Temperatuur mõjutab modifitseeritud tselluloosi eetri vee lahustuvust. Üldiselt lahustuvad enamik tselluloosietreid madalatel temperatuuridel vees. Kui temperatuur tõuseb, muutub nende lahustuvus järk -järgult halvaks ja muutub lõpuks lahustumatuks. Madalam kriitiline lahuse temperatuur (LCST: madalam lahuse temperatuur) on oluline parameeter tselluloosi eetri lahustuvuse muutuse iseloomustamiseks temperatuuri muutumisel, see tähendab, et madalama kriitilise lahuse temperatuuri kohal on tselluloosi eeter vees lahustumatu.
Metüülselluloosi vesilahuste kuumutamist on uuritud ja lahustuvuse muutuse mehhanismi on selgitatud. Nagu eespool mainitud, kui metüültselluloosi lahus on madalal temperatuuril, ümbritsevad makromolekulid veemolekulidega puuri struktuuri moodustamiseks. Temperatuuri tõusuga rakendatud soojus rikub vesiniksideme ja MC molekuli vahel vesiniksideme, puurilaadne supramolekulaarne struktuur hävitatakse ja veemolekul vabastatakse vesiniksideme sidumisest vaba veemolekuliks, kuni see võib-olla hüdrofoobse metüülrühmaga, mis võimaldab hüdrofoobset metüülrühma, mis võimaldab moellikal makro-ahelas, mis on moellikoores makro-ahel. Hüdroksüpropüülmetüültselluloos termiliselt indutseeritud hüdrogeel. Kui sama molekulaarse ahela metüülrühmad on hüdrofoobselt seotud, muudab see molekulidevaheline interaktsioon kogu molekuli mähiseks. Temperatuuri tõus intensiivistab aga ahela segmendi liikumist, hüdrofoobne interaktsioon molekulis on ebastabiilne ja molekulaarne ahel muutub mähitud olekust laiendatud olekusse. Sel ajal hakkab domineerima molekulide hüdrofoobne interaktsioon. Kui temperatuur järk -järgult tõuseb, puruneb üha rohkem vesiniksidemeid ja üha enam tselluloosi eetri molekule eraldatakse puuri struktuurist ja üksteisele lähedasemad makromolekulid kogunevad hüdrofoobsete interaktsioonide kaudu hüdrofoobse agregaati moodustamiseks. Temperatuuri edasise tõusuga purunevad kõik vesiniksidemed ja selle hüdrofoobne assotsiatsioon saavutab maksimumi, suurendades hüdrofoobsete agregaatide arvu ja suurust. Selle protsessi käigus muutub metüültselluloos järk -järgult lahustumatuks ja lõpuks vees täielikult lahustumatuks. Kui temperatuur tõuseb punktini, kus makromolekulide vahel moodustub kolmemõõtmeline võrgustruktuur, näib see moodustavat geeli makroskoopiliselt.
Jun Gao ja George Haidar jt uurisid hüdroksüpropüültselluloosi vesilahuse temperatuuri mõju valguse hajumise abil ja pakkusid välja, et hüdroksüpropüültselluloosi madalam kriitiline lahuse temperatuur on umbes 410c. Temperatuuril, mis on alla 390 ° C, on hüdroksüpropüültselluloosi üksik molekulaarne ahel juhuslikus olekus ja molekulide hüdrodünaamiline raadiuse jaotus on lai ning makromolekulide vahel ei ole agregatsiooni. Kui temperatuuri tõstetakse 390 ° C -ni, muutub molekulaarsete ahelate hüdrofoobne interaktsioon tugevamaks, makromolekulid agregaat ja polümeeri vee lahustuvus halvaks. Sellel temperatuuril moodustavad aga vaid väike osa hüdroksüpropüül tselluloosi molekulidest mõned lahtised agregaadid, mis sisaldavad vaid mõnda molekulaarset ahelat, samas kui enamik molekule on endiselt hajutatud üksikute ahelate olekus. Kui temperatuur tõuseb 400 ° C -ni, osaleb agregaatide moodustumisel rohkem makromolekule ja lahustuvus muutub halvemaks, kuid sel ajal on mõned molekulid endiselt üksikute ahelate olekus. Kui temperatuur on vahemikus 410c-440C, on kõrgematel temperatuuridel tugeva hüdrofoobse toime tõttu kogunenud rohkem molekule, et moodustada suuremad ja tihedamad nanoosakesed, millel on suhteliselt ühtlane jaotus. Kõrgused muutuvad suuremaks ja tihedamaks. Nende hüdrofoobsete agregaatide moodustumine viib polümeeri kõrge ja madala kontsentratsiooniga piirkondade moodustumiseni lahuses, nn mikroskoopilise faasi eraldamiseni.
Tuleb rõhutada, et nanoosakeste agregaadid on kineetiliselt stabiilses olekus, mitte termodünaamiliselt stabiilses olekus. Selle põhjuseks on asjaolu, et kuigi algne puuri struktuur on hävitatud, on hüdrofiilse hüdroksüülrühma ja veemolekuli vahel endiselt tugev vesinikside, mis takistab hüdrofoobseid rühmi nagu metüül ja hüdroksüpropüül kombinatsioonist. Nanoosakeste agregaadid jõudsid kahe efekti ühise mõju all dünaamilise tasakaalu ja stabiilse olekuni.
Lisaks leiti ka uuringus, et kuumutamiskiirus mõjutab ka agregeeritud osakeste moodustumist. Kiirema kuumutamiskiirusel on molekulaarsete ahelate agregatsioon kiirem ja moodustatud nanoosakeste suurus on väiksem; Ja kui küttekiirus on aeglasem, on makromolekulidel rohkem võimalusi moodustada suurema suurusega nanoosakeste agregaate.
Postiaeg:-19.-19. APR2023