Modifikuoto celiuliozės eterio tirpumas vandenyje turi įtakos temperatūra. Paprastai tariant, dauguma celiuliozės eterių tirpsta vandenyje žemoje temperatūroje. Kai temperatūra kyla, jų tirpumas pamažu tampa prastas ir ilgainiui tampa netirpus. Žemesnė kritinio tirpalo temperatūra (LCST: žemesnė kritinio tirpalo temperatūra) yra svarbus parametras apibūdinant celiuliozės eterio tirpumo pokytį, kai keičiasi temperatūra, tai yra, virš žemesnės kritinio tirpalo temperatūros, celiuliozės eteris netirpsta vandenyje.
Buvo ištirtas vandeninių metilceliuliozės tirpalų kaitinimas ir paaiškintas tirpumo pokyčio mechanizmas. Kaip minėta aukščiau, kai metilceliuliozės tirpalas yra žemoje temperatūroje, makromolekulės yra supa vandens molekulės, kad sudarytų narvelio struktūrą. Temperatūros pakilimo šiluma sulaužys vandenilio ryšį tarp vandens molekulės ir MC molekulės, bus sunaikinta į narvą panaši supramolekulinė struktūra, o vandens molekulė bus išlaisvinta iš vandenilio jungties surišimo, kad būtų laisvoji vandens molekulė, o metil-hidrofobinė metilo grupė yra esanti celiuliozės makromolekulinės grandinės srityje, o tai daro įmanoma, kad būtų galima paruošti ir paruošti hidrofobinę metilo grupę hidrofobinės metilo grupėje, esančioje celiuliozės makromolekulinėje grandinėje. Hidroksipropilo metilceliuliozės termiškai sukeltas hidrogelis. Jei tos pačios molekulinės grandinės metilo grupės yra hidrofobiškai surištos, dėl šios intramolekulinės sąveikos visa molekulė pasirodys suvyniota. Tačiau temperatūros padidėjimas sustiprins grandinės segmento judesį, hidrofobinė sąveika molekulėje bus nestabili, o molekulinė grandinė pasikeis iš suvyniotos būsenos į išplėstinę būseną. Šiuo metu pradeda dominuoti molekulių hidrofobinė sąveika. Kai temperatūra palaipsniui kyla, nutrūksta vis daugiau vandenilio ryšių, o vis daugiau celiuliozės eterio molekulių yra atskirtos nuo narvelio struktūros, o makromolekulės, kurios yra arčiau viena kitos, susirenka per hidrofobinę sąveiką, kad sudarytų hidrofobinį agregatą. Toliau padidėjus temperatūrai, galiausiai visi vandenilio ryšiai nutrūksta, o jos hidrofobinis ryšys pasiekia maksimalų, padidindamas hidrofobinių agregatų skaičių ir dydį. Šio proceso metu metilceliuliozė tampa laipsniškai netirpusi ir galiausiai visiškai netirpsta vandenyje. Kai temperatūra pakyla iki taško, kai tarp makromolekulių susidaro trimatis tinklo struktūra, atrodo, kad ji sudaro gelio makroskopiškai.
Jun Gao ir George Haidar ir kt. Ištyrė hidroksipropil celiuliozės vandeninio tirpalo temperatūros poveikį šviesos išsibarstymui ir pasiūlė, kad žemesnė kritinio hidroksipropil celiuliozės temperatūra būtų apie 410 ° C. Esant žemesnei nei 390 ° C temperatūrai, viena molekulinė hidroksipropil celiuliozės grandinė yra atsitiktinai suvyniotoje būsenoje, o hidrodinaminio spindulio pasiskirstymas molekulėse yra platus, o tarp makromolekulių nėra jokio agregacijos. Kai temperatūra padidėja iki 390 ° C, hidrofobinė molekulinių grandinių sąveika sustiprėja, makromolekulės kaupiasi, o polimero tirpumas vandenyje tampa prastas. Tačiau šioje temperatūroje tik nedidelė hidroksipropil celiuliozės molekulių dalis sudaro keletą laisvų agregatų, turinčių tik keletą molekulinių grandinių, o dauguma molekulių vis dar yra išsklaidytų pavienių grandinių būsenoje. Kai temperatūra pakyla iki 400 ° C, daugiau makromolekulių dalyvauja formuojant agregatus, o tirpumas tampa vis blogesnis, tačiau šiuo metu kai kurios molekulės vis dar yra atskirų grandinių būsenoje. Kai temperatūra yra 410C-440C, dėl stipraus hidrofobinio poveikio aukštesnėje temperatūroje, daugiau molekulių susirenka sudaryti didesnes ir tankesnes nanodaleles, kurių pasiskirstymas santykinai vienodai pasiskirsto. Pakilimai tampa didesni ir tankesni. Šių hidrofobinių agregatų susidarymas lemia aukštos ir mažos polimero koncentracijos sritis tirpale, vadinamojoje mikroskopinės fazės atskyrime.
Reikėtų pažymėti, kad nanodalelių agregatai yra kinetiškai stabilios, o ne termodinamiškai stabilios būsenos. Taip yra todėl, kad, nors pradinė narvelio struktūra buvo sunaikinta, tarp hidrofilinės hidroksilo grupės ir vandens molekulės vis dar yra stiprus vandenilio ryšys, kuris apsaugo nuo hidrofobinių grupių, tokių kaip metilas ir hidroksipropilas, derinys tarp. Nanodalelių agregatai pasiekė dinaminę pusiausvyrą ir stabilią būseną, veikiančią bendrą dviejų efektų įtaką.
Be to, tyrime taip pat nustatyta, kad šildymo greitis taip pat daro įtaką sujungtų dalelių susidarymui. Esant greitesniam kaitinimo greičiui, molekulinių grandinių agregacija yra greitesnė, o susidariusių nanodalelių dydis yra mažesnis; Kai šildymo greitis yra lėtesnis, makromolekulės turi daugiau galimybių sudaryti didesnio dydžio nanodalelių agregatus.
Pašto laikas: 2012 m. Balandžio 17 d