Faasi käitumine ja fibrillide moodustumine tselluloosi vesilahustes

Faasi käitumine ja fibrillide moodustumine vesilahusestselluloosi eetridNeed on keerulised nähtused, mida mõjutavad tsellulooseetrite keemiline struktuur, nende kontsentratsioon, temperatuur ja muude lisandite olemasolu. Tselluloosi eetrid, nagu hüdroksüpropüülmetüültselluloos (HPMC) ja karboksümetüültselluloos (CMC), on tuntud oma võime poolest moodustada geele ja avaldada huvitavaid faasisiirdeid. Siin on üldine ülevaade:

Faasi käitumine:

1. Sol-Gel üleminek:
   • Tsellulooseetrite vesilahused läbivad kontsentratsiooni suurenedes sageli sool-geel ülemineku.
   • Madalamatel kontsentratsioonidel käitub lahus nagu vedelik (sool), kõrgemate kontsentratsioonide korral aga moodustab see geelitaolise struktuuri.
2. Kriitiline geelistumise kontsentratsioon (CGC):
   • CGC on kontsentratsioon, mille juures toimub üleminek lahuselt geeliks.
   • CGC-d mõjutavad tegurid hõlmavad tsellulooseetri asendusastet, temperatuuri ja soolade või muude lisandite olemasolu.
3. Temperatuuri sõltuvus:
   • Geelistumine sõltub sageli temperatuurist, mõned tsellulooseetrid näitavad kõrgematel temperatuuridel suurenenud geelistumist.
   • Seda temperatuuritundlikkust kasutatakse sellistes rakendustes nagu ravimite kontrollitud vabanemine ja toiduainete töötlemine.

Fibrillide moodustumine:

1. Mitsellide liitmine:
   • Teatud kontsentratsioonidel võivad tselluloosi eetrid moodustada lahuses mitselle või agregaate.
   • Agregatsiooni põhjustavad eeterdamise käigus sisestatud alküül- või hüdroksüalküülrühmade hüdrofoobsed interaktsioonid.
2. Fibrillogenees:
   • Üleminek lahustuvatelt polümeeriahelatelt lahustumatutele fibrillidele hõlmab protsessi, mida nimetatakse fibrillogeneesiks.
   • Fibrillid moodustuvad molekulidevahelise interaktsiooni, vesiniksidemete ja polümeeriahelate füüsilise põimumise kaudu.
3. Nihke mõju:
   • Nihkejõudude rakendamine, nagu segamine või segamine, võib soodustada fibrillide moodustumist tsellulooseetri lahustes.
   • Nihkega indutseeritud struktuurid on olulised tööstuslikes protsessides ja rakendustes.
4. Lisandid ja ristsidumine:
   • Soolade või muude lisandite lisamine võib mõjutada fibrillaarsete struktuuride teket.
   • Fibrillide stabiliseerimiseks ja tugevdamiseks võib kasutada ristsiduvaid aineid.

Rakendused:

1. Ravimi kohaletoimetamine:
   • Tsellulooseetrite geelistumis- ja fibrillide moodustumise omadusi kasutatakse ravimite kontrollitud vabanemisega preparaatides.
2. Toiduainetööstus:
   • Tselluloosi eetrid aitavad geelistumise ja paksenemise kaudu kaasa toiduainete tekstuurile ja stabiilsusele.
3. Isikuhooldustooted:
   • Geelistumine ja fibrillide moodustumine parandavad selliste toodete nagu šampoonid, losjoonid ja kreemid toimet.
4. Ehitusmaterjalid:
   • Geelitusomadused on ehitusmaterjalide, näiteks plaadiliimide ja mörtide väljatöötamisel üliolulised.

Tsellulooseetrite faasikäitumise ja fibrillide moodustumise mõistmine on oluline nende omaduste kohandamiseks konkreetseteks rakendusteks. Teadlased ja formuleerijad töötavad selle nimel, et optimeerida neid omadusi, et suurendada funktsionaalsust erinevates tööstusharudes.