Mae tymheredd yn effeithio ar hydoddedd dŵr yr ether seliwlos wedi'i addasu. A siarad yn gyffredinol, mae'r mwyafrif o etherau seliwlos yn hydawdd mewn dŵr ar dymheredd isel. Pan fydd y tymheredd yn codi, mae eu hydoddedd yn dod yn wael yn raddol ac yn y pen draw yn dod yn anhydawdd. Mae tymheredd toddiant critigol is (LCST: tymheredd toddiant critigol is) yn baramedr pwysig i nodweddu newid hydoddedd ether seliwlos pan fydd y tymheredd yn newid, hynny yw, uwchlaw tymheredd y toddiant critigol is, mae ether seliwlos yn anhydawdd mewn dŵr.
Astudiwyd gwresogi toddiannau methylcellwlos dyfrllyd ac eglurwyd mecanwaith y newid mewn hydoddedd. Fel y soniwyd uchod, pan fydd hydoddiant methylcellulose ar dymheredd isel, mae'r macromoleciwlau wedi'u hamgylchynu gan foleciwlau dŵr i ffurfio strwythur cawell. Bydd y gwres a gymhwysir gan y codiad tymheredd yn torri'r bond hydrogen rhwng y moleciwl dŵr a'r moleciwl MC, bydd y strwythur supramoleciwlaidd tebyg i gawell yn cael ei ddinistrio, a bydd y moleciwl dŵr yn cael ei ryddhau o rwymo'r bond hydrogen i ddod yn foleciwl dŵr rhydd, tra bod y gadwyn yn gwneud y macromedig yn gwneud y macrom Cysylltiad hydroffobig hydroxypropyl methylcellulose hydrogel a achosir yn thermol. Os yw'r grwpiau methyl ar yr un gadwyn foleciwlaidd wedi'u bondio'n hydroffobig, bydd y rhyngweithio intramoleciwlaidd hwn yn gwneud i'r moleciwl cyfan ymddangos yn coiled. Fodd bynnag, bydd y cynnydd mewn tymheredd yn dwysáu symudiad y segment cadwyn, bydd y rhyngweithio hydroffobig yn y moleciwl yn ansefydlog, a bydd y gadwyn foleciwlaidd yn newid o gyflwr coiled i gyflwr estynedig. Ar yr adeg hon, mae'r rhyngweithio hydroffobig rhwng moleciwlau yn dechrau dominyddu. Pan fydd y tymheredd yn codi'n raddol, mae mwy a mwy o fondiau hydrogen yn cael eu torri, a mwy a mwy o foleciwlau ether seliwlos yn cael eu gwahanu oddi wrth strwythur y cawell, ac mae'r macromoleciwlau sy'n agosach at ei gilydd yn ymgynnull trwy ryngweithio hydroffobig i ffurfio agreg hydroffobig. Gyda chynnydd pellach yn y tymheredd, yn y pen draw mae pob bond hydrogen wedi torri, ac mae ei gysylltiad hydroffobig yn cyrraedd uchafswm, gan gynyddu nifer a maint agregau hydroffobig. Yn ystod y broses hon, mae methylcellulose yn dod yn anhydawdd yn raddol ac yn y pen draw yn gwbl anhydawdd mewn dŵr. Pan fydd y tymheredd yn codi i'r pwynt lle mae strwythur rhwydwaith tri dimensiwn yn cael ei ffurfio rhwng macromoleciwlau, mae'n ymddangos ei fod yn ffurfio gel yn macrosgopig.
Astudiodd Jun Gao a George Haidar et al effaith tymheredd hydoddiant dyfrllyd cellwlos hydroxypropyl trwy wasgaru golau, a chynigiodd fod tymheredd toddiant critigol is cellwlos hydroxypropyl oddeutu 410C. Ar dymheredd is na 390C, mae'r gadwyn foleciwlaidd sengl o seliwlos hydroxypropyl mewn cyflwr wedi'i orchuddio ar hap, ac mae dosbarthiad radiws hydrodynamig y moleciwlau yn eang, ac nid oes agregu rhwng macromoleciwlau. Pan fydd y tymheredd yn cael ei gynyddu i 390C, mae'r rhyngweithio hydroffobig rhwng y cadwyni moleciwlaidd yn dod yn gryfach, mae'r macromoleciwlau'n agregu, ac mae hydoddedd dŵr y polymer yn dod yn wael. Fodd bynnag, ar y tymheredd hwn, dim ond rhan fach o foleciwlau cellwlos hydroxypropyl sy'n ffurfio rhai agregau rhydd sy'n cynnwys dim ond ychydig o gadwyni moleciwlaidd, tra bod y rhan fwyaf o'r moleciwlau yn dal i fod yn nhalaith cadwyni sengl gwasgaredig. Pan fydd y tymheredd yn codi i 400C, mae mwy o macromoleciwlau yn cymryd rhan wrth ffurfio agregau, ac mae'r hydoddedd yn gwaethygu ac yn waeth, ond ar yr adeg hon, mae rhai moleciwlau yn dal i fod yn nhalaith cadwyni sengl. Pan fydd y tymheredd yn yr ystod o 410C-440C, oherwydd yr effaith hydroffobig gref ar dymheredd uwch, mae mwy o foleciwlau'n casglu i ffurfio nanoronynnau mwy a dwysach gyda dosbarthiad cymharol unffurf. Mae drychiadau'n dod yn fwy ac yn ddwysach. Mae ffurfio'r agregau hydroffobig hyn yn arwain at ffurfio rhanbarthau o grynodiad uchel ac isel o bolymer mewn toddiant, gwahaniad cyfnod microsgopig fel y'i gelwir.
Dylid tynnu sylw at y ffaith bod yr agregau nanoronynnau mewn cyflwr cinetig sefydlog, nid cyflwr sefydlog yn thermodynamig. Mae hyn oherwydd er bod y strwythur cawell cychwynnol wedi'i ddinistrio, mae bond hydrogen cryf o hyd rhwng y grŵp hydrocsyl hydroffilig a'r moleciwl dŵr, sy'n atal grwpiau hydroffobig fel methyl a hydroxypropyl rhag cyfuniad rhwng. Cyrhaeddodd yr agregau nanoparticle ecwilibriwm deinamig a chyflwr sefydlog o dan ddylanwad ar y cyd y ddwy effaith.
Yn ogystal, canfu'r astudiaeth hefyd fod y gyfradd wresogi hefyd yn cael effaith ar ffurfio gronynnau agregedig. Ar gyfradd wresogi gyflymach, mae agregu cadwyni moleciwlaidd yn gyflymach, ac mae maint y nanoronynnau ffurfiedig yn llai; A phan fydd y gyfradd wresogi yn arafach, mae'r macromoleciwlau yn cael mwy o gyfleoedd i ffurfio agregau nanoparticle maint mwy.
Amser Post: Ebrill-17-2023