3.1.2.8. Определение динамической вязкости

Вязкость характеризует текучесть веществ и рассматривается как параметр, определяемый формой и размерами молекул. Способ определения молекулярной массы методом вискозиметрии основан на измерении увеличения вязкости раствора образца по сравнению с чистым растворителем.

Определение динамической вязкости проводили на ротационном вискозиметре Брукфильда BROOKFIELD DIGITAL VISCOMETR (Model DV -1+) по инструкции, прилагаемой к прибору. На вискозиметрах ротационного типа изучается поведение (сдвиг) материала, находящегося в пространстве между двумя концентрическими цилиндрами, один из которых вращается, а другой неподвижен. Мерой вязкости является число оборотов или соответственно крутящий момент (касательное напряжение)

Данные о вязкости раствора выводятся на цифровом табло в сантипуазах (сПз). В обычном режиме измерение вязкости происходит непрерывно, что позволяет отслеживать быстротекущие реологические процессы.

Установка

Рис. 10 Ротационный вискозиметр Брукфильда Проведение анализа:

Навеску хитозана в количестве 0,085 г, взвешенную на аналитических весах, помещали в стакан объемом 50мл и растворяли в 17 мл 1 % уксусной кислоты (концентрация раствора 0,4 %). Хитозан растворяли на магнитной мешалке в течение 2 ч (до полного растворения). Раствор хитозана центрифугировали для удаления нерастворимых примесей. Пробу растворав количестве 16 мл помещали в ячейку прибора, подключенную к термостату и прогретую до 25 °С в течение 20 мин. Собирали прибор согласно инструкции и проводили измерения при температуре раствора 25 °С. Показания снимали при различных скоростях движения ротора (от 30 до 100 об/мин). Результат рассчитывали как среднее арифметическое.

3.1.2.9. Кондуктометрическое определение степени деацетилирования хитозана

Метод основан на изменении электропроводности раствора полимера, величина которой изменяется в зависимости от происходящих химических взаимодействий определяемого вещества с титрантом. В случае титрования раствора хитозана раствором ИаОН наблюдается нелинейный характер изменения электропроводности раствора, что выражается в образовании характерной двоякоизломанной кривой титрования. Подобный характер изменения электропроводности связан с изменением равновесной концентрации ионов определяемого вещества, еще не вступившего в реакцию, или с обратимостью реакции.

Установка

Измерение производят на цифровом кондуктометре № 5711 с помощью детектора опущенного в стакан с раствором хитозана согласно инструкции прилагаемой к прибору (рис. 11) Рис. 11 Кондуктометр

Приготовление раствора

0,2г хитозана, взвешенного на аналитических весах растворяют в 20мл 0,1N HCl, добавляют дистиллированную воду до объема 100мл.

Перемешивают раствор хитозана на электромагнитной мешалке до полного растворения. Титрование производят совместно со снятием значений со шкалы прибора. Титруют 0,5М ШОН, добавляя по 0,1мл (ЮОмкл) щелочи.

Расчет

203 *У* N

*100%₅ (2)

%ДА =

р*42*¥* N

Мх*У* N

*100% =

р + (Мх-Мхт)*У*

М

где Мх - молекулярная масса звена хитина V - объем №ОН по «плато», мл N - нормальность ЫаОН р - навеска, мг

Мхт - молекулярная масса звена хитозана Определение нормальности щелочи

Перед определением степени деацетилирования раствора хитозана, определяют нормальность щелочного раствора (титранта). Нормальность раствора - это число грамм-эквивалентов (т.е. количество граммов вещества равное его эквиваленту) растворенного вещества в одном литре раствора. Эквивалент основания равен ее молекулярной массе, деленной на валентность металла (для ШОН эквивалент равен 40:1 = 40).

В стакан на 150 мл помещают 20 мл 0,1н НС1 и 80 мл дистиллированной воды. Раствор помещают на магнитную мешалку и опускают в раствор электрод рН-метра. При постоянном перемешивании через каждые 30 секунд добавляют по 0,1 мл (100 мкл) раствора ШОН. Титрование проводят совместно со снятием значений со шкалы прибора.

Нормальность ШОН определяют из графика, который строят по данным полученным на приборе

.

1 2 3 4.5 6 V ЫаОН, мл Рис.12 График определения нормальности щелочи

Расчет нормальности щелочи: ^нсь * ^_нсь = V _Ка0Н * К_КаОН, (3)

Уна, * Ынсь

Гшоя ' <⁴>' 1Ч_НаОН - нормальность щелочи, мл У_нсь-объем кислоты, мл ^нсь ~ нормальность кислоты (0,1 н) У_НаОН - объем щелочи, мл Определение плато

Объем по «плато» определяют из графика, который строят по данным полученным на приборе.

График - зависимость показаний прибора (рН) от количества добавляемой щелочи.

А - участок снижения значения рН - нейтрализуемая кислота;В - «плато» - нейтрализация ионов С1" , присоединившихся к аминогруппам хитозана ;С - участок возрастания рН вследствие добавления избытка щелочи.

Рис.13 График определения «плато»

ABC

3.1.2.10. Лиофильная сушка хитозана.

Лиофилизация - метод высушивания глубоко замороженных образцов путем возгонки (сублимации) возы в вакууме /30/.

При температуре выше 273,16 К (0,01°С) вода может существовать одновременно только в жидком и газообразном состоянии. При температуре ниже 273,16 К вода существует только в твердом и газообразном состоянии. Фазовый переход из твердого состояния в газообразное называется сублимацией. Все три фазовых состояния могут существовать одновременно только при 273,16 К, эту точку называют «тройной точкой». Давление паров на поверхностью льда снижается при падении температуры и пр 253 К составляет всего 100 Па. При удалении паров воды из пространства над поверхностью льда или замороженного раствора происходит интенсивное испарение льда. Этот процесс сопровождается потерей части энерги

ильдом, в результате чего температура льда снижается, и образец остается в глубоко замороженном состоянии. Низкое давление

поддерживают при помощи ротационного масляного насоса и конденсатором льда.

Процесс лиофилизации подразделяют на три этапа: замораживание образца до температуры, определяемой остаточным давлением в системе; возгонка; подсушивание образца. Рис. 14.Лиофильная сушилка

Высушивание гидролизованного раствора хитозана производили в приборе ALPHA 1-5 (рис 14)

Образцы высушивают в круглодонных колбах, присоединяемых к кернам «зонтика». Высушиванию подвергают суспензию хитозана в воде, которую предварительно охлаждают до 0°С в холодильнике и жидким азотом. При высушивании образца хитозан переходит в порошкообразное состояние. Лиофильная сушка способствует мягкому высушиванию веществ с сохранением их свойств (структуры, ферментативной активности, бактериостатических свойств), дает возможность длительного сохранения лиофильно высушенных образцов. 3.1.2.11. Статистическая обработка результатов.

Статистическая обработка результатов включала: определение грубых ошибок ("промахов") в ряде повторностей; расчет доверительной ошибки "б" и доверительного интервала для единичной у_к или у_ср - оценок измеряемой величины.

Для сравнения эффективности технологических процессов , различающихся либо какими-то условиями , либо аппаратурным оформлением процесса проводили анализ однородности средних , коэффициентов корреляции теоретических и практических процессов ( Пустыльник Е.И., 1968 , Грачев Ю.П., 1979 , Адлер Ю.П. ,1976).