Kelarutan air selulosa yang diubahsuai dipengaruhi oleh suhu. Secara umumnya, kebanyakan ether selulosa larut dalam air pada suhu rendah. Apabila suhu meningkat, kelarutan mereka secara beransur -ansur menjadi miskin dan akhirnya menjadi tidak larut. Suhu penyelesaian kritikal yang lebih rendah (LCST: suhu penyelesaian kritikal yang lebih rendah) adalah parameter penting untuk mencirikan perubahan kelarutan selulosa eter apabila suhu berubah, iaitu, di atas suhu penyelesaian kritikal yang lebih rendah, selulosa eter tidak larut dalam air.
Pemanasan penyelesaian metilcellulosa berair telah dikaji dan mekanisme perubahan kelarutan telah dijelaskan. Seperti yang disebutkan di atas, apabila larutan metilcellulose pada suhu rendah, makromolekul dikelilingi oleh molekul air untuk membentuk struktur sangkar. Haba yang digunakan oleh kenaikan suhu akan memecahkan ikatan hidrogen antara molekul air dan molekul MC, struktur supramolecular seperti sangkar akan dimusnahkan, dan molekul air akan dibebaskan dari pengikatan ikatan hydrogen yang menjadi metil metil yang menjadi methylobic yang boleh menjadi methyly methylo. Persatuan hidrofobik hidroksipropil methylcellulose hidrogel yang disebabkan oleh termal. Sekiranya kumpulan metil pada rantaian molekul yang sama adalah terikat hidrofobik, interaksi intramolekul ini akan menjadikan keseluruhan molekul kelihatan bergelung. Walau bagaimanapun, peningkatan suhu akan meningkatkan gerakan segmen rantai, interaksi hidrofobik dalam molekul akan menjadi tidak stabil, dan rantaian molekul akan berubah dari keadaan bergelung ke keadaan lanjutan. Pada masa ini, interaksi hidrofobik antara molekul mula menguasai. Apabila suhu secara beransur -ansur meningkat, semakin banyak ikatan hidrogen dipecahkan, dan lebih banyak molekul eter selulosa dipisahkan dari struktur sangkar, dan makromolekul yang lebih dekat antara satu sama lain berkumpul bersama melalui interaksi hidrofobik untuk membentuk agregat hidrofobik. Dengan peningkatan suhu, akhirnya semua ikatan hidrogen dipecahkan, dan persatuan hidrofobiknya mencapai maksimum, meningkatkan bilangan dan saiz agregat hidrofobik. Semasa proses ini, metilcellulose menjadi tidak larut dan akhirnya tidak larut dalam air. Apabila suhu naik ke titik di mana struktur rangkaian tiga dimensi terbentuk antara makromolekul, nampaknya membentuk makroskopik gel.
Jun Gao dan George Haidar et al mengkaji kesan suhu larutan air hidroksipropil selulosa dengan penyebaran cahaya, dan mencadangkan bahawa suhu penyelesaian kritikal yang lebih rendah daripada selulosa hidroksipropil adalah kira -kira 410C. Pada suhu yang lebih rendah daripada 390C, rantaian molekul tunggal selulosa hidroksipropil berada dalam keadaan rawak, dan pengedaran radius hidrodinamik molekul adalah luas, dan tidak ada pengagregatan antara makromolekul. Apabila suhu meningkat kepada 390C, interaksi hidrofobik antara rantai molekul menjadi lebih kuat, makromolekul agregat, dan kelarutan air polimer menjadi miskin. Walau bagaimanapun, pada suhu ini, hanya sebahagian kecil daripada molekul selulosa hidroksipropil membentuk beberapa agregat longgar yang mengandungi hanya beberapa rantai molekul, sementara kebanyakan molekul masih dalam keadaan rantai tunggal yang tersebar. Apabila suhu meningkat kepada 400C, lebih banyak makromolekul mengambil bahagian dalam pembentukan agregat, dan kelarutan menjadi lebih buruk dan lebih buruk, tetapi pada masa ini, beberapa molekul masih dalam keadaan rantai tunggal. Apabila suhu berada dalam lingkungan 410C-440C, disebabkan oleh kesan hidrofobik yang kuat pada suhu yang lebih tinggi, lebih banyak molekul berkumpul untuk membentuk nanopartikel yang lebih besar dan lebih padat dengan taburan yang agak seragam. Ketinggian menjadi lebih besar dan lebih padat. Pembentukan agregat hidrofobik ini membawa kepada pembentukan kawasan kepekatan polimer yang tinggi dan rendah dalam larutan, pemisahan fasa mikroskopik yang dipanggil.
Perlu ditegaskan bahawa agregat nanopartikel berada dalam keadaan kinetik yang stabil, bukan keadaan termodinamik yang stabil. Ini kerana walaupun struktur sangkar awal telah dimusnahkan, masih terdapat ikatan hidrogen yang kuat antara kumpulan hidroksil hidrofilik dan molekul air, yang menghalang kumpulan hidrofobik seperti metil dan hidroksipropil dari gabungan antara. Agregat nanopartikel mencapai keseimbangan dinamik dan keadaan stabil di bawah pengaruh bersama kedua -dua kesan.
Di samping itu, kajian itu juga mendapati bahawa kadar pemanasan juga memberi kesan kepada pembentukan zarah agregat. Pada kadar pemanasan yang lebih cepat, pengagregatan rantai molekul lebih cepat, dan saiz nanopartikel yang terbentuk lebih kecil; Dan apabila kadar pemanasan lebih perlahan, makromolekul mempunyai lebih banyak peluang untuk membentuk agregat nanopartikel bersaiz besar.
Masa Post: Apr-17-2023