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。
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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