2. Mục tiờu của đề tài
3.3.1.2. Xỏc định cấu trỳc tớnh chất của LMWC
Chu Thị Thuý Hằng K30 - Khoa Hoỏ Học 50
Phổ hồng ngoại của của mẫu chitosan khối lượng phõn tử thấp của mẫu M2 được thể hiện trờn hỡnh (3.3), phổ IR của cỏc mẫu cũn lại được đưa ra ở bảng phụ lục.
Bảng 3.3: Tần số đặc trưng dao động của cỏc nhúm trong phõn tử của cỏc mẫu chitosan Mẫu (-OH) cm-1 (C-H) cm-1 (N-H) cm-1 (-OH) cm-1 ở C3 (CO) cm-1 (C-C) cm-1 M1 3484 2888 1671-1604 1381 1081 584 M2 3452 2875 1667-1596 1382 1078 543 M3 3454 2924 1633-1572 1403 1074 654 Chitosan 3420 2941 1675-1626 1406 1071 589
Chu Thị Thuý Hằng K30 - Khoa Hoỏ Học 51
Từ cỏc phổ IR (hỡnh 3.3) và kết quả bảng (3.2) cho thấy phổ IR của chitosan và cỏc mẫu LMWC đều cú cỏc pic đặc trưng cho dao động biến dạng của nhúm –OH (3420-3484 cm-1), liờn kết C-H trong -CH2 và -CH3 từ (2875 -2942 cm-1), liờn kết N-H (1596-1675 cm-1), liờn kết C- O (1071 -1081 cm-1
), liờn kết C-C (543-654 cm-1
), nhúm –OH ở C3 (1381-1406 cm-1). Như vậy, cả chitosan và LMWC đều cú cấu trỳc phõn tử giống nhau. Điều đú khẳng định quỏ trỡnh cắt mạch khụng làm thay đổi cấu trỳc phõn tử chitosan.
Dựa vào phổ IR ta xỏc định được độ deaxetyl hoỏ của chitosan. Cụng thức tớnh DA theo phương phỏp phổ hồng ngoại là:
DA (%) = 115 3450 1655
A A
Trong đú: A 1655 là diện tớch giải hấp thụ tại bước súng 1655 cm-1, đặc trưng cho dao động hoỏ trị C-O.
A 3450 là diện tớch giải hấp thụ tại bước súng 3450 cm-1, đặc trưng cho dao động hoỏ trị O-H.
Cỏc kết quả tớnh giỏ trị DA được đưa ra ở bảng (3.3).
Bảng 3.4: Độ axetyl hoỏ (DA%) của cỏc mẫu
Mẫu chitosan M1 M2
A1655 0.118 0.064 0.041
A3450 0.451 0.312 0.265
DA 30.09 23.59 17.79
Như vậy quỏ trỡnh cắt mạch cũn làm giảm độ axetyl hoỏ của cỏc mẫu chitosan.
• Phổ phõn tớch nhiệt TGA
Phổ TGA của chitosan và mẫu chitosan khối lượng phõn tử thấp M2 được biểu thị trờn hỡnh (3.4a) và (3.4b), cũn cỏc mẫu chitosan khối lượng phõn tử thấp khỏc được đưa ra ở phần phụ lục.
Chu Thị Thuý Hằng K30 - Khoa Hoỏ Học 52
Hỡnh 3.4a: Phổ phõn tớch nhiệt TGA của mẫu LMWC M2
Chu Thị Thuý Hằng K30 - Khoa Hoỏ Học 53
Từ hỡnh (3.4a) và (3.4b) cho thấy sự thay đổi khối lượng theo nhiệt độ ở 2 mẫu chitosan và LMWC M2 là khỏc nhau. Quỏ trỡnh phõn huỷ chitosan và chitosan khối lượng phõn tử thấp xảy ra theo 2 giai đoạn:
Giai đoạn 1: chủ yếu xảy ra sự mất nước ngoại phõn tử. Khi tăng nhiệt độ lờn đến 100oC mẫu chitosan LMWC giảm 8,05% về khối lượng, cũn chitosan giảm 2.1% về khối lượng.
Giai đoạn 2: Chủ yếu xảy ra sự phõn huỷ hoỏ học, tăng nhiệt độ lờn 375oC thỡ mẫu LMWC M2 giảm 52,168%. khối lượng cũn ở mẫu chitosan giảm 50,199% ở cả 2 giai đoạn chitosan khối lượng phõn tử thấp đều giảm khối lượng phõn tử nhiều hơn chitosan ban đầu.
Tiếp tục nõng nhiệt độ lờn 800oC thỡ mẫu chitosan và LMWC M2 tiếp tục bị phõn huỷ. ở 800oC mẫu LMWC M2 chỉ cũn 5,85%về khối lượng, mẫu chitosan ban đầu 10,043% về khối lượng. Nguyờn nhõn là do chitosan khối lượng phõn tử thấp dễ bị phõn hủy hơn so với chitosan ban đầu.
• Phổ nhiễu xạ tia X của chitosan và chitosan khối lượng phõn tử thấp.
Chu Thị Thuý Hằng K30 - Khoa Hoỏ Học 54
Hỡnh 3.5b: Phổ nhiễu xạ tia X của LMWC M2
Trờn hỡnh cho thấy phổ nhiễu xạ tia X của chitosan cú 01 pớc ở 2 = 20o với d=4,421, cường độ 1250, cũn phổ của LMWC M2 cú nhiều hơn 01 pớc trong đú pớc chớnh tại 2 = 20o với d = 4,484 cường độ 1650. Nguyờn nhõn phổ nhiễu xạ tia X của cỏc mẫu LMWC cú nhiều hơn 01 pớc là do mạch bị cắt ngắn nờn chitosan khối lượng phõn tử thấp dễ bị hiđrat hoỏ hơn chitosan.
Pớc tại 2 = 20o của chitosan tự hơn so với pớc tại 2 = 20o của LMWC M2. Suy ra, độ kết tinh của chitosan khối lượng phõn tử thấp cao hơn so với chitosan ban đầu, nguyờn nhõn là do quỏ trỡnh tỏi kết tinh của chitosan khối lượng phõn tử thấp. Kết quả này phự hợp với cụng bố của cỏc tỏc giả khỏc.
3.3.2. Lựa chọn điều kiện thớch hợp cho quỏ trỡnh cắt mạch chitosan bằng H2O2