സെല്ലുലോസ് ഈഥറിന്റെ ലായകതാവിലെ താപനിലയുടെ പ്രഭാവം എന്താണ്?

പരിഷ്ക്കരിച്ച സെല്ലുലോസ് ഈഥറിന്റെ ജലാശയത്തെ താപനില ബാധിക്കുന്നു. സാധാരണയായി പറഞ്ഞാൽ, മിക്ക സെല്ലുലോസ് ധാർമ്മികളും കുറഞ്ഞ താപനിലയിൽ വെള്ളത്തിൽ ലയിക്കുന്നു. താപനില ഉയരുമ്പോൾ, അവരുടെ ലായക്യം ക്രമേണ ദരിദ്രരാകുകയും ഒടുവിൽ ല use ലയിതാവുകയും ചെയ്യുന്നു. താഴ്ന്ന നിർണായക പരിഹാരം (lcst: താഴ്ന്ന പരിഹാരം താപനില) താപനില മാറുമ്പോൾ സെല്ലുലോസ് ഈഥറിന്റെ ലായകതാനത്തിന്റെ സവിശേഷതയാണ്, അതായത്, താഴ്ന്ന നിലവാരമുള്ള പരിഹാരത്തിന് മുകളിലുള്ള സെല്ലുലോസ് ഈഥർ വെള്ളത്തിൽ ലയിക്കുന്നു.

ജലീയ മെത്തിൽസെല്ലുലോസ് സൊല്യൂഷനുകളുടെ ചൂടാക്കൽ പഠിക്കുകയും ലളിതീകരണത്തിലെ മാറ്റത്തിന്റെ സംവിധാനം വിശദീകരിക്കുകയും ചെയ്തു. മുകളിൽ സൂചിപ്പിച്ചതുപോലെ, മെത്തിലിൽസെല്ലുലോസിന്റെ പരിഹാരം കുറഞ്ഞ താപനിലയിൽ ആയിരിക്കുമ്പോൾ, മാക്രോമോലെക്കുലുകൾക്ക് ചുറ്റും ജല തന്മാത്രകളാൽ ചുറ്റപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. താപനില ഉയർച്ചയും മക് തന്മാത്രയും തമ്മിലുള്ള ഹൈഡ്രജൻ ബോണ്ട് തകർക്കാൻ താപനില ഉയർച്ചയും കേജ് പോലുള്ള ബോണ്ടും തകർന്നടിച്ച് കേസാണ് തന്മാത്രയെ പുറത്തുവിടുന്നത്, മെഥൈൽ മാക്രോമോളിക്യുലാർ ചെയിൻ ആയിരിക്കുമ്പോൾ, മെഥൈൽ മാക്രോമോളിക്യുലാർ ചെയിൻ ഹൈഡ്രോക്സിക്രോപിൽ ഓഫ് ഹൈഡ്രോക്സിപ്രോപൈൽ മെത്തിൽസെല്ലുലോസ് ഹൈഡ്രോക്സിപ്രോപൽലോസ് ഹൈഡ്രോക്സിപ്രോപൽലോസ്. അതേ മോളിക്യുലർ ചെയിനിലുള്ള മെഥൈൽ ഗ്രൂപ്പുകൾ ഹൈഡ്രോഫോബിക് ബോണ്ടഡ് ആണെങ്കിൽ, ഈ ഇൻട്രമോലെകുലർ ഇടപെടൽ മുഴുവൻ മൊത്തകരമായി ബാധിക്കും. എന്നിരുന്നാലും, താപനില വർധന ചെയിൻ വിഭാഗത്തിന്റെ ചലനം തീവ്രമാക്കും, തന്മാത്രയിലെ ഹൈഡ്രോഫോബിക് ഇടപെടൽ അസ്ഥിരമായിരിക്കും, കൂടാതെ തന്മാത്രാ ശൃംഖല ഒരു സമനിലയിൽ നിന്ന് വിപുലീകരിക്കും. ഈ സമയത്ത്, തന്മാത്രകൾ തമ്മിലുള്ള ഹൈഡ്രോഫോബിക് ഇടപെടൽ ആധിപത്യം സ്ഥാപിക്കാൻ തുടങ്ങുന്നു. താപനില ക്രമേണ ഉദിക്കുമ്പോൾ, കൂടുതൽ ഹൈഡ്രജൻ ബോണ്ടുകൾ തകർന്നപ്പോൾ, കൂടുതൽ സെല്ലുലോസ് ഇഥർ തന്മാത്രകൾ കൂട്ടിൽ നിന്ന് വേർതിരിക്കുന്നു, ഒപ്പം പരസ്പരം കൂടുതൽ അടുക്കുന്ന മാക്രോമോൾക്കറ്റുകളും ഹൈഡ്രോഫോബിക് ഇടപെടലുകൾ വഴി ഒരു ഹൈഡ്രോഫോബിക് ഇടപെടലുകളുണ്ട്. താപനിലയിൽ കൂടുതൽ വർദ്ധനയോടെ, ഒടുവിൽ എല്ലാ ഹൈഡ്രജൻ ബോണ്ടുകളും തകർന്നു, അതിന്റെ ഹൈഡ്രോഫോബിക് അസോസിയേഷൻ പരമാവധി എത്തുമ്പോൾ, ഹൈഡ്രോഫോബിക് അഗ്രഗേറ്റുകളുടെ എണ്ണവും വലുപ്പവും വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു. ഈ പ്രക്രിയയ്ക്കിടെ, മെത്തിലിൽസില്ലൂലോസ് ക്രമേണ ലയിക്കും, ഒടുവിൽ പൂർണ്ണമായും വെള്ളത്തിൽ ലയിക്കുന്നു. മാക്ട്രോമോലേഷുകൾക്കിടയിൽ ത്രിമാന നെറ്റ്വർക്ക് ഘടന രൂപീകരിച്ച സ്ഥലത്തേക്ക് താപനില ഉയരുമ്പോൾ, ഇത് ഒരു ജെൽ മാക്രോസ്കോപ്പിനായി രൂപീകരിക്കുന്നതായി തോന്നുന്നു.

ജുഗോ ഗാവോയും ജോർജ്ജ് ഹീദാറും ഇറ്റ് എഎൽഎഎൽ പഠവസഞ്ചി ലൈറ്റ് സ്കാറ്ററിംഗ് വഴി ഹൈഡ്രോക്സിപ്രോപൈൽ സെല്ലുലോസ് ജലീയ ലായനിയുടെ താപനില പ്രഭാവം 410 സി ഏകദേശം 410 സി ആണ്. 390 സി നേക്കാൾ കുറവായ താപനിലയിൽ, ഹൈഡ്രോക്സിപ്രോപൽ സെല്ലുലോസിന്റെ ഒറ്റ തന്മാത്രാ ശൃംഖലകൾ ക്രമരഹിതമായി ചുരുക്കിയ അവസ്ഥയിലാണ്, തന്മാത്രകളുടെ ഹൈഡ്രോഡൈനാമിക് ദൂരം വിശാലമാണ്, മാക്രോമോളിക്യൂളുകൾക്കിടയിൽ അഗ്രഗരമല്ല. താപനില 390 സി ആയി വർദ്ധിക്കുമ്പോൾ, തന്മാത്രുക്കങ്ങൾ തമ്മിലുള്ള ഹൈഡ്രോഫോബിക് ഇടപെടൽ ശക്തമാവുകയും മാക്രോമോളിക്യുൽസ് മൊത്തം, പോളിമറിന്റെ ലായനികൾ ദരിദ്രരാകുകയും ചെയ്യുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, ഈ താപനിലയിൽ, ഹൈഡ്രോക്സിപ്രോപൈൽ സെല്ലുലോസ് തന്മാത്രകളുടെ ഒരു ചെറിയ ഭാഗം മാത്രമേ ചില തന്മാത്ര ശൃംഖലകൾ മാത്രം അടങ്ങിയിരിക്കുന്നതെന്ന് ചില തന്മാത്രക്കാരിൽ ഭൂരിഭാഗവും നിശ്ചലമായ ഒരൊറ്റ ചങ്ങലകളിലാണ്. താപനില 400 സി വരെ ഉയരുമ്പോൾ, കൂടുതൽ മാക്രോമോലെക്കുലുകൾ അഗ്രഗേറ്റുകളുടെ രൂപീകരണത്തിൽ പങ്കെടുക്കുന്നു, മാത്രമല്ല ഈ സമയത്ത്, ചില തന്മാത്രകൾ ഇപ്പോഴും ഒറ്റ ചങ്ങലകളിലാണ്. ഉയർന്ന താപനിലയിൽ ശക്തമായ ഹൈഡ്രോഫോബിക് പ്രഭാവം കാരണം താപനില 410 സി -440 സി പരിധിയിലായിരിക്കുമ്പോൾ, താരതമ്യേന ഏകീകൃത വിതരണത്തോടെ കൂടുതൽ തന്മാത്രകൾ വലിയതും സാന്ദ്രവുമായ നാനോപാർട്ടക്കിളുകളായി കൂടിവരുമാണ്. ഉയരങ്ങളും വലുതും സാന്ദ്രതയുമാണ്. ഈ ഹൈഡ്രോഫോബിക് അഗ്രതകരുടെ രൂപീകരണം പോളിമാനിറിന്റെ ഉയർന്നതും താഴ്ന്നതുമായ ഏകാഗ്രതയുടെ രൂപവത്കരണത്തിലേക്ക് നയിക്കുന്നു, മൈക്രോസ്കോപ്പിക് ഫേസ് വേർതിരിക്കൽ എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്നവ.

ഒരു തെർമോഡൈനാംബേണാമെരിക്ക് സ്ഥിരതയുള്ള അവസ്ഥയല്ല, നാനോപാർട്ടിക്കിൾ അഗ്രതകളേ, കനത്ത നിരക്കായുള്ള അവസ്ഥയിലാണെന്ന് ചൂണ്ടിക്കാണിക്കണം. ഈ പ്രാരംഭ കേജ് ഘടന നശിപ്പിച്ചെങ്കിലും ഹൈഡ്രോഫിലിക് ഹൈഡ്രോക്സൈൽ ഗ്രൂപ്പും ജല തന്മാത്രയും തമ്മിൽ ഇപ്പോഴും ശക്തമായ ഹൈഡ്രജൻ ബോണ്ട് ഉണ്ട്. രണ്ട് ഫലങ്ങളുടെ സംയുക്ത സ്വാധീനത്തിൽ നാനോപർട്ടിക്കിൾ അഗ്രഗീറ്റുകൾ ചലനാത്മക സന്തുലിതാവസ്ഥയും സ്ഥിരതയുള്ള സംസ്ഥാനത്തിലെത്തി.

ഇതിനുപുറമെ, ചൂടാക്കൽ നിരക്കും മൊത്തം മൊത്തം കണങ്ങളുടെ രൂപവത്കരണത്തിൽ സ്വാധീനം ചെലുത്തുന്നുവെന്നും പഠനം കണ്ടെത്തി. വേഗതയേറിയ ചൂടാക്കൽ നിരക്കിൽ, തന്മാത്രാ ശൃംഖലകളുടെ സംയോജനം വേഗത്തിലാണ്, രൂപംകൊണ്ട നാനോപാർട്ടിക്കിളുകളുടെ വലുപ്പം ചെറുതാണ്; ചൂടാക്കൽ നിരക്ക് മന്ദഗതിയിലാകുമ്പോൾ, വലിയ വലുപ്പമുള്ള നാനോപാർട്ടിക്കിൾ അഗ്രഗേറ്റുകൾ രൂപീകരിക്കാൻ മാക്രോമോലെക്കുലുകൾക്ക് കൂടുതൽ അവസരങ്ങളുണ്ട്.