변형 된 셀룰로오스 에테르의 수용성은 온도에 의해 영향을 받는다. 일반적으로, 대부분의 셀룰로오스 에테르는 저온에서 물에 용해됩니다. 온도가 상승하면 용해도가 점차 열악 해지고 결국 불용성이됩니다. 낮은 임계 용액 온도 (LCST : 임계 용액 온도가 낮음)는 온도가 변할 때 셀룰로오스 에테르의 용해도 변화를 특성화하는 데 중요한 파라미터입니다.
수성 메틸 셀룰로스 용액의 가열이 연구되었으며 용해도 변화의 메커니즘이 설명되었다. 위에서 언급 한 바와 같이, 메틸 셀룰로오스의 용액이 저온에있을 때, 거대 분자는 물 분자로 둘러싸여 케이지 구조를 형성한다. 온도 상승에 의해 가해지는 열은 물 분자와 MC 분자 사이의 수소 결합을 파괴 할 것이며, 케이지-유사 초분자 구조는 파괴 될 것이며, 수 분자는 수소 결합의 결합으로부터 방출되어 유리수 분자가되기 위해 유리수 분자가되며, 메틸은 셀룰로스 마크로 분자 사슬에 대한 소수성 메틸기에 대한 소수성 메틸 그룹이 노출 될 수있게한다. 하이드 록시 프로필 메틸 셀룰로스 열적으로 유도 된 하이드로 겔. 동일한 분자 사슬의 메틸기가 소수성으로 결합 된 경우,이 분자 내 상호 작용은 전체 분자가 코일로 나타납니다. 그러나, 온도의 증가는 사슬 세그먼트의 운동을 강화하고, 분자의 소수성 상호 작용은 불안정 할 것이며, 분자 사슬은 코일 상태에서 연장 상태로 변할 것이다. 이때, 분자들 사이의 소수성 상호 작용이 지배하기 시작한다. 온도가 점차 상승하면 점점 더 많은 수소 결합이 파손되고 점점 더 많은 셀룰로오스 에테르 분자가 케이지 구조로부터 분리되고, 서로 더 가까운 거대 분자는 소수성 상호 작용을 통해 함께 모여 소수성 응집체를 형성합니다. 온도가 추가로 증가하면 결국 모든 수소 결합이 파손되고 소수성 연관성이 최대에 도달하여 소수성 응집체의 수와 크기를 증가시킵니다. 이 과정에서, 메틸 셀룰로스는 점차적으로 불용성되고 결국 물에 완전히 불용성됩니다. 온도가 거대 분자 사이에 3 차원 네트워크 구조가 형성되는 지점으로 올라가면 겔을 거시적으로 형성하는 것으로 보인다.
Jun Gao와 George Haidar 등은 광 산란을 통해 하이드 록시 프로필 셀룰로오스 수용액의 온도 효과를 연구하고, 하이드 록시 프로필 셀룰로오스의 하이드 록시 프로필 셀룰로오스의 낮은 임계 용액 온도가 약 410C라고 제안 하였다. 390C보다 낮은 온도에서, 하이드 록시 프로필 셀룰로오스의 단일 분자 사슬은 무작위로 코일 상태에 있으며, 분자의 유체 역학적 반경 분포는 넓고, 거대 분자 사이에 응집이 없다. 온도가 390C로 증가하면, 분자 사슬 사이의 소수성 상호 작용이 더 강해지고, 거대 분자가 응집되고, 중합체의 물 용해도가 열악해진다. 그러나,이 온도에서, 하이드 록시 프로필 셀룰로오스 분자의 작은 부분만이 몇 개의 분자 사슬을 함유하는 일부 느슨한 응집체를 형성하는 반면, 대부분의 분자는 여전히 단일 사슬의 상태에있다. 온도가 400C로 상승하면 더 많은 거대 분자가 응집체 형성에 참여하고 용해도가 악화되고 악화되지만 현재 일부 분자는 여전히 단일 사슬 상태에 있습니다. 온도가 410C-440C의 범위에있을 때, 더 높은 온도에서의 강한 소수성 효과로 인해, 더 많은 분자가 모여 비교적 균일 한 분포를 갖는 더 크고 밀도가 높은 나노 입자를 형성한다. 고도는 점점 커지고 밀도가 높습니다. 이들 소수성 응집체의 형성은 소위 현미경 상 분리 인 용액 내 고농도의 중합체 영역의 형성을 초래한다.
나노 입자 응집체는 열역학적으로 안정적인 상태가 아니라 동역학 적으로 안정적인 상태에 있음을 지적해야한다. 이는 초기 케이지 구조가 파괴되었지만, 친수성 하이드 록실 그룹과 물 분자 사이에 여전히 강한 수소 결합이 있기 때문에, 이는 메틸 및 하이드 록시 프로필과 같은 소수성 기와 간의 조합으로부터의 수소 결합이 여전히 존재하기 때문이다. 나노 입자 응집체는 두 효과의 공동 영향 하에서 동적 평형 및 안정적인 상태에 도달했다.
또한,이 연구는 가열 속도가 또한 응집 된 입자의 형성에 영향을 미친다는 것을 발견했다. 더 빠른 가열 속도에서, 분자 사슬의 응집은 더 빠르며 형성된 나노 입자의 크기는 더 작다; 가열 속도가 느리면 거대 분자는 더 큰 크기의 나노 입자 응집체를 형성 할 수있는 더 많은 기회가 있습니다.
후 시간 : 4 월 17-2023