सेल्युलोज इथरच्या विद्रव्यतेवर तापमानाचा काय परिणाम होतो?

सुधारित सेल्युलोज इथरच्या पाण्याचे विद्रव्यता तापमानामुळे प्रभावित होते. सर्वसाधारणपणे सांगायचे तर, बहुतेक सेल्युलोज इथर कमी तापमानात पाण्यात विद्रव्य असतात. जेव्हा तापमान वाढते तेव्हा त्यांची विद्रव्यता हळूहळू खराब होते आणि शेवटी अघुलनशील होते. कमी गंभीर द्रावण तापमान (एलसीएसटी: कमी गंभीर समाधान तापमान) सेल्युलोज इथरच्या विद्रव्य बदलाचे वैशिष्ट्य दर्शविण्यासाठी एक महत्त्वपूर्ण पॅरामीटर आहे जेव्हा तापमान बदलते तेव्हा कमी गंभीर द्रावणाच्या तापमानापेक्षा, सेल्युलोज इथर पाण्यात अघुलनशील असते.

जलीय मेथिलसेल्युलोज सोल्यूशन्सच्या गरम करण्याचा अभ्यास केला गेला आहे आणि विद्रव्यतेच्या बदलाच्या यंत्रणेचे स्पष्टीकरण दिले गेले आहे. वर नमूद केल्याप्रमाणे, जेव्हा मेथिलसेल्युलोजचे द्रावण कमी तापमानात असते, तेव्हा मॅक्रोमोलिक्यूल्स पाण्याच्या रेणूंनी वेढलेले असतात आणि पिंजरा रचना तयार करतात. The heat applied by the temperature rise will break the hydrogen bond between the water molecule and the MC molecule, the cage-like supramolecular structure will be destroyed, and the water molecule will be released from the binding of the hydrogen bond to become a free water molecule, while the methyl The hydrophobic methyl group on the cellulose macromolecular chain is exposed, which makes it possible to prepare and study the hydrophobic association of हायड्रोक्सीप्रॉपिल मेथिलसेल्युलोज थर्मली प्रेरित हायड्रोजेल. जर समान आण्विक साखळीवरील मिथाइल गट हायड्रोफोबोबॉबोबिकली बंधनकारक असतील तर हे इंट्रामोलिक्युलर परस्परसंवाद संपूर्ण रेणू कोल्ड दिसेल. तथापि, तापमानात वाढ चेन सेगमेंटची गती अधिक तीव्र करेल, रेणूमधील हायड्रोफोबिक संवाद अस्थिर होईल आणि आण्विक साखळी कॉइलड अवस्थेतून विस्तारित स्थितीत बदलेल. यावेळी, रेणूंमधील हायड्रोफोबिक संवाद वर्चस्व गाजवू लागतो. जेव्हा तापमान हळूहळू वाढते, तेव्हा अधिकाधिक हायड्रोजन बॉन्ड्स तुटतात आणि अधिकाधिक सेल्युलोज इथर रेणू पिंजरा संरचनेपासून विभक्त केले जातात आणि हायड्रोफोबिक परस्परसंवादाद्वारे एकमेकांच्या जवळ असलेले मॅक्रोमोलिक्युलस हायड्रोफोबिक एकत्रीकरण तयार करतात. तापमानात आणखी वाढ झाल्यामुळे अखेरीस सर्व हायड्रोजन बॉन्ड्स तुटल्या आहेत आणि त्याची हायड्रोफोबिक असोसिएशन जास्तीत जास्त पोहोचते, ज्यामुळे हायड्रोफोबिक एकत्रिततेची संख्या आणि आकार वाढते. या प्रक्रियेदरम्यान, मेथिलसेल्युलोज क्रमिकपणे अघुलनशील होते आणि अखेरीस पाण्यात पूर्णपणे अघुलनशील होते. जेव्हा तापमान मॅक्रोमोलिक्यूल्स दरम्यान त्रिमितीय नेटवर्क रचना तयार होते त्या बिंदूपर्यंत वाढते, तेव्हा ते जेल मॅक्रोस्कोपिकली तयार करते असे दिसते.

जून गाओ आणि जॉर्ज हैदर एट अल यांनी हायड्रोक्सीप्रॉपिल सेल्युलोज जलीय द्रावणाच्या तपमानाच्या परिणामाचा प्रकाश स्कॅटरिंगद्वारे अभ्यास केला आणि हायड्रोक्सीप्रॉपिल सेल्युलोजचे कमी गंभीर द्रावण तापमान सुमारे 410 सी असल्याचे प्रस्तावित केले. 390 सी पेक्षा कमी तापमानात, हायड्रोक्सीप्रॉपिल सेल्युलोजची एकल आण्विक साखळी यादृच्छिकपणे कॉइलड अवस्थेत आहे आणि रेणूंचे हायड्रोडायनामिक त्रिज्या वितरण विस्तृत आहे आणि मॅक्रोमोलिक्यूल्समध्ये कोणतेही एकत्रिकरण नाही. जेव्हा तापमान 390 सी पर्यंत वाढविले जाते, तेव्हा आण्विक साखळ्यांमधील हायड्रोफोबिक संवाद अधिक मजबूत होतो, मॅक्रोमोलिक्युलस एकत्रित होतो आणि पॉलिमरची पाण्याची विद्रव्यता खराब होते. तथापि, या तपमानावर, हायड्रोक्सीप्रॉपिल सेल्युलोज रेणूंचा फक्त एक छोटासा भाग काही सैल एकत्रितपणे तयार करतो ज्यामध्ये केवळ काही आण्विक साखळ्या असतात, तर बहुतेक रेणू अजूनही विखुरलेल्या एकाच साखळ्यांच्या स्थितीत असतात. जेव्हा तापमान 400 सी पर्यंत वाढते, तेव्हा अधिक मॅक्रोमोलिक्यूल्स एकत्रितपणे तयार होण्यास भाग घेतात आणि विद्रव्यता अधिकच खराब होते, परंतु यावेळी, काही रेणू अजूनही एकाच साखळ्यांच्या स्थितीत असतात. जेव्हा तापमान 410 सी -440० सी च्या श्रेणीत असते, तेव्हा उच्च तापमानात मजबूत हायड्रोफोबिक प्रभावामुळे, अधिक रेणू तुलनेने एकसमान वितरणासह मोठे आणि डेन्सर नॅनो पार्टिकल्स तयार करण्यासाठी एकत्रित होतात. उन्नती मोठ्या आणि घनदाट बनतात. या हायड्रोफोबिक एकूण तयार होण्यामुळे द्रावणामध्ये पॉलिमरच्या उच्च आणि निम्न एकाग्रतेच्या प्रदेशांची निर्मिती होते, एक तथाकथित मायक्रोस्कोपिक फेज पृथक्करण.

हे निदर्शनास आणले पाहिजे की नॅनो पार्टिकल एकत्रीकरण गतिजदृष्ट्या स्थिर स्थितीत आहे, थर्मोडायनामिकली स्थिर स्थिती नाही. हे असे आहे कारण सुरुवातीच्या केजची रचना नष्ट झाली असली तरी हायड्रोफिलिक हायड्रॉक्सिल ग्रुप आणि पाण्याचे रेणू यांच्यात अजूनही एक मजबूत हायड्रोजन बंध आहे, जे मिथाइल आणि हायड्रोक्सीप्रॉपिल सारख्या हायड्रोफोबिक गटांना दरम्यान संयोजनापासून प्रतिबंधित करते. नॅनो पार्टिकल एकत्रीकरण दोन प्रभावांच्या संयुक्त प्रभावाखाली डायनॅमिक समतोल आणि स्थिर स्थितीपर्यंत पोहोचले.

याव्यतिरिक्त, अभ्यासामध्ये असेही आढळले आहे की हीटिंग रेटचा एकत्रित कण तयार होण्यावर देखील परिणाम होतो. वेगवान हीटिंग रेटवर, आण्विक साखळ्यांचे एकत्रिकरण वेगवान आहे आणि तयार झालेल्या नॅनो पार्टिकल्सचा आकार लहान आहे; आणि जेव्हा हीटिंग रेट कमी होतो, तेव्हा मॅक्रोमोलिक्यूल्समध्ये मोठ्या आकाराचे नॅनो पार्टिकल एकत्रीकरण तयार करण्याची अधिक संधी असते.