Разтворимостта на водата на модифицирания целулозен етер се влияе от температурата. Най -общо казано, повечето целулозни етери са разтворими във вода при ниски температури. Когато температурата се повиши, тяхната разтворимост постепенно става лоша и в крайна сметка става неразтворима. По -ниската критична температура на разтвора (LCST: По -ниската критична температура на разтвора) е важен параметър за характеризиране на промяната на разтворимостта на целулозния етер, когато температурата се променя, тоест над по -ниската критична температура на разтвора, целулозният етер е неразтворим във вода.
Нагряването на водни метилцелулозни разтвори е проучено и е обяснено механизмът на промяната в разтворимостта. Както бе споменато по -горе, когато разтворът на метилцелулозата е при ниска температура, макромолекулите са заобиколени от водни молекули, за да образуват структура на клетката. Топлината, приложена от повишаването на температурата, ще прекъсне водородната връзка между водната молекула и MC молекулата, супрамолекуларната структура, подобна на клетката Хидроксипропил метилцелулозен термично индуциран хидрогел. Ако метиловите групи на една и съща молекулна верига са хидрофобно свързани, това вътремолекулно взаимодействие ще направи цялата молекула да изглежда навита. Увеличаването на температурата обаче ще засили движението на верижния сегмент, хидрофобното взаимодействие в молекулата ще бъде нестабилно и молекулната верига ще се промени от намотано състояние в удължено състояние. По това време хидрофобното взаимодействие между молекулите започва да доминира. Когато температурата постепенно се повишава, все повече водородни връзки се разбиват и все повече и повече целулозни етер молекули се отделят от структурата на клетката, а макромолекулите, които са по -близо един до друг, се събират заедно чрез хидрофобни взаимодействия, за да образуват хидрофобна агрегат. С по -нататъшно повишаване на температурата в крайна сметка всички водородни връзки са счупени и неговата хидрофобна асоциация достига максимум, увеличавайки броя и размера на хидрофобните агрегати. По време на този процес метилцелулозата става прогресивно неразтворим и в крайна сметка напълно неразтворим във вода. Когато температурата се повиши до точката, в която между макромолекулите се образува триизмерна мрежова структура, тя се образува, че образува гел макроскопски.
Джун Гао и Джордж Хайдар и др. Проучиха температурния ефект на водния разтвор на хидроксипропил целулоза чрез разсейване на светлината и предложиха, че по -ниската критична температура на разтвора на хидроксипропил целулозата е около 410 ° С. При температура, по -ниска от 390 ° С, единичната молекулна верига на хидроксипропил целулоза е в произволно навито състояние, а хидродинамичното разпределение на радиуса на молекулите е широко и няма агрегация между макромолекулите. Когато температурата се повиши до 390 ° С, хидрофобното взаимодействие между молекулните вериги става по -силно, макромолекулите се агрегират и разтворимостта на водата на полимера става лоша. Въпреки това, при тази температура, само малка част от молекулите на хидроксипропил целулоза образуват някои разхлабени агрегати, съдържащи само няколко молекулни вериги, докато повечето от молекулите все още са в състояние на разпръснати единични вериги. Когато температурата се повиши до 400 ° С, повече макромолекули участват в образуването на агрегати и разтворимостта става по -лоша и по -лоша, но в този момент някои молекули все още са в състояние на единични вериги. Когато температурата е в диапазона от 410C-440 ° С, поради силния хидрофобски ефект при по-високи температури, повече молекули се събират, за да образуват по-големи и по-плътни наночастици със сравнително равномерно разпределение. Коледите стават по -големи и по -плътни. Образуването на тези хидрофобни агрегати води до образуването на региони с висока и ниска концентрация на полимер в разтвор, така нареченото микроскопична фаза.
Трябва да се отбележи, че агрегатите на наночастиците са в кинетично стабилно състояние, а не в термодинамично стабилно състояние. Това е така, защото въпреки че първоначалната структура на клетката е унищожена, все още има силна водородна връзка между хидрофилната хидроксилна група и водната молекула, която предотвратява хидрофобните групи като метил и хидроксипропил от комбинация между. Агрегатите на наночастиците достигнаха динамично равновесие и стабилно състояние под съвместното влияние на двата ефекта.
В допълнение, проучването установява също, че скоростта на нагряване също оказва влияние върху образуването на агрегирани частици. При по -бърза скорост на нагряване агрегирането на молекулярни вериги е по -бързо и размерът на образуваните наночастици е по -малък; И когато скоростта на отопление е по-бавна, макромолекулите имат повече възможности да образуват по-големи агрегати на наночастици.
Време за публикация: април-17-2023