Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN

Tải bản đầy đủ - 0trang

tương tự một cấu trúc gel. Điều này thể hiện mẫu dung dịch SDS và NaCl không thực

sự tạo thành một cấu trúc gel. Kết quả này phù hợp với thực tế là hệ SDS va NaCl khơng

có những liên kết mạnh trong cấu trúc.

3.2. Đánh giá tương tác giữa chất diện hoạt và muối

Để đánh giá tương tác giữa chất diện hoạt và muối, trong nghiên cứu này chúng

tôi đã đánh giá với hai loại công thức: các công thức chứa SDS và các công thức chứa

SLES. Tất cả các công thức được đánh giá với hai phương pháp là phương pháp trượt

liên tục với thông số được trinh bày như trong mục 2.3.2.c và phương pháp dao động

quét tần số với thơng số được trình bày trong mục 2.3.2.b và được lựa chọn như trong

mục 3.1.

3.2.1. Đối với các công thức chứa SDS

a. Kết quả phương pháp dao động quét tần số

Kết quả từ phương pháp dao động quét tần số đối với các mẫu dung dịch chứa SDS

và NaCl được minh họa thơng qua hình 3.2 dưới đây:



Hình 3.2. Kết quả đánh giá tính chất lưu biến của mẫu S15-4

theo phương pháp dao động quét tần số

Từ kết quả thu được từ phương pháp dao động quét tần số được minh họa ở hình

3.2, ta có thể thấy hệ dung dịch chứa SDS và NaCl có tính chất lưu biến tương tự một

chất lỏng Maxwell nhớt đàn hồi.

Đối với một chất lỏng Maxwell nhớt đàn hồi, đồ thị biểu diễn mô-đun nhớt G’’,

mô-đàn hội G’ và độ nhớt phức hợp η* theo tốc độ góc ω thu được từ phương pháp dao

động quét tần số sẽ được mơ tả như sau:



24



Ở tốc độ góc ω nhỏ, giá trị G’ nhỏ hơn G’’, khi tốc độ góc ω tăng dần, giá trị G’

có xu hướng tăng nhanh hơn giá trị G’’ cho nên đến một giá trị tốc độ góc nhất định, đồ

thì G’ và G’’ sẽ cắt nhau tại một điểm. Sau thời điểm đó, giá trị G’ có xu hướng tiếp tục

tăng và dần đạt đến một giá trị cân bằng trong khi đó giá trị G’’ sẽ lớn nhất tại vị trí giao

điểm và có xu hướng giảm dần. Độ nhớt phức hợp η* có xu hướng giữ ổn định ở tốc độ

góc ω thấp sau đó bắt đầu giảm nhanh khi tốc độ góc ω đạt đến một ngưỡng nhất định.

Do các mẫu dung dịch SDS và NaCl có biểu hiện tương đồng vế tính chất lưu biến

so với dung dịch Maxwell nhớt đàn hồi nên chúng tôi quyết định áp dụng các công thức

đã được đề cập ở mục 3.3.3.c để tính tốn và mơ tả các kết quả.

Ngồi ra do tính chất lưu biến của hệ tương tự một chất lỏng Maxwell nhớt đàn

hồi nên ta có thể coi hệ dung dịch SDS và NaCl không thực sự tạo thành một cấu trúc

gel, hay nói cách khác hệ thể hiện tính nhớt nhiều hơn tính đàn hồi, tính chất lưu biến

của hệ thể hiện thiên về theo chiều hướng tương tự như một chất lỏng hơn là tương tự

một cấu trúc gel.

Kết quả các thông số lưu biến cụ thể thu được từ phương pháp dao động quét tần

số của các mẫu dung dịch SDS và NaCl được trình bày trong bảng 3.1 dưới đây:

Bảng 3.1. Kết quả đánh giá tính chất lưu biến của dung dịch SDS và NaCl

theo phương pháp dao động qt tần số

Tên cơng



Gp



Tốc độ góc tại giao điểm



Thời gian nghỉ λ



thức



(Pa)



(rad/s)



(mili giây)



S10-4



126,63 ± 3,51



34,46 ± 0,75



29,03 ± 0,63



S12.5-4



215,42 ± 6.54



19,33 ±0,61



51,79 ± 1,64



S15-3



205,51 ±5,32



145,09 ± 4,23



6,89 ± 0,21



S15-3.5



253,79 ±6,29



26,87 ± 0,62



37,24 ± 0,86



S15-4



342,95 ± 4,72



10,62 ± 0,43



94,31 ± 3,81



S15-4.5



387,71 ± 7,34



5,33 ± 0.03



187,62 ± 1,08



S17.5-4



494,46 ± 17,25



4,87 ± 0,12



205,46 ± 5,06



S20-4



518,37 ± 15,93



2,91 ± 0,02



343,66 ± 2,37



b. Kết quả của phương pháp trượt liên tục

Kết quả của phương pháp trượt liên tục đối với các dung dịch chứa SDS và NaCl

được minh họa trong hình 3.3 dưới đây:

25



Hình 3.3. Kết quả đánh giá tính chất lưu biến của mẫu S15-4

theo phương pháp dao động quét tần số

Từ kết quả của phương pháp trượt liên tục ta thấy, độ nhớt trượt η của các mẫu

giảm mạnh khi tăng dần tốc độ trượt 𝛾̇ . Qua đó có thể kết luận, các mẫu dung dịch chất

diện hoạt và muối có tính shear-thinning.

Đồng thời phương pháp này cũng cho thấy không tồn tại điểm chảy σγ ở tất cả các

mẫu, tức là nội lực cấu trúc của hệ rất thấp hay hệ khơng có liên kết cấu trúc mạnh (như

liên kết hóa học,…). Kết quả này phù hợp với kết quả được đưa ra từ các phương pháp

dao động đã được trình bày phía trên.

Kết quả các thơng số lưu biến cụ thể thu được từ phương pháp trượt liên tục đối

với các mẫu mẫu dung dịch SDS và NaCl được tổng hợp, tính tốn và trình bày trong

bảng 3.2 dưới đây:



26



Bảng 3.2. Kết quả đánh giá tính chất lưu biến của dung dịch SDS và NaCl

theo phương pháp trượt liên tục

Tên công



Độ nhớt tĩnh η0



Điểm chảy σγ



thức



(Pa.s)



(Pa)



S10-4



3,85 ± 0,15



-



S12.5-4



11,16 ± 0,36



-



S15-3



1,72 ±0.07



-



S15-3.5



9,45 ± 0.18



-



S15-4



31,52 ± 0,25



-



S15-4.5



63,38 ± 0.33



-



S17.5-4



89,19 ± 0,95



-



S20-4



152,42 ± 0,75



-



Chú thích: “-“ khơng tồn tại.

c. Đánh giá các kết quả

Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã đánh giá tương tác giữa SDS và NaCl thông

qua hai phần: đánh giá ảnh hưởng của sự thay đổi của nồng độ SDS (nồng độ NaCl được

giữ cố định) và đánh giá ảnh hưởng của sự thay đổi nồng độ NaCl (nồng độ SDS được

giữ cố định) lên tính chất lưu biến của hệ.

• Đánh giá ảnh hưởng của sự thay đổi nồng độ SDS

Để đánh giá ảnh hưởng của sự thay đổi nồng độ SDS lên tính chất lưu biến của hệ,

kết quả trình bày ở bảng 3.1 và bảng 3.3 đối với các mẫu dung dịch SDS có cùng nồng

độ NaCl 4% kl/kl được rút ra và minh họa chi tiết hơn trong hình 3.4 dưới đây:



27



600



Gp



λ



180



η0



160



500



140

120

100



300



80



200



η0 (Pa.s)



Gp (Pa)

λ (mili giây)



400



60

40



100



20



0



0

5



10

15

20

Nồng độ SDS (% kl/kl)



25



Hình 3.4. Ảnh hướng của sự thay đổi nồng độ SDS lên các tính chất lưu biến

đối với hệ đung dịch SDS và NaCl

Từ đồ thị được minh họa trong hình 3.4, ta thấy độ nhớt tĩnh η0 của hệ tăng dần

khi tăng dần nồng đồ chất diện hoạt. Khi nồng độ chất diện hoạt ở mức thấp (trong

khoảng 10-15%) thì độ nhớt tĩnh η0 tăng chậm khi tăng dần nồng độ chất diện hoạt,

đường biểu diễn η0 theo nồng độ chất diện hoạt biến đổi chậm, độ dốc của đồ thị không

lớn ở giai đoạn này. Trong khoảng nồng độ 15-20%, η0 tăng mạnh khi nồng độ chất diện

hoạt tăng lên, đồ thị lúc này có độ dốc rất lớn, độ nhớt tĩnh η0 gần như tăng gấp đôi mỗi

khi dung dịch được thêm 2,5% chất diện hoạt.

Cũng từ hình 3.4, ta có thể thấy giá trị Gp tăng mạnh khi nồng độ chất diện hoạt

tăng, đường biểu diễn sự thay đổi của Gp theo thời gian có độ dốc lớn. Giá trị Gp tăng

chứng tỏ cấu trúc micell lớn dần khi tăng nồng độ chất diện hoạt.

Theo chiều tăng dần của nồng độ chất diện hoạt, tốc độ góc ω của giao điểm giữa

2 đồ thì G’ và G’’ giảm nhanh dẫn đến thời gian nghỉ λ của hệ sau khi được tính tốn sẽ

có xu hướng tăng nhanh. Hệ sẽ cần nhiều thời gian hơn để trở vê trạng thái ổn định ban

đầu. Qua hình 3.3, xu hướng thay đổi của thời gian nghỉ cũng tương tự như với xu hướng

thay đổi của độ nhớt tĩnh. Khi nồng độ SDS trong khoảng 10-15% thì thời gian nghỉ

tăng chậm, độ dốc của đồ thị nhỏ, khi nồng độ SDS vượt mốc 15% thì thời gian nghỉ

tăng mạnh, độ dốc của đồ thị lớn.

28



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×