Регулирование растворимости и набухания хитозановых пленок методом термообработки

• Автор: Зоткин, Михаил Александрович
• Шифр специальности: 02.00.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 139 с. : ил.

Содержание
Введение

1. Литературный обзор.

1.1. Структурные особенности и полиморфизм хигозана.

1.2. Термообработка как способ модификации хитозановых

пленок.

1.3. Свойства и перспективные области применения хитозановых пленок

2. Методический раздел

2.1. Исходные полимеры и реагенты.

2.2. Методы исследования и использованные приборы.

2.3. Приготовление формовочного раствора хитозана.

2.4. Определение молекулярной массы хитозана методом вискозиметрии.
2.5. Определение реологических свойств растворов хитозана
2.6. Методика формования и модификации пленок хитозана
2.7. Получение пленок из растворов хитозана, термообработанных
в запаянной ампуле.
2.8. Определение содержания связанной кислоты в хитозановых пленках методом потенциометрического титрования.
2.9. Определение содержания аминогрупп в хитозановых пленках методом потенциометрического титрования.
2 Определение элементного состава.
2 ИКспектроскопическое исследование пленок хитозана
2 Термический анализ
2 Электронная микроскопия.
2 Рентгеноструктурный анализ
2 Определение деформационнопрочностных свойств пленок хигозана
2 Определение степени набухания пленок хитозана.
2 Определение транспортных свойств пленок хитозана
2 Определение сорбционной способности хитозановых пленок по отношению к ионам Си2
3. Результаты и их обсуждение
3.1. Характеристика формовочных растворов и состава пленок, полученных в разных условиях
3.2. Исследование изменения строения хитозана в ходе термообработки пленок из его солей методом ИКС
3.3. Структура и свойства термомодифицированных хитозановых пленок.
Выводы
Список литературы


Поскольку надмолекулярная структура пленок в большой степени определяет свойства изделий из них, и учитывая большой объем данных о структурных особенностях хитозана, накопленный в последние годы, представляется целесообразным в литературном обзоре работы рассмотреть именно эти вопросы, уделив особое внимание влиянию термообработки на структуру и свойства полимера и пленок на его основе. Хитин и хитозан кристаллизующиеся полимеры, степень кристалличности СК которых по разным данным изменяется в пределах 1,2, 3. Молекулярная масса ММ хитозана достигает 5 . РСА было проведено и i 4. Авторы исследовали волокнистые и порошкообразные образцы и показали, что хитозан, полученный из хитина сухожилий крабов и криля обработкой едким натром при С в течение часов, по структуре подобен мерсеризованной целлюлозе, и имеет кристаллическую ячейку орторомбической формы с параметрами а8,9, Ь, и с,0 А рис. Кристаллическая решетка хитозана 4 Кайминь с соавт. Ь нокислотных растворов полимера с последующим переводом пленок из солевой формы Сформа в форму рис 2 полиоснования Оформа. С. При этих температурах происходит скачкообразное увеличение коэффициента теплового расширения и, следовательно, дискретное расстекловывание и увеличение подвижности структурных элементов в аморфной фазе. С 3 5
ние термического расширения, переходящее в необратимую усадку, авторы связали с процессом рекристаллизации и подтвердили это данными РСА рис. Пз, соответственно. Полученные при С из 8 раствора хитозана в 2 муравьиной кислоте МК неориентированные пленки автор обозначил как форма I Сформа, а те же пленки после дополнительной обработки 2 раствором ОН как форма II Оформа. Дифрактограммы С и Оформ рис. Рис. Рис. Пленка, обработанная 2 раствором МОН рис. РСА, содержала кристаллиты обеих форм. Нейтрализация пленки в Сформе метанольным раствором КОН в течение 2 дней, согласно РСА и ИКС, также позволила получить образцы, сочетающие в себе структуры форм I и И. Авторами показана меньшая кристалличность пленок, сформованных из растворов хитозана с меньшей степенью дез ацетил ирования рис. СД и меньшей вязкостью. Таким образом, можно сделать выводы, что рост степени дезацетилирования способствует созданию более совершенной кристаллической структуры, в то время как повышение вязкости мешает созданию плотной паковки и повышению степени кристалличности полимера. Попытка исследовать влияние степени дезацетилирования хитозана на структуру пленок с использованием РСА сделана и в работе 3. СД и в муравьиной и уксусной кислотах с последующим переводом их в Оформу обработкой этанольными растворами МН4ОН и ОН. Авторы этой работы также отметили возможность неполного перевода пленок из Сформы в Оформу при использовании для обработки спиртового раствора основания, особенно в случае с высокодезацетилированным хитозаном. Очевидно, этим обусловлена обнаруженная ими меньшая степень кристалличности пленок из этого хитозана против у пленок из хитозана с СД , а также их более гетерогенная и мелкокристаллическая структура. Приведенные в этой работе данные о влиянии типа кислотырастворителя на структуру пленок, на наш взгляд, также носят противоречивый характер. Так использование муравьиной кислоты приводило к формированию в пленках из хитозана с СД кристаллитов большего размера, чем при использовании уксусной кислоты, хотя для пленок из хитозана с большей степенью дезадетилирования картина была обратная. На дифрактограммах неориентированных пленок в Сформе имеется основной рефлекс при ,4 рис. Ь, А, с период идентичности , А. В Оформе основным является рефлекс при ,1 рис. А, свидетельствуют о более плотной упаковке ее кристаллитов. Пленки в Сформе при 0С могли быть вытянуты на 0, в Оформе лишь на . Вытяжка пленки в Сформе приводит к приближению ее структуры к структуре пленки в Оформе. По данным ТГА 6 рис. С усаживаются, что согласуется с предположением о кристаллизации, сделанным в 5, в то время как неориентированные пленки, наоборот, вытягиваются. Стоит отметить, что хитозановые пленки остаются термостабильными до 0С.