Dissecting the Mechanism of the Heat-Induced Phase Separation and Crystallization of Poly(2-isopropyl-2-oxazoline) in Water through Vibrational Spectroscopy and Molecular Orbital Calculations
Notice bibliographique
Résumé
Aqueous solutions of amphiphilic polymers often undergo a heat-induced phase separation, which is known as the lower critical solution temperature (LCST) phase transition. In the case of aqueous poly(2-isopropyl-2-oxazoline) (PIPOZ) solutions, the phase separation is followed, upon prolonged heat treatment, by an irreversible crystallization of the polymer. Optical microscopy observation of a PIPOZ solution (60 g L –1 ) in water revealed that liquid–liquid phase separation of the aqueous PIPOZ solution occurs at the cloud point ( T c ) and that PIPOZ crystallizes in the polymer-rich liquid phase upon prolonged heating of the mixture at a temperature T > T c . Vibrational spectroscopy combined with molecular orbital (MO) calculations and spectral measurements with model compounds were employed to monitor water/polymer interactions and changes in polymer conformation during the LCST-type phase separation. The thermally induced spectral variations suggest that the dehydration of the PIPOZ amide functions occurs gradually as the temperature is raised from 20 °C up to T c . Upon prolonged heating of the phase-separated mixture at constant temperature ( T c + ∼2 °C), the infrared spectrum of the polymer undergoes further changes ascribed to conformational transitions of the polymer backbone. These changes, which are irreversible upon cooling the solution below T c, lead to the conformation taken by the polymer in the crystalline phase. This situation facilitates crystallization of the polymer by a nucleation/growth mechanism in the polymer-rich phase, a process akin to the crystallization of proteins from solution.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
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machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
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