Solutions of aqueous methylcellulose, a hydrophobically modified polymer (molecular weight ≈270 kg/mol, methyl content ≈30%), are mixed with either dilute coumarin fluorescent dye or carboxylated latex (20 nm diameter), and the tracer diffusion is contrasted as a function of temperature and polymer concentration (from dilute to 36 times the overlap concentration) in deionized water. From two-photon fluorescence correlation spectroscopy (FCS), mean-square displacement is inferred. At room temperature, which is the fluid state, we observe Fickian diffusion provided that the tracer particle size is less than the polymer mesh size, whereas tighter meshes produce subdiffusion followed by Fickian diffusion at long times. At elevated temperature, which is the gel state, subdiffusion is observed over the entire experimental time window. To quantify subdiffusion, the data are described equally well as two discrete relaxations or a stretched exponential, and the former is analyzed in detail as it is considered to be more meaningful physically. These measurements allow us to discuss the structure and degree of inhomogeneity of methylcellulose in the gel state. This industrially relevant polymer produces simple, physically meaningful diffusion patterns that we find to be repeatable, obeying systematic patterns described quantitatively in this paper

چکیده

محلول آبی  متیل سلولز، یک پلیمر اصلاح شده آب گریز (وزن مولکولی ≈270 Kg/mol، محتوای متیل ≈30٪)، با رنگ فلورسنت کومارین یا لاتکس کربوکسیله (قطر 20 نانومتر) مخلوط شد که در آن انتشار ردیاب تابعی از دما و غلظت پلیمر (از رقیق تا 36 بار غلظت همپوشانی) در آب مقطر است. از طیف سنجی همبستگی  فلورسانس دو فوتونی (FCS)، میانگین مربعات جابجایی استنباط شد. در دمای اتاق، در حالت مایع، به شرطی که اندازه ذرات ردیاب کوچکتر از اندازه مش پلیمر باشد، انتشار Fickian را مشاهده می کنیم، در حالی که مش باریک تر، در زمان طولانی، پس از انتشار Fickian، نفوذهای ریز ایجاد میکند. در دمای بالا که حالت ژل وجود دارد، نفوذ در تمام روزنه ها مشاهده شده است. برای تعیین کمیت نفوذ، داده ها به همان اندازه نیز در شرایط گسستگی یا ​​آرامش(relaxation) توصیف شدند، و اطلاعات قبلی با جزئیات برای معنابخشی فیزیکی بیشتر مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند.  این اندازه گیری به ما اجازه بحث در مورد ساختار و درجه ناهمگنی متیل سلولز در حالت ژل را میدهد. پلیمر صنعتی مربوطه به سادگی تولید میشود، الگوهای انتشار فیزیکی معناداری دارد  که ما دریافتیم تکرار پذیر است و از الگوهای سیستماتیک کمی شرح داده شده در این مقاله پیروی میکنند.

1-مقدمه

خواص انحلال پذیری فوق العاده محلول های آبی پلیمرهای تجمع یافته، امکان  تکنیک های جالب توجهی در زمینه های متنوع از جمله صنایع غذایی و دارویی را فراهم میاورد. برهمکنش ژلهای پلیمر با سایر  ترکیبات در محلول بر خواص آن از جمله انحلال پذیری و نفوذ و بنابراین بر عملکرد سیستم تاثیر گذار است. در اینجا ما به  خواص فیزیکی پلیمر در  پلیمرهای تجمع یافته  بر اساس  اصلاح خواص آبگریزی ماده طبیعی خام ، متیل سلولز (MC)، علاقمند هستیم. این ماده و سایر کلاسهای اصلی پلیمرهای تجمعی، پلی (اتیلن اکسید)(PEO)، پلی پروپیل اکسید (اکسید پروپیلن) (PPO) پلیمرهای سه عضوی (PEO-PPO- PEO)، از نظر خواص برگشت پذیری حرارتی بین محلول و حالت ژل  در اثر  سرمایش و گرمایش، سهیم هستند. هم اکنون پیشرفت زیادی در اثر مطالعه تاثیر  تغییرات ساختار بر خواص رویولوژیکی و حرارتی بدست آمده است.3-5 در اینجا سوال دیگری برای ما جالب توجه است: چه چیزی  تحرک حل شونده در پلیمر تجمع یافته را تعیین میکند...