Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
 Đánh giá ảnh hưởng của sự thay đổi nồng độ NaCl

 Đánh giá ảnh hưởng của sự thay đổi nồng độ NaCl

Tải bản đầy đủ - 0trang

3.2.2. Đối với các công thức chứa SLES

Trong nghiên cứu này chúng tôi khảo sát ảnh hưởng của sự thay đổi nồng độ NaCl

(nồng độ SLES được giữ cố định) lên các tính chất lưu biến của hệ với các phương pháp

tương tự như trong mục 3.2.1.

a. Kết quả của phương pháp dao động quét tần số

Kết quả của phương pháp dao động quét tần số với các mẫu dung dịch SLES và

NaCl được minh họa thơng qua hình 3.6 dưới đây:



Hình 3.6. Kết quả đánh giá tính chất lưu biến của mẫu L15-4

theo phương pháp dao động quét tần số

Qua đồ thị được mơ tả trong hình 3.6, ta có thể kết luận dung dịch chứa SLES và

NaCl cũng thể hiện tính chất lưu biến giống như một chất lỏng Maxwell tương tự như

dung dịch chứa SDS và NaCl. Do đó các giá trị mơ-đun cân bằng Gp và thời gian nghỉ

λ của các mẫu này có thể được tính tốn thơng qua các cơng thức như đã được trình bày

trong mục 3.2.1.

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

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

3.3 dưới đây:



30



Bảng 3.3. Kết quả đánh giá tính chất lưu biến của dung dịch SLES và NaCl

theo phương pháp dao động qt tần số

Tên cơng



Gp



Tốc độ góc ω giao điểm



Thời gian nghỉ λ



thức



(Pa)



(rad/s)



(mili giây)



L15-3



135,83 ± 0,85



62,71 ± 2,25



15,97 ± 0,57



L15-3.5



167,58 ± 1,01



18,49 ± 0,83



54,12 ± 2,51



L15-4



243,42 ± 3,16



9,18 ± 0,32



109,01 ± 3,86



L15-4.5



279,71 ± 4,96



6,32 ± 0,27



158,52 ± 6,77



L15-5



301,84 ± 6,52



5,91 ± 0.12



169,28 ± 3,44



b. Kết quả của phương pháp trượt liên tục

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

được minh họa trong hình 3.7 dưới đây:



Hình 3.7. Kết quả đánh giá tính chất lưu biến của mẫu L15-4

theo phương pháp trượt liên tục

Cũng như đối với dung dịch chứa SDS và NaCl, từ kết quả minh họa ở hình 3.7,

ta có thể kết luận dung dịch chứa SLES và NaCl có tính shear-thinning. Dung dịch chứa

SLES và NaCl cũng khơng có sự xuất hiện của diểm chảy σγ tương tự như dung dịch

chứa SDS và NaCl.

Dung dịch chứa SLES và NaCl cũng không tạo thành được một cấu trúc gel và hệ

thể hiện tính nhớt nhiều hơn tính đàn hồi và 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.

31



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

các mẫu dung dịch SDS và NaCl được tổng hợp, tính tốn và trình bày trong bảng 3.4

dưới đây:

Bảng 3.4. Kết quả đánh giá tính chất lưu biến của dung dịch SLES và NaCl

theo phương pháp trượt liên tục

Tên công



Độ nhớt tĩnh η0



Điểm chảy σγ



thức



(Pa.s)



(Pa)



L15-3



2,77 ± 0,09



-



L15-3.5



9,42 ± 0,32



-



L15-4



25,79 ±0,76



-



L15-4.5



41,33 ± 1,35



-



L15-5



64,52 ± 2,79



-



Chú thích: “-“ khơng tồn tại.

c. Đánh giá các kết quả

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

dung dịch SLES và NaCl, kết quả trình bày ở bảng 3.1 và bảng 3.3 được rút ra và minh

họa chi tiết hơn trong hình 3.8 dưới đây:

λ



η0



350



70



300



60



250



50



200



40



150



30



100



20



50



10



0



η0 (Pa.s)



Gp (Pa)

λ (mili giây)



Gp



0

2,5



3



3,5



4



4,5



5



5,5



Nồng độ NaCl (% kl/kl)

Hình 3.8. Ảnh hướng của sự thay đổi nồng độ NaCl lên các tính chất lưu biến

đối với hệ đung dịch SLES và NaCl

Từ kết quả được minh họa trong hình 3.8, ta có thể thấy các giá trị mô-đun cân

bằng Gp, độ nhớt tĩnh η0 và thời gian nghỉ λ có xu hướng tăng khi nồng độ NaCl trong

32



dung dịch tăng, các xu hướng này tương tự như kết quả đối với dung dịch chứa SDS và

NaCl. Độ nhớt tĩnh η0 của dung dịch bắt đầu tăng mạnh khi nồng độ NaCl đạt mức

3,5%.

Để so sánh ảnh hưởng của sự thay đổi nồng độ NaCl lên độ nhớt tĩnh η0 của dung

dịch chứa SDS với dung dịch chứa SLES (nồng độ chất diện hoạt cùng là 15% kl/kl),

kết quả từ bảng 3.2 và bảng 3.4 được rút ra và minh họa chi tiết hơn trong hình 3.9 dưới

đây:

Dung dịch SDS 15%



Dung dịch SLES 15%



70



Độ nhớt tĩnh

(Pa.s)



60

50

40

30

20

10

0

2,5



3



3,5



4



4,5



5



Nồng độ NaCl (% kl/kl)

Hình 3.9. Ảnh hướng của sự thay đổi nồng độ NaCl lên độ nhớt tĩnh đối với hai

chất diện hoạt SDS và SLES

Từ hình 3.9, ta có thể rút ra nhận xét rằng với cùng một đồng độ NaCl, dung dịch

SDS 15% có xu hướng có độ nhớt tĩnh η0 lớn hơn dung dịch SLES 15% ở các nồng độ

NaCl cao (lớn hơn 3,5%). trong khi ở nồng độ NaCl thấp (nhỏ hơn 3,5%) sự khác biệt

giữa hai dung dịch là không đáng kể.

3.2.3. Tổng kết

Qua kết quả của các thi nghiệm như đã trình bày ở trên, chúng tơi rút ra được một

số nhận xét đối với tương tác giữa chất diện hoạt và NaCl như sau:

Tương tác giữa chất diện hoạt và muối sẽ làm tăng kích thước của micell tạo thành

(thơng qua sự thay đổi của thông số mô-đun cân bằng Gp), qua đó khiến độ nhớt của hệ

tăng. Đồng thời thời gian nghỉ của hệ cũng tăng dẫn đến hệ cần nhiều thời gian hơn để

phục hồi trạng thái cân băng sau khi loại bỏ lực tác dụng.



33



Sẽ tồn tại một giá trị nồng độ muối hoặc nồng độ chất diện hoạt đánh dấu sự thay

đổi trong xu hướng tăng của độ nhớt và thời gian nghỉ. Vượt qua ngưỡng nồng độ đó,

độ nhớt và thời gian nghỉ của hệ đều tăng nhanh hơn nhiều so với giai đoạn trước đó.

Hệ dung dịch chất diện hoạt và muối khơng tạo thành được một cấu trúc gel và hệ

thể hiện tính nhớt nhiều hơn tính đàn hồi và 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.

Trong phần khảo sát này, với phương pháp dao động qt tần số, chúng tơi sử dụng

mơ hình Maxwell để tính tốn các và biện luận các thơng số do các kết quả cho thấy hệ

dung dịch chất diện hoạt và NaCl có tính chất gần với một chất lỏng Maxwell nhớt đàn

hồi. Tuy nhiên một số công thức trong khi khảo sát, chúng tơi nhận thấy tính chất của

các cơng thức đó lệch khỏi mơ hình Maxwell đặc biết là những cơng thức có giao điểm

giữa hai đồ thị G’ và G’’ nằm ở vùng có tốc độ góc ω nhỏ. Vì lý do đó, các kết quả biện

luận có thể chưa hồn tồn chính xác với các tính chất thực sự của hệ. Nhưng do thời

gian nghiên cứu và các điều kiện vật chất có hạn, chúng tơi vẫn quyết định sử dụng mơ

hình Maxwell để tính tốn và giải thích kết quả.

Tất cả các mẫu được khảo sát trong mục này đều thể hiện tính shear-thinning do

khi tăng dần tốc độ trượt 𝛾̇ , độ nhớt trượt η giảm dần và đồng thời hệ không tồn tại điểm

chảy σγ.

3.3. Đánh giá tương tác giữa chất diện hoạt và HEC

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

tôi đã đánh giá các công thức chứa SDS và HEC. Do tương tác giữa chất diện hoạt và

HEC được đánh giá là khơng thay đổi nhiều đến tính chất lưu biến của hệ như đã trình

bày ở mục 1.3.2 đồng thời do thời gian nghiên cứu eo hẹp, điều kiện cơ sở vật chaatsm

thiết bị, hóa chất còn hạn chế nên chúng tôi quyết định chỉ thực hiện đánh giá tương tác

giứa SDS và HEC và áp dụng xu hướng biến đổi của hệ này lên hệ chứa SLES và HEC.

Các phương pháp đánh giá được áp dụng tương tự như đã trình bày ở mục 3.2.

3.3.1. Kết quả của phương pháp dao động quét tần số

Kết quả của phương pháp dao động quét tần số đối với hệ dung dịch SDS và HEC

được minh họa thơng qua hình 3.10 dưới đây:



34



Hình 3.10. Kết quả đánh giá tính chất lưu biến của mẫu H2-S15

theo phương pháp dao động quét tần số

Từ kết quả được biểu diễn trong hình 3.10, ta có thể thấy tính chất lưu biến của hệ

khơng khớp hồn tồn với mơ hình Maxwell do mơ-đun đàn hồi G’ khơng có xu hướng

đạt giá trị cân bằng trong khi mơ-đun nhớt G’’ lại có xu hướng đạt giá trị cân bằng. tuy

nhiên vì những lý do như thời gian eo hẹp, cơ sở vật chất hạn chế, trong khuôn khổ

nghiên cứu này chung tôi vẫn quyết định dùng mô hình Maxwell để biện luận kết quả

thu được.

Ở tốc độ góc ω thấp, giá trị mơ-đun đàn hồi G’ vẫn nhỏ hơn mô-đun nhớt G’’ nên

các mẫu được tiến hành khảo sát trong mục này cũng được kết luận là không tồn tại cấu

trúc của một hệ gel, hệ thể hiện tính nhớt lớn hơn tính đàn hồi tức là 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 HEC được trình bày trong bảng 3.5 dưới đây:

Bảng 3.5. Kết quả đánh giá tính chất lưu biến của dung dịch SDS và HEC

theo phương pháp dao động quét tần số

Tên cơng



Gp



Tốc độ góc giao điểm



thức



(Pa)



(rad/s)



H2-S10



72,1 ± 1,72



1,28 ± 0,02



H2-S15



75,2 ± 2,65



0,64 ± 0,01



H2-S20



76,4 ±1,49



0,53 ± 0,01

35



Từ bàng số liệu 3.5, ta có thể rút ra nhận xét rằng ảnh hưởng của sự thay đổi nồng

độ SDS tới giá trị mô-đun cân bằng GP tính dựa theo mơ hình Maxwell và tốc độ góc ω

của giao điểm giữa hai đồ thị G’ và G’’ là không đáng kể, các giá trị dao động trong một

khoảng nhỏ.

3.3.2. Kết quả của phương pháp trượt liên tục

Kết quả của phương pháp dao động quét tần số đối với hệ dung dịch SDS và HEC

được minh họa thơng qua hình 3.11 dưới đây:



Hình 3.11. Kết quả đánh giá tính chất lưu biến của mẫu H2-S15

theo phương pháp trượt liên tục

Từ kết quả được minh họa thơng qua hình 3.11, ta có thể nhận thấy rằng đường

biểu diễn ứng suất trượt σ theo tốc độ trượt 𝛾̇ của các mẫu có xu hướng giống nhau và

khác biệt so với xu hướng của ứng suất trượt σ đối với dung dịch chất diện hoạt và muối.

So sánh hình 3.11 và hình 3.3 ta thấy ứng suất trượt σ của dung dịch chất diện hoạt và

muối sẽ đạt một giá trị cân bằng và hâu như không thay đổi khi tăng tốc độ trượt 𝛾̇ .

Trong khi đó ứng suất trượt σ của các mẫu gel không thấy xuất hiện giá trị cân bằng và

có xu hương tăng dần khi tốc độ trượt 𝛾̇ tăng lên. Qua đó chúng tơi kết luận tính chất

lưu biến của hệ chứa SDS và HEC sẽ tương đồng như tính chất của gel HEC trắng, tức

là SDS hấu như khơng có tương tác đáng kể dẫn đến thay đổi tính chất lưu biến của

HEC.

Mẫu chứa HEC và SDS thể hiện tính shear-thinning do khi tăng dần tốc độ trượt

𝛾̇ , độ nhớt trượt η giảm dần. Đồng thời tất cả các mẫu đều không tồn tại điểm chảy.



36



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

các mẫu dung dịch SDS và HEC được tổng hợp, tính tốn và trình bày trong bảng 3.6

dưới đây:

Bảng 3.6. Kết quả đánh giá tính chất lưu biến của dung dịch SDS và HEC

theo phương pháp trượt liên tục

Tên công



Độ nhớt tĩnh η0



Điểm chảy σγ



thức



(Pa.s)



(Pa)



H2-S10



168,14 ± 5,29



-



H2-S15



194,59 ± 6,41



-



H2-S20



245,76 ± 7,25



-



Chú thích: “-“ khơng tồn tại.

Từ bàng số liệu 3.6, ta có thể rút ra nhận xét rằng giá trị độ nhớt tĩnh η0 tăng dần

khi nồng độ SDS tăng.

Tổng kết lại chung tôi kết luận rằng khi phối hợp dung dịch SDS và HEC, có thể

coi tương tác giữa hai tá dược này là không đáng kể, hệ tạo thành có tính chất tương tự

như dung dịch HEC trắng, bên cạnh đó độ nhớt của hệ sẽ tăng dần khi nồng độ chất diện

hoạt tăng. Ngoài ra có thể kết luận rằng dung dịch HEC trắng hay hệ phối hợp giữa HEC

và SDS không tạo thành được một cấu trúc gel và hệ thể hiện tính nhớt nhiều hơn tính

đàn hồi và 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.

3.4.



Đánh giá tương tác giữa chất diện hoạt, HEC và NaCl

Để khảo sát tương tác giữa chất diện hoạt, HEC và NaCl, 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. Nồng độ SDS (hoặc SLES) và HEC được giữ cố định, trong khi đó nồng

độ NaCl thay đổi.

Phương pháp đánh giá được sử dụng tương tự như đã trình bày trong mục 3.2.

3.4.1. Đối với các công thức chứa SLES

a. Kết quả của phương pháp trượt liên tục

Kết quả của phương pháp trượt liên tục với các mẫu dung dịch chứa SLES, HEC

và NaCl được trình bày thơng qua hình 3.12 dưới đây:



37



Hình 3.12. Kết quả đánh giá tính chất lưu biến của mẫu H1-L10-4

theo phương pháp trượt liên tục

Từ kết quả được minh họa trong hình 3.12, ta có thể thấy hệ chứa SLES, HEC và

NaCl có tính shear-thinning tức là khi tăng dần tốc độ trượt 𝛾̇ , độ nhớt trượt η giảm dần.

Ngồi ra hệ cũng khơng tồn tại điểm chảy σγ.

Thêm vào đó ta có thể nhận thấy các đường cong biểu diễn độ nhớt η và ứng suất

trượt σ theo tốc độ trượt 𝛾̇ sẽ có xu hướng biến đổi tương tự như xu hướng của dung

dịch chất diện hoạt và muối khi so sánh với độ thi được minh họa trong hình 3.7. Điều

này chứng tỏ tương tác giữa SLES và NaCl tạo nên ảnh hưởng lớn hơn ảnh hưởng của

HEC lên hệ do đó biến đổi tính chất lưu biến của hệ tương tự như một dung dịch chất

diện hoạt và muối.

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

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

bảng 3.7 dưới đây:



38



Bảng 3.7. Kết quả đánh giá tính chất lưu biến của dung dịch HEC, SLES và NaCl

theo phương pháp trượt liên tục

Tên công



Độ nhớt tĩnh η0



Điểm chảy σγ



thức



(Pa.s)



(Pa)



H1-L10-3.5



12,94 ± 0,45



-



H1-L10-4



30,37 ± 2,01



-



H1-L10-4.5



46,59 ± 2,52



-



H1-L10-5



67,92 ± 3,34



-



Chú thích: “-“ khơng tồn tại.

b. Kết quả của phương pháp dao động quét tần số

Kết quả của phương pháp dao động quét tần số với các mẫu dung dịch chứa SLES,

HEC và NaCl được mơ tả thơng qua hình 3.13 dưới đây:



Hình 3.13. Kết quả đánh giá tính chất lưu biến của mẫu H1-L10-3.5

theo phương pháp dao động quét tần số

Từ đồ thị được minh họa trong hình 3.13, ta có thể rút ra nhận xét rằng, tính chất

của hệ tương tự như một chất lỏng Maxwell nhớt đàn hồi. Qua đó ta có thể thấy, ảnh

hưởng từ tương tác giữa SLES và NaCl lớn hơn ảnh hưởng của HEC lên hệ nên hệ

không thể hiện tính chất giống như dung dịch HEC trắng. Kết quả này phù hợp với

những nhận xét rút ra từ kết quả của phương pháp trượt liên tục đã được trình bày ở trên.



39



3.4.2. Đối với các cơng thức chứa SDS

a. Kết quả của phương pháp trượt liên tục

Kết quả của phương pháp trượt liên tục với các mẫu dung dịch chứa SDS, HEC và

NaCl được trình bày thơng qua hình 3.14 dưới đây:



Hình 3.14. Kết quả đánh giá tính chất lưu biến của mẫu H1-S10-2

theo phương pháp trượt liên tục

Từ kết quả được minh họa trong hình 3.14, ta có thể thấy hệ chứa SLES, HEC và

NaCl có tính shear-thinning tức là khi tăng dần tốc độ trượt 𝛾̇ , độ nhớt trượt η giảm dần.

Ngoài ra hệ cũng khơng tồn tại điểm chảy σγ.

Thêm vào đó ta có thể nhận thấy các đường cong biểu diễn độ nhớt η và ứng suất

trượt σ theo tốc độ trượt 𝛾̇ sẽ có xu hướng biến đổi tương tự như xu hướng của dung

dịch SDS và HEC khi so sánh với độ thị được minh họa trong hình 3.11. Điều này chứng

tỏ tương tác giữa SDS và NaCl không tạo nên ảnh hưởng lớn hơn ảnh hưởng của HEC

lên hệ. Do đó, tính chất lưu biến của hệ chịu ảnh hưởng của HEC.

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

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

bảng 3.8 dưới đây:



40



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

 Đánh giá ảnh hưởng của sự thay đổi nồng độ NaCl

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×