שיפורים של חומר אנטי אייג'ינג מרוכב מבוסס גרפיט חלק 1

אנא צור קשרoscar.xiao@wecistanche.comלמידע נוסף

תַקצִיר:כדי להפחית את ההזדקנות התרמית-חמצונית של האספלט ואת כמות השחרור של חומרים נדיפים מזיקים במהלך בניית ריצוף אספלט, פותח חומר אנטי-אייג'ינג מרוכב חדש. מכיוון שהחומרים הנדיפים שוחררו בעיקר מרווים וארומטיים במהלך הזדקנות תרמית-חמצונית של אספלט, גרפיט מורחב (EG) נבחר כחומר מייצב להעמסת חלקיקי מגנזיום הידרוקסיד (MH) וסידן פחמתי (CaCO3) להכנת אנטי-אייג'ינג סוכנים של רוויים וארומטיים, בהתאמה. יציבות תרמית ומרכיבים נדיפים המשתחררים מרווים וארומטיים לפני ואחרי ההזדקנות התרמית-חמצונית אופיינו באמצעות מבחן ה-Thermogravimetry isothermal/Differential Scanning Calorimetry-Fourier Transform Infrared Spectrometer (מבחן TG/DSC-FTIR).cistanche בריטניהתוצאות הבדיקה מצביעות על כך שסוכני אנטי-אייג'ינג של EG/MH ו-EG/CaCO, מעכבים ביעילות את הנידוף של רכיבים קלים באספלט ומשפרים את היציבות התרמית של רוויים וארומטיים. לאחר מכן, הפרופורציות של EG, MH ו-CaCO; שנוספו בחומר האנטי-אייג'ינג המרוכב שפותח של EG/MH/CaCO3 הם 2:1:3 במשקל. ל-EG/MH/CaCO השפעה סינרגטית על עיכוב ההזדקנות התרמית-חמצונית של אספלט, ומפחיתה את כמות השחרור של חומרים נדיפים מזיקים במהלך ההזדקנות התרמית-חמצונית לאחר EG/MH/CaCO; מתווסף לאספלט בתכולה המוצעת של 10 wt. אחוזים. ממלא תפקיד סינרגטי עם MH ו-CaCO, ננו-חלקיקים למניעת תגובות השרשרת, המעכב את ההזדקנות התרמית-חמצונית של אספלט.

מילות מפתח:אַספַלט; הזדקנות תרמית-חמצונית; חומר אנטי אייג'ינג מרוכב; מרכיבים נדיפים; השפעה סינרגטית

אנא לחץ כאן כדי לדעת יותר

1. הקדמה

אספלט הוא תערובת של תרכובות פחמימנים ולא פחמימנים עם רכיבים מורכבים מאוד. אספלט הוא אחד מחומרי הקלסר הנפוצים ביותר להנדסת מדרכות בסין. עם זאת, הוא פגיע להזדקנות במהלך הבנייה וחיי השירות של ריצוף אספלט. בחשיפה לחום, לאור שמש, לחמצן ולחות, האספלט הופך קשה יותר, מה שמוביל לסדרה של מצוקות מדרכה כגון סדקים, התפרקות, בורות וכו' [1]. יתר על כך; התרכובות האורגניות הנדיפות המשתחררות מזיקות לסביבה הטבעית ולבריאות פועלי הבניין כאשר התגובה התרמית-חמצונית של אספלט מתרחשת בטמפרטורות גבוהות [2]. הזדקנות תרמית-חמצונית קיימת בתהליכי הבנייה והשירות של ריצוף אספלט, כולל ערבוב, ריצוף, גלגול ושלב השירות [3,4]. לפיכך, כמה סוכני אנטי אייג'ינג יעילים פותחו כדי להאריך את חיי השירות של ריצוף אספלט. נעשו גם מאמצים מסוימים כדי לשפר את עמידות ההזדקנות של אספלט על ידי הוספת חומרים שונים. הפיתוח של אנטי-אייג'ינג נחשב בדרך כלל מנקודת המבט של נוגדי חמצון, מייצבי אור ומייצבי חום [5,6]. פחמן שחור, מונטמורילוניט, נוגד חמצון, סופג אולטרה סגול (UVA) וכו' משמשים בדרך כלל כתוספים לעיכוב ההזדקנות התרמית והפוטו-אוקסידטיבית של אספלט [6]. ננו-חומר רב-ממדי המורכב מסיליקטים אנאורגניים בשכבות שימש כדי לשפר באופן סינרגטי את עמידות ההזדקנות התרמית והפוטו-חמצונית [7,8]. זרע-שהבאדי ואח'. [9] מצא כי תוספת של ננו-חימר הגדילה את הצמיגות של האספלט, ושיפרה את תכונות האספלט נגד הזדקנות, אנטי-שחור ואנטי-עייפות. לאחרונה, EG קיבלה יותר תשומת לב מכיוון שהוא סוג חדש של חומר פחמן מזופורי ובעל תכונות העברת חום וספיחה גבוהות יותר [10]. בהשוואה לחומרים סופחים אחרים, EG מראה יכולת חזקה יותר לספוח ולתקן שמנים בשל המבנים הנקבוביים שלו, כמו גם ביצועי חום ומסה מצוינים [11-13].cistanche wirkungכתוצאה מכך, ניתן לפזר EG טוב יותר בארומטים, רוויים ואספלט. בנוסף, קל לספוח ל-EG שמן ומולקולות קטנות אורגניות, אשר מתאים לשימוש כנשא של חומרי אנטי-אייג'ינג של רוויים וארומטיים [11]. בנוסף, ידוע שלפחות מימד אחד של ננו-חומר נמצא בטווח ננומטרי של 1-100 ננומטר. היחס בין מספר האטומים למספר האטומים הכולל על פני השטח של חלקיקים ננו-גבישיים גדל בחדות עם הירידה בגודל החלקיקים, מה שגורם עוד יותר לשינויים בתכונות החומר[14]. בשנים האחרונות, יותר ננו-חומרים אנאורגניים שימשו כמשנה אספלט [14,15]. חלקיקי ננו MH ו-CaCO שימשו לעתים קרובות כדי לשפר את היציבות התרמית של חומרים פולימריים [16-18].

Cistanche יכול אנטי אייג'ינג

ל-MHnanoparticle, כמעין מעכב בעירה יעיל, יש יציבות תרמית חזקה ודיכוי עשן [19,20]. חלקיקי MH מראים את אפקט הנפח והשפעת הגודל הקוונטי לאחר התגבשות ננו, מה שמשפר את התאימות בין MH לאספלט. ל-MH יש גם אפקט ספיחה מסוים [21-23]. בנוסף, MH הוא בסיסי, שיכול לא רק למלא תפקיד במילוי, בספיחה ובשיפור היציבות התרמית אלא גם לנטרל כמה קבוצות חומצה או מוצרים גזים, כגון -COOH, SO2 וכו' [24]. Wu et al.[25] הוסיף MH לחומרים מרוכבים מחוזקים בסיבים טבעיים, ומצא ש-MH שיפר משמעותית את התאימות בין סיבים ומטריצת פולימר, שיפור העמידות בפני נזקי הלחות והתכונות המכניות של חומרים מרוכבים, ועיכוב תהליך ההזדקנות. Zhu et al. [26] השתמש ב-MH כדי לשנות ננו-צינורית פולימרית מיקרו-נקבובית לשיפור היציבות התרמית שלה ודיווח כי לננו-צינוריות הפולימר המיקרו-נקביות שהשתנו היה יישום פוטנציאלי גדול כחומר ציפוי בידוד תרמי מבטיח לחיסכון באנרגיה תרמית.

Nano CaCO: בעל יציבות תרמית גבוהה יותר, ומבנה סטריאוסקופי מרחבי, כך שיש לו פיזור טוב יותר בחומרים פולימריים [24,26-28]. על פי דיווחים קודמים, תוספת של CaCO, ננו-חלקיקים יכולים לשפר ביעילות את היציבות התרמית ואת התכונות המכניות של הפולימר [29].ביופלבנואידים הדריםיתר על כן, פני השטח של ננו CaCO3 הפעיל היו אולאופיליים והידרופוביים, והייתה לו תאימות טובה לרכיבי שמן, אשר יכלו לשפר או להתאים ביעילות את התכונות הריאולוגיות של אספלט [24]. נזרית א.[14] מצא שביצועי האנטי-אייג'ינג של אספלט שופרו על ידי הוספת ננו-חלקיקי CaCO3, ותכולת CaCO השפיעה על תכונת העייפות של אספלט שונה. Xing et al. [30]הוכיח כי CaCO; חלקיקי ננו שיפרו את יציבות הטמפרטורה הגבוהה ואת יכולת האספלט נגד חריצים באמצעות מנגנוני חיזוק שונים. Zhai et al. [18] ציין כי אספלט שונה ב-5 wt. אחוז ננו CaCO3 ו-4 משקל. אחוז משנה SBR היה בעל מאפיינים מעולים נגד חריצים וזחילה בטמפרטורה גבוהה בהשוואה לאספלט שעבר שינוי SBS. נכון לעכשיו, רוב חומרי האנטי-אייג'ינג המפותחים של אספלט מכוונים להזדקנות אולטרה-סגולה או להזדקנות ארוכת טווח בסביבה הטבעית, אך התעלמו מההשפעה השלילית של הזדקנות תרמית-חמצונית קצרת טווח על עמידות מדרכות האספלט ובריאות העובדים בבנייה. שלב. יתר על כן, למרות שישנם סוגים מסוימים של תרופות אנטי-אייג'ינג להפחתת ההזדקנות התרמית-חמצונית של אספלט, מעט חומרי אנטי-אייג'ינג פותחו על בסיס הנידוף של רוויים וארומטיים במהלך בניית ריצוף אספלט. לבסוף, ההרכבים האנטי-אייג'ינג שפותחו להפחתת ההזדקנות התרמית-חמצונית של אספלט הם יחידים, ואינם מורכבים בהתאם לתכונות התרמיות ולתכולת הרווי והארומטים ברמת הרכיב.

בהתבסס על מחקרים קודמים שלנו [31], החומרים הנדיפים המזיקים של אספלט הופקו בעיקר מארומטים ורוויים עקב תגובות הזדקנות תרמית-חמצונית במהלך בניית מדרכות אספלט, מה שהביא להשפעות שליליות על הסביבה האקולוגית ועל בריאות העובדים. לכן, מטרת מחקר זה היא לבחור תחילה את חומרי האנטי-אייג'ינג המתאימים עבור ארומטים ורוויים בהתבסס על התכונות התרמיות שלהם ומרכיבים נדיפים המשוחררים, בהתאמה, ולאחר מכן מרכיבים את חומרי האנטי-אייג'ינג הנבחרים בהתאם לתוכן הארומטי להרוות באספלט. לפיכך, פותח חומר אנטי-אייג'ינג מרוכב חדש עבור חומרי אספלט כדי לשפר את היציבות התרמית ולהפחית את ההזדקנות התרמית-חמצונית של האספלט, תוך הפחתת כמות השחרור של חומרים נדיפים במהלך בניית ריצוף אספלט. במחקר זה, ננו-חלקיקי MH ו-CaCO3 נבחרו לראשונה כסוכני אנטי-אייג'ינג של רוויים וארומטיים, בהתאמה, משפרים את היציבות התרמית שלהם ומפחיתים את כמות השחרור של חומרים נדיפים. לאחר מכן, EG נבחר כנשא של MH ו-CaCO: ננו-חלקיקים, וכן ספגו וקיבצו מוצרים גזיים קלים המשתחררים מרווים וארומטיים באספלט. לאחר מכן, EG/MH ו-EG/CaCO3 נוספו לרוויים ולארומטיים כסוכני האנטי-אייג'ינג שלהם, בהתאמה. תהליך ההזדקנות התרמי-חמצוני של רווי וארומטים עורר על ידי מבחן ה-TG/DSC-FTIR האיזותרמי. ההשפעות של EG/MH ו-EG/CaCO3 על היציבות התרמית והרכיבים הנדיפים המשוחררים של רוויים וארומטיים נדונו על ידי תוצאות בדיקת TG/DSC-FTIR.

יתר על כן, חומר האנטי-אייג'ינג המרוכב של EG/MH/CaCO3 פותח על בסיס הפעולות המעכבות של EG/MH ו-EG/CaCO3 על הזדקנות תרמית-חמצונית של רוויים וארומטיים. EG/MH/CaCO3 נוספה לאספלט מסודר ובדיקת ה-TG/DSC-FTIR האיזוטרמית שימשה כדי לעורר הזדקנות תרמית-חמצונית קצרת טווח של אספלט. לבסוף, ההשפעות של חומר אנטי-אייג'ינג מרוכב מפותח של EG/MH/CaCO3 על היציבות התרמית, פליטת הנדיפות, המורפולוגיה והתכולה האלמנטרית של האספלט אופיינו באמצעות TG/DSC-FTIR איזותרמי ו-(Environment Scanning Electric Microscope-Energy בדיקת פיזור ספקטרוסקופיה) בדיקות ESEM-EDS. מחקר זה מפתח חומר אנטי-אייג'ינג מרוכב יעיל לחומרי אספלט כדי להפחית את ההזדקנות התרמית-חמצונית של אספלט ברמת הרכיבים, לשפר את העמידות של ריצוף אספלט.

2. חומרים ושיטות

2.1. Raz0 חומרים

במחקר זה, אספלט בסיס המשתמשים בדרגת חדירה של 60/80 נקנה מחברת קליפורניה טקסס אויל, ארה"ב. חלקי SARA הופרדו מקלסר האספלט לפי ASTMD4124-09. התוכן של רוויים, ארומטים, שרפים ואספלטנים הייתה 18.4 אחוז, 40.7 אחוז, 30.9 אחוז ו-10 אחוז במשקל, בהתאמה.

נבחר כסופח לטעינת MH ו-CaCO3 להכנת חומר אנטי-אייג'ינג מרוכב של רוויים וארומטיים, בהתאמה. MH ו-CaCO: שונו פני השטח על ידי סוכן צימוד סילאן. קצב ההתפשטות של EG הוא 210mL/g. גדלי הגרגירים של MHand CaCO הם 30-50 ננומטר ו-40-80 ננומטר, בהתאמה. הטוהר של MH ו-CaCO; שניהם יותר מ-98 אחוז. המאפיינים הבסיסיים של אספלט מסודר ואספלט מרוכב אנטי-אייג'ינג שעבר שינוי סוכמו בטבלה 1.

2.2. הכנת דוגמא

2.2.1. קביעת מינון של תרופות אנטי אייג'ינג

ידוע כי ל-EG ולננו MH הייתה השפעה סינרגטית טובה כאשר יחס התוכן שלהם היה 5:6 לפי משקל [32]. כאשר יחס התוכן של EG וננו CaCO, היה 5:12 במשקל, אובדן המסה של האספלט במהלך החימום היה הקטן ביותר [33]. לפיכך, היחס המעורב בין EG ל-MH הוחלט כ-5:6 להוספה לרוויים, והיחס המעורב בין EG ל-CaCO היה 5:12 להוספה לארומטיות. על פי תכולת הרוויים והארומטים באספלט, היחס המעורב בין EG, MH ו-CaCO, בחומר האנטי-אייג'ינג המרוכב המוכן היה 2:1:3. כתוצאה מכך, המינונים הנוספים של EG/MHin מרווים, EG/CaCO3 בארומטים ו-EG/MH/CaCO; באספלט היו 10 wt. אחוזים לפי המחקר הקודם [23]. כתוסף אבקה, נשקלו ההשפעות של חומרים אנטי-אייג'ינג מרוכבים על הביצועים הבסיסיים של אספלט. מאפיינים בסיסיים של אספלט המכיל 10 wt. אחוז חומר אנטי-אייג'ינג מרוכב נבדק כפי שצוין בטבלה 1, מה שמצביע על כך שמדדי הביצועים של אספלט מרוכב עם חומר אנטי-אייג'ינג שעבר שינוי עומד בדרישות התקן הטכניות.

2.2.2. הכנת דגימות המכילות חומרים מרוכבים אנטי אייג'ינג

ראשית, 50 מ"ג EG יובשו בתנור ואקום בחום של 60 מעלות למשך 5 שעות. ה-EG המיובש חומם בכבשן ב-800 מעלות והורחב למשך 60 שניות כדי לקבל את ה-EG המורחב עם נפח התפשטות של 210 מ"ל/גרם. שנית, ננו-חלקיקי MH ו-CaCO3 סומו על EG על ידי סינתזה הידרותרמית. עשרה מ"ג EG מורחב עורבבו עם 12 מ"ג MH ו-24 מ"ג CaCO3 במים המפוזרים, בהתאמה.יתרונות cynomoriumלאחר מכן, שתי התמיסות המעורבות הועברו לשני אוטוקלבים מצופים בטפלון. החיטויים נשמרו על 120 מעלות למשך 3 שעות, ולאחר מכן התקררו באופן טבעי לטמפרטורת החדר. הדגימות המוכנות נשטפו שלוש פעמים באמצעות צנטריפוגה עם מים מופחתים ואתנול מוחלט, וכן יובשו בתנור ב-60 מעלות לקבלת EG/MH ו-EG/CaCO3 [34,35]. 30 מ"ג EG מורחב עורבבו עם 15 מ"ג MH ו-45 מ"ג CaCO, במים הדה-יונים. לאחר מכן, EG/MH/CaCO3 הוכן על ידי חזרה על השלבים לעיל.

שלישית, רוויים, ארומטים, אספלט, EG/MH, EG/CaCO3 ו-EG/MH/CaCO3 הוכנסו לתנור ייבוש בדרגת ואקום של 93±1 kPa ב-105 מעלות למשך שעה. לאחר מכן, EG/MH, EG/CaCO3, ו-EG/MH/CaCO3 נוספו בהדרגה ברווי ארומטי ואספלט בתוכן של 10 wt. אחוזים, בהתאמה, כמו גם ערבוב באמצעות מכונת פיזור גזירה (סוג FM300, FLUKO Equipment Co., Ltd, Shanghai, סין) ב-1000 סל"ד למשך 5 דקות, ולאחר מכן מהירות ערבוב גבוהה יותר של 4000 סל"ד למשך 20 דקות. לבסוף, נעשה שימוש בבחישה ידנית כדי למנוע הפרדה ולהסיר את בועות האוויר עד שהדגימות המוכנות יתקררו לטמפרטורת החדר.

2.3.שיטות

2.3.1. מבחן TG/DSC-FTIR איזותרמי

בהתבסס על המחקר הקודם שלנו [31], נעשה שימוש במערכת הבדיקה TG/DSC (STA 409, Netzsch, גרמניה) בשילוב עם ספקטרומטר FTIR (Nicolet IS10, Thermo scientific, Grand Island, NY, ארה"ב) כדי להעריך את ההשפעות של אנטי -סוכני יישון על הזדקנות תרמית-חמצונית של רווי, ארומטים ואספלט, בהתאמה. כ-10 מ"ג מהדגימה הוכנסו לכור היתוך אלומינה של מערכת הבדיקה TG/DSC. טמפרטורת החימום הועלתה ל-163 מעלות מטמפרטורת החדר בקצב חימום של 40 מעלות לדקה ונשמרה על 163 מעלות למשך 4 שעות בהתבסס על שיטות הבדיקה הסיניות של ביטומן ותערובת ביטומנית להנדסת כבישים מהירים [36]. לאחר מכן, 21 אחוז חמצן ו-79 אחוז חנקן הוכנסו בקצב זרימה של 60 מ"ל לדקה. לפיכך, בוצעו בדיקות הזדקנות תרמית-חמצונית של דגימות רוויות, ארומטיות ואספלט כדי לדון בשינויים באובדן מסה, אנתלפיה חום ומרכיבים נדיפים במהלך החימום האיזוטרמי לפני ואחרי הוספת חומרים אנטי-אייג'ינג, בהתאמה. שיטת הבסיס הליניארית שימשה כדי לחשב את השטח של פסגות אנדותרמיות או אקזותרמיות על עקומת DSC. השטח בין קו הבסיס לשיא אנדותרמי או אקסותרמי בעקומת DSC חושב כדי לקבל אנטלפיה.

במקביל, החומרים הנדיפים ששוחררו יובאו אל מנתח ה-FTIR המשולב ((Nicolet IS10, Thermo scientific, GrandIsland, NY, ארה"ב) על ידי גז הטיהור בקצב זרימה של 120 מ"ל/דקה. תוצאות בדיקת FTIR נרשמו באופן רציף כדי לזהות את המרכיבים הנדיפים שהשתחררו. לפני הבדיקה הרשמית האיזוטרמית TG/DSC-FTIR של כל דגימה, בוצע כיול הטמפרטורה והאיזון, וניסויים ראשוניים לבדיקת חזרות באותם תנאי ניסוי נערכו שלוש פעמים. כאשר התוצאות הראו כי עקומות TG ו-DSC התייצבו בצורה מושלמת והשגיאות היו מקובלות, הניסוי הפורמלי של כל דגימה בוצע. לכן, הוכנו ארבע דגימות לאפיין את ההשפעות של חומר האנטי-אייג'ינג על תכונות ההזדקנות התרמית-חמצונית של רוויים, ארומטים, ואספלט, בהתאמה.

2.3.2. מבחן ESEM-EDS

השינויים במיקרומורפולוגיה ובתכולת האלמנטים העיקריים של דגימות אספלט לפני ואחרי ההזדקנות האיזותרמית-חמצונית המדומה לעיל אופיינו על ידי ESEM (סוג Quanta 200, FEI, Grand Island, NY, ארה"ב) מצויד ב-EDS. ראשית, הוכן אספלט בגודל דגימה של 1 ס"מ×1 ס"מ×1 ס"מ והונח על שולחן הדגימות הנקי באמצעות דבק מוליך. לאחר מכן, אבקת הזהב רוססה על דגימת האספלט ותא התצפית שואב בוואקום עד שהלחץ הגיע ל--3.06×10-3 Pa.יקינתון מדברימורפולוגיות לדוגמא נצפו מיד באמצעות ESEM, וההרכבים הכימיים זוהו באמצעות EDS. תכולת היסודות הכימיים היו ערכים ממוצעים של שלוש נקודות בדיקה אקראיות בכל דגימה.

3. תוצאות ודיון

3.1. השפעת יציבות תרמית של חומרי אנטי אייג'ינג על רוויים וארומטים

כדי לדון בהשפעות של תרופות אנטי-אייג'ינג מוכנות של EG/MH ו-EG/CaCO3 על היציבות התרמית של רוויים וארומטיים, נערכו בדיקות איזותרמיות TG/DSC-FTIR כדי לדמות הזדקנות תרמית-חמצונית ב-163 מעלות צלזיוס למשך 4 שעות .

3.1.1. השפעת היציבות התרמית של EG/MH על רוויות

עקומות TG ו-DSC של רווי ורווי/EG/MH במהלך ההזדקנות האיזותרמית-חמצונית מוצגות באיור 1.

מעקומות TG באיור 1, נמצא שמסת הרוויים יורדת ככל שמשך ההזדקנות התרמי-חמצוני מתארך לפני ואחרי הוספת EG/MH. קצב הירידה של רווי/EG/MH קטן בהרבה מזה של רווי. זה מצביע על כך שתגובת הפירוק והניידוף של רכיבים קלים ברוויים יורדים לאחר הוספת EG/MH במהלך ההזדקנות התרמית-חמצונית של רוויים. הסיבה לכך היא ש-EG/MH ממלא את תפקידי המילוי והייצוב ברוויים, ול-EG הנקבובי יש ביצועי ספיחה חזקים כך שחלק ממולקולות פחמימנים קצרות שרשרת נספגות על ידי EG [12].

מכיוון שטמפרטורת החימום קבועה, השינוי בזרימת החום נובע בעיקר מהפרש הטמפרטורות בין הרוויים לדגימות חומרי הייחוס. עקומות ה-DSC של רווי ורווי/EG/MH משתנות ברציפות ב-163 מעלות למשך 4 שעות, והמשרעת המשתנה של רוויים גדולה מזו של רווים/EG/MH. זה מצביע על כך שרכיבים שונים ברוויים משתתפים בתגובות הכימיות בשלבי חימום שונים במהלך ההזדקנות האיזותרמית-חמצונית של הרוויים. יתר על כן, מתרחשות תגובות אנדותרמיות ואקסותרמיות אינטנסיביות ומורכבות יחסית. הסיבה לכך היא שרוויים הם רכיבים קלים באספלט, ושרשראות מולקולריות עיקריות ושרשראות רוחביות נקרעות בקלות בטמפרטורות גבוהות כדי לשחרר או לספוח חום במהלך ההזדקנות האיזותרמית-חמצונית של רווי.

בנוסף, ערכי זרימת החום של רוויים ורווים/EG/MH מראים מגמת עלייה בסך הכל, אך ערכי זרימת החום של רוויים גבוהים מאלה של רוויים/EG/MH. זה מצביע על כך שרוויים עוברים תגובה אנדותרמית בכללותה במהלך ההזדקנות האיזותרמית-חמצונית ב-163 מעלות למשך 4 שעות. נמצא כי עקומות DSC מראות שחום התגובה מופחת כמובן לאחר הוספת רווי EG/Mein. הסיבה היא ש-EG סופח מולקולות פחמימנים קטנות ומבודד חמצן וחום, מה שמפריע לחמצון תרמי נוסף. MH נטען על EG נקבובי כדי לתקן מולקולות קטנות, מילוי וייצוב רווי [11,23]. ההשפעות הסינרגטיות של EG ו-MH מגבירות את היציבות התרמית של רוויים, והתגובות הכימיות נחלשות, מה שמוביל לירידה בחום התגובה במהלך ההזדקנות האיזותרמית-חמצונית.

3.1.2. השפעת היציבות התרמית של EG/CaCO3 על ארומטיקה

בדיקות TG/DSC איזותרמיות נערכים על ארומטים לפני ואחרי הוספת EG/CaCO3 ב-163 מעלות למשך 4 שעות. עקומות TG ו-DSC ארומטיות וארומטיות/EG/CaCO, במהלך ההזדקנות האיזותרמית-חמצונית, מוצגות באיור 2.

מעקומות ה-TG באיור 2, יש לציין כי ארומטים ללא חומר אנטי-אייג'ינג של EG/CaCO: מראים מגמת עלייה קלה במסה, בעוד שמסת הארומטים לאחר הוספת EG/CaCO3 בארומטים יורדת מעט במהלך האיזותרמי. -הזדקנות חמצונית. זה מצביע על כך שתגובת הפילמור בארומטים היא יותר מתגובת הפירוק לפני הוספת EG ו- CaCO, ננו-חלקיקים, המייצרים כמה מוצרים מקרומולקולריים. הסיבה לכך היא שהארומטים הופכים שרפים עקב הפימור החמצוני במהלך ההזדקנות האיזותרמית-חמצונית, וקל לחמצן את השרשראות הצדדיות בטבעות ארומטיות ולפימרן ליצירת ציקלואלקיל ארומטי[37]. עם זאת, תגובת הפילמור בארומטים קטנה מתגובת הפירוק לאחר הוספת EG/CaCO3, וכתוצאה מכך ירידה במסה של ארומטים במהלך ההזדקנות האיזותרמית-חמצונית. זה נובע בעיקר מהעובדה שחלק ממרכיבי האור נספגים ומקובעים על ידי EG כדי למנוע יצירת מקרומולקולות באמצעות תגובת פילמור חמצונית נוספת עם חמצן [38]. עם זאת, כמות קטנה של רכיבים מולקולריים קטנים נמלטת גם במהלך תגובת הפירוק התרמי של ארומטים. כאשר מסת הנדיף הנפלט גדולה מזו של המקרומולקולות המיוצרות על ידי תגובת הפילמור, המסה הכוללת של ארומטים יורדת מעט. בינתיים, ננו-חלקיקי CaCO ההידרופיליים הטעונים על הקצה והדופן הפנימית של EG מתפזרים באופן אחיד בארומטים ליצירת מבנה צולב, משפרים את היציבות התרמית של ארומטים וגורמים לאיבוד המסה שלהם לרדת לאט יותר.

כפי שמוצג באיור 2, עקומות DSC מראות שהתגובות האנדותרמיות האינטנסיביות והמורכבות יחסית מתרחשות בתהליך ההזדקנות האיזותרמית-חמצונית של ארומטים, מה שמצביע על כך שרכיבים שונים בארומטים משתתפים בתגובות הכימיות בשלבי חימום שונים במהלך ההזדקנות האיזותרמית-חמצונית. לאחר הוספת EG/CaCO, המגמה המשתנה של זרימת חום של ארומטים כמעט מקבילה לאבשיסה. זה מצביע על שיפור היציבות התרמית של ארומטים, אשר נובעת מהפעולה הסינרגטית בין EG ו- CaCO. הספיגה של EG מעכבת את תגובת השרשרת, מדכאת את תהליך ההזדקנות התרמי-חמצוני של ארומטים. השפעות פני השטח של CaCO: ננו-חלקיקים מייצבים עוד יותר את המצב הפיזי של ארומטים, ומשפרים את היציבות התרמית של ארומטים.

מאמר זה מופק מתוך חומרים 2020, 13, 4005; doi:10.3390/ma13184005 www.mdpi.com/journal/materials