Vaihekäyttäytyminen ja fibrillien muodostuminen vesipitoisissa selluloosatereissä

Vaihekäyttäytyminen ja fibrillien muodostuminen vesipitoisessaselluloosan eetteritovat monimutkaisia ​​ilmiöitä, joihin vaikuttavat selluloosan eetterien kemiallinen rakenne, niiden pitoisuus, lämpötila ja muiden lisäaineiden läsnäolo. Selluloosaneetterit, kuten hydroksipropyylimetyyliselluloosa (HPMC) ja karboksimetyyliselluloosa (CMC), tunnetaan kyvystään muodostaa geelejä ja osoittaa mielenkiintoisia vaihesiirtymiä. Tässä on yleinen yleiskatsaus:

Vaihekäyttäytyminen:

1. Sol-geelin siirtyminen:
   • Selluloosaetrien vesipitoiset liuokset läpikäyvät usein sool-geelimuutoksen pitoisuuden kasvaessa.
   • Pienemmillä pitoisuuksilla liuos käyttäytyy kuin neste (SOL), kun taas korkeammissa pitoisuuksissa se muodostaa geelimaisen rakenteen.
2. Kriittinen geeliytymispitoisuus (CGC):
   • CGC on pitoisuus, jossa siirtyminen liuoksesta geeliin tapahtuu.
   • CGC: hen vaikuttavia tekijöitä ovat selluloosaeetterin, lämpötilan ja suolojen tai muiden lisäaineiden läsnäolon korvausaste.
3. Lämpötilariippuvuus:
   • Geeliytyminen on usein lämpötilasta riippuvaa, ja joillakin selluloosantehillä on lisääntynyt geeliytyminen korkeammissa lämpötiloissa.
   • Tätä lämpötilaherkkyyttä käytetään sovelluksissa, kuten kontrolloidussa lääkkeen vapautumisessa ja elintarvikkeiden jalostuksessa.

Fibrillien muodostuminen:

1. Misellarin yhdistäminen:
   • Tietyissä pitoisuuksissa selluloosaneetterit voivat muodostaa miselliä tai aggregaatteja liuokseen.
   • Aggregaatiota ohjaavat eetterifikaation aikana otettujen alkyyli- tai hydroksyalkyyliryhmien hydrofobiset vuorovaikutukset.
2. Fibrillogeneesi:
   • Siirtyminen liukoisista polymeeriketjuista liukenemattomiin fibrilleihin liittyy fibrillogeneesiksi kutsuttu prosessi.
   • Fibrillit muodostetaan molekyylien välisten vuorovaikutusten, vedyn sitoutumisen ja polymeeriketjujen fysikaalisen takertumisen avulla.
3. Leikkauksen vaikutus:
   • Leikkausvoimien, kuten sekoittamisen tai sekoittamisen, levittäminen voi edistää fibrillien muodostumista selluloosaeetteriliuoksissa.
   • Leikkauksen aiheuttamat rakenteet ovat merkityksellisiä teollisuusprosesseissa ja sovelluksissa.
4. Lisäaineet ja silloitus:
   • Suolojen tai muiden lisäaineiden lisääminen voi vaikuttaa fibrillaaristen rakenteiden muodostumiseen.
   • Silloivia aineita voidaan käyttää fibrillien vakauttamiseen ja vahvistamiseen.

Sovellukset:

1. Huumeiden toimitus:
   • Selluloosan eetterien geeliytymis- ja fibrillimuodostusominaisuuksia käytetään kontrolloiduissa lääkkeen vapautumisformulaatioissa.
2. Elintarviketeollisuus:
   • Selluloosan eetterit edistävät elintarvikkeiden rakennetta ja stabiilisuutta geeliytymisen ja sakeutumisen kautta.
3. Henkilökohtainen hygieniatuotteet:
   • Geeliytyminen ja fibrillien muodostuminen parantavat tuotteiden, kuten shampoon, voiteiden ja voiteiden, suorituskykyä.
4. Rakennusmateriaalit:
   • Geeliytymisominaisuudet ovat ratkaisevan tärkeitä rakennusmateriaalien, kuten laattaliimojen ja laastien, kehittämisessä.

Selluloosan eetterien vaihekäyttäytymisen ja fibrillien muodostumisen ymmärtäminen on välttämätöntä niiden ominaisuuksien räätälöimiseksi tiettyihin sovelluksiin. Tutkijat ja formulaattorit pyrkivät optimoimaan nämä ominaisuudet parannetulle toiminnallisuudelle eri toimialoilla.