Влияние органических растворителей и кислот на гидратацию хитозана

Abstract

Методом низкотемпературной ¹Н ЯМР спектроскопии изучено состояние воды и водного раствора трифторуксусной кислоты в набухшем хитозане и хитозане, наполненном нанокремнеземом А-300. Показано, что в полимерной матрице основная часть воды входит в состав доменов с R >10 нм. Введение в полимер нанокремнезема приводит к уменьшению энергии связывания воды почти на 30 %, за счет формирования связей хитозан—кремнезем. В присутствии сильной кислоты (ТФУК) внутри полимерной матрицы чистого и наполненного SiO₂ хитозана выявляются водные полиассоциаты с разной растворяющей способностью по отношению к кислотам, причем значительная часть воды относится к доменам, плохо растворяющим кислоту.

Методом низькотемпературної ¹Н ЯМР спектроскопії вивчено стан води і водного розчину трифтороцтової кислоти в набряклому хітозані та хітозані, який наповнений нанокремнеземом А-300. Показано, що в полімерній матриці основна частина води входить до складу доменів з R >10 нм. Введення до полімеру нанокремнезему приводить до зменшення енергії зв’язування води майже на 30 %, за рахунок формування зв’язків хітозан—кремнезем. За наявності сильної кислоти (ТФОК) всередині полімерної матриці чистого та наповненого SiO₂ хітозану виявляються водні поліасоціати з різною розчинною здатністю щодо кислот, причому значна частина води належить до доменів, які погано розчиняють кислоту.

The states of water and an aqueous solution of trifluoroacetic acid in a swollen chitosan and chitosan filled with nanosilica A-300 by low-temperature ¹Н NMR spectroscopy are studied. It is shown that the main part of water in the polymer matrix is included in the domains with R > 10 nm. Introduction of nanosilica into the polymer matrix reduces the binding energy by almost 30 % through the formation of bonds between chitosan and silica (water displacement in the gaps between the biopolymer and SiO₂). In the presence of a strong acid (TFA), polyassociations of water with varying solubility relative to acids within the polymeric matrix of pure chitosan and chitosan filled with SiO2 are present, while a large part of water refers to the domains, which dissolve the acid poorly.