ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ ಈಥರ್‌ನ ಕರಗುವಿಕೆಯ ಮೇಲೆ ತಾಪಮಾನದ ಪರಿಣಾಮ ಏನು?

ಮಾರ್ಪಡಿಸಿದ ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ ಈಥರ್‌ನ ನೀರಿನ ಕರಗುವಿಕೆಯು ತಾಪಮಾನದಿಂದ ಪ್ರಭಾವಿತವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಹೇಳುವುದಾದರೆ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ ಈಥರ್‌ಗಳು ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ನೀರಿನಲ್ಲಿ ಕರಗುತ್ತವೆ. ತಾಪಮಾನ ಹೆಚ್ಚಾದಾಗ, ಅವುಗಳ ಕರಗುವಿಕೆಯು ಕ್ರಮೇಣ ಕಳಪೆಯಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅಂತಿಮವಾಗಿ ಕರಗುವುದಿಲ್ಲ. ಕಡಿಮೆ ನಿರ್ಣಾಯಕ ಪರಿಹಾರ ತಾಪಮಾನ (ಎಲ್‌ಸಿಎಸ್‌ಟಿ: ಕಡಿಮೆ ನಿರ್ಣಾಯಕ ಪರಿಹಾರ ತಾಪಮಾನ) ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ ಈಥರ್‌ನ ಕರಗುವ ಬದಲಾವಣೆಯನ್ನು ನಿರೂಪಿಸಲು ಒಂದು ಪ್ರಮುಖ ನಿಯತಾಂಕವಾಗಿದೆ, ಅಂದರೆ, ಕಡಿಮೆ ನಿರ್ಣಾಯಕ ದ್ರಾವಣ ತಾಪಮಾನದ ಮೇಲೆ, ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ ಈಥರ್ ನೀರಿನಲ್ಲಿ ಕರಗುವುದಿಲ್ಲ.

ಜಲೀಯ ಮೀಥೈಲ್ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ ದ್ರಾವಣಗಳ ತಾಪವನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಲಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಕರಗುವಿಕೆಯ ಬದಲಾವಣೆಯ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನವನ್ನು ವಿವರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಮೇಲೆ ಹೇಳಿದಂತೆ, ಮೀಥೈಲ್‌ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್‌ನ ದ್ರಾವಣವು ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿದ್ದಾಗ, ಸ್ಥೂಲ ಅಣುಗಳು ನೀರಿನ ಅಣುಗಳಿಂದ ಆವೃತವಾಗಿ ಪಂಜರದ ರಚನೆಯನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತವೆ. ತಾಪಮಾನದ ಏರಿಕೆಯಿಂದ ಅನ್ವಯಿಸುವ ಶಾಖವು ನೀರಿನ ಅಣು ಮತ್ತು ಎಂಸಿ ಅಣುವಿನ ನಡುವಿನ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಬಂಧವನ್ನು ಮುರಿಯುತ್ತದೆ, ಪಂಜರದಂತಹ ಸುಪ್ರಾಮೋಲಿಕ್ಯುಲರ್ ರಚನೆಯು ನಾಶವಾಗುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ನೀರಿನ ಅಣುವನ್ನು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಬಾಂಡ್‌ನ ಬಂಧದಿಂದ ಮುಕ್ತ ನೀರಿನ ಅಣುಗಳಾಗಿ ಬಿಡುಗಡೆ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಹೈಡ್ರೊಫೊಫಿಕ್ ಮೀಥೈಲ್ ಗುಂಪಿನ ಮೇಲೆ ಹೈಡ್ರೋಫೋಬಿಕ್ ಮೀಥೈಲ್ ಮೆಥೈಲ್ ಗ್ರೂಪ್‌ನಲ್ಲಿ ಹೈಡ್ರೋಫೋಬಿಕ್ ಮೀಥೈಲ್ ಮತ್ತು ಅಧ್ಯಯನದ ಮೇಲೆ ಹೈಡ್ರೋಫೋಬಿಕ್ ಮೆಥೈಲ್ ಮತ್ತು ಅಧ್ಯಯನದ ಮೇಲೆ ಎಕ್ಸ್‌ಪೋಸೆಸ್ಡ್, ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸಿಪ್ರೊಪಿಲ್ ಮೀಥೈಲ್ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ ಉಷ್ಣ ಪ್ರೇರಿತ ಹೈಡ್ರೋಜೆಲ್. ಅದೇ ಆಣ್ವಿಕ ಸರಪಳಿಯಲ್ಲಿರುವ ಮೀಥೈಲ್ ಗುಂಪುಗಳು ಹೈಡ್ರೋಫೋಬಿಕಲ್ ಬಂಧಿತವಾಗಿದ್ದರೆ, ಈ ಇಂಟ್ರಾಮೋಲಿಕ್ಯುಲರ್ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಯು ಇಡೀ ಅಣುವನ್ನು ಸುರುಳಿಯಾಗಿ ಕಾಣುವಂತೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ತಾಪಮಾನದ ಹೆಚ್ಚಳವು ಸರಪಳಿ ವಿಭಾಗದ ಚಲನೆಯನ್ನು ತೀವ್ರಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ, ಅಣುವಿನಲ್ಲಿನ ಹೈಡ್ರೋಫೋಬಿಕ್ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಯು ಅಸ್ಥಿರವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಆಣ್ವಿಕ ಸರಪಳಿಯು ಸುರುಳಿಯಾಕಾರದ ಸ್ಥಿತಿಯಿಂದ ವಿಸ್ತೃತ ಸ್ಥಿತಿಗೆ ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಅಣುಗಳ ನಡುವಿನ ಹೈಡ್ರೋಫೋಬಿಕ್ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಯು ಪ್ರಾಬಲ್ಯ ಸಾಧಿಸಲು ಪ್ರಾರಂಭಿಸುತ್ತದೆ. ತಾಪಮಾನವು ಕ್ರಮೇಣ ಏರಿದಾಗ, ಹೆಚ್ಚು ಹೆಚ್ಚು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಬಂಧಗಳು ಮುರಿದುಹೋಗುತ್ತವೆ, ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚು ಹೆಚ್ಚು ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ ಈಥರ್ ಅಣುಗಳನ್ನು ಪಂಜರದ ರಚನೆಯಿಂದ ಬೇರ್ಪಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ಪರಸ್ಪರ ಹತ್ತಿರವಿರುವ ಸ್ಥೂಲ ಅಣುಗಳು ಹೈಡ್ರೋಫೋಬಿಕ್ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಗಳ ಮೂಲಕ ಒಟ್ಟುಗೂಡಿಸಿ ಹೈಡ್ರೋಫೋಬಿಕ್ ಸಮಗ್ರತೆಯನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತವೆ. ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಮತ್ತಷ್ಟು ಹೆಚ್ಚಳದೊಂದಿಗೆ, ಅಂತಿಮವಾಗಿ ಎಲ್ಲಾ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಬಂಧಗಳು ಮುರಿದುಹೋಗುತ್ತವೆ, ಮತ್ತು ಅದರ ಹೈಡ್ರೋಫೋಬಿಕ್ ಸಂಘವು ಗರಿಷ್ಠ ತಲುಪುತ್ತದೆ, ಇದು ಹೈಡ್ರೋಫೋಬಿಕ್ ಸಮುಚ್ಚಯಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ ಮತ್ತು ಗಾತ್ರವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ, ಮೀಥೈಲ್ ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ ಹಂತಹಂತವಾಗಿ ಕರಗುವುದಿಲ್ಲ ಮತ್ತು ಅಂತಿಮವಾಗಿ ನೀರಿನಲ್ಲಿ ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಕರಗುವುದಿಲ್ಲ. ಮ್ಯಾಕ್ರೋಮೋಲಿಕ್ಯೂಲ್‌ಗಳ ನಡುವೆ ಮೂರು ಆಯಾಮದ ನೆಟ್‌ವರ್ಕ್ ರಚನೆಯು ರೂಪುಗೊಳ್ಳುವ ಹಂತಕ್ಕೆ ತಾಪಮಾನವು ಏರಿದಾಗ, ಅದು ಜೆಲ್ ಮ್ಯಾಕ್ರೋಸ್ಕೋಪಿಕಲ್ ಆಗಿ ರೂಪುಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ.

ಜೂನ್ ಗಾವೊ ಮತ್ತು ಜಾರ್ಜ್ ಹೈಡಾರ್ ಮತ್ತು ಇತರರು ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸಿಪ್ರೊಪಿಲ್ ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ ಜಲೀಯ ದ್ರಾವಣದ ತಾಪಮಾನದ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ಬೆಳಕಿನ ಚದುರುವಿಕೆಯ ಮೂಲಕ ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಿದರು ಮತ್ತು ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸಿಪ್ರೊಪಿಲ್ ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ ನ ಕಡಿಮೆ ನಿರ್ಣಾಯಕ ಪರಿಹಾರ ತಾಪಮಾನವು ಸುಮಾರು 410 ಸಿ ಎಂದು ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಿದರು. 390 ಸಿ ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ, ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸಿಪ್ರೊಪಿಲ್ ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್‌ನ ಏಕ ಆಣ್ವಿಕ ಸರಪಳಿಯು ಯಾದೃಚ್ ly ಿಕವಾಗಿ ಸುರುಳಿಯಾಕಾರದ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿದೆ, ಮತ್ತು ಅಣುಗಳ ಹೈಡ್ರೊಡೈನಾಮಿಕ್ ತ್ರಿಜ್ಯ ವಿತರಣೆಯು ಅಗಲವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಮ್ಯಾಕ್ರೋಮೋಲಿಕ್ಯೂಲ್‌ಗಳ ನಡುವೆ ಯಾವುದೇ ಒಟ್ಟುಗೂಡಿಸುವಿಕೆ ಇಲ್ಲ. ತಾಪಮಾನವನ್ನು 390 ಸಿ ಗೆ ಹೆಚ್ಚಿಸಿದಾಗ, ಆಣ್ವಿಕ ಸರಪಳಿಗಳ ನಡುವಿನ ಹೈಡ್ರೋಫೋಬಿಕ್ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಯು ಬಲಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ, ಸ್ಥೂಲ ಅಣುಗಳು ಒಟ್ಟುಗೂಡುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಪಾಲಿಮರ್‌ನ ನೀರಿನ ಕರಗುವಿಕೆಯು ಕಳಪೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಈ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ, ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸಿಪ್ರೊಪಿಲ್ ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ ಅಣುಗಳ ಒಂದು ಸಣ್ಣ ಭಾಗ ಮಾತ್ರ ಕೆಲವೇ ಆಣ್ವಿಕ ಸರಪಳಿಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಕೆಲವು ಸಡಿಲವಾದ ಸಮುಚ್ಚಯಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಅಣುಗಳು ಇನ್ನೂ ಚದುರಿದ ಏಕ ಸರಪಳಿಗಳ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿವೆ. ತಾಪಮಾನವು 400 ಸಿ ಗೆ ಏರಿದಾಗ, ಸಮುಚ್ಚಯಗಳ ರಚನೆಯಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸ್ಥೂಲ ಅಣುಗಳು ಭಾಗವಹಿಸುತ್ತವೆ, ಮತ್ತು ಕರಗುವಿಕೆ ಕೆಟ್ಟದಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಕೆಟ್ಟದಾಗುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಈ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಕೆಲವು ಅಣುಗಳು ಇನ್ನೂ ಏಕ ಸರಪಳಿಗಳ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿವೆ. ತಾಪಮಾನವು 410 ಸಿ -440 ಸಿ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಲ್ಲಿರುವಾಗ, ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಬಲವಾದ ಹೈಡ್ರೋಫೋಬಿಕ್ ಪರಿಣಾಮದಿಂದಾಗಿ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಅಣುಗಳು ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಏಕರೂಪದ ವಿತರಣೆಯೊಂದಿಗೆ ದೊಡ್ಡ ಮತ್ತು ಸಾಂದ್ರವಾದ ನ್ಯಾನೊಪರ್ಟಿಕಲ್ಸ್ ಅನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತವೆ. ಎತ್ತರಗಳು ದೊಡ್ಡದಾಗುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಸಾಂದ್ರವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಈ ಹೈಡ್ರೋಫೋಬಿಕ್ ಸಮುಚ್ಚಯಗಳ ರಚನೆಯು ದ್ರಾವಣದಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಪಾಲಿಮರ್ ಪ್ರದೇಶಗಳ ರಚನೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಸೂಕ್ಷ್ಮ ಹಂತದ ಬೇರ್ಪಡಿಕೆ ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುತ್ತದೆ.

ನ್ಯಾನೊ ಪಾರ್ಟಿಕಲ್ ಸಮುಚ್ಚಯಗಳು ಚಲನಶೀಲ ಸ್ಥಿರ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿವೆ, ಆದರೆ ಉಷ್ಣಬಲ ವಿಜ್ಞಾನದ ಸ್ಥಿರ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲ ಎಂದು ಗಮನಿಸಬೇಕು. ಆರಂಭಿಕ ಪಂಜರದ ರಚನೆಯು ನಾಶವಾಗಿದ್ದರೂ, ಹೈಡ್ರೋಫಿಲಿಕ್ ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸಿಲ್ ಗುಂಪು ಮತ್ತು ನೀರಿನ ಅಣುವಿನ ನಡುವೆ ಇನ್ನೂ ಬಲವಾದ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಬಂಧವಿದೆ, ಇದು ಹೈಡ್ರೋಫೋಬಿಕ್ ಗುಂಪುಗಳಾದ ಮೀಥೈಲ್ ಮತ್ತು ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸಿಪ್ರೊಪಿಲ್ ಅನ್ನು ನಡುವಿನ ಸಂಯೋಜನೆಯಿಂದ ತಡೆಯುತ್ತದೆ. ನ್ಯಾನೊ ಪಾರ್ಟಿಕಲ್ ಸಮುಚ್ಚಯಗಳು ಎರಡು ಪರಿಣಾಮಗಳ ಜಂಟಿ ಪ್ರಭಾವದಡಿಯಲ್ಲಿ ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಸಮತೋಲನ ಮತ್ತು ಸ್ಥಿರ ಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ತಲುಪಿದವು.

ಇದಲ್ಲದೆ, ತಾಪನ ದರವು ಒಟ್ಟು ಕಣಗಳ ರಚನೆಯ ಮೇಲೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆ ಎಂದು ಅಧ್ಯಯನವು ಕಂಡುಹಿಡಿದಿದೆ. ವೇಗವಾಗಿ ತಾಪನ ದರದಲ್ಲಿ, ಆಣ್ವಿಕ ಸರಪಳಿಗಳ ಒಟ್ಟುಗೂಡಿಸುವಿಕೆಯು ವೇಗವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ರೂಪುಗೊಂಡ ನ್ಯಾನೊಪರ್ಟಿಕಲ್ಸ್‌ನ ಗಾತ್ರವು ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದೆ; ಮತ್ತು ತಾಪನ ದರ ನಿಧಾನವಾಗಿದ್ದಾಗ, ದೊಡ್ಡ ಗಾತ್ರದ ನ್ಯಾನೊ ಪಾರ್ಟಿಕಲ್ ಸಮುಚ್ಚಯಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸಲು ಸ್ಥೂಲ ಅಣುಗಳಿಗೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಅವಕಾಶಗಳಿವೆ.