3.5 В жидкой фазе

Альгинаты, помимо образования гелей, обладают не менее важными функциями, такими как улучшать вязкость и стабилизировать водные смеси, дисперсии и эмульсии. Интересен тот факт, что в отличие от большинства гелеобразователей, формирование альгинатных гелей происходит в холодной температуре. Гелеобразование альгинатов трудно регулировать температурой, поэтому его регулируют концентрацией самого альгината, его химическим составом и молекулярной массой, также соотношением между гелеобразующими и геленеобразующими ионами и присутствием комплексообразующих агентов, например фосфатов, кислот и цитрата. К повышению вязкости приводит электростатическое взаимодействие молекул альгинатов с другими заряженными полимерами.

4 Практическая часть исследования

Чтобы проводить работу над созданием какой-либо композиции, необходимо подготовить рабочую поверхность и исходные материалы для проведения реакции. В качестве рабочей поверхности в моем исследовании выступала лаборатория учебного заведения на кафедре в учебном корпусе на Талалихина. Исходные материалы, подготовленные заранее: хлорид кальция, обычная проточная вода, альгинатная композиция в виде геля, пластиковый шпатель, электронные весы, стекла квадратной формы с длиной стороны 12 см, емкость для приготовления раствора, поверхность для высушивания готового образца. Когда все компоненты для опыта готовы, можно приступать к работе.

Альгинатные композиции могут содержать следующие модифицирующие компоненты: регуляторы процесса структурирования (карбонат натрия, этилен гликоль – 2% от общей массы), наполнители (мел, диатомит, белая сажа, двуокись кремния), регуляторы текучести, индикаторы текучести, индикаторы кинетики процесса отвердения, координирующий вкус и цвет вещества (мята, ванилин; орг. и неорг. красители), индикаторы.

В широкой глубокой емкости необходимо смешать хлорид калия массой 400 грамм и 600 грамм воды температурой 40-50 градусов цельсия. Вторым шагом мы пластмассовым шпателем набираем некоторое количество альгинатной композиции, переносим её на весы. Набираем гелеобразную массу на весы до тех пор, пока масса на них не станет равной 4 граммам. Можно взвешивать гель на невесомой подложке, однако удобнее делать это сразу на стекле. После взвешивания снимаем стекло с весов, кладем на чистую поверхность, прижимаем сверху таким же чистым стеклом, распределяя силу нажатия от центра к краям стекла. Таким способом мы формируем пленку круглой формы нужного диаметра. Важно равномерно надавить верхним стеклом на образец геля, чтобы получить равномерную прозрачную пленку. Можно делать это руками, но правильнее будет положить на верхнее стекло груз, желательно круглой формы, который неизбежно обеспечит равномерное распределение гелеобразной массы по стеклу и одинаковую толщину пленки на всех её участках. Далее нужно зафиксировать образовавшуюся пленку в сдавленном стеклами состоянии на 3 минуты. После прошедшего времени груз снимаем со стекол, берём руками стекла, руки при этом обязательно должны быть в перчатках, а в стенах лаборатории строго должны соблюдаться правила техники безопасности (приложение). Руками в перчатках берём стекла с пленкой между ними и осторожно опускаем в глубокую емкость с приготовленным заранее раствором хлорида кальция температурой 40-50 градусов Цельсия. Мы должны наблюдать, как раствор проникает в пространство меж стекол, заполняя там те участки, которые не заполнены альгинатной композицией. Когда мы заметили, что процесс окончен, следует аккуратно разъединить стекла и извлечь образовавшуюся пленку. Её необходимо высушить, чтобы проводить дальнейшие исследования.

Как правило, чтобы получить действительно качественный образец по окончании работы, необходимо соблюдать технику безопасности по работе в лаборатории и четко следовать методике, выполняя каждый шаг внимательно, аккуратно и не торопясь.

Когда мы сделали несколько образцов, мы приступили к исследованию их на прочность. Каждый образец после высушивания принял небольшую усадку: диаметр отдельно взятого образца уменьшился на 1-2 см. На воздухе у альгинатных пленок уже через 15-20 мин усадка достигает предельно допустимой величины (0,15%).

Основные параметры, которым должен соответствовать готовый образец защитной пленки содержатся в приложении. Наш образец прошел испытания успешно и показал данные, входящие в границы нормы каждого параметра.

Снимки этапов опыта и образцов представлены в приложении.

Основываясь на анализе снимков получившихся образцов, можно сделать вывод, что в 70% случаев мы получили практически идеальные образцы.