Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Получение и свойства водорастворимых производных хитозана и пленочных материалов на их основе Енгибарян Лоретта Германовна

Получение и свойства водорастворимых производных хитозана и пленочных материалов на их основе
<
Получение и свойства водорастворимых производных хитозана и пленочных материалов на их основе Получение и свойства водорастворимых производных хитозана и пленочных материалов на их основе Получение и свойства водорастворимых производных хитозана и пленочных материалов на их основе Получение и свойства водорастворимых производных хитозана и пленочных материалов на их основе Получение и свойства водорастворимых производных хитозана и пленочных материалов на их основе Получение и свойства водорастворимых производных хитозана и пленочных материалов на их основе Получение и свойства водорастворимых производных хитозана и пленочных материалов на их основе Получение и свойства водорастворимых производных хитозана и пленочных материалов на их основе Получение и свойства водорастворимых производных хитозана и пленочных материалов на их основе
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Енгибарян Лоретта Германовна. Получение и свойства водорастворимых производных хитозана и пленочных материалов на их основе : Дис. ... канд. хим. наук : 02.00.06 : Москва, 2004 123 c. РГБ ОД, 61:05-2/125

Содержание к диссертации

Введение

1.Литературный обзор

1.1. Хитин и хитозан. Строение, структура и физико-химические свойства 10

1.2. Производные хитозана, свойства и применение 14

1.2.1. О, N-замещенные производные хитозана 15

1.2.2. Коллоидные свойства производных хитина и хитозана 28

1.3. Свойства растворов хитозана и его производных 28

1.4. Основные направления использования хитозана и производных 38

2.Методический раздел

2.1. Исходные материалы и химические реагенты 45

2.2. Определение молекулярной массы хитозана 46

2.3. Потенциометрическое титрование и расчет степени дез ацетил ирования хитозана 46

2.4. Определение элементного состава 47

2.5.О пределение влажности образца 48

2.6. Определение зольности 48

2.7. Определение набухания хитозана и хитозановых пленок в парах ив водной среде 49

2.8. Определение сульфонатных групп в олигомере ...50

2.9. Приготовление формовочных растворов 51

2.10.Формование хитозановых пленок 51

2.11.Определение проницаемости и селективности хитозановых пленок методом первапорации 52

2.12.Изучение реологических свойств растворов хитозана. 55

2.13. Определение деформационно-прочностных характеристик хитозановых пленок 57

З. Основные результаты и их обсуждение

3.1.Получение нового водорастворимого производного хитозана 59

3.1 Л. Получение олигоэфирсульфокислоты 59

3.1.2.Синтез олигоэтиленоксидсульфохитозана 66

3 1 3. Модификация хитозана гликолевой кислотой, смесью олиго эфирсульфокислоты и гликолевой кислоты, и смесью олиго эфирсульфокислоты и уксусной кислоты 72

3.2.Исследование реологических свойств растворов хитозана 76

З.З.Получение и свойства пленок на основе производных хитозана 3.3.1. Получение и свойства пленок из нового водорастворимого производного хитозана- олигоэтиленоксидсульфоната хитозана 85

3.3.2. Получение и свойства пленок хитозана, модифицированных сшивающими реагентами 89

3.4. Регулирование набухания, растворимости и проницаемости хитозановых пленок 98

4.Выводы 110

5.Литература

Введение к работе

Увеличение интенсивности антропогенного загрязнения окружающей среды, одной из причин которого является расширение производства и применения синтетических полимерных материалов, вполне оправданно привело к резкому повышению внимания к возможностям, которые дает использование природных биодеградируемых полимеров и их производных. Среди представителей этого класса высокомолекулярных соединений наряду с наиболее распространенным и нашедшим широкое практическое применение полисахаридом - целлюлозой все больший интерес привлекает хитин — полисахарид, воспроизводство которого только морскими ракообразными оценивается в 2-3 млрд. тонн в год, и его производное — хитозан, выделяемый, главным образом, из отходов, образующихся при переработке морепродуктов. В настоящее время хитозан — субстанция, без которой невозможно представить промышленную цивилизацию нашего столетия. [1,2,3].

Мировой потенциал сырьевых источников достаточен для производства 150 тыс. т хитозана в год [4]. Ведущую роль в исследованиях по хитиновой проблеме и производству продукции занимает Япония. Именно в Японии с 1972 г. впервые в мире начато производство хитина и хитозана, которое к настоящему времени достигло свыше 2000 т/год. Второе место по производству и использованию этих природных биополимеров занимает США, где выпускается более 700 т хитина и хитозана в год. В последние годы активно наращивают производство хитозана в Китае, Таиланде, Индии и др. (объем выпуска 250-300 т/ год)[5]. Значительными ресурсами ракообразных для производства хитозана (крабы, креветки, криль, гаммарус, речные раки, сепион каракатицы, гладиус кальмара и др.) обладает Россия. Наиболее масштабным, реальным и доступным источником сырья является панцирь дальневосточных крабов. По экспертным оценкам из добываемых крабов возможно выработать до 500 т хитозана в год [6]. Научно-технический потенциал России по проблеме хитина и хитозана сопоставим с

потенциалом других стран, решающих эти проблемы, что обеспечивает ее вхождение в пятерку стран, имеющих наибольшие достижения по хитину и хитозану в научном и практическом плане [4,5].

65%

сельское хозяйство

косметика

D* пищевая промышленность здравоохранение

иммобилизация ферментов и выращивание
клеточных культур

П* очистка и разделение веществ

утилизация отходов и очистка воды

Рис.1.

Хитин и хитозан называют «веществами XXI века». В настоящее время известно более 70 направлений использования хитина и его производных. Благодаря своим уникальным свойствам эти биополимеры уже нашли широкое применение в таких социально значимых областях, как медицина, фармацевтическая, пищевая, парфюмерно-косметическая промышленность, сельское хозяйство, биотехнология [ 7, 8, 9, 10]. При этом на первом месте по использованию хитозана стоит здравоохранение, на втором - сельское хозяйство и на третьем - утилизация отходов и очистка воды (рис. 1).

Дополнительная химическая модификация указанного полисахарида

может обеспечить изменение набухания и растворимости в воде,

регулирование физической и морфологической структуры получаемых

пленок, в частности, их пористости.

Целью данной диссертационной работы является синтез новых водорастворимых производных хитозана при взаимодействии с органическими кислотами различной природы и исследование реологических и пленкообразующих свойств полученных производных, а также разработка способов модификации хитозановых пленок, позволяющих направленно регулировать их проницаемость (производительность), селективность (разделительную способность) и сорбционные свойства

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

- исследовать влияние условий проведения реакций на состав
водорастворимых производных хитозана;

- исследовать реологические свойства растворов модифицированного
хитозана, на основе которых получены пленки;

изучить закономерности модификации хитозановых пленок реагентами, позволяющими регулировать их гидрофильно-липофильный баланс, способность сорбировать влагу и растворимость в различных средах;

изучить влияние способа и условий модификации хитозановых пленок, химического строения, надмолекулярной и морфологической структуры на свойства и транспортные характеристики (производительность, селективность);

на основании полученных данных определить условия проведения процесса модификации, обеспечивающие возможность получения пленок с заданным комплексом свойств.

Для решения поставленных задач в диссертации использованы методы: вискозиметрии, сорбции паров и жидкой воды, элементный анализ,

8 потенциометрическое титрование, ИК-спектроскопия, динамометрия, рентгенография, электронная микроскопия.

Научная новизна работьісостоит в получении данных о закономерностях синтеза новых водорастворимых производных хитозана, особенностях структуры и свойств их растворов в области физико-химии растворов полимеров, в частности, о влиянии состава и качества растворителя и получаемых из них пленок. В работе впервые:

-получены водорастворимые производные хитозана

олигоэтиленоксидсульфонат и гидроксиацетат — и смешанные соли хитозана, содержащие длинноцепочечные алкиленоксидные, гидроксиалкильные и алкильные радикалы;

-установлено снижение вязкости водных растворов производных хитозана при введении в макромолекулу объемных гидрофильных олигозтиленоксидных заместителей;

-показано влияние на механические свойства пленок из солей хитозана с карбоновыми кислотами и олигоэфирсульфокислотой строения и соотношения заместителей;

-осуществлена модификация хитозановых пленок олигомерными эпоксидами - диглицидиловым и моноглицидиловым эфирами олигоэтиленоксида и додецилсульфатом натрия и определены их сорбционные и механические характеристики.

Практическая значимость. Показаны пути регулирования технологически важных характеристик формовочных растворов хитозана — вязкости и стабильности. Предложены способы модификации хитозановых пленок, позволяющие регулировать растворимость и степень их набухания в водных средах, что позволит использовать модифицированные пленки в качестве разделительных мембран. Выявлены факторы, позволяющие повысить качество хитозановых пленок как селективных мембран при первапорационном разделении водно-спиртовых смесей.

9 Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, литературного обзора, методического раздела, экспериментального раздела, выводов и списка литературы (119 источников). Основной текст диссертации изложен на 123 страницах машинописного текста, включая 30 рисунков и 16 таблиц.

Производные хитозана, свойства и применение

Хитозан имеет достаточно сложную надмолекулярную структуру и в твердом состоянии содержит как аморфную, так и кристаллическую фазы. Аморфная составляющая хитозана имеет три температурных перехода: Tj = -23 С, Т2 = 55 С и Т3 = 105 С. 1-я го указанных температур является температурой стеклования хитозана [19].

Многие физико-химические свойства полимеров определяются плотностью сетки водородных связей их аморфных областей. Хитозан, макромолекулы которого имеют в аморфных областях высокую плотность водородных связей, при нагревании вплоть до температуры разложения не переходит в высокоэластическое состояние. Однако при пластификации его низкомолекулярными соединениями, способными эффективно разрушать водородные связи (глицерин, вода), а также при набухании в кислотах можно получить хитозан в высокоэластическом состоянии. Этот процесс связан с разрушением водородных связей и переходом некоторой части макромолекул хитозана в низкоорганизованные структурные области [19].

В отличие от хитина хитозан растворяется даже в разбавленных органических кислотах, например, в водном растворе уксусной кислоты. При этом для растворов хитозана, как и других полимеров, характерна существенная зависимость вязкости от концентрации (при увеличении концентрации раствора хитозана в 1-2%-ном растворе уксусной кислоты с 2 до 4% вязкость раствора увеличивается примерно в 30 раз). При большей степени дезацетилирования резкое снижение вязкости наблюдается, в основном, при высоких напряжениях сдвига, что свидетельствует о большей прочности ассоциатов макромолекул.

Наличие в каждом элементарном звене макромолекулы свободной аминогруппы придает хитозану свойства полиэлектролита (4), одним из которых является характерный для растворов полиэлектролитов эффект полиэлектролитного набухания [15].

В течение последних десятилетий химические превращения хитозана вызывают к себе повышенный интерес, что связано со сходством этого полисахарида с целлюлозой. Наличие в элементарном звене хитозана, как и целлюлозы гидроксильных групп позволяет получать производные, аналогичные соответствующим производным целлюлозы, а наличие первичных аминогрупп значительно расширяет возможности его химической модификации по сравнению с хитином, обладающим невысокой реакционной способностью[15,17].

Первичная аминогруппа придает хитозану не только существенно отличные от хитина свойства, но и обогащает химию этого полисахарида возможностью синтеза как неизбирательно замещенных О, N-производных, так и селективно замещенных О- или N-производных. Свойства этих продуктов существенно различаются. Для получения О-производных необходима либо защита аминогрупп во время реакции, либо подбор реагентов и условий реакции, либо проведение реакции на хитине с последующим дезацетилированием. N-замещение часто не требует защиты гидроксильных групп и достигается при помощи реакций, характерных для первичных аминов [15, 17].

Хитин и его дезацетилированное производное хитозан привлекли внимание исследователей и практиков благодаря комплексу химических, физико-химических и биологических свойств и неограниченной воспроизводимой сырьевой базой. Полисахаридная природа этих полимеров обуславливает их сродство к живым организмам, а наличие реакционноспособных функциональных групп обеспечивает возможность химической модификации, позволяющей усиливать присущие им свойства или придавать новые в соответствии с предъявляемыми требованиями.

Производные хитозана с заместителями, расположенными у ОН- или ЫНг- групп элементарного звена, представляют собой простые и сложные эфиры, содержащие свободные или алкилированные (ацилированные) аминогруппы. Многочисленные соединения этого класса описаны в монографиях и обзорах [8, 13, 31, 32, 33]. Детальное обсуждение методов их получения выходят за рамки литературного обзора данной диссертационной работы. Поэтому ниже рассмотрены лишь наиболее интересные из этих производных.

Простые эфиры хитозана, Синтез простых эфиров хитозана, осуществляемый по реакции нуклеофильного замещения, проводится в щелочной среде с помощью алкилирующих реагентов различного типа. Наличие в молекуле хитозана свободных аминогрупп и возможность их защиты в условиях проведения реакция явились предпосылкой для синтеза избирательно замещенных производных (5) [13].

Основные направления использования хитозана и производных

Согласно [6], мировой рынок продукции на основе хитозана в нашем столетии будет носить глобальный характер, хотя в настоящее время хитиновой проблемой занимаются в разной степени не более 15 стран, главным образом связанных с морским рыболовством, а мировой рынок продукции из хитозана в ближайшей перспективе составит около 2 млрд. американских долларов в год.

При этом рынок сбыта хитозана формируется в следующих основных направлениях (табл.1.) [5]:

В настоящее время известно более 70 направлений использования хитозана и его производных в различных отраслях промышленности, наиболее важными из которых во всем мире признаны: медицина — для лечения ран, ожогов, язв, производства хирургических нитей, искусственной кожи, лекарственных форм антисклеротического, антикоагулянтного и антиартрозного действия, диагностики и лечения злокачественных опухолей, язвы желудка; хитозан улучшает всасывание и эффективность труднорастворимых лекарственных форм, способствующих их пролонгированному действию; хитозан эффективен при лечении парадонтоза и кариеса зубов; в качестве средства борьбы с ожирением, связывания и выделения из организма холестерина, профилактики и лечения сердечно-сосудистых заболеваний [63-70]; пищевая промышленность — в качестве загустителя и структурообразователя для продуктов диетического питания, способствующих выведению радионуклидов из организма, для создания простых и многокомпонентных эмульсий, соусов, паст, съедобных колбасных оболочек, осветления пива, соков, вин [12,71]; косметика — использование в качестве увлажнителя, эмульгатора, антистатика и смягчающего средства для ухода за волосами и кожей лица, при производстве шампуней, гелей, увлажняющих кремов, тональной жидкой пудры, зубных паст, в качестве стабилизатора аромата духов [72,73]; сельское хозяйство — в качестве биостимулятора, обеспечивающего повышение урожайности овощей на 25-40%, средства борьбы с нематодами почв в закрытых грунтах, стеблевой и корневой гнилью, ржавчиной, специальных покрытий для фруктов, увеличивающих сроки их хранения, кормовой добавки с ХТЗ, повышающей резистентность животных к инфекционным заболеваниям [74-76]; биотехнология — очистка сточных вод от белковых, жировых, нефтяных и других загрязнений, сорбция тяжелых металлов и радионуклидов, иммобилизация ферментов, добавка при производстве стиральных порошков и др. [12,17,77-80]; мембранные технологии — в виде разделительных мембран [81,82-86]. Способность к комплексообразованию и ионному обмену позволяет использовать хитозан в адсорбционной, ионообменной, тонкослойной и афинной хроматографии. Хитозан используют в бумажной промышленности при производстве специальных видов бумаг для повышения их износостойкости, прочности на излом и прочности во влажном состоянии [12].

Совокупность свойств — отсутствие токсичности, физиологическая активность и биоразрушаемость - делает наиболее перспективным применение хитозана и его производных в медицине. Хитозан обладает стимулирующей активностью и может применяться в онкологии. Хитозан активизирует перитональные внутренние макрофаги, что способствует эффективному ингибированию роста опухолевых клеток и патогенных микробов во внутренней полости организма [63,64].

Как указывалось выше сульфаты хитина и хитозана можно использовать в качестве антикоагулянтов крови. Антикоагулянтной активностью обладают также комплексы хитозана с гепарином и сульфатом декстрана [65,81]. Другое направление - применение хитозана для залечивания язвы желудка, основанное на его способности подавлять активность пепсина. Предложен состав, содержащий хитозан, который рекомендуется при повышенной кислотности [17].

Хитин и хитозан как сырье для производства волокон и пленок привлекает внимание исследователей еще с 1926 года [12,17,74,87]. Высоко упорядоченная структура хитозана обуславливает высокую прочность его пленок, которая закономерно возрастает с увеличением степени кристалличности хитозана, то есть прочность хитозановых пленок определяется надмолекулярной структурой хитозана [88], которая, в свою очередь, зависит от его молекулярной массы и типа растворителя, из которого получены пленки.

Определение набухания хитозана и хитозановых пленок в парах ив водной среде

Метод основан на определении количества влаги, удаляемой из образца при высушивании его до постоянной массы в сушильном шкафу.

Навеску (0,1 г), взятую с аналитической точностью, помещали во взвешенный бюкс. Открытый бюкс с навеской и крышку помещали в сушильный шкаф, и пробу высушивали до постоянной массы при 100-105 С (2-3 часа). По окончании высушивания бюкс с навеской закрывали в сушильном шкафу крышкой и помещали в эксикатор, охлаждали и взвешивали.

Метод основан на взвешивании минерального остатка после обугливания и прокаливания навески. Навеску образца (0,5 г) взвешивали на аналитических весах с точностью 0,0002 г, помещали в прокаленные и доведенные до постоянной массы тигли, обугливали на плитке и помещали в муфель при 600С. После озоления тигли с золой помещали в эксикатор. После остывания тигли взвешивали на аналитических весах.

Сорбционный метод состоит в определении количества сорбата (паров газа или жидкости), поглощенного полимером (сорбентом) при различных давлении пара, температуре, концентрации и построении изотерм сорбции. Если определяли набухание хитозановых пленок в воде, то пленку, предварительно взвешенную с точностью 0,0002г, помещали в бюкс с дистиллированной водой. Через необходимый промежуток времени пленку извлекали из воды , дважды промокали фильтровальной бумагой и взвешивали с точностью 0,0002 г.

Бели определяли набухание хитозановых пленок в парах и водной среде, то пленку, предварительно взвешенную с точностью 0,0002 г, помещали в эксикатор и выдерживали в нем. По истечении необходимого времени пленку извлекали и взвешивали с точностью 0.0002 г.

Количество сорбированного пара или жидкости (степень набухания) определяли по увеличению привеса Степень набухания (В ) рассчитывали по формуле: в= Мі.іоо,% где В - влагопоглощение , %; Мі - масса пленки воздушно-сухой или абсолютно-сухой, г; Мг - масса пленки после влагопоглощения воздушно-сухая или абсолютно-сухая

Навеску исследуемого вещества массой 6 г взвешивали на аналитических весах с точностью до 0.0002 г, количественно перенесли в мерную колбу на 100 мл, добавляли 30-40 мл дистиллированной воды, растворяли при непрерывном перемешивании, после чего уровень раствора доводили до метки.

Приготовленный раствор пропускали через колонку с катионитом КУ-2-8 в " Н "- форме с емкостью 5 мг.экв/г , со скоростью 1 мл/мин, для перевода Na-формы ОГСАФОЛа в Н-форму. Далее отбирали пробы объемом 10 мл и оттитровывали 0,1 Н раствором NaOH в присутствии индикатора метилового красного. Содержание суяьфонатных групп в анализируемом олигомере определяли по формуле: K.K.V.N где V- объем щелочи, пошедший на титрование , мл ; К- поправка 0,1 Н раствора NaOH; N-нормальность раствора NaOH; 81-молекулярная масса сульфонатной группы (-S03H); т- масса навески анализируемого вещества, г; 1-5%-ные растворы хитозана в растворах уксусной кислоты и олигоэфирсульфокислоты разной концентрации готовили весовым методом. В колбу вносили навеску порошка хитозана и расчетное количество кислоты, затем тщательно перемешивали на магнитной мешалке. Раствор оставляли до полного растворения в течение суток. После полного растворения хитозана, для удаления механических примесей раствор отфильтровывали с использованием фильтр-пальца с металлическими сетками и оставляли раствор для обезвоздушивания в течение 2-3 часов.

Хитозановые пленки формовали по сухому способу, высушиванием формовочных растворов хитозана в кислотах разной концентрации. Толщина сформованных пленок составляет 50-55 мкм. Формула для расчета массы раствора (т, г) для получения пленок определенной толщины имеет следующий вид:

Пленки, высушенные при комнатной температуре, содержат некоторое количество уксусной кислоты, связанной солевыми связями с аминогруппами хитозана Такую форму полимера называют солевой и обозначают С-форма. Для удаления уксусной кислоты и перевода пленок в форму основания (О-форма) их обрабатывали 1М раствором NaOH в течение 1 часа при модуле ванны 30 мл/г, затем тщательно промывали дистиллированной водой до нейтральной реакции и сушили на полиэтиленовой подложке в фиксированном состоянии.

Модификация хитозана гликолевой кислотой, смесью олиго эфирсульфокислоты и гликолевой кислоты, и смесью олиго эфирсульфокислоты и уксусной кислоты

Взаимодействие аминогрупп макромолекулы хитозана с сульфогруппами олигоэфирсулъфокислоты принципиально должно протекать по ионному механизму. Образующиеся при этом соли фактически представляют собой новое производное хитозана - олигоэтиленоксидсульфонат (OCX), характеристика состава и свойств которого представляет самостоятельный интерес. В том случае, если эта реакция будет сопровождаться растворением хитозана в водном растворе олигоэфирсульфокислоты, полученные растворы можно было бы использовать для формования из них пленок.

Синтез OCX взаимодействием хитозана с олигоэфирсульфокислотой проводили в 6%-ном водном растворе олигоэтиленоксидсульфокислоты при постоянном перемешивании в течение 1-72 часов. В зависимости от количества олигоэфирсульфокислоты процесс проводили при комнатной температуре и при нагревании до 70С.

Реакция взаимодействия хитозана и олигоэфирсульфокислоты начинается в гетерогенной среде, но по мере протекания реакции и образования нового производного хитозана происходит постепенное растворение продуктов взаимодействия и процесс завершается в гомогенной среде. В начале и конце реакции контролировали значение рН среды, которое изменялось от 1 до 6. В случае присутствия в растворе взвешенных частиц их отделяли, затем промывали водой, сушили и взвешивали, определяя количество хитозана, не перешедшего в раствор. В отличие от процесса растворения хитозана в уксусной кислоте, протекающего сравнительно с высокой скоростью (при комнатной температуре растворение завершается уже в течение 24 часов), в этих условиях растворение хитозана в водном растворе олигоэтиленоксидсульфокислоты при одинаковом мольном соотношении ОЭСЮХТЗ происходит в течение 72 часов. Новое производное ХТЗ — олигоэтиленоксидсульфонат хитозана - выделяли из раствора в виде пленки (табл.5).

Данные, полученные при проведении реакции взаимодействия хитозана с олигоэтиленоксидсульфокислотой (табл.5) позволяют сделать вывод, что на выход растворимого продукта - олигоэтиленоксидсульфоната хитозана - оказывают влияние продолжительность реакции и температура Особенно это заметно в случае проведения реакции при 20С, когда достаточно высокий выход водорастворимого продукта ( 95%) достигается в течение 36-72 часов. Однако и при такой продолжительности реакции не достигается 100%-ный выход. В то же время при проведении реакции при 70С практически количественное образование водорастворимого продукта происходит в течение 1-3 час.

Было исследовано влияние мольного соотношения SO H : NH2 в реакционной смеси на выход и состав водорастворимого производного хитозана. При проведении реакции модифицирования в условиях опытов 1-4 (табл.6) некоторая часть ХТЗ не вступает в реакцию и не растворяется в реакционной среде. Определение количества нерастворимой фракции показало, что выход нового производного составил 80 - 98%.

Как известно [49, 52, 53], образование уксуснокислых солей хитозана позволяет получить растворимые в воде производные при степени замещения по ацетокси-группам меньше 1. Аналогичные данные были получены нами для олигоэтиленоксидсульфоната ХТЗ. Ближайшим аналогом уксусной кислоты, содержащим как и олигозтиленоксидсульфокислота полярную ОН-группу, является гликолевая (гидроксиуксусная) кислота Однако в отличие от OCX этот полярный заместитель в соответствующем производном ХТЗ будет располагаться в непосредственной близости к основной цепи. Представляло поэтому интерес выяснение влияния этих различий на процесс образования и свойства солей хитозана и гликолевой кислоты.

Реакцию хитозана с гликолевой кислотой проводили в тех же условиях, что и с олигоэтиленоксидсульфокислотой, используя максимальную концентрацию модификатора, равную 0,7%. Полученные данные приведены в табл. 7.

Обращает на себя внимание почти точное соответствие мольного соотношения ХТЗ:ГК и выхода водорастворимой фракции. Полностью растворимый продукт образуется при эквимольном соотношении ХТЗ:ПС Можно предположить, что водорастворимая фракция представляет собой продукт взаимодействия ХТЗ и ПС с более высокой, а нерастворимая фракция - с значительно более низкой степенью замещения по солевым группам. Это предположение подтверждается более высоким конечным значением рН реакционного расвтора при соотношениях ХТЗ : ГК 1 : (0,8...0,6).

Действительно, как показали данные потенциометрического титрования (табл.7), растворимая и нерастворимая фракции заметно различаются по содержанию связанной солевыми связями гликолевой кислоты. Новое производное — гидроксиацетат хитозана — образует прозрачные водные растворы, обладающие достаточно высокой вязкостью и способностью к пленкообразованию.

Представляло интерес провести модификацию хитозана смесями олигоэфирсульфокислоты с гликолевой и уксусной кислотами. При этом мольное соотношение «хитозан : смесь кислот» составляло от 1:1 до 1:0,41.

Похожие диссертации на Получение и свойства водорастворимых производных хитозана и пленочных материалов на их основе