103 гидродинамические свойства растворов арабиногалактана
реклама
II Всероссийская конференция Химия и технология растительных веществ, Казань, 24–27 июня 2002 г ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА РАСТВОРОВ АРАБИНОГАЛАКТАНА ЛИСТВЕННИЦЫ Г.П.Александрова, С.А.Медведева Иркутский институт химии им. А.Е. Фаворского СО РАН, Иркутск, msa@irioch.irk.ru Для полимеров с биологической активностью весьма важной характеристикой является их поведение в растворах. Практически значимым свойством арабиногалактана является высокая вязкость его водных растворов. Благодаря этому он находит применение как как загуститель напитков и связующее при производстве лекарственных препаратов. Появляющиеся сообщения о расширении спектра биологической активности арабиногалактана настоятельно требуют подробной характеристики его взаимодействия с водой, однако арабиногалактан в этом отношении систематически не изучался. Гидродинамические свойства арабиногалактана древесины лиственницы можно оценить при исследовании вязкости полисахарида в дистиллированной воде. В этой связи особенно важны молекулярно-кинетические характеристики арабиногалактана, служащие ключом к раскрытию его реакционной способности. Цель работы заключалась в исследовании гидродинамических свойств водных растворов арабиногалактана с использованием метода вискозиметрии. Была измерена вязкость водных растворов арабиногалактана, выделенного из древесины лиственницы, с разной молекулярной массой при различной (0,6-1,0 %) концентрации в температурном интервале 20-50°С. Молекулярная масса двух образцов арабиногалактана была предварительно определена независимым методом гель-проникающей хроматографии в водном растворе и составила 9570 и 13300. В ходе эксперимента было установлено, что изменения значений относительной вязкости растворов арабиногалактанов находятся в обратной зависимости от температуры, при которой проводились измерения. Для образца арабиногалактана с более высоким значением молекулярной массы значения логарифма относительной вязкости при 20°С выше, чем для образца с более низким ее значением, и это различие резко усиливается при возрастании температуры исследуемого раствора до 50°С. Рассчитанная величина характеристической вязкости при 20°С для 1 % раствора образца с массой 9800 весьма высока и составляет 0,0566, для образца с массой 13300 она составляет 0,0657. Исходя из полученных результатов, из уравнения соответствующей прямой, характеризующей зависимость логарифма относительной вязкости от обратной температуры, были вычислены значения предэкспоненциального множителя и энергии активации. Следует отметить, что величина предэкспоненциального множителя для растворов арабиногалактана возрастает при разбавлении. Энергия активации вязкостного течения растворов АГ составляет 686-930 Дж. Для образца с более высокой молекулярной массой энергия активации ниже, а значение предэкспоненциального множителя выше, чем для образца с меньшей величиной молекулярной массы. Величина энергии активации уменьшается с уменьшением концентрации водных растворов арабиногалактана, при увеличении молекулярной массы полимера аналогичная зависимость сохраняется, что согласуется с известными литературными данными по изучению вязкости производных целлюлозы. Полученные значения предэкспоненциального множителя и энергии активации свидетельствуют о том, что предэкспоненциальный множитель вносит менее значительный вклад в изменение вязкости, в то время как энергия активации имеет решающее значение. Известно, что среднемассовая молекулярная масса довольно близка к средневязкостной, поэтому из экспериментальных данных по уравнению прямой, отражающей в двойных логарифмических координатах зависимость характеристической вязкости растворов от молекулярной массы для образцов арабиногалактана с известной массой, были определены значения Ka и α в уравнении Марка-Куна-Хаувинка, характеризующие взаимодействие полимера и растворителя, и выведено уравнение для расчета молекулярной массы арабиногалактана по вязкости его растворов. Таким образом, нами изучено поведение растворов арабиногалактана в воде при различных температурах, определен предэкспоненциальный множитель и энергия активации вязкостного течения макромолекулы, предложено уравнение для расчета вязкостной молекулярной массы арабиногалактана. II Всероссийская конференция Химия и технология растительных веществ. Устный доклад 103
