الديناميكا الحرارية للتنشيط وحركية التحلل المستحث بالموجات فوق الصوتية لكربوكسي ميثيل السليلوز CMC
الكلمات المفتاحية:
التحلل بالموجات فوق الصوتية، الكتلة الجزيئية، اللزوجة النسبية، كربوكسي ميثيل السليلوز، معاملات أرهينيوس وإيرينغالملخص
حددت الدراسة معاملات التنشيط الثرموديناميكية لكربوكسي ميثيل السليلوز (CMC) في محاليل NaCl المائية من خلال تحليل CMC الأصلي ذي الكتلة الجزيئية المرتفعة ونظيره منخفض الكتلة الجزيئية الناتج عن التحلل المستحث بالموجات فوق الصوتية. تم قياس اللزوجة النسبية (ηr) لمحاليل مخففة عند تراكيز مختلفة وعلى مدى متباين من درجات الحرارة. وأظهرت النتائج أن قيم اللزوجة تتغير بشكل ملحوظ بتغير كل من تركيز المحلول ودرجة الحرارة. استُخدمت طريقة مور، بالاقتران مع معادلتي أرهينيوس وإيرينغ، لتحويل بيانات اللزوجة النسبية إلى معاملات تنشيط كعامل ما قبل الأسّي (A) ، وإنثالبي التنشيط (ΔH)، وإنتروبي التنشيط (ΔS) ، وأظهرت هذه المعاملات اعتمادًا قويًا على تركيز البوليمر، ولزوجة المحلول، والكتلة الجزيئية. سجّل CMC ذو الكتلة الجزيئية المرتفعة قيمًا أعلى لكل من إنثالبي التنشيط وعامل ما قبل الأسّي، وقيمة أقل لإنتروبي التنشيط مقارنةً بـ CMC منخفض الكتلة الجزيئية، مما يدل على مقاومة أكبر للجريان. في المقابل، أظهر CMC المتحلل بالموجات فوق الصوتية خصائص جريان أفضل نتيجة انخفاض الحواجز الطاقية. كما أدى ارتفاع درجة الحرارة إلى تغيرات غير خطية في اللزوجة وانعكست هذه التغيرات على معاملات التنشيط. توضح الدراسة إسهام العوامل الإنثالبيّة والإنتروبيّة في سلوك جريان CMC، وتبيّن تأثير التحلل بالموجات فوق الصوتية في ديناميكية البوليمر في المحلول تبعًا لدرجة الحرارة، والتركيز، والكتلة الجزيئية.
المراجع
Lapasin, R., (1995). Rheology of industrial polysaccharides: theory and applications. Berlin: Springer. p. 124-161.
Eyring, H, (1936). Viscosity, plasticity, and diffusion as examples of absolute reaction rates. The Journal of Chemical Physics. 4(283): 283-291.
Moore, W.R. and Brown, A. M., (1959). Viscosity-temperature relationships for dilute solutions of cellulose derivatives: I. temperature dependence of solution viscosities of ethyl cellulose. Journal of Colloid Science. 14: 1-12.
Moore, W.R., (1967). Viscosity of dilute polymer solutions. Progress in Polymer Science.1: 1- 43.
Price, G. J., & Smith, P. F. (1993). Ultrasonic degradation of polymer solutions—III. the effect of changing solvent and solution concentration. European Polymer Journal, 29(2–3), 419–424. https://doi.org/10.1016/0014-3057(93)90114-u
Kulicket, W.M., Kull, A. H., Kull, W. and Thielking H., (1996). Characterization of aqueous carboxymethylcellulose solutions in terms of their molecular structure and its influence on rheological behaviour. Polymer. 37(13): 2723-2731.
Khaled, B. and Abdelbaki, B., (2012). Rheological and electrokinetic properties of carboxymethylcellulose-water dispersions in the presence of salts. International Journal of Physical Sciences. 7(11):1790 – 1798.
Abbasi, A. R., & Morsali, A. (2012). Influence of solvents on the morphological properties of AgBr nano-structures prepared using ultrasound irradiation. Ultrasonics Sonochemistry, 19(3), 540–545. https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2011.08.002
Şen, M., & Taşkın, P. (2014). Effects of polysaccharide structural parameters on radiation-induced degradation. Hacettepe Journal of Biology and Chemistry, 1(42), 9–9. https://doi.org/10.15671/hjbc.20144210815
Huggins, M.L. (1942). The viscosity of dilute solutions of long-chain molecules: IV. dependence on concentration. Journal of the American Chemical Society. 64: 2716–2718.
Suematsu, K., (2011). Concentration dependence of excluded volume effects: polymer solution as inhomogeneous system. Cond-mat.soft [cited3 Jul 2011 ] Available from: arXiv:1106.5488v2
Suematsu K., (2014). Molecular weight dependence of excluded volume effects: from concentration dependence of excluded volume effect. Cond-mat.soft [cited26 Jan 2014 ] Available from: arXiv:1310.6135v2
