La solubilité dans l'eau de l'éther de cellulose modifiée est affectée par la température. D'une manière générale, la plupart des éthers de cellulose sont solubles dans l'eau à basse température. Lorsque la température augmente, leur solubilité devient progressivement médiocre et devient finalement insoluble. La température de la solution critique plus faible (LCST: la température de la solution critique plus faible) est un paramètre important pour caractériser le changement de solubilité de l'éther de cellulose lorsque la température change, c'est-à-dire au-dessus de la température de la solution critique plus faible, l'éther de cellulose est insoluble dans l'eau.
Le chauffage des solutions aqueux de méthylcellulose a été étudié et le mécanisme du changement de solubilité a été expliqué. Comme mentionné ci-dessus, lorsque la solution de méthylcellulose est à basse température, les macromolécules sont entourées de molécules d'eau pour former une structure de cage. La chaleur appliquée par l'élévation de la température brisera la liaison hydrogène entre la molécule d'eau et la molécule MC, la structure supramoléculaire en forme de cage sera détruite, et la molécule d'eau sera libérée de la liaison de la liaison hydrogène pour devenir une molécule d'eau libre, tandis que le méthyle le groupe méthyle hydrophobe sur la chaîne macrrophobiculaire de la cellule est exposée, ce qui fait de la chaîne macrrophobiculaire de la cellule de la chaîne macromoléculaire est exposée, ce qui est possible de préparer et d'étudier la chaîne macrrophobiculaire de l'hydrrophobic L'hydroxypropyl méthylcellulose induite par hydrogel induit. Si les groupes méthyles sur la même chaîne moléculaire sont liés à l'hydrophobe, cette interaction intramoléculaire fera apparaître la molécule entière enroulée. Cependant, l'augmentation de la température intensifiera le mouvement du segment de la chaîne, l'interaction hydrophobe dans la molécule sera instable et la chaîne moléculaire passera d'un état enroulé à un état étendu. À l'heure actuelle, l'interaction hydrophobe entre les molécules commence à dominer. Lorsque la température augmente progressivement, de plus en plus de liaisons hydrogène sont brisées et de plus en plus de molécules d'éther de cellulose sont séparées de la structure de la cage, et les macromolécules qui sont plus proches les unes des autres se rassemblent par des interactions hydrophobes pour former un agrégat hydrophobe. Avec une nouvelle augmentation de la température, toutes les liaisons hydrogène sont finalement brisées et son association hydrophobe atteint un maximum, augmentant le nombre et la taille des agrégats hydrophobes. Au cours de ce processus, la méthylcellulose devient progressivement insoluble et finalement complètement insoluble dans l'eau. Lorsque la température monte au point où une structure de réseau tridimensionnelle se forme entre les macromolécules, il semble former un gel macroscopiquement.
Jun Gao et George Haidar et al ont étudié l'effet de température de la solution aqueuse hydroxypropyl-cellulose au moyen de la diffusion de la lumière, et ont proposé que la température critique de la solution critique de l'hydroxypropyl-cellulose soit d'environ 410C. À une température inférieure à 390 ° C, la chaîne moléculaire unique d'hydroxypropyl cellulose est à l'état enroulé aléatoire, et la distribution du rayon hydrodynamique des molécules est large et il n'y a pas d'agrégation entre les macromolécules. Lorsque la température est augmentée à 390 ° C, l'interaction hydrophobe entre les chaînes moléculaires devient plus forte, les macromolécules agrégés et la solubilité dans l'eau du polymère devient médiocre. Cependant, à cette température, seule une petite partie des molécules d'hydroxypropyle cellulose forment des agrégats lâches ne contenant que quelques chaînes moléculaires, tandis que la plupart des molécules sont toujours dans l'état de chaînes simples dispersées. Lorsque la température s'élève à 400 ° C, plus de macromolécules participent à la formation d'agrégats, et la solubilité devient de plus en plus pire, mais à ce moment, certaines molécules sont toujours dans l'état de chaînes uniques. Lorsque la température est dans la plage de 410C-440C, en raison du fort effet hydrophobe à des températures plus élevées, plus de molécules se rassemblent pour former des nanoparticules plus grandes et plus denses avec une distribution relativement uniforme. Les élévations deviennent plus grandes et plus denses. La formation de ces agrégats hydrophobes conduit à la formation de régions de concentration élevée et faible de polymère en solution, une soi-disant séparation de phase microscopique.
Il convient de souligner que les agrégats de nanoparticules sont dans un état cinétiquement stable, et non un état thermodynamiquement stable. En effet, bien que la structure de cage initiale ait été détruite, il y a toujours une forte liaison hydrogène entre le groupe hydroxyle hydrophile et la molécule d'eau, ce qui empêche les groupes hydrophobes tels que le méthyle et l'hydroxypropyle de combinaison entre. Les agrégats de nanoparticules ont atteint un équilibre dynamique et un état stable sous l'influence articulaire des deux effets.
De plus, l'étude a également révélé que le taux de chauffage a également un impact sur la formation de particules agrégées. À un taux de chauffage plus rapide, l'agrégation des chaînes moléculaires est plus rapide et la taille des nanoparticules formées est plus petite; Et lorsque le taux de chauffage est plus lent, les macromolécules ont plus d'occasions de former des agrégats de nanoparticules de plus grande taille.
Heure du poste: 17 avr-2023