Die wateroplosbaarheid van die gemodifiseerde sellulose -eter word deur temperatuur beïnvloed. Oor die algemeen is die meeste sellulose -eters oplosbaar in water by lae temperature. As die temperatuur styg, word hul oplosbaarheid geleidelik swak en word dit uiteindelik onoplosbaar. Laer kritieke oplossingstemperatuur (LCST: Laer kritieke oplossingstemperatuur) is 'n belangrike parameter om die oplosbaarheidsverandering van sellulose -eter te karakteriseer wanneer die temperatuur verander, dit wil sê bo die laer kritieke oplossingstemperatuur, sellulose -eter is onoplosbaar in water.
Die verhitting van waterige metielcellulose -oplossings is bestudeer en die meganisme van die verandering in oplosbaarheid is verduidelik. Soos hierbo genoem, word die makromolekules omring deur watermolekules om 'n hokstruktuur te vorm, wanneer die oplossing van metielcellulose by lae temperatuur is. Die hitte wat deur die temperatuurverhoging toegepas word, sal die waterstofbinding tussen die watermolekule en die MC-molekule breek, die hokagtige supramolekulêre struktuur sal vernietig word, en die watermolekule word vrygestel van die binding van die waterstofbinding om 'n vrye watermolekule te word, terwyl die metiel die hidrofobiese metielgroep op die sellulose-makromole-ketting is, wat dit is, wat dit op die sellulose-makromole is Hidrofobiese assosiasie van hidroksipropielmetielcellulose termies -geïnduseerde hidrogel. As die metielgroepe op dieselfde molekulêre ketting hidrofobies gebind is, sal hierdie intramolekulêre interaksie die hele molekule opgerol laat lyk. Die toename in temperatuur sal egter die beweging van die kettingsegment versterk, die hidrofobiese interaksie in die molekule sal onstabiel wees, en die molekulêre ketting sal verander van 'n opgerolde toestand na 'n uitgebreide toestand. Op hierdie tydstip begin die hidrofobiese interaksie tussen molekules oorheers. As die temperatuur geleidelik styg, word meer en meer waterstofbindings gebreek, en meer en meer sellulose -etermolekules word van die hokstruktuur geskei, en die makromolekules wat nader aan mekaar is, versamel deur hidrofobiese interaksies om 'n hidrofobiese aggregaat te vorm. Met 'n verdere toename in temperatuur word alle waterstofbindings uiteindelik gebreek, en die hidrofobiese assosiasie bereik 'n maksimum, wat die aantal en grootte van hidrofobiese aggregate verhoog. Tydens hierdie proses word metielcellulose geleidelik onoplosbaar en uiteindelik heeltemal onoplosbaar in water. As die temperatuur styg tot die punt waar 'n driedimensionele netwerkstruktuur tussen makromolekules gevorm word, lyk dit of dit 'n gel makroskopies vorm.
Jun Gao en George Haidar et al het die temperatuureffek van hidroksipropiel sellulose waterige oplossing deur middel van ligverspreiding bestudeer, en voorgestel dat die laer kritieke oplossingstemperatuur van hidroksipropiel sellulose ongeveer 410C is. By 'n temperatuur laer as 390C is die enkele molekulêre ketting van hidroksipropiel sellulose in 'n willekeurig opgerolde toestand, en die hidrodinamiese radiusverspreiding van die molekules is breed, en daar is geen samevoeging tussen makromolekules nie. As die temperatuur tot 390C verhoog word, word die hidrofobiese interaksie tussen die molekulêre kettings sterker, die makromolekules word saamgevoeg, en die oplosbaarheid van die water van die polimeer word swak. By hierdie temperatuur vorm slegs 'n klein deel van die hidroksipropiel sellulose -molekules egter 'n paar los aggregate wat slegs 'n paar molekulêre kettings bevat, terwyl die meeste molekules steeds in die toestand van verspreide enkelkettings is. As die temperatuur styg tot 400C, neem meer makromolekules deel aan die vorming van aggregate, en die oplosbaarheid word erger en erger, maar in hierdie tyd is sommige molekules steeds in die toestand van enkelkettings. As die temperatuur in die omgewing van 410C-440C is, as gevolg van die sterk hidrofobiese effek by hoër temperature, kom meer molekules bymekaar om groter en digter nanodeeltjies met 'n relatiewe eenvormige verdeling te vorm. Hoogtes word groter en digter. Die vorming van hierdie hidrofobiese aggregate lei tot die vorming van streke met 'n hoë en lae konsentrasie polimeer in oplossing, 'n sogenaamde mikroskopiese fase-skeiding.
Daar moet daarop gewys word dat die nanopartikelaggregate in 'n kineties stabiele toestand is, nie 'n termodinamies stabiele toestand nie. Dit is omdat die aanvanklike hokstruktuur vernietig is, is daar steeds 'n sterk waterstofbinding tussen die hidrofiliese hidroksielgroep en die watermolekule, wat hidrofobiese groepe soos metiel en hidroksipropiel voorkom. Die nanopartikelaggregate het 'n dinamiese ewewig en stabiele toestand bereik onder die gesamentlike invloed van die twee effekte.
Daarbenewens het die studie ook bevind dat die verwarmingstempo ook 'n invloed het op die vorming van saamgestelde deeltjies. Teen 'n vinniger verwarmingstempo is die samevoeging van molekulêre kettings vinniger, en die grootte van die gevormde nanodeeltjies is kleiner; En as die verwarmingstempo stadiger is, het die makromolekules meer geleenthede om nanopartikelaggregate te vorm.
Postyd: Apr-17-2023