Tretësira e ujit të eterit të modifikuar të celulozës ndikohet nga temperatura. Në përgjithësi, shumica e eterëve të celulozës janë të tretshëm në ujë në temperatura të ulëta. Kur temperatura rritet, tretshmëria e tyre gradualisht bëhet e varfër dhe përfundimisht bëhet e patretshme. Temperatura më e ulët e zgjidhjes kritike (LCST: Temperatura më e ulët e zgjidhjes kritike) është një parametër i rëndësishëm për të karakterizuar ndryshimin e tretshmërisë së eterit të celulozës kur ndryshon temperatura, domethënë mbi temperaturën e zgjidhjes kritike më të ulët, eteri i celulozës është i pazgjidhshëm në ujë.
Ngrohja e zgjidhjeve ujore metilceluloze është studiuar dhe është shpjeguar mekanizmi i ndryshimit të tretshmërisë. Siç u përmend më lart, kur zgjidhja e metilcelulozës është në temperaturë të ulët, makromolekulat janë të rrethuara me molekula uji për të formuar një strukturë kafaze. Nxehtësia e aplikuar nga ngritja e temperaturës do të thyejë lidhjen e hidrogjenit midis molekulës së ujit dhe molekulës MC, struktura supramolekulare e ngjashme me kafazin do të shkatërrohet, dhe molekula e ujit do të lëshohet nga lidhja e lidhjes hidrogjen për të bërë një molekulë të lirë të ujit, ndërsa metilizimi i grupit hidrofobik në grupin e qelizave makromolekulare është e ekspozuar, e cila e bën të mundur që të jetë e mundur që të jetë e mundur që të jetë e mundur që të jetë e mundur që të jetë e mundur që të jetë e mundur që të jetë e mundur që të jetë e mundur që të jetë e mundur që të bëhet e mundur që të bëhet një i mundur, duke u bërë një molekulë e ujit, ndërsa është e mundur që të bëhet një molekulë e ujit. hidroksipropil metilcelulozë hidrogel i shkaktuar termikisht. Nëse grupet metil në të njëjtin zinxhir molekular janë të lidhur hidrofobikisht, kjo ndërveprim intramolekular do të bëjë që e gjithë molekula të shfaqet e mbështjellë. Sidoqoftë, rritja e temperaturës do të intensifikojë lëvizjen e segmentit të zinxhirit, bashkëveprimi hidrofobik në molekulë do të jetë e paqëndrueshme, dhe zinxhiri molekular do të ndryshojë nga një gjendje e mbështjellë në një gjendje të zgjatur. Në këtë kohë, bashkëveprimi hidrofobik midis molekulave fillon të mbizotërojë. Kur temperatura rritet gradualisht, gjithnjë e më shumë lidhje hidrogjeni prishen, dhe gjithnjë e më shumë molekula eter celuloze ndahen nga struktura e kafazit, dhe makromolekulat që janë më afër njëri -tjetrit mblidhen së bashku përmes ndërveprimeve hidrofobike për të formuar një agregat hidrofobik. Me një rritje të mëtejshme të temperaturës, përfundimisht të gjitha lidhjet e hidrogjenit janë prishur, dhe shoqata e saj hidrofobike arrin një maksimum, duke rritur numrin dhe madhësinë e agregateve hidrofobike. Gjatë këtij procesi, metilceluloza bëhet në mënyrë progresive e patretshme dhe përfundimisht plotësisht e pazgjidhshme në ujë. Kur temperatura ngrihet në pikën kur formohet një strukturë e rrjetit tre-dimensionale midis makromolekulave, duket se formon një xhel makroskopikisht.
Jun Gao dhe George Haidar et al studiuan efektin e temperaturës së zgjidhjes ujore të celulozës hidroksipropil me anë të shpërndarjes së dritës, dhe propozuan që temperatura më e ulët e zgjidhjes kritike të hidroksipropil celulozës të jetë rreth 410C. Në një temperaturë më të ulët se 390C, zinxhiri i vetëm molekular i celulozës hidroksipropil është në një gjendje të mbështjellë rastësisht, dhe shpërndarja e rrezeve hidrodinamike të molekulave është e gjerë, dhe nuk ka grumbullim midis makromolekulave. Kur temperatura rritet në 390C, bashkëveprimi hidrofobik midis zinxhirëve molekularë bëhet më i fortë, makromolekulat agregojnë dhe tretshmëria e ujit të polimerit bëhet i dobët. Sidoqoftë, në këtë temperaturë, vetëm një pjesë e vogël e molekulave të celulozës hidroksipropil formojnë disa agregate të lirshme që përmbajnë vetëm disa zinxhirë molekularë, ndërsa shumica e molekulave janë akoma në gjendjen e zinxhirëve të vetëm të shpërndarë. Kur temperatura rritet në 400C, më shumë makromolekula marrin pjesë në formimin e agregateve, dhe tretshmëria bëhet më e keqe dhe më e keqe, por në këtë kohë, disa molekula janë akoma në gjendjen e zinxhirëve të vetëm. Kur temperatura është në intervalin 410C-440C, për shkak të efektit të fortë hidrofobik në temperatura më të larta, më shumë molekula mblidhen për të formuar nanopartikuj më të mëdhenj dhe më të dendur me një shpërndarje relativisht të njëtrajtshme. Lartësitë bëhen më të mëdha dhe më të dendura. Formimi i këtyre agregateve hidrofobikë çon në formimin e rajoneve të përqendrimit të lartë dhe të ulët të polimerit në zgjidhje, një e ashtuquajtur ndarje e fazës mikroskopike.
Duhet të theksohet se agregatet e nanopartikulave janë në një gjendje kinetikisht të qëndrueshme, jo një gjendje termodinamike e qëndrueshme. Kjo për shkak se megjithëse struktura fillestare e kafazit është shkatërruar, ende ekziston një lidhje e fortë hidrogjeni midis grupit hidroksil hidrofil dhe molekulës së ujit, e cila parandalon grupet hidrofobike siç janë metil dhe hidroksipropil nga kombinimi midis. Agregatet e nanopartikulave arritën një ekuilibër dinamik dhe gjendje të qëndrueshme nën ndikimin e përbashkët të dy efekteve.
Për më tepër, studimi zbuloi gjithashtu se shkalla e ngrohjes gjithashtu ka një ndikim në formimin e grimcave të grumbulluara. Në një shkallë më të shpejtë të ngrohjes, grumbullimi i zinxhirëve molekularë është më i shpejtë, dhe madhësia e nanopartikujve të formuar është më e vogël; Dhe kur shkalla e ngrohjes është më e ngadaltë, makromolekulat kanë më shumë mundësi për të formuar agregate nanopartikulare me madhësi më të madhe.
Koha e postimit: Prill-17-2023