La akva solvebleco de la modifita celuloza etero estas tuŝita de temperaturo. Ĝenerale, plej multaj celulozaj eroj estas solveblaj en akvo ĉe malaltaj temperaturoj. Kiam la temperaturo altiĝas, ilia solvebleco iom post iom fariĝas malriĉa kaj eventuale fariĝas nesolvebla. Malsupra kritika solva temperaturo (LCST: Malsupra kritika solva temperaturo) estas grava parametro por karakterizi la solubilan ŝanĝon de celuloza etero kiam la temperaturo ŝanĝiĝas, tio estas super la pli malalta kritika solva temperaturo, celuloza etero estas nesolvebla en akvo.
La hejtado de akvaj metilcelulosaj solvoj estis studita kaj oni klarigis la mekanismon de la ŝanĝo de solvebleco. Kiel menciite supre, kiam la solvo de metilcelulozo estas ĉe malalta temperaturo, la makromolekuloj estas ĉirkaŭitaj de akvaj molekuloj por formi kaĝan strukturon. La varmego aplikata de la temperaturo-altiĝo rompos la hidrogenan ligon inter la akva molekulo kaj la MC-molekulo, la kaĝo-simila supramolekula strukturo estos detruita, kaj la akva molekulo estos liberigita de la ligado de la hidrogena ligo por fari la ĉelon de la hidrofo, kiu kreas la ĉelon de la ĉeno de la ĉeno de la ĉeno de la ĉeno de la ĉeno. de hidroxipropil -metilcelulosa termike induktita hidrogelo. Se la metilaj grupoj sur la sama molekula ĉeno estas hidrofobie ligitaj, ĉi tiu intramolekula interagado igos la tutan molekulon aperi. Tamen, la kresko de temperaturo intensigos la movadon de la ĉena segmento, la hidrofoba interagado en la molekulo estos malstabila, kaj la molekula ĉeno ŝanĝiĝos de bobenita stato al plilongigita stato. Ĉi -foje, la hidrofoba interagado inter molekuloj komencas regi. Kiam la temperaturo iom post iom altiĝas, pli kaj pli da hidrogenaj ligoj estas rompitaj, kaj pli kaj pli da celulozaj eteraj molekuloj estas apartigitaj de la kaĝo -strukturo, kaj la makromolekuloj pli proksimaj unu al la alia kolektiĝas per hidrofobaj interagoj por formi hidrofoban agregaton. Kun plia kresko de temperaturo, eventuale ĉiuj hidrogenaj ligoj estas rompitaj, kaj ĝia hidrofoba asocio atingas maksimumon, pliigante la nombron kaj grandecon de hidrofobaj agregatoj. Dum ĉi tiu procezo, metilcelulozo fariĝas iom post iom nesolvebla kaj eventuale tute nesolvebla en akvo. Kiam la temperaturo altiĝas al la punkto, kie tridimensia reto-strukturo formiĝas inter makromolekuloj, ĝi ŝajnas formi ĝelon makroskope.
Jun Gao kaj George Haidar et al studis la temperatur -efikon de akva solvo de hidrokspropil -celuloza per lumo -disĵetado, kaj proponis, ke la pli malalta kritika solva temperaturo de hidroxipropil -celulozo estas ĉirkaŭ 410C. Je temperaturo malpli ol 390C, la ununura molekula ĉeno de hidroksipropil -celulozo estas en hazarde bobenita stato, kaj la hidrodinamika radio -distribuo de la molekuloj estas larĝa, kaj ne ekzistas agregado inter makromolekuloj. Kiam la temperaturo estas pliigita al 390C, la hidrofoba interagado inter la molekulaj ĉenoj plifortiĝas, la makromolekuloj agregas kaj la akva solvebleco de la polimero fariĝas malbona. Tamen, ĉe ĉi tiu temperaturo, nur malgranda parto de hidroxipropil -celulozaj molekuloj formas iujn malfiksajn agregojn enhavantajn nur kelkajn molekulajn ĉenojn, dum plej multaj molekuloj ankoraŭ estas en la stato de disaj unuopaj ĉenoj. Kiam la temperaturo altiĝas al 400C, pli da makromolekuloj partoprenas en la formado de agregoj, kaj la solvebleco pli kaj pli malbonas, sed en ĉi tiu tempo, iuj molekuloj ankoraŭ estas en la stato de unuopaj ĉenoj. Kiam la temperaturo estas inter 410C-440C, pro la forta hidrofoba efiko ĉe pli altaj temperaturoj, pli da molekuloj kolektiĝas por formi pli grandajn kaj pli densajn nanopartiklojn kun relative uniforma distribuo. Altoj fariĝas pli grandaj kaj pli densaj. La formado de ĉi tiuj hidrofobaj agregatoj kondukas al la formado de regionoj de alta kaj malalta koncentriĝo de polimero en solvo, tiel nomata mikroskopa fazo-disiĝo.
Oni devas rimarki, ke la nanopartiklaj agregatoj estas en kinetike stabila stato, ne termodinamike stabila stato. Ĉi tio estas ĉar kvankam la komenca kaĝo -strukturo estis detruita, ekzistas ankoraŭ forta hidrogena ligo inter la hidrofila hidroksil -grupo kaj la akva molekulo, kiu malhelpas hidrofobajn grupojn kiel metil kaj hidroxipropilo de kombinaĵo inter. La nanopartiklaj agregatoj atingis dinamikan ekvilibron kaj stabilan staton sub la komuna influo de la du efikoj.
Krome, la studo ankaŭ trovis, ke la hejtada indico ankaŭ havas efikon sur la formado de agregataj eroj. Je pli rapida hejtada rapideco, la agregado de molekulaj ĉenoj estas pli rapida, kaj la grandeco de la formitaj nanopartikloj estas pli malgranda; Kaj kiam la hejtada rapideco estas pli malrapida, la makromolekuloj havas pli da ŝancoj por formi pli grandajn nanopartiklajn agregojn.
Afiŝotempo: Apr-17-2023