羧甲基纖維素結構特征的研究
添加日期:[2014/3/30 16:05:17]
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  由于羧甲基纖維素的快速發展,在各個行業的廣泛應用,研究它的學者專家也越來越多,致力于研究更多的化學反應、更多的生產工藝,讓產品更加成熟。
  羧甲基纖維素的分子量及分子量分布能通過SEC方法確定。
  用葡萄糖內切酶將兩種不同DS的羧甲基纖維素樣品分解成片斷,直至降解完全,處理后大大改善了高分子的水溶性。葡萄糖內切酶作用明顯與取代度相關,當取代度增加時酶的效率受到限制。兩種羧甲基纖維素樣品的多糖鏈都包含高取代和低取代的區域。用酶處理的方法研究了具有特殊取代形式的羧甲基纖維素的分子結構。樣品通過葡萄糖內切酶處理后用SEC分析,測試結果表明DS為1.9的樣品仍能被強烈降解,從而支持了block-like取代形式的存在。用SEC、離子交換色譜、脈沖電流檢測詳細研究了酶解后的片斷產物,表明所有的樣品中均含有DS高于起始樣品的片斷,同時也有大量降解產物是低DS或無取代的。
  羧甲基纖維素分子的卷曲和排水程度能通過蠕蟲鏈模型分析,研究分子在水溶液中的構象和流體力學性質,并可確立模型參數如流體力學直徑與纖維素羧甲基化程度的關系。用SEC和電位滴定的方法估算了羧甲基纖維素的持續長度。羧甲基纖維素的本征持續長度通過SEC與多角激光光散射(SEC-MALLS)聯用以及電位滴定的方法確定。對于取代度從0.75到1.25的樣品,用SEC-MALLS得到了分子量與旋轉半徑之間的關系。不考慮取代度的情況下,利用靜電蠕蟲鏈理論估算羧甲基纖維素的持續長度L-p0為16nm。利用聚電解質尺寸的描述,得到一個稍低的值(12nm)。電位滴定在NaCl溶液(0.01-1mol/L)中進行,用均一電荷圓筒模型分析得到羧甲基纖維素主鏈的半徑。羧基的離解常數為3.2。DS=0.75的羧甲基纖維素的半徑為0.95nm,而DS=1.25的羧甲基纖維素為1.15nm。從電位滴定中推導出的本征持續長度L-p0為6nm。
  研究羧甲基纖維素在溶液中的結構和性質,用八種不同的羧甲基纖維素(Mw:9000-360000g/mol-1、DS:0.75-1.47)。從流變學和導電雙折射中,區分了四個臨界濃度,依賴于羧甲基纖維素的分子量、電荷密度以及溶液的離子強度。在很低的濃度時,聚電解質處于最伸展的狀態,粘度與水接近。在臨界濃度c0時分子鏈之間的距離約等于持續長度。濃度達到c1后,伸展的鏈開始交迭,樣品粘度增加,遵循規律(c/c1)1/2。繼續增加聚電解質的濃度,卷曲的分子鏈開始交迭、纏結,粘度迅速上升,與濃度的關系為(c/c2)5.5,與不帶電荷的高分子相同。所有樣品的松弛時間開始迅速增加,聚電解質表現為類似于中性高分子,形成瞬時的網絡結構。在濃度為c3,溶液開始形成熱可逆的凝膠。在不同的濃度范圍內,聚電解質溶液的離子強度的改變都會引起很大的變化。加入鹽、表面活性劑,以及pH值的變化都會引起松弛時間和粘度的變化。
  羧甲基纖維素的研究還在繼續,相信只是時間問題,更多工藝及生產技術會出現,它的應用會更加廣泛,市場前景會更好。


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