען בונד צווישן PAA און CES דורך מאָניטאָרינג די יבעררוק פון כאַראַקטעריסטיש אַבזאָרפּשאַן באַנדס. די הידראָגען באַנדינג צווישן CES און PAA דער הויפּט אַקערז צווישן די הידראָקסיל זויערשטאָף פון CES און די COOH גרופּע פון ​​​​PAA. נאָך די הידראָגען בונד איז געשאפן, די סטרעטשינג שפּיץ רויט שיפץ צו די נידעריק אָפטקייַט ריכטונג.

א שפּיץ פון 1710 סענטימעטער -1 איז באמערקט פֿאַר ריין פּאַאַ פּודער. ווען פּאָליאַקרילאַמידע איז געווען פארזאמלט אין פילמס מיט פאַרשידענע סעס, די פּיקס פון HEC/PAA, MC/PAA און MPC/PAA פילמס זענען ריספּעקטיוולי 1718 סענטימעטער-1, 1720 סענטימעטער-1 און 1724 סענטימעטער-1. קאַמפּערד מיט ריין פּאַאַ פּודער, די שפּיץ לענג פון HPC/PAA, MC/PAA און HEC/PAA פילמס ריספּעקטיוולי ריספּעקטיוולי שיפטיד דורך 14, 10 און 8 סענטימעטער-1. די הידראָגען בונד צווישן די יטער זויערשטאָף און COOH ינטעראַפּץ די הידראָגען בונד צווישן די COOH גרופּעס. די מער הידראָגען קייטן געשאפן צווישן PAA און CE, די גרעסער די שפּיץ יבעררוק פון CE/PAA אין IR ספּעקטראַ. HPC האט די העכסטן גראַד פון הידראָגען בונד קאַמפּלעקסיישאַן, PAA און MC זענען אין די מיטל, און HEC איז די לאָואַסט.

גראָוט נאַטור פון קאָמפּאָסיטע פילמס פון PAA און CE:

די פילם-פאָרמינג נאַטור פון PAA און CE בעשאַס LBL פֿאַרזאַמלונג איז ינוועסטאַגייטאַד מיט QCM און ספּעקטראַל ינטערפעראָמעטרי. QCM איז עפעקטיוו פֿאַר מאָניטאָרינג פילם וווּקס אין סיטו בעשאַס דער ערשטער ביסל פֿאַרזאַמלונג סייקאַלז. ספּעקטראַל ינטערפעראָמעטערס זענען פּאַסיק פֿאַר פילמס דערוואַקסן איבער 10 סייקאַלז.

די HEC/PAA פילם געוויזן אַ לינעאַר וווּקס איבער די LBL פֿאַרזאַמלונג פּראָצעס, בשעת די MC/PAA און HPC/PAA פילמס האָבן געוויזן אַן עקספּאָונענשאַל וווּקס אין די פרי סטאַגעס פון פֿאַרזאַמלונג און דערנאָך פארוואנדלען אין אַ לינעאַר וווּקס. אין די לינעאַר וווּקס געגנט, די העכער די גראַד פון קאַמפּלעקסיישאַן, די גרעסער די גרעב וווּקס פּער פֿאַרזאַמלונג ציקל.

ווירקונג פון לייזונג pH אויף פילם וווּקס:

די ף ווערט פון די לייזונג אַפעקץ די גראָוט פון די הידראָגען באַנדאַד פּאָלימער קאַמפּאַזאַט פילם. ווי אַ שוואַך פּאָליעלעקטראָליטע, PAA וועט זיין ייאַנייזד און נעגאַטיוולי טשאַרדזשינג ווען די ף פון די לייזונג ינקריסיז, און דערמיט ינכיבאַט די הידראָגען בונד פאַרבאַנד. ווען דער גראַד פון ייאַנאַזיישאַן פון PAA ריטשט אַ זיכער מדרגה, PAA קען נישט אַסעמבאַל אין אַ פילם מיט הידראָגען בונד אַקסעפּטערז אין LBL.

די פילם גרעב דיקריסט מיט די פאַרגרעסערן פון לייזונג pH, און די פילם גרעב דיקריסט פּלוצלינג ביי pH2.5 HPC/PAA און pH3.0-3.5 HPC/PAA. די קריטיש פונט פון HPC / PAA איז וועגן pH 3.5, בשעת די פון HEC / PAA איז וועגן 3.0. דעם מיטל אַז ווען די pH פון די פֿאַרזאַמלונג לייזונג איז העכער ווי 3.5, די HPC / PAA פילם קענען ניט זיין געשאפן, און ווען די pH פון די לייזונג איז העכער ווי 3.0, די HEC / PAA פילם קענען ניט זיין געשאפן. רעכט צו דער העכער גראַד פון הידראָגען בונד קאַמפּלעקסיישאַן פון HPC/PAA מעמבראַנע, די קריטיש ף ווערט פון HPC/PAA מעמבראַנע איז העכער ווי אַז פון HEC/PAA מעמבראַנע. אין זאַלץ-פריי לייזונג, די קריטיש ף וואַלועס פון די קאַמפּלעקסאַז געשאפן דורך HEC/PAA, MC/PAA און HPC/PAA זענען ריספּעקטיוולי וועגן 2.9, 3.2 און 3.7. די קריטיש ף פון HPC/PAA איז העכער ווי אַז פון HEC/PAA, וואָס איז קאָנסיסטענט מיט די פון LBL מעמבראַנע.

וואַסער אַבזאָרפּשאַן פאָרשטעלונג פון CE / PAA מעמבראַנע:

CES איז רייַך אין הידראָקסיל גרופּעס אַזוי אַז עס האט גוט וואַסער אַבזאָרפּשאַן און וואַסער ריטענשאַן. גענומען HEC / PAA מעמבראַנע ווי אַ ביישפּיל, די אַדסאָרפּטיאָן קאַפּאַציטעט פון הידראָגען-באַנדיד סע / פּאַאַ מעמבראַנע צו וואַסער אין די סוויווע איז געלערנט. קעראַקטערייזד דורך ספּעקטראַל ינטערפעראָמעטרי, די פילם גרעב ינקריסיז ווען די פילם אַבזאָרבז וואַסער. עס איז געשטעלט אין אַ סוויווע מיט אַדזשאַסטאַבאַל הומידיטי ביי 25 ° C פֿאַר 24 שעה צו דערגרייכן וואַסער אַבזאָרפּשאַן יקוואַליבריאַם. די פילמס זענען דאַר אין אַ וואַקוום ויוון (40 °C) פֿאַר 24 שעה צו גאָר באַזייַטיקן די נעץ.

ווי די הומידיטי ינקריסיז, די פילם טיקאַנז. אין די נידעריק הומידיטי געגנט פון 30% -50%, די גרעב וווּקס איז לעפיערעך פּאַמעלעך. ווען די הומידיטי יקסידז 50%, די גרעב וואקסט ראַפּאַדלי. קאַמפּערד מיט די הידראָגען-באַנדיד PVPON / PAA מעמבראַנע, די HEC / PAA מעמבראַנע קענען אַרייַנציען מער וואַסער פון די סוויווע. אונטער די צושטאַנד פון קאָרעוו הומידיטי פון 70% (25 ° C), די טיקנינג קייט פון PVPON / PAA פילם איז וועגן 4%, בשעת די HEC / PAA פילם איז וועגן 18%. די רעזולטאַטן האָבן געוויזן אַז כאָטש אַ זיכער סומע פון ​​OH גרופּעס אין די HEC/PAA סיסטעם אנטייל אין די פאָרמירונג פון הידראָגען קייטן, עס זענען נאָך אַ היפּש נומער פון OH גרופּעס ינטעראַקטינג מיט וואַסער אין די סוויווע. דעריבער, די HEC / PAA סיסטעם האט גוט וואַסער אַבזאָרפּשאַן פּראָפּערטיעס.

אין מסקנא

(1) די HPC / PAA סיסטעם מיט די העכסטן הידראָגען באַנדינג גראַד פון CE און PAA האט די פאַסטאַסט וווּקס צווישן זיי, MC / PAA איז אין די מיטל, און HEC / PAA איז די לאָואַסט.

(2) די העק / פּאַאַ פילם געוויזן אַ לינעאַר וווּקס מאָדע איבער די צוגרייטונג פּראָצעס, בשעת די אנדערע צוויי פילמס MC / PAA און HPC / PAA געוויזן אַן עקספּאָונענשאַל וווּקס אין דער ערשטער ביסל סייקאַלז, און דערנאָך פארוואנדלען אין אַ לינעאַר וווּקס מאָדע.

(3) דער וווּקס פון סע / פּאַאַ פילם האט אַ שטאַרק אָפענגיקייַט אויף די לייזונג ף. ווען די לייזונג pH איז העכער ווי זייַן קריטיש פונט, PAA און CE קענען נישט אַסעמבאַל אין אַ פילם. די אַסעמבאַלד סע / פּאַאַ מעמבראַנע איז סאַליאַבאַל אין הויך ף סאַלושאַנז.

(4) זינט די סע / פּאַאַ פילם איז רייַך אין אָה און COOH, היץ באַהאַנדלונג מאכט עס קראָס-לינגקט. די קרייַז-לינגקט סע / פּאַאַ מעמבראַנע האט גוט פעסטקייַט און איז ינסאַליאַבאַל אין הויך ף סאַלושאַנז.

(5) די סע / פּאַאַ פילם האט אַ גוט אַדסאָרפּטיאָן קאַפּאַציטעט פֿאַר וואַסער אין די סוויווע.