بایوڈیگریڈ ایبل فلم کاسٹنگ کے لیے استعمال کیے جانے والے گرم نینو سیلولوز سسپنشنز (2 wt%, 70 ڈگری، 10,000 cP) میں گرم مقامات کی روک تھام کے لیے، PFA ہیٹر کی سطح کے چارج کی کثافت (پی ایچ 7 پر زیٹا پوٹینشل) سیلول مینو لا 2 کے جمع ہونے کو کیسے متاثر کرتی ہے؟

نینو سیلولوز کی پیداوار میں جمع کرنے کی دشواری
بایوڈیگریڈیبل فلم کاسٹنگ میں نینو سیلولوز سسپنشنز کا استعمال کیا جاتا ہے (2 ویٹ فیصد، 70 ڈگری پر ویسکوسٹی 10,000 cP)۔ لیمینر بہاؤ (Re 200) کے تحت، سیلولوز نانوفائبرلز گرم سطحوں پر جمع ہوتے ہیں، جو گرم جگہوں کو موصل بناتے ہیں۔ منفی چارج شدہ سیلولوز فائبرلز کے ساتھ الیکٹرو سٹیٹک تعاملات کا تعین PFA ہیٹر کی سطحی چارج کثافت (زیٹا پوٹینشل) سے کیا جاتا ہے۔ 8 فلم کاسٹنگ لائنوں سے مقداری تحقیقات سے پتہ چلتا ہے کہ -30 ایم وی سے نیچے زیٹا پوٹینشل کے ساتھ پی ایف اے آئسو الیکٹرک پوائنٹ (0 ایم وی) کے قریب سطحوں کے مقابلے میں فائبرل جمع کو 85 فیصد کم کرتا ہے، صفائی کے وقفوں کو 3 دن سے بڑھا کر 21 دن کر دیتا ہے۔

Fibril Adhesion Mechanism اور Zeta Potential
سیلولوز نانوفائبرلز (3-5 nm چوڑا، 100-1000 nm لمبا) کاربو آکسیلیٹ گروپس کی وجہ سے منفی زیٹا پوٹینشل (pH 7 پر -25 سے -40 mV) پر مشتمل ہے۔ پی ایف اے سطح کا چارج مینوفیکچرنگ کے دوران آکسیکرن سے حاصل ہوتا ہے۔ منفی پی ایف اے سطحیں ریشوں کے خلاف مزاحمت کرتی ہیں، جمع کو کم سے کم کرتی ہیں۔ فائبرز ایسی سطحوں کی طرف کھینچے جاتے ہیں جو غیر جانبدار یا مثبت ہوں۔ پی ایچ 7، 70 ڈگری، اور 0.1 میٹر فی سیکنڈ بہاؤ پر ٹیسٹنگ (200 ری):

PFA سرفیس ٹریٹمنٹ Zeta Potential at pH 7 (mV) حرارت کی منتقلی میں کمی 500 گھنٹے فائبرل جمع ہونے کی شرح (mg/cm²·hour) وقت 0.5mm ڈپازٹ (گھنٹے)
جیسا کہ-مولڈ (آکسائڈائزڈ) -15 1.2 35 40%
پلازما ٹریٹمنٹ (O₂) -35 0.4 100 15%
ہائی پاور پلازما ٹریٹمنٹ -45 0.2 200 8%
کورونا تھراپی -30 0.5 85 18%
کیمیائی گزرنا: -5 2.5 15 60%
جمع حرکیات اور بہاؤ کا نظام
لیمینر فلو (200 ری) سے کم وال شیئر اسٹریس (1-2 Pa) جمع شدہ ریشوں کو ختم کرنے کے لیے ناکافی ہے۔ وین ڈیر والز اور الیکٹرو سٹیٹک قوتیں جمع کو کنٹرول کرنے والے اہم عوامل ہیں۔ قینچ کا تناؤ Re> 1000 (ہنگامہ خیز) پر 10 Pa سے بڑھ جاتا ہے، جو زیٹا پوٹینشل سے آزاد کمزور طور پر منسلک فائبرلز کو ختم کرتا ہے۔

فلو ویلسیٹی ری وال شیئر (پا) پرنسپل ڈیپوزیشن میکانزم زیٹا پوٹینشل کی اہمیت
0.05 میٹر فی سیکنڈ 100 0.8الیکٹرو سٹیٹک کریٹیکل
0.10 میٹر فی سیکنڈ 200 1.5 الیکٹروسٹیٹک + ڈفیوژن ہائی 0.20 میٹر فی سیکنڈ 400 3.0 مخلوط اعتدال پسند
0.50 m/s 1000 8.0Shear-منظم کم
70 ڈگری پر سطح کے چارج کا استحکام
پلازما کے ساتھ علاج شدہ PFA سطحیں گرم پانی کے نیچے خراب ہو جاتی ہیں، آہستہ آہستہ اپنا منفی چارج کھو دیتی ہیں۔ پانی میں 70 ڈگری پر، ابتدائی -پلازما کا 35 ایم وی زیٹا پوٹینشل- علاج شدہ پی ایف اے 500 گھنٹے کے بعد -25 ایم وی اور 1000 گھنٹے کے بعد -18 ایم وی تک گر جاتا ہے۔ کورونا کے علاج کا انتخاب کریں، جو ایک گہری چارج پرت بناتا ہے (10–20 nm بمقابلہ. 2–5 nm پلازما کے لیے) اور طویل مدتی نینو سیلولوز سروس کے لیے 2000 گھنٹے سے زیادہ کے لیے -30 mV برقرار رکھتا ہے۔

جمع تھرمل مزاحمت اور دیوار کی موٹائی
ایک بار فائبرز جمع ہونے کے بعد، موٹی پی ایف اے دیواریں تھرمل بفرنگ فراہم کرتی ہیں لیکن جمع ہونے سے نہیں روکتی ہیں۔ معیاری PFA (zeta-15 mV) کے لیے 35 گھنٹے کے بعد 0.5mm ڈپازٹ کے ساتھ:

دیوار کی موٹائی جمع کی موٹائی 500h کل تھرمل ریزسٹنس (PFA + ڈپازٹ) سطح کے درجہ حرارت میں اضافے کی صفائی کی ضرورت ہے (گھنٹے)
1.5mm 4.2mm 0.025 m²·K/W +35 ڈگری 40 2.0 ملی میٹر 4.2 ملی میٹر 0.028 +39 ڈگری 40 2.5 ملی میٹر 4.2 ملی میٹر 0.031 +43 ڈگری 40
ہائی-زیٹا پی ایف اے (-35 ایم وی) کے لیے کم از کم ڈپازٹ کے ساتھ (0.2 ملی میٹر پر 500 گھنٹے)، صفائی کے وقفے دیوار کی موٹائی سے آزاد 200+ گھنٹے تک بڑھتے ہیں۔

پی ایچ اور معطلی کیمسٹری کے اثرات
اعلی پی ایچ کی سطح پر، نینو سیلولوز کی زیٹا صلاحیت زیادہ منفی ہو جاتی ہے۔ Fibrils pH 8 پر -45 mV حاصل کرتے ہیں، جو ہلکے سے چارج ہونے والے PFA کے خلاف ان کی پسپائی کو بڑھاتا ہے۔ پی ایچ 6 (شاید بچا ہوا تیزاب کی وجہ سے) پر فائبرز کم ہو کر -15 ایم وی ہو جاتے ہیں، جس سے جمع ہونے میں اضافہ ہوتا ہے۔ مستحکم معدنیات سے متعلق عمل کے لئے پی ایچ کو 7 اور 8 کے درمیان رکھیں۔ کاربوکسی میتھائل سیلولوز (0.1%) روایتی پی ایف اے پر جمع ہونے کو 50% تک کم کرتا ہے جبکہ ساتھ ہی حل کی چپکنے والی اور منفی چارج کو بڑھاتا ہے۔

نینو سیلولوز ہیٹر کی تفصیلات کے لیے رہنما خطوط
70 ڈگری اور pH 7 پر 2% نینو سیلولوز سسپنشن کے لیے -30 mV سے کم زیٹا پوٹینشل حاصل کرنے کے لیے کورونا علاج کے ساتھ PFA ہیٹر استعمال کریں (جیسا کہ 70 ڈگری پر الیکٹروکینیٹک تجزیہ کار کے ذریعے طے کیا جاتا ہے)۔