Kích thước không bị nhiễu loạn, các tham số tương tác, điện thế zeta và độ lưu biến của natri alginate trong các hỗn hợp dung môi nhị phân

Springer Science and Business Media LLC - Tập 23 - Trang 1-11 - 2016
Mrinmay Jha1, Gulmi Chakraborty1, Soumik Bardhan1, Bidyut Debnath1, Swapan K. Saha1
1Department of Chemistry, University of North Bengal, Darjeeling, India

Tóm tắt

Độ nhớt nội tại [η] của natri alginate có trọng lượng phân tử khác nhau (trọng lượng phân tử cao (loại A), trọng lượng phân tử trung bình (loại B) và trọng lượng phân tử thấp (loại C)) được đo ở nhiệt độ 293–303 K trong các hỗn hợp khác nhau của nước (dung môi tốt), acetone (ACE, dung môi kém) và nước-ethoxy ethanol (EE, dung môi kém). Kết quả quan sát, đặc biệt là các giá trị hằng số Huggins (K H), cho thấy sự biến thiên đáng kể của cosolvency phụ thuộc vào thành phần dung môi (ΦACE/ΦEE) và nhiệt độ. Kích thước không bị nhiễu loạn (K θ) trong điều kiện không theta đã được tính toán bằng cách sử dụng nhiều phương trình trong các hỗn hợp nước-acetone và nước-ethoxy ethanol khác nhau. Giá trị K θ thu được từ ba phương pháp đo khác nhau, cụ thể là Burchard-Stockmayer và Fixman (BSF), Berry và Inagaki-Suzuki-Kurata (ISK) đồng ý với nhau ngoại trừ một vài thành phần dung môi. Hệ số mở rộng phân tử (α n) và khoảng cách đầu đến cuối thực tế (α n K θ) cũng đã được tính toán trong nghiên cứu này. Hơn nữa, tính chất loãng nhớt của các dung dịch natri alginate (hình minh họa đại diện: loại A) trong nước và hệ thống hỗn hợp nước-acetone đã được khảo sát khi tỷ lệ biến dạng tăng. Kết quả cho thấy mô-đun nhớt G″ chiếm ưu thế hơn mô-đun đàn hồi G′ và các hệ thống hoạt động như các chất lỏng nhớt đàn hồi trong điều kiện hiện tại. Giá trị cao hơn của G′ trong hệ dung môi hỗn hợp acetone-nước so với trong nước tinh khiết không nghi ngờ gì chỉ ra rằng tính đàn hồi trong hệ alginate được cải thiện khi có sự xuất hiện của acetone. Cuối cùng, phép đo điện thế zeta cho thấy rằng bề mặt polymer của natri alginate (hình minh họa đại diện: loại A) chủ yếu mang điện tích âm và điện thế zeta của polymer nhạy cảm hơn với thành phần ethoxy ethanol so với acetone trong các dung môi hỗn hợp nước-hữu cơ.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

Meera G, Abraham TE (2006) Polyionic hydrocolloids for the intestinal delivery of protein drugs: alginate and chitosan—a review. J Control Release 114:1–14 Ikeda A, Takemura A, Ono H (2000) Preparation of low-molecular weight alginic acid by acid hydrolysis. Carbohydr Polym 42:421–425 Jun-ichi K, Shingo S, Shin-ichiro S (2005) Preparation of alginate- polymethacrylate hybridmaterial by radical polymerization of cationic methacrylate monomer in the presence of sodium alginate. Carbohydr Polym 60:253–358 McNeely WH, Pettitt DJH (1973) Algin. In: Whistler RL, BeMiller JN (eds) Polysaccharides and their derivatives, 2nd edn. Academic, New York, US, pp 49–81 Flory PJ (1953) Principles of polymer. Cornell University Press, Ithaca, New York Dondos A, Benoit H (1971) The influence of solvents on unperturbed dimensions of polymer in solution. Macromolecules 4:279–283 Tajero R, Gomez C, Celda B, Gavara R, Campos A (1988) Unperturbed dimensions of polymers in binary and ternary systems. Makromol Chem 189:1643–1656 Katime IA, Quintana JR (1988) Stereoassociation of poly(methyl methacrylate): study on the complexation stoichiometry and structural characteristics of the aggregates. Macromol Chem 189:1373–1385 Katime L, Schio JR (1984) Polymer-cosolvent systems-7. PMMA CCl4-chloroalkane: preferential solvation and second virial coefficient. Eur Polym J 20:99–103 Scwartz T, Sabbadin J, Francois J (1979) Unperturbed dimensions of polyacrylamide in salt-water–methanol mixtures. Polymer 22:609–614 Francois J, Sarazin D, Schwartz TS, Weill G (1979) Polyacrylamide in water: molecular weight dependence of 〈R 2〉 and [η] and the problem of the excluded volume exponent. Polymer 20:969–975 Scwartz T, Francois J, Weill G (1980) Dynamic dimensions in the polyacrylamide-water system. Polymer 21:247–249 Scholtan W (1954) Molekulargewichtsbestimmung von Polyacrylamid mittels der Ultrazentrifuge. Macromol Chem 14:169–178 Newman S, Krigbaum S, Laugier WR, Flory PJ (1954) Molecular dimensions in relation to intrinsic viscosities. J Polym Sci 14:451–462 Misra GS, Bhattacharya SH (1979) Determination of the molecular weight of polyacrylamide fractions by osmometry. Eur Polym J 15:125–128 Bohdonecky M, Petrus V, Sedlacek B (1983) Estimation of the characteristic ratio of polyacrylamide in water and in a mixed theta-solvent. Makromol Chem 184:2061–2073 Flory PJ, Fox TG (1951) Treatment of intrinsic viscosities. J Am Chem Soc 73:1904–1908, Intrinsic viscosity relationships for polystyrene. J Am Chem Soc 73:1915–1920 Kurata H, Stockmayer WH, Roig A (1960) Excluded volume effect of linear polymer molecules. J Chem Phys 33:151–155 Stockmayer WH, Fixman M (1963) On the estimation of unperturbed dimensions from intrinsic viscosities. J Polym Sci C 1:137–141 Berry GC, Casassa EF (1970) Thermodynamic and hydrodynamic behavior of dilute polymer solutions. J Polym Sci: Macromolecular Reviews 4:1–66 Burchard W (1961) Uber den einfluss der losungsmittel auf die structur linearer makromolekule. Makromol Chem 50:20–36 Dondos A, Benoit H (1973) The relationship between the unperturbed dimensions of polymers in mixed solvents and the thermodynamic properties of the solvent mixture. Macromolecules 6:242–245 Vasudevan P, Santappa M (1970) Viscosities of dilute solutions of poly (methyl methacrylate) and poly (ethyl methacrylate) in organic solvents. Makromol Chem 137:261–275 Nishio I, Sun ST, Swislow G, Tanaka T (1979) First observation of the coil-globule transition in a single polymer chain. Nature 281:208–209 Maitra B, Nandi AK (1993) Coil dimensions of poly(methyl acrylate) in the cosolvent medium of carbon tetrachloride and methanol. Polymer 34:1261–1264 Chintore O, Guaita M, Trossarelli L (1979) Solution properties of poly(N-methyl acrylamide). Makromol Chem 180:2019–2021 Chintore O, Guaita M, Trossarelli L (1979) Solution properties of poly(N-isopropylacrylamide). Makromol Chem 180:969–97 Kurata, M., Tsunashima, Y., Iwama, M., Kamada K.: Polymer Handbook. In: Brandrup J, Immergut EH, (eds.), 2nd edition, pp. IV-36. Wiley Interscience, New york (1975) Schwartz T, Sabbadin J, Francois J (1981) Unperturbed dimensions of polyacrylamide in salt-water–methanol mixtures. Polymer 22:609–614 Bera P, Saha SK (2001) Molecular dimension and interaction parameters of polyacrylamide in water–dimethylsulphoxide mixtures: effect of temperature. Eur Polym J 37:2327–2333 Bercea M, Morariu S, Ioan S, Simionescu BC (1994) On chain flexibility of ultrahigh molecular weight polymethacrylates. Synth Polym J 1:81–87 Bercea M, Ioan C, Morariu S, Ioan S, Simionescu BC (1998) Solution properties of ultrahigh molecular weight polymers. 21. Conformational characteristics of poly(methyl methacrylate. Polym Plast Technol Eng 37:285–294 Sartori C (1997) The characterisation of alginate systems for biomedical applications, Ph.D thesis. Department of Materials Engineering, Brunel University, London Peggy V, Abdellah A, Jack L, Raymond K, Régis B (2008) Decrease in dynamic viscosity and average molecular weight of alginate from laminaria digitata during alkaline extraction. J Phycology 44:515–517 Bit G, Debnath B, Saha SK (2006) Dilute solution behaviour of progressively hydrolyzed polyacrylamide in water–N, N dimethylformamide mixtures. Eur Polym J 42:544–552 Lortie F, Boileau S, Bouteiller L, Chassenieux C, Deme B, Ducouret G, Jalabert M, Laupretre F, Terech P (2002) Structural and rheological study of a bis-urea based reversible polymer in an apolar solvent. Langmuir 18:7218–7222 Vermonden T, Steenbergen MJV, Besseling NAM, Marcelis ATM, Hennink WE, Sudholter EJR, Stuart MAC (2004) Linear rheology of water-soluble reversible neodymium(iii) coordination polymers. J Am Chem Soc 126:15802–15808 Van der Gucht J, Besseling NAM, Knoben W, Bouteiller L, Cohen Stuart MA (2003) Brownian particles in supramolecular polymer solutions. Phys Rev E 67:051106-1-10 Wongsagonsup R, Shobsngob S, Oonkhanond B, Varavinit S (2005) Zeta potential (ζ) analysis for the determination of protein content in rice flour. Starch 57:25–31 Jha M, Bardhan S, Chakraborty G, Saha SK (2015) Unperturbed dimensions and interaction parameters of poly(vinyl alcohol)s in water–acetone and water–tetrahydrofuran mixtures. J Polym Res 22:164-1-9 Collins EA, Bares J, Billmeyer FWJ (1973) Experiments in polymer science. Wiley-Interscience, New York Huggins ML (1942) The viscosity of dilute solutions of long-chain molecules. IV. Dependence on concentration. J Am Chem Soc 64:2716–2720 Mancini M, Moresi M, Sappino F (1996) Rheological behavior of aqueous dispersions of algal sodium alginates. J Food Eng 28:283–295 Dondos A, Rempp P, Benoit H (1970) Effect des proprietes thermodynamiques des melanges de solvants sur les dimensions de Chaines macromoleculaires. J Polym Sci C 30:9–16 Alfrey T, Bartovics A, Mark H (1942) The effect of temperature and solvent type on the intrinsic viscosity of high polymer solutions. J Am Chem Soc 64:1557–1560 Noda I, Suge TT, Nagasawa M (1970) The intrinsic viscosity of polyelectrolytes. J Phys Chem 74:710–719 Vangani V, Rakshit AK (1996) Synthesis and characterization of homopolymer of 2-ethylhexyl acrylate and its copolymers with acrylamide, acrylonitrile, and methyl methacrylate. J Appl Polym Sc 60:1005–1013 Kamide K, Miyazaki Y, Kobayash H (1977) Unperturbed chain dimensions of polyethyleneterephthalate and polyethylene 1,2-diphenoxyethane p, p′-carboxylate. Polym J 9:317–327 Inagaki H, Suzuki H, Kurata MJ (1966) Polym Sci C 15:409 Cowie JMG (1966) Estimation of unperturbed polymer dimensions from viscosity measurements in non-ideal solvents. Polymer 7:487–495 Belalia F, Djelali NE (2014) Rheological properties of sodium alginate solutions. Rev Roum Chim 59:135–145 Ma J, Lin Y, Chen X, Zhao B, Zhang J (2014) Flow behavior, thixotropy and dynamical viscoelasticity of sodium alginate aqueous solutions. Food Hydrocolloid 38:119–128 Yang J, Chen S, Fang Y (2009) Viscosity study of interactions between sodium alginate and CTAB in dilute solutions at different pH values. Carbohydrate Polym 75:333–337 McConaughy SD, Stroud PA, Boudreaux B, Hester RD, McCormick CL (2008) Structural characterization and solution properties of a galacturonate polysaccharide derived from Aloe vera capable of in situ gelation. Biomacromolecules 2:472–480 Salopek B, Krasic D, Filippovic S (1992) Measurement and application of zeta potential. Rudarsko-geoloiko-naftnizbornik 4:147–151 Salamon JC (1996) The polymeric materials encyclopedia: synthesis, properties and applications. Polym Sc Techn Ser, Boca Raton 11:8417–8428