Влияние твердофазного модифицирования на структурные и сорбционные характеристики полисахаридов

• Автор: Смирнов, Александр Константинович
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Йошкар-Ола
• Количество страниц: 139 с. : ил.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Современные представления о структуре и свойствах целлюлозы, хитина и хитозана

1.1.1. Нахождение в природе. Первичная структура

1.1.2. Молекулярно-кристаллическая структура и физико-химические свойства

1.2. Твердофазные реакции

1.2.1. Превращения упругой энергии в твердых телах

1.2.2. Модификация полимеров в условиях сдвиговых деформаций

1.3. Выводы из обзора литературы и задачи

экспериментальной части

2. МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1. Объекты исследования

2.2. Методика записи ИК - спектров
2.3. Методика снятия изотерм сорбции
2.4. Дейтерирование образцов
2.4.1. Определение доступности активных центров полисахаридов из данных по дейтерообмену
2.4.2. Изучение кинетики дейтерообмена
2.5. Аппаратурный комплекс

2.6. Методики измерения времен ядерной магнитной релаксации
2.7. Погрешности измерения амплитуд и времен ядерной магнитной релаксации
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
3.1. Влияние твердофазного модифицирования на структурные и сорбционные характеристики целлюлозы, хитозана и их композиций
3.1.1. Экструзионный размол индивидуальных полисахаридов
3.1.2. Экструзионный размол смесей хитозан-целлюлоза
3.1.3. Анализ изотерм сорбции полисахаридов и их смесей с позиций различных теорий
^ 3.2. Релаксационные свойства полисахаридов
3.3. Изучение кинетики дейтерообмена в целлюлозе, хитозане и их композициях из паровой фазы тяжелой воды
ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
В последние десятилетия значительно интенсифицировались исследования природных высокомолекулярных соединений, обусловленные необходимостью расширения использования этих биоразрушающихся и экологически чистых полимеров. Целлюлоза является самым распространенным (и доступным) в природе полисахаридом, на втором месте находится хитин, содержащийся в панцирях ракообразных, насекомых, грибах.
Высокая сорбционная способность целлюлозы и хитозана (продукт дезацетилирования хитина), низкая токсичность, биосовместимость с животными тканями, способность к биологическому распаду (исключающая возможность накопления в организме человека и окружающей среде), а также обусловленная содержащимися в хитозане ионогенными первичными аминогруппами, растворимость в кислых водных средах (облегчающая переработку в изделия) и высокая селективность по отношению к катионам тяжелых металлов и радионуклидам, предопределяют расширение возможных областей применения данных полимеров и их производных. Это может быть достигнуто путем направленного преобразования структуры полисахаридов под влиянием физических и химических воздействий.
Кроме того, схожесть химического строения и структуры целлюлозы, хитина и хитозана принципиально обусловливает их совместимость и возможность получения однородных смесей.
Как известно, введение в целлюлозу аминогрупп, более реакционноспособных по сравнению с гидроксильными, представляет собой довольно сложную задачу, поэтому целлюлозно-хитозановые смеси являются системами, альтернативными аминосодержашим производным целлюлозы.
Наиболее часто композиции на основе полисахаридов получают в виде пленок, сформованных из растворов в общем растворителе. Хитин, как и целлюлоза, — жесткоцепной неплавкий и нерастворимый в доступных раство-

Таблица 2.1.
Условия обработки образцов
Условия модифицирования
Образец Метод Температура обработки, °С Время обработки, мин 1 ! Условное обозначение
(исходная) - - Ц
экструзия 5 5 Ц
целлюлоза 100 5 Ц
наковальни Бриджмена 25 - Ц
(исходный) - - Х
экструзия 5 5 Х
Хитозан 100 5 Х
наковальни Бриджмена 25 - Х
экструзия с ДЭО 70-85 - X
экструзия с ДЭО 70-85 - ХЦ
Наковальни Бриджмена 25 - ХЦ
50 - ХЦ
из (1:1)* смеситель Брабендера 100 - ХЦ
о 0) 150 - ХЦ
О 100 5 ХЦ
экструзия 150 5 ХЦ
25 ХЦ
экструзия (1:3) 150 5 ХЦ
экструзия (3:1) 150 5 ХЦ
2.2. Методика записи ИК- спектров
Инфракрасные спектры связаны с переходами между колебательными энергетическими состояниями или, в классической интерпретации, с колебаниями атомных ядер относительно равновесных положений. Число и частоты полос зависят, во-первых, от числа образующих молекулу атомов, масс атомных ядер, геометрии и симметрии равновесной ядерной конфигурации и,
* в скобках указано мольное соотношение (хитозан : целлюлоза)