壳聚糖溶液流变学性质的研究
壳聚糖的研究
壳聚糖的研究壳聚糖的研究郑英奇 04300079壳聚糖[CS, (1 , 4) - 2- 氨基- 2- 脱氧- B- D - 葡聚糖]是目前自然界中发现的膳食纤维中唯一带正电荷的动物纤维, 分子内存的大量游离氨基, 使得其溶解性能较甲壳素有很大提高, 同时反应活性大大增强, 引起人们的广泛关注[ 1 ]。
壳聚糖分子中的氨基、羟基与大部分重金属离子形成稳定螯合物的性质, 可应用于贵金属回收、工业废水处理; 其天然生物活性的直链聚阳离子结构具有抑菌、消炎、保湿等功能, 可用于医药、化妆品配方等领域; 特别是经过化学改性得到的壳聚糖衍生物, 其物理化学性质得到改善, 使其应用范围大大拓展, 因此壳聚糖及其衍生物的开发及应用研究已引起人们广泛的兴趣。
本文就其功能化及其作为生物医用高分子材料方面的研究进行了简要综述。
1 壳聚糖的功能化及其在生物医用高分子材料方面的应用同其它碳水化合物一样, 壳聚糖也可以发生交联与接枝、酯化、氧化、醚化等反应, 生成一系列各具其特殊功能的新材料。
1. 1 壳聚糖的接枝反应及其在生物医用高分子方面的应用近几年壳聚糖的接枝共聚研究进展较快, 较为典型的引发剂是偶氮二异丁腈、Ce (IV ) [ 2 ]和氧化还原体系。
壳聚糖C6- 伯, C3- 仲羟基及C2-氨基皆可以成为接枝点, 通过接枝反应, 可将糖基、多肽、聚酯链、烷基链等引入到壳聚糖中, 赋予壳聚糖新的性能。
单纯的壳聚糖作为药物释放包覆物, 有溶解性差、对pH 的依赖性太强和机械性能不好等缺点, 而接枝上具有水溶性、生物相容性好的PVA 后, 能极大地改善其对药物的释放行为, 且满足H iguch i’s 扩散模型[ 3 ]。
在壳聚糖上接枝唾液酸的一部分, 有望成为人类红细胞凝结的抑制剂, 壳聚糖上NH2 的正电荷与细胞表面的脂质体的负电荷(如唾液酸) 相结合后, 可抑制细胞的活动能力, 从而抑制细菌生长; 低聚体的壳聚糖能穿透细胞壁, 进入细菌的细胞内, 抑制其细胞中mRNA 的形成, 从而抑制细菌的生长。
温敏性壳聚糖凝胶的流变学表征
中国修复重建外科杂志2008年7月第22卷第7期·861·温敏性壳聚糖凝胶的流变学表征张雪雁 朱彬 顾其胜【摘 要】 目的 研究壳聚糖(chitosan,CH)脱乙酰度(degree of deacetylation,DDA)对CH-甘油磷酸盐温控体系凝胶化行为的影响,同时比较其在凝胶形成前后的流变学行为差异。
方法 将DDA为70%、85%、90%和97%的CH粉末分别溶解于0.1 mol/L的盐酸溶液,制备各DDA浓度为2%(w/v)的CH溶液样品,每种DDA制备5个样品,于10℃下与五水甘油磷酸钠(β-glycerol phosphate disodium salt pentahydrate,GP)溶液混匀后,得到不同DDA的CH-GP温敏溶液。
用AR 2000ex流变仪在pH7.02条件下分别对CH-GP溶液和凝胶进行流变学以及物理性质表征测定。
结果pH7.02条件下,DDA分别为85%、90%及97%的CH-GP温敏溶液,其初始凝胶化温度分别为(59.90 ± 0.08)、(48.10 ± 0.08)、(37.10 ± 0.11)℃,凝胶化时间分别为(12.4 ± 0.6)、(8.2 ± 0.5)、(4.9 ± 0.1)min;DDA为70%的CH-GP溶液凝胶化温度超过70℃,凝胶化时间超过15 min。
各DDA的CH样品凝胶化温度和凝胶化时间比较差异均有统计学意义(P < 0.05)。
CH-GP体系形成凝胶前,储能模量(G')和耗能模量(G'')最初均随频率升高而上升,至凝胶化温度点时2条曲线交汇,之后G'显著升高,G''则缓慢下降。
形成凝胶后,随着频率升高,G'和G''均无明显改变。
结论 流变学表征可客观测定CH-GP体系的凝胶化温度以及凝胶的力学性能,因而这种方法在组织工程设计用于不同目的的支架时,有助于针对不同靶向组织选择合适DDA的CH原料。
壳聚糖的物化性质及基础应用研究的开题报告
壳聚糖的物化性质及基础应用研究的开题报告
一、研究背景
壳聚糖是一种天然生物高分子,是葡萄糖聚合而成的多糖。
由于壳
聚糖结构特殊,所以,在应用中具有广泛的应用前景。
比如:在医药、
食品、农业等领域,壳聚糖都广泛应用。
目前已发现很多壳聚糖的生理
功能和物化性质,深入了解壳聚糖的生物学、化学和物理学性质,对于
进一步挖掘壳聚糖的潜力及应用具有重要意义。
二、研究目的
本研究旨在通过对壳聚糖的物化性质及基础应用进行深入研究,了
解其结构、性质和应用的相关知识,为壳聚糖的实际应用提供科学依据
和理论支持。
三、研究内容
(1)壳聚糖结构及其属性的研究:对壳聚糖的分子结构、物化性质、功能特性等进行研究和分析。
(2)壳聚糖的基础应用:针对壳聚糖在医药、食品、农业等领域中的应用,进行深入研究分析,探索新的应用领域。
(3)壳聚糖的制备与改性:研究壳聚糖的制备方法,并对其进行改性以提高应用性能。
四、研究方法
本研究采用文献调查法和实验研究相结合的方法。
文献调查法主要
是对相关文献进行系统性阅读和资料收集,对壳聚糖的基础知识进行深
入了解;实验研究则是选取适当的实验方法,对壳聚糖的物性及其应用
进行实验研究。
五、研究意义
本研究对于用户充分认识壳聚糖的综合性能和应用前景有着重要意义,有助于从根本上改善壳聚糖的应用质量和安全性,并为壳聚糖在日常生活中的应用提供理论和实践支持,也有助于为其他材料的研究提供一定的参考借鉴。
醋酸纤维素_壳聚糖纺丝原液的流变性能研究
也增大),壳聚糖分子链之间、醋酯分子链之间以及壳聚糖与醋酯分子链之间的缠结逐渐被 拉开,缠结点浓度下降,氢键作用减弱,原液开始流动,导致表观粘度下降。再者,切应力 增大时,大分子链发生脱溶剂化,致使大分子链有效尺寸变小,也会引起表观粘度的下降。
甲壳素是自然界中的一种氨基多糖类有机资源,主要存在于海洋甲壳纲动物虾蟹的甲壳 中,自然年产量极为丰富,是一种用之不竭的可再生资源[1,2]。甲壳素及其最重要的衍生物 ——壳聚糖由于优异的生物性能而具有广泛的应用前景,已被广泛应用于农业、食品添加剂、 化妆品、抗菌剂、医疗保健以及药物开发等众多领域,其中尤为重要的是生物医用领域[3-7]。 壳聚糖纤维是甲壳素类材料的重要应用之一,它可以被用于制备止血棉[8]和含铂抗癌药[9]。 但由于壳聚糖纤维的强度不高,使其应用领域受到了极大限制,难以满足其在医用缝合线、 人体组织工程载体等材料方面的应用。
·γ=158 s-1
-1.5
3.00 3.05 3.10 3.15 3.20 3.25 3.30 3.35 3.40
1/T× 103/ K-1
0.5
· 0.0
-0.5
·
-1.0
-1.5
·γ=1000 s-1
-2.0 3.00 3.05 3.10 3.15 3.20 3.25 3.30 3.35 3.40
·γ/ s-1
25℃
35℃
0 0
45 ℃
200 400 600
·γ/ s-1
55℃
800 1000
图2 醋酸纤维素/壳聚糖原液在不同总固浓度时的表观粘度~剪切速率流动曲线
s
壳聚糖增稠剂的研究进展
154壳聚糖增稠剂的研究进展李星科1,纵伟1,夏文水2*1. 郑州轻工业学院食品与生物工程系(郑州 450002);2. 江南大学食品学院(无锡 214122)摘要概述了壳聚糖增稠剂的流变性质、凝胶性质、乳化性质以及壳聚糖和蛋白质的相互作用,并对壳聚糖作为新型食品增稠剂的发展前景进行了分析。
关键词壳聚糖;食品增稠剂;研究进展Research Progress of Chitosan as Food ThickenerLi Xing-ke 1, Zong Wei 1, Xia Wen-shui 2*1. Department of Food & Biological Engineering, Zhengzhou University of Light Industry (Zhengzhou 450002);2. School of Food Science and Technology, Jiangnan University (Wuxi 214122)Abstract The thickening rheological properties, gel properties, emulsifying properties of chitosan and interaction between chitosan and proteins was reviewed. The research progress of chitosan as a new food thickener was discussed.Keywords chitosan; food thickener; research progress*通讯作者;基金项目:国家863计划项目(No. 2007AA100401)、重点实验室目标导向项(SKLF-MB-200805)和江苏省科技成果转壳聚糖是由2-氨基-2-脱氧-β-D-葡萄糖和少量的N-乙酰-2-氨基-2-脱氧-β-D-葡萄糖单元通过β-1,4糖苷键连接而成的杂多糖[1]。
壳聚糖的研究范文
壳聚糖的研究范文摘要:壳聚糖是一种广泛存在于自然界中的天然高分子化合物。
近年来,壳聚糖由于其特殊的生物活性和良好的生物相容性,受到了广泛的研究和应用。
本文主要从壳聚糖的结构、性质以及在生物医学领域中的应用等方面进行了综述,旨在为壳聚糖的研究和开发提供参考。
引言:壳聚糖是一种多糖类化合物,由N-乙酰葡糖胺(GlcNAc)和D-葡萄糖(Glc)两种单糖通过β-(1→4)糖苷键连接组成。
壳聚糖在自然界中广泛存在于贻贝、螃蟹、虾等海洋生物的外壳中,也存在于昆虫的外骨骼以及真菌的细胞壁中。
壳聚糖具有一系列独特的物理、化学和生物学特性,被广泛应用于食品、医药、化妆品等领域。
结构与性质:壳聚糖的分子结构由一定数量的葡萄糖单元和乙酰葡萄糖胺单元组成,其数量和排列方式决定了壳聚糖的分子量和结构特点。
壳聚糖的分子量和乙酰化程度直接影响其溶解性、黏度以及生物活性等。
壳聚糖分别通过氧原子和氢键与水分子和其他溶剂分子相互作用,使其具有良好的水溶性和溶胀性。
此外,壳聚糖还具有一些特殊的性质,如阳离子吸附能力、生物可降解性等,这些特性使其成为一种理想的生物材料。
应用:壳聚糖在生物医学领域中的应用已经引起了广泛的关注。
首先,壳聚糖具有良好的生物相容性,可以被人体组织接受和降解。
其次,壳聚糖可以通过改变其分子结构和化学修饰等方法,使其具有特定的功能。
例如,壳聚糖可以通过胺基化改性后,具有良好的溶解性和荷电性,可用于药物的包埋和缓释释放。
此外,壳聚糖还可以通过交联反应制备成薄膜、微球等形式,用于药物给药系统的设计。
最后,壳聚糖还可以作为生物传感器、组织工程材料等方面的载体,发挥其在生物医学研究中的重要作用。
结论:随着科学技术的进步和人们对生命科学的深入研究,壳聚糖作为一种天然的高分子化合物,其在生物医学领域中的应用前景非常广阔。
通过进一步的研究,我们可以更好地理解壳聚糖的组成和结构特点,进而针对其生物活性和功能进行改性和调控。
相信未来壳聚糖将在药物传递系统、组织工程、生物传感器等领域发挥着重要的作用。
关于壳聚糖的溶解性以及应用
3.3 在生化领域的应用 壳 聚糖具有生物降解的特性,可制成可降解的薄膜。壳聚糖的游离氨 基,对各种蛋白质的亲和力非常高,可用来作为固定化酶、抗原、抗 体等的载体。改性甲壳素固定化酶不影响酶的活性,且有很高的催化 能力,可重复使用。 壳聚糖是一种阳离子型天然多糖,能与DNA形成聚电介质,因此壳聚 糖可用作基因转移工具。
3.6 在轻工领域的应用 壳 聚 糖 具有乳化稳定性、保湿作用、毛发保护和抗静电作用,可用于日用化 妆品的柔软剂、增稠剂、乳化稳定剂和头发保护剂等。近来发现甲壳低聚糖 (相对分子质量10,一104)作为化妆品材料、效果特别好。壳聚糖还是良好的 牙膏、口香糖添加剂。 在造纸业 ,壳聚糖可用于开发复合施胶剂、纸张增强剂、抗溶剂、纸张表面 改性等.壳聚糖应用于造纸业的施胶剂,能使纸的抗水性提高6倍,还可提高光 洁度、抗撕裂度,并有较好的书写和印刷效果。
4.2 综上所述 ,可以看出壳聚糖的应用极为广泛而且前景非常诱人。 自20世纪80年代以来,在全世界范围内掀起开发甲壳素、壳聚糖的研 究热潮后,世界各国都在加大甲壳素、壳聚糖的开发力度,日本当前 处于各国的前列,是世界上第一个生产壳聚糖的大国。目前美国和日 本年需壳聚糖已达3000t ,50 %需进口。我国从20世纪80年代开始生 产壳聚糖,目前年产量为400 t,主要生产厂家集中在沿海地区。
2.3从分子改性来改变溶解性 分子改性即引入侧链基团从而改变分子结构,改变分子的功能,即结构决定 功能。 原理:为解决溶解性, 除了破坏分子链的结构规整性外, 还可用引入亲水性基 团的方法, 实现水溶性化。下面介绍几种改性方法。 (1)酰化反应:酰化反应酰化反应是甲壳素、壳聚糖化学改性中研究较多的一 种化学反应,在其大分子链上导入不同相对分子质量的脂肪族或芳香族的酰 基,使其产物在水和有机溶剂中的溶解性得到改善。 (2)醚化改性:甲壳素和壳聚糖的羟基可与烃基化试剂反应生成相应的醚,如 羟烷基醚化、羧烷基醚化,腈乙基醚化。羟乙基醚化反应可以用甲壳素碱与 环氧乙烷在高温、高压条件下制备,使产物的溶解性得到很大改善,同时具 有良好的吸湿、保湿性。
关于壳聚糖的溶解性以及应用
谢谢!
3.6 在轻工领域的应用 壳 聚 糖 具有乳化稳定性、保湿作用、毛发保护和抗静电作用,可用于日用化 妆品的柔软剂、增稠剂、乳化稳定剂和头发保护剂等。近来发现甲壳低聚糖 (相对分子质量10,一104)作为化妆品材料、效果特别好。壳聚糖还是良好的 牙膏、口香糖添加剂。 在造纸业 ,壳聚糖可用于开发复合施胶剂、纸张增强剂、抗溶剂、纸张表面 改性等.壳聚糖应用于造纸业的施胶剂,能使纸的抗水性提高6倍,还可提高光 洁度、抗撕裂度,并有较好的书写和印刷效果。
4.总结
4.1 壳聚糖的溶解性影响因素大致分为内因和外因两种,内因即是壳 聚糖的分子量,结构,等自身性质,外因即是外界环境,温度,酸度 等因素。分子量越小的壳聚糖越易溶于水,1000~1500的可以完全溶 于水。脱乙酰度越高也越易溶于水,一般在百分之七十以上。引入小 分子的亲水基团也可以增加其溶解性能。升高温度也能提高溶解度, 对于特定需要的壳聚糖,由于升高温度能够降解壳聚糖所以一般 20~30度为宜,或者选择最低溶解温度。pH能越低也能促进壳聚糖的 溶解
在特定的条件下,壳聚糖能发生水解、烷基化、酰基化、羧甲基化、磺化、 硝化、卤化、氧化、还原、缩合和络合等化学反应,可生成各种具有不同性 能的壳聚糖衍生物,从而扩大了壳聚糖的应用范围。 其结构为下图所示:
分子式为: (C6H11NO4)N,单体分子量为161.2
2.壳聚糖的溶解性
2.1从分子量来改变溶解性 通常的壳聚糖的分子量10万~30万,不溶于水。但是通过降解之后的壳聚糖 分子量在1000~1500的可以基本完全溶于水,可溶于大多数稀酸如盐酸、醋 酸、苯甲酸等溶液,且溶于酸后,分子中氨基可与质子相结合,而使自身带 正电荷。 目前应用较多的降解的方法有以下三种:1.酸降解法已发展有过醋酸法、 酸— 亚硝酸法、浓硫酸法、氢氟酸法等许多种, 不过, 用于工业化生产的主要 还是盐酸降解法。酸法降解壳聚糖是一种非特异性的降解过程, 降解过程及降 解产物的分子量分布较难控制。 2.酶法降解是用于专一性的壳聚糖酶或非专一性的其它酶种来对壳聚糖进 行生物降解的。据研究报道, 已有30 多种的各种酶可用于壳聚糖的降解, 酶法 降解壳聚糖条件温和,且不对环境造成污染, 是壳聚糖降解的最理想方法。 3.氧化降解法是近年来国内外研究比较多的壳聚糖降解方法 ,其中 H2O2氧 化降解法因成本低、 降解速度相对较快、 产品相对分子质量低且分布窄 ,无 残毒、 易实现工业化而倍受关注。
壳聚糖溶液的制备和壳聚糖降解性的研究
糖溶液要现配现用,这样当然会给应用带来许多不 便。因此, 根据壳聚糖的降解规律, 在一定降解限度内 克服它给后续加工带来的困难,具有十分重要价值。 壳聚糖溶液随着存放时间的增长,开始降解很快,然 后逐渐减慢; 存放的温度愈高, 降解愈快; 壳聚糖溶液 随酸度降低降解速率有所降低。试验还指出以甲酸为 溶剂的壳聚糖溶液比乙酸为溶剂的溶液降解慢,因此 可根据应用需要选择适宜的溶剂。壳聚糖溶液的存放 温度和存放时间的长短是影响壳聚糖溶液存放时降 解的两个重要因素,所以壳聚糖溶液应考虑短期及低 温存放。 ’ 结论
溶剂 % 种类、 浓度、 ’# $ 制备壳聚糖溶液的工艺参数, 用量 & 、 反应温度、 反应时间以及壳聚糖的粒度决定着 所制壳聚糖溶液的粘度和酸度。 ’# ! 研究发现溶于稀酸的壳聚糖不单是在存放过程 中要降解,在壳聚糖溶液的制备过程中也要降解。所 制壳聚糖溶液的性质由制备工艺条件对溶解和降解 的约束而定, 高酸度、 高的反应温度降解反应快, 制得 的壳聚糖溶液粘度低。 ’# ’ 壳聚糖溶液的降解存放温度和存放时间的影 响, 存放温度高降解快, 随存放时间的增长, 开始降解 很快, 随后逐渐减慢。 这些研究结果对本课题壳聚糖在固定化酶的应 用提供了依据。对其它方面应用制备所需性能的壳聚 糖溶液具有很大的参考价值,是壳聚糖应用中不可忽 视的前期工作。
012# !!, 31# . !" !""$,
《食品科学》
!基础研究
图"
不同温度壳聚糖溶液的降解与存放时间的关系
图#
不同溶剂所制备壳聚糖溶液的降解与存放时间的关系
明所制壳聚糖溶液的粘度与制备中所采用的工艺条 件有关。其变化规律不完全同于一般的固液溶解反 应。按一般的固液溶解反应,相对于同一脱乙酰度和 粉粒度的壳聚糖溶质,在相同浓度一定比例的液相中 溶解,溶液的粘度应随反应温度的增加和反应时间的 增长而增加, 所制溶液的粘度不会因此而下降。 但 !# $ 实验结果则是随反应温度的增加,所制溶液的粘度 % 相同温度下测定 & 则降低, 反应增长到一定后则所制 溶液的粘度也降低。这主要是因壳聚糖在存放过程中 要发生降解,而往往忽略在壳聚糖溶液的制备过程 中,伴随溶解反应的进行要发生溶解了的壳聚糖的降 解,其降解反应的速度必受制备工艺条件的参数的制 约,当壳聚糖溶液制备的反应温度较高时,相对于溶 解速率的降解速率比反应温度低时高,所以在其它条 件相同时反应温度高制得的溶液相对粘度低,欲达到 一定粘度所需的反应时间短。掌握了壳聚糖溶液制备 过程中的降解规律,对制备固定化酶等多方面应用所 需性能的壳聚糖溶液是十分有利的。 壳聚糖溶液的降解,随待用存放时间和存放的温 度条件而变化,结果示于图 ’ 。图 ( 是壳聚糖溶液的 )* 对溶液粘度的影响,图 + 所示是分别以甲酸和乙 酸为溶剂相同条件下所制壳聚糖溶液定温存放,随存 放时间壳聚糖溶液的降解情况。 壳聚糖溶液存放期间要发生降解。因此认为壳聚
壳聚糖成膜溶液的相关性质及其膜的热稳定性研究
关键词 :壳聚糖 ; 溶液 的性质 ; 壳聚糖膜 ; 热稳 定性
A S t u d y o n Re l a t e d P r o p e r t i e s o f Ch i t o s a n S o l u t i o n a n d Th e r ma l S t a b i l i t y o f I t s F i l ms
of s t u dy,a c et i c a c i d wa s us e d t o pr e p a r e c hi t os a n s ol ut i on t o a na l yz e he t e f f e c t s o f s u bs t r a t e s o f di f f e r e n t c o nc e n t r at i on s o n s ol u t i on pH a nd c o ndu c t i v i t y.The n,t he mi c r os t r uc t ur e s of s u r f a c e a nd c r os s s e c t i o n of he t il f m f o r me d we r e o bs e r v ed wi h t
L I U Me i ,Z HO U Yi - b i n ,J I AN G X i a o - p i n g ,Y U C h e n ,N I U Y a - j u n
( 1 C o l l e g e o f T e a a n d F o o d S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y ,An h u i A g i r c u l t u r a l Un i v e r s i t y ,H e f e i 2 3 0 0 3 6 ,An h u i ,C h i n a ; 2 T o n g c h e n g Qu a l i t y nd a T e c h n i c a l S u p e r v i s i o n B u r e a u ,T o n g c h e n g 2 3 1 4 0 0 ,An h u i ,C h i n a )
壳聚糖溶液流变学性质的研究
外加盐的影响
在壳聚糖溶液中加入少量的低分子物质作添加剂 , 能大大降低溶液的粘度[ 1 5 ] 。 本实验研 究了氯化钠对壳聚糖溶液流变性质的影响 ,在浓度为 1. 201 × 10 - 5 mol/ L 的壳聚糖溶液中分别 加入 1. 176 g 、 3. 524 g 的氯化钠 ,测其溶液及未加氯化钠的 1. 201 ×10 - 5 mol/ L 的壳聚糖溶液 的粘度变化情况 , 结果如图 8 所示 。 结果表明 ,在壳聚糖溶液中加入氯化钠后溶液的粘度降低 , 且壳聚糖溶液的粘度随着外加 盐氯化钠量的增加而减少 , 其原因是因为氯化钠的加入降低了壳聚糖大分子间的缔合度 , 从而 使溶液的粘度下降[ 14 ] 。
第 25 卷 第 10 期 1997 年 10 月
华南理工大学学报 (自然科学版) Journal of South China University of Technology ( Nat ural Science)
Vol. 25 No. 10 October 19 97
壳聚糖溶液流变学性质的研究
温度的影响
温度是影响高分子聚合物流变性质的重要因素之一 。 在不同温度下测得粘度的变化情况 如图 5(a) 、 (b) 所示 。
图 5 温度对壳聚糖溶液流变学性质的影响
Fig. 5 Eff ect of temperature on rheological property for chitosan solution
结果表明 ,壳聚糖溶液的粘度随着温度的升高而降低 ,其原因是温度升高使壳聚糖分子链 段的活动能力增强 ,体积膨胀 ,分子间的相互作用力减小 ,溶液的流动性增大 ,从而使壳聚糖溶 液的粘度下降 [ 11 ] 。 在不太宽的温度范围内 ,流体的粘度与温度之间的关系符合阿伦尼乌斯方程[ 12 ] :η = A e E/ 或 lnη = ln A + E/ R T .
壳聚糖水凝胶研究进展
2、壳聚糖凝胶剂
2.4 壳聚糖基温敏水凝胶的研究
壳聚糖水凝胶在医药领域的应用上有很多优点,但由于是天然材料所以在实际应用上也 存在一定的缺点难以克服,所以通常会与其他的材料混用,改善性质。
(1)壳聚糖衍生物温敏水凝胶
壳聚糖分子的单糖残基上有三个活性基团分别是C2-NH2、C6-OH和C3-OH。在-NH2和 OH上能发生接枝反应,生成一系列壳聚糖衍生物如酷化反应、醚化反应等,从而制备得到 溶解性能更好或具有其他特殊性能的壳聚糖衍生物。
(1)pH值敏感型壳聚糖水凝胶
物理型的pH值敏感型壳聚糖水凝胶在外界不同的pH值环境下会发生脱水收缩或吸水膨 胀,从而控制药物的缓释。化学型的pH值敏感型壳聚糖水凝胶是通过分子链上的酸敏感化学 键合,在酸性条件下化学键断裂,破坏化学交联的结构,从而释放出药物。
(2)磁敏感型壳聚糖水凝胶
这是一类溶胀行为能对外加磁场做出响应的由聚合物三维网络和磁性组分所构成的复合 型。在外加磁场的作用下,磁敏感型凝胶能快速分离开,因此有望在细胞分离、酶固定化、 药物靶向等领域被广泛地应用。
1、水凝胶剂
a) 药物:是凝胶剂最主要的成分,也是主要治疗疾病的物质。一般会根据药物的不同有不 同的药物处方。
b) 赋形剂:构成药物辅料的无活性物质,为使混合物有粘性,以便制备剂型而加入的物质。 它是一种不发生化学反应的药用混合物,其中加入一种具有疗效的药物或者通过它使其 他成分胶合在一起。
c) 凝胶基质:凝胶的基质可以提高微乳液的黏附性和涂布性,也可以用作增稠剂,延缓药 物在制剂中的扩散而发挥长效作用。基质有水性和油性两种,水性基质常由水、多糖类、 纤维素及衍生物等组成;油性基质多由液体石蜡、脂肪油类组成。
➢ 水性凝胶基质通常由西黄芪胶、明胶、纤维素衍生物、聚羧乙烯、淀粉和海藻 纳等加水、甘油或丙二醇等制成,此外常用基质还有聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷 酮、琼脂等;油性凝胶的基质常由液体石蜡与聚氧乙烯或脂肪油与胶体硅或铝 皂、锌皂构成。制备凝胶剂时应根据药物的理化性质和结构特点选择合适的凝 胶剂基质。
脱乙酰度、pH和离子强度对壳聚糖溶液流变性质的影响
脱乙酰度、pH 和离子强度对壳聚糖溶液流变性质的影响李星科1,纵伟1,章银良1,夏文水2(1.郑州轻工业学院食品与生物工程学院,河南郑州 450002)(2.江南大学食品学院,江苏无锡 214122)液的黏度有重要影响。
因此本文研究脱乙酰度、pH 和离子强度对壳聚糖溶液流变性质的影响,为壳聚糖在食品工业中的应用提供一定的理论指导。
收稿日期:2012-09-19基金项目:国家863计划项目(2007AA100401)、重点实验室目标导向项目(SKLF-MB-200805);江苏省科技成果转化项目(BA2009082) 作者简介:李星科(1981-),男,博士,讲师,研究方向:多糖化学Chitosan-B3 326 4.25 70.8 Chitosan-B4 326 4.25 65.4 同脱乙酰度相同分子量壳聚糖的制备采用加乙酰基的方法 [7,8]。
分子量的测定采用凝胶渗透色谱法[4],脱乙酰度的测定采用电位滴定法[9]。
表中为实验室制备的壳聚糖样品,其中表1为分子量相同脱乙酰度不同的壳聚糖样品。
冰醋酸、氯化钠、氢氧化钠等均为分析纯。
DELTA-320-S pH 计,梅特勒-托利多仪器上海有限公司;DV-II+Pro 黏度计,美国Brookfield 公司;MALVERN Zetasizer Nano ZS 纳米粒度及Zeta 电位分析仪,英国马尔文仪器有限公司;1.2 实验方法1.2.1 壳聚糖溶液的制备称取1 g 的壳聚糖,置于洁净的烧杯中,分别加入100 mL 1%的醋酸溶液,搅拌溶解,冰箱中冷却过夜,测定溶液的pH 为3.9。
另取四份壳聚糖溶液分别用氢氧化钠溶液调节pH 为4.4、4.9、5.4、5.9。
壳聚糖溶液的离子强度(0~0.68 mol/L)根据添加不同浓度的氯化钠来调节。
1.2.2 壳聚糖溶液流变性质的测定在研究脱乙酰度、pH 和离子强度等对壳聚糖溶液流变性质的影响实验中,采用Brookfield DV-II+Pro 黏度计测量,选择超低粘度适配器和配套的转子,所有样品均在室温25 ℃下测定。
壳聚糖树脂的理化性质及应用研究
高温稳定剂能提高钻井液的使用温度,即提高钻井液添加 剂的使用性能。在研究钻井液配方时,对高温稳定剂进行优选, 选择合适的高温稳定剂,以改善钻井液的流变性和抗温能力。 在一定温度下,聚合物会与空气中的氧发生反应而降解,这种降 解就是热氧降解,由于地球上氧的存在,因而它是比热降解更普 遍的降解。就目前大多数聚合物而言,提高聚合物稳定性,最简 单的方法就是使用热氧稳定剂即抗氧剂,它可以防止聚合物在 加工和使用中由于受热而发生降解[6]。实验证明加入抗氧剂可 以使钻井液处理剂在高温下的降解减轻,常用抗氧剂有:邻苯二 酚、烷基间苯二酚、苯胺、对苯二胺、氨基磺酸、水杨酸、多元醇, 无机的硫化钠、亚硫酸钠、硼砂,水溶性的硅酸盐和硫磺等[7]。
0 引言
壳聚糖为甲壳素的N—脱乙酰基的产物,作为一种高分子 吸附树脂,具有很多一般吸附剂所不具备的结构性优点:(1) 在 它的大分子链中很多特点鲜明的基础官能团,如胺基、羟基和 N- 乙酰基,这些都是对吸附有利的分子结构,且大多易于化学 改性。(2) 大量的具有很高活性的基础性官能团之间易于形成 氢键或盐键,这使得壳聚糖高分子树脂具有复杂的网状结构, 壳聚糖本身具有的胺基可与多种物质发生反应,从而改变树脂 本身性质,所以它的吸附机理会呈现出多种形式。(3) 壳聚糖本 身的结构特性决定了它可与多种物质发生改性反应,从而改进 它的物理、化学性质,提高自身作为吸附树脂的稳定性,降低其 在酸性介质中的溶解流失缺点,增强对物质的吸附容量和吸附 敏感性。
参考文献:
[1] 王亚楠. 国内外新型钻井液体系研究进展分析[J]. 化工 管理,2015 (32).
[2] 王中华. 钻井液性能及井壁稳定问题的几点认识[J]. 断 块油气田,2009 (16).
[3] 王中华. 页岩气水平井钻井液技术的难点及选用原则[J]. 中外能源,2012 (17).
壳聚糖的化学降解特性研究(1)
摘要本文是研究壳聚糖的化学降解的特性。
壳聚糖的大分子链上的苷键在一定的化学介质中,具有一定的可降解反应性,通过研究壳聚糖在酸性、氧化剂环境中分子量的下降,探讨各工艺条件对该化学降解反应过程的影响。
结果表明:(1)在以盐酸为反应介质时,时间、温度、双氧水用量对壳聚糖降解均产生影响,但双氧水对壳聚糖降解影响最大,反应时间影响最小。
温度达到70-80℃降解达到最大化,产物分子量为最小值。
(2)在以醋酸为反应介质时,时间、温度、双氧水用量对壳聚糖降解均产生影响,但双氧水对壳聚糖降解影响最大,反应时间影响最小。
(3)在同种条件下,壳聚糖在醋酸中降解程度大于在盐酸中的降解程度。
证明醋酸中的H+更易于壳聚糖中的游离的氨基相结合,使壳聚糖分子之间与分子内部氢键断裂,长链的糖苷键断裂,生成相对分子质量小的分子片段。
关键词:壳聚糖,化学降解酸性介质氧化剂AbstractThis article is a study of chitosan chemical degradation characteristics.Glucoside bond on the macromolecular chains of chitosan in the chemical side bond on the macromolecular chains of chitosan in the chemical media,has a certain degradation,Through the study of chitosan in acidic(In this paper,has hydrochloric acid and acetic acid solution),the molecular weight decreases in the oxidant environment,Explore the various process conditions on the chemical degradation of the reaction process。
水溶性壳聚糖的研究进展
水溶性壳聚糖的研究进展万荣欣,顾汉卿天津市泌尿外科研究所,天津 300211 摘要 目的:本文对甲壳素与壳聚糖的水溶性衍生物的研究情况及其在医药上的应用进行了综述,并着重讨论了其在化学改性方面的进展。
关键词:水溶性壳聚糖 壳聚糖 脱乙酰度 化学改性 甲壳素 甲壳素是自然界中存在的唯一的氨基多糖,广泛存在于甲壳类动物的外壳、节肢动物的表皮、。
壳聚糖是甲壳素脱乙酰化的产物,化学命名为:聚(1,4)-2-氨基-2-脱氧-Β-D-葡萄糖。
甲壳素由于存在乙酰氨基和羟基,分子间的氢键比较强,不溶于水、稀酸、稀碱及一般有机溶剂。
与甲壳素相比壳聚糖的溶解性大大改善,因此应用比甲壳素更广泛,但也仅溶于一些酸性介质中(如盐酸、醋酸、环烷酸、苯甲酸等)生成盐〔1〕,而不能溶于水,在很大程度上限制了它的推广应用。
因此,改善壳聚糖在水中的溶解性是开拓壳聚糖应用领域的重要环节。
水溶性壳聚糖的研制方法常用的有三种:控制甲壳素的脱乙酰化条件和脱乙酰度,可得到较高分子量的水溶性壳聚糖;在壳聚糖分子的主链上引入亲水性基团或进行接枝,可以得到不同结构的水溶性壳聚糖;壳聚糖在适当的条件下解聚而得到低分子量的水溶性壳聚糖。
以下分别进行介绍:1 控制甲壳素的脱乙酰化条件和脱乙酰度 使甲壳素在均相条件下进行脱乙酰化反应,并控制脱乙酰度在50%左右可得水溶性产物,研究表明〔2~4〕:脱乙酰度高于60%或低于40%的产物以及在非均相条件下控制得到的产物均不溶于水。
同样,具有较高脱乙酰度的壳聚糖在温和均相条件下进行乙酰化,控制脱乙酰度在50%左右也可得到水溶性壳聚糖〔5,6〕。
化学结构分析结果表明,脱乙酰度在50%左右的壳聚糖的分子链中乙酰氨基和氨基呈无规则分布。
2 引入亲水性基团或进行接枝 壳聚糖分子中C2位上的-N H2和C3C6位上—OH均具有较强的反应活性,在适当的条件下可进行多种化学改性,从而得到不同结构的水溶性产物。
2.1 酰化改性 在甲壳素和壳聚糖的化学改性中、酰化改性是研究得较多的。
高密度壳聚糖溶液流变性能及可纺性研究
醇( 质量 比 1 / 1 ) 作 为凝 固浴进行湿法纺丝 , 可纺性 良好 , 得 到的 H D C中空纤 维结构较 完善 , 力学性 能较好 , 纤维线密度为 0 . 2 7 d t e x, 断裂强度为 0 . 7 2 c N / d t e x , 断裂伸长率为 6 . o 9 %, 模量为 6 . 1 2 G P a 。
Hale Waihona Puke 1 . 1 原料 和试 剂
H D C: 医用 级 , 堆 积 密度 大 于 0 . 6 g / mL , 脱 乙
酰度 为 9 0 %, 黏 均 相对分 子 质量 为 6 . 8 1× 1 0 , 浙
液; 纺 丝温 度为 室温 ; 推进 泵 挤 出速 度为 3 0 0 mL / h ; 凝 固浴 分别 为质量 分数 5 %, 3 %的 N a O H / 乙醇
1 实 验
1 . 4 I - I D C 中空纤 维的 制备 采 用 自制 的 中 空 纤 维 湿 法 纺 丝 装 置 制 备 H D C中空 纤 维 。该 套 设 备 主要 包 括 芯 液控 制 系 统、 纺 丝液 挤 出 系统 以及凝 固卷 绕 系 统 。纺 丝条 件为 : 纺 丝浆液为质量分 数 5 % 的 HD C / 乙酸 溶
关键词 : 高密度壳 聚糖
流变性能
可纺性
湿法纺丝 中空纤维
中 图分 类 号 : T Q 3 4 2 . 8
文 献 标识 码 : A
文章 编 号 : 1 0 0 1 — 0 0 4 1 ( 2 0 1 3 ) 0 4 — 0 0 2 1 - 0 5
壳 聚糖是 甲壳 素脱 乙 酰基 的产 物 , 具 有 优 异 的生 物性 能 , 在生 物 医用 材 料 领域 倍 受 人 们 的关 注… ; 同时 , 人 们 对 其 物 理 与化 学 结 构 的研 究 也
壳聚糖在离子液体中的溶解与改性研究
2.08万亩。积极培育农业产业化主体,全区农民专业合作社已达36家,家庭农场1个。以"道路硬化、村屯绿化、
饮水净化"为重点的生态乡村建设扎实推进。筹集1247万元完成50.56公里农村道路硬化,占任务91.51%;计划用2年时间,改造全区乡村公路
是受宏观经济环境的影响,经济下行压力较大,农业受暴雨天气影响,损失严重,完成全年国民生产总值目标任务存在一定难度。四是财政收支矛盾十分突出,财力增长后劲不足,地方可用财力少,支出
刚性增长过快,收支矛盾突出。
三、下步工作打算
对照市委、市政府部署的工作任务和全年经济发展目标,剩下2个月我区还需完成生产总值4.65亿元(可比价),占全年任
自治区、XX市稳增长等重大决策和工作部署,扎实开展"三严三实"专题教育活动,以开展"低碳工业发展破题年、城镇化建设攻坚年、法治XX建设年、基层党建创新年"为抓手,全区上下集中精力抓项目,继续
保持了经济社会发展的良好态势。
一、2015年度经济社会发展情况 1-10月,预计地区生产总值19.56亿元(可比价),完成年度任务24.21亿元的80.8%,同比增长8.7%;财政收入
(三)全力推进低碳工业发展破题年活动,破解低碳工业发展瓶颈。
XX低碳经济产业示范园区得到了市政府的高度重视和支持,列入了2015年市政府经济工作推进范畴。我区十分珍惜这一重大发展机遇,编制完成《桂林XX低碳经济产业示范园区发展规划》,通过
了专家评审。园区由奇峰创业园、良丰印刷产业园、动漫文化产业园和XX工业集中区4个园区组成,规划总面积约5000亩。目前,奇峰创业园已拓展至近1平方公里,控规已获市政府批复,一期
N_2_羟丙基_3_甲基改性壳聚糖的流变性_王贝贝
N-2-羟丙基-3-甲基改性壳聚糖的流变性王贝贝,杨效登*,乔从德,李天铎齐鲁工业大学 山东省轻工助剂重点实验室,山东济南,250353*Email: yangxiaodeng@壳聚糖是自然界中唯一的碱性生物多糖,因具有良好的生物相容性、生物降解性、抗菌抑菌性、低毒性等优良性质收到人们的广泛关注,但是,其水难溶性限制了更广泛的应用。
为了克服水难溶性,人们尝试了许多方法,如化学改性、物理掺杂等方法。
通过化学方法将季铵盐基团接入到壳聚糖分子得到的季铵盐壳聚糖具有水溶pH 范围宽、抗菌性好,在食品包装、药物传输、生物材料制备等方面有潜在应用。
本文在离子液体中,以2,3-环氧丙基三甲基氯化铵改性壳聚糖,制得N-2-羟丙基-3-甲基改性壳聚糖(HTCC),研究了其浓度、温度、盐种类和浓度、取代度等因素对流变性的影响。
关键词:壳聚糖;改性;N-2-羟丙基-3-甲基改性壳聚糖;流变性V i s c o s i t y (P a .s )Shear rate (1/s)V i s c o s i t y (P a s )c HTCC (g/L)Fig. 1 (a) Plots of apparent viscosity of HTCC solutions with various concentrations vs. shear rate at 25 o C. c HTCC :15 (■), 20 (●), 25 (▲), 30 (▼), 35 (◆) g/L. (b) The power law relationship between viscosity and HTCCconcentration. The shear rate of 0.1 rad/s, and the red dash line is a fitted one.致谢:感谢国家自然科学基金(21306092和21376125)和山东省高校科技计划项目( J12LA02)的资助。
壳聚糖液晶溶液的性能
Vol.21No.42008年12月功 能 高 分 子 学 报Journal of Functional Polymers 收稿日期:2008207204基金项目:成都理工大学工程技术学院科研发展项目(C122008016)作者简介:李兰英(19792),女,山东荷泽人,讲师,硕士,研究方向:生物医用高分子材料。
E 2mail :lly0816@壳聚糖液晶溶液的性能李兰英, 胡翠华, 刘晓丽, 王理燕, 柳 建(成都理工大学工程技术学院,四川乐山614007)摘 要: 制备了聚糖液晶溶液,并采用偏光显微镜(POM )、流变仪、差示扫描量热仪(DSC )等分别对液晶织构、黏度、相转变性能进行了研究。
结果表明:壳聚糖呈现典型的胆甾相液晶织构;其溶液黏度随浓度及剪切力的变化规律符合高分子液晶溶液的变化规律;在DSC 升、降温曲线上分别存在吸热峰和放热峰。
关键词: 壳聚糖;液晶;黏度;相转变中图分类号: TQ172.79 文献标识码: A 文章编号: 100829357(2008)0420371204Properties of Chitosan Liquid Crystalline SolutionL I Lan 2ying , HU Cui 2hua , L IU Xiao 2li , WAN G Li 2yan , L IU Jian(Engineering and Technical College of Chengdu University of Technology ,Leshan 614007,Sichuan ,China )Abstract : Chito san liquid crystalline (L C )solution were p repared ,and t he text ure and viscosity and order 2disorder t ransformation of chito san were st udied by polarizing optical microscopy (POM )and rheom 2et ry and differential scanning calorimet ry (DSC )respectively.The result s show t hat t he chitosan L C pre 2sent fingerprint 2like text ure ,t he changes of visco sity wit h t he concentration and st ress are similiar to L C polymer solution ,and endot hermic peaks and exot hermic peaks are present in t he heating and cooling curves respectively.K ey w ords : chito san ;liquid crystals ;visco sity ;order 2disorder t ransformation 液晶态[1]是物质的一种存在形态,既具有液体的流动性,又具有晶体结构排列的有序性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
关键词 壳聚糖溶液 ; 粘度 ; 流变学性质 中图资料分类号 O 631. 21 ; TQ 317. 3 壳聚糖的学名为聚 ( 1 ,4) - 2 - 氨基 - 2 - 脱氧葡萄糖 [ 1 ,2 ] 。是一种用途广泛 、 存在量丰富 的天然高分子聚合物 [ 3 - 6 ] 。壳聚糖是白色或微黄色 、 半透明片状或粉末状固体 , 略带珍珠光 [10] 泽 , 没有熔点 , 分解温度为 298 ℃ , 不溶于水和碱性溶液中 , 但可溶于大多数稀酸中 [ 1 ] 。因 其具有良好的生物相容性和生物降解性 , 无毒 ,物理和化学性质相对稳定 , 粘合性好 , 成纤成膜 性能优良 [ 7 ,8 ] ,已被广泛应用到化工 、 纺织 、 医用材料 、 食品与发酵等领域[ 6 ,7 ,9 ] 。 系统地研究壳聚糖溶液的流变学性质是为其加工成型提供理论依据 , 并为设计加工成型 机械提供必要的设计参数 [ 1 1 ] , 因此壳聚糖溶液流变学性质的研究具有十分重要的意义 。
吴国杰 姚汝华
( 华南理工大学生物工程系 广州 510641 )
摘 要 通过测定不同条件下壳聚糖溶液的粘度变化情况 , 对壳聚糖溶 液的流变学 性质及其影 响 因素进行了研究和探讨 。实验结果表 明 , 壳聚糖 的醋酸水 溶液属 非牛顿假 塑性流 体 ,其 粘度随 溶 液浓度和溶剂 p H 值的降低 、 温度的升高 、 存放时间的延长 、 外加盐量的增加而降低 。
RT
其中 :η为溶液的粘度 ; A 为常数 ; R 为气体常数 ; T 为绝对温度 ; E 为粘流活化能 。 活化能 表示在固定剪切速率时 , 使一个链段克服周围分子对它的作用力 , 以便更换位置所需要的能 量[ 1 2 ] 。 它是温度和聚合物浓度的函数 , 升高温度使活化能值下降 , 增加高聚物浓度使活化能值
第 25 卷 第 10 期 1997 年 10 月
华南理工大学学报 (自然科学版) Journal of South China University of Technology ( Nat ural Science)
Vol. 25 No. 10 October 19 97
壳聚糖溶液流变学性质的研究
流动指数 n
其粘度随着剪切速率的增加而减少 。 剪切变稀的原因是壳聚糖大分子链局部取向 , 此外触变效 应以及分子链断裂使分子量下降也会引起 “假塑性” 现象 , 并且随着壳聚糖溶液浓度的增大 , 其流动指数 n 逐渐减少 ,假塑性流体的特征越来越明显 。 2. 2
溶剂 p H 值的影响
分别用 1. 00 % 、 10. 00 % 、 50. 00 % ( φ ) 醋酸溶液配制 1 × 10 - 5 mol/ L 左右的壳聚糖溶液 。 溶 剂的 p H 值分别为 4 . 151 、 3. 190 、 2 . 132 , 其粘度随剪切速率的变化情况如图 3 所示 。 结果表明 , 随着溶剂 pH 的降低 , 溶液的粘度也变小。 这是因为过量的酸根离子起到静电 屏蔽作用而使单个高分子无规线团紧缩 , 流体力学体积减小的结果使壳聚糖溶液的粘度下降 。 随着剪切速率的增大 , 大分子半刚性链在剪切场中取向 , 这时的 pH 值对高分子线团体积的影
第 10 期 吴国杰等 : 壳聚糖溶液流变学性质的研究 65
增大。 活化能是粘度对温度敏感程度的一种量度 , 活化能越大 , 温度对粘度的影响也越大 , 因而 从活化能的大小可以了解用温度改变流体粘度的可行性 。 在一定的条件下 , 当活化能较大时 , 用升温来降低粘度是可行的 , 但如果活化能很小 , 升温的方法就不是很有效。 本实验研究了浓度为 2 . 493 ×10 - 5 mol/ L 的壳聚糖溶液在 21 ~ 55 ℃的温度范围内粘度 1 的变化情况 , 以 lnη对 作图 , 如图 6 所示 , 并由此求得 E = 33 . 482 kJ / mol 。
2 结果与讨论
来稿日期 :19 96 - 06 - 30 吴国杰 ,女 ,1 963 年生 ,讲师 ,硕士 ; 主要研究方向 : 发酵工程 。现在广东工业大学化工系
第 10 期 吴国杰等 : 壳聚糖溶液流变学性质的研究 63
2. 1 壳聚糖溶液的类型 绝大多数高分子材料在加工过程中的流动都不服从牛顿定律 , 至今还没有一个确切的能 反映聚合物材料本质的流变方程 ,到目前为止大多数还采用 1925 年 Ostwal d 和 Dewaele 提出 的经验方程 [ 1 1 ,12 ] : τ= K γ ( 1) �n , 式中 :τ— — —剪切应力 ; K — — —系数 ;γ— � — —剪切速率 ; n — — —流动指数 , 表示该流体与牛顿流体 [ 11] 的偏差程度 。 当 n = 1 时 , 流体为牛顿流体 , 其粘度不随 γ � 的变化而变化 ; 当 n < 1 时 , 流体 为非牛顿假塑性流体 , 其粘度随γ � 的增大而下降 ; 当 n > 1 时 , 流体为非牛顿胀塑性流体 , 其粘 [ 11 ] 度随 γ � 的增大而增大 。 用 2 . 00 % ( φ) 的醋酸分别配制不同浓度的壳聚糖溶液 , 在剪切速率为 0 . 063 ~ 12 . 720 的 范围内测其粘度 , 同时根据τ = η γ � 计算其相应的剪切应力 , 并绘制其流动曲线 , 如图 1 所示。 其粘度与剪切速率的关系如图 2 所示 。
图 4 浓度对流变学性质的影响 Fig. 4 Eff ect of chitosan concentration on r heological properties
2. 3
溶液浓度的影响
用 2 . 00 % (φ) 的醋酸溶液分别配制不同浓度的壳聚糖溶液 , 在 21 ℃、 12 r/ mi n 转速下 测 2 . 00 % (φ) 醋酸溶液与上述壳聚糖溶液的粘度 , 结果如图 4 所示 。 结果表明 , 壳聚糖溶液的粘度随其浓度的增大而增大 。 从图 4 中可以看出 , 当壳聚糖溶液 的浓度小于 1 . 5 ×10 - 5/ mol / L 时 , 随着其浓度的增加 , 其粘度的增加较缓慢 , 但当壳聚糖溶液 的浓度大于 1 . 5 ×10 - 5 mol/ L 时 , 浓度对粘度的影响变得十分强烈 。 壳聚糖溶液浓度的增加引 起其粘度增大的原因是浓度增加造成壳聚糖大分子的缠结增强和分子间的摩擦力增大 。 2. 4
溶液浓度
c ×10 5/ mol L-1
( 2)
表 1 壳聚糖溶液的流动指数
Table 1 Flow in dex of chitosa n s ol utio n
0 . 508 0 . 848 0 . 986 0 . 826 1. 506 0. 804 1. 998 0. 783 2 . 493 0 . 739
64 华 南 理 工 大 学 学 报 第 25 卷 响程度减小 [ 1 3 ] 。
图 3 溶剂浓度对流动曲线的影响 Fig. 3 Eff ect of solve nt concentration on flow curve
结果表明 ,壳聚糖溶液的粘度随着温度的升高而降低 ,其原因是温度升高使壳聚糖分子链 段的活动能力增强 ,体积膨胀 ,分子间的相互作用力减小 ,溶液的流动性增大 ,从而使壳聚糖溶 液的粘度下降 [ 11 ] 。 在不太宽的温度范围内 ,流体的粘度与温度之间的关系符合阿伦尼乌斯方程[ 12 ] :η = A e E/ 或 lnη = ln A + E/ R T .
6
实验方法
用分析天平称取 1. 000 g 左右的壳聚糖 ( 含水份 14. 625 % , 灰份 0. 296 % , 分子量为 1 × 10 Dalton[ 1 0 ] ) , 置于洁净的烧杯中 , 分别加入 100. 00 ml 醋酸溶液 ,7 h 后 (已完全溶解 ) 于不同 剪切速率、 不同温度 、 不同 pH 值 、 不同温度 、 存放不同时间的条件下测其粘度变化情况 。
1 实 验
1. 1
原料与试剂
壳聚糖 , 惠来县大南山华侨精细化工厂 ;冰醋酸 ,AR. 广州化学试剂厂 ;氯化钠 ,AR. 青岛 化学试剂厂 1. 2
主要仪器
T G328A 型分析天平 , 上海天平仪器厂 ; 79 - 3 型恒温磁力搅拌器 , 上海司乐仪器厂 ; DF -
808A 型高精度数字 pH/ 离子计 ,广州登峰分析仪器厂 ;LV TD - I 型布拉班德数字式粘度计 , 美国布拉班德公司 ; HAA KF 恒温水浴槽 ,美国布拉班德公司。 1. 3
图 8 外加盐量对流动曲 线 的影 响
Fig. 8 Effect of salt concentration on flow curve
壳聚糖溶液的活化能较大 ,表明温度对其粘度的影响较大 , 在加工的过程中可以用升温 的方法来降低壳聚糖溶液的粘度。 2 . 5 存放时间的影响 壳聚糖大分子链上的甙键在酸的存在下会发生水解而使大分子降解 , 最后完全水解为葡 萄糖胺 。 本实验研究了存放时间对 1. 201 ×10 - 5 mol/ L 壳聚糖溶液的粘度的影响 , 其中溶剂为 11 00 % (φ) 的醋酸 , 溶液的 p H 值为 4 . 151 , 转速为 30 r/ min , 结果如图 7 所示。 从图中可以看出壳聚糖溶液的粘度随着存放时间的延长而下降 , 其原因是壳聚糖分子在 稀酸中会缓慢降解 , 分子量降低 , 溶液的粘度也降低 , 且 15 d 以内壳聚糖溶液的粘度随着存放 时间的延长 , 粘度下降较快 , 15 d 以后溶液粘度的降低较缓慢。 2. 6
温度的响
温度是影响高分子聚合物流变性质的重要因素之一 。 在不同温度下测得粘度的变化情况 如图 5(a) 、 (b) 所示 。
图 5 温度对壳聚糖溶液流变学性质的影响
Fig. 5 Eff ect of temperature on rheological property for chitosan solution
T
图 6 壳聚糖溶液的粘度 与温度的关系