8. Tình hình nghiên cứu trong nước và ngoài nước
1.3. Tổng quan về Chitosan
1.3.2. Tính chất vật lý của Chitosan
Chitosan có màu trắng ngà hoặc màu vàng nhạt, tồn tại dạng bột hoặc dạng vảy, không mùi, không vị, không tan trong nước, hoặc dung môi hữu cơ, dung dịch kiềm và axit đậm đặc nhưng tan trong axit loãng (pH dưới 5), tạo dung dịch keo trong, có khả
năng tạo màng tốt, nhiệt độ nóng chảy 309 - 311oC, kết quả ở giá trị pH cao, hóa tím
trong dung dịch iod. [27], [28], [29].
1.3.2.1. Cấu trúc vật lý
Cấu trúc Chitosan thay đổi tùy thuộc vào cấu trúc của Chitin nguyên liệu và phương pháp điều chế. Sự khác nhau trong cách sắp xếp các mạch polyme trong Chitin sẽ dẫn đến sự khác nhau tương ứng trong Chitosan. Song người ta vẫn cho rằng trạng thái bề vững nhất của Chitosan tinh chế là một trong những cấu trúc tinh thể đúng của Chitosan. Kết quả phân tích những sản phẩm thu được bằng cách nấu chảy Chitin trong
13 Tính tan
Chitosan là một bazơ tạo được các muối với axit và hình thành các polyelectrolyte mà tính tan phụ thuộc vào bản chất của những amino liên quan. Thường thì axit được cho vào Chitosan, ngâm để tạo thành muối. Tính tan của Chitosan trong các dung môi như sau:
- Trong axit vô cơ: Chitosan tan được trong HCl, HBr, HI, HNO3 và HClO4 lỗng, H2SO4 ở nhiệt độ phịng. Trong axit H2SO4 đậm đặc, sự hòa tan xảy ra song song với sự Sunphat hóa và thủy phân Chitin.
- Trong axit hữu cơ: Chitosan hình thành muối tan được trong nước với một nhóm axit hữu cơ. Các axit aromatic carboxylic, Chitosan benzoat, Chitosan o-amino benzoat (Chitosan anthranilate), Chitosan p-amino benzoat và cũng có một số muối khơng tan hoặc ít tan trong nước như Chitosan phenylacetate…Riêng muối của Chitosan và axit formic, axit acetic tan rất tốt trong nước.
- Trong những dung mơi hữu cơ: Chitosan hịa tan dễ dàng trong hỗn hợp DMF- N2O4 với tỉ lệ N2O4: Chitosan = 3:1.
Tính tương hợp với các dung môi khác
Dung dịch Chitosan-axit acetic có tính tương hợp tốt với rượu như metanol, propanol, butanol, ethylen glycol, diethylene glycol, aceton, glycol formamide. Những dung dịch axit của Chitosan đều hòa lẫn được với các loại nhựa tan trong nước không ion, hồ, dextrin, glucose, saccarosose, các glycol, sorbitol và các loại dầu mỡ, các parafin, hydrocloric, nitric, formic, citric và axit lactic nhưng khơng hịa tan trong axit sulfuric và các sulfate.
Bản chất điện ly cao phân tử của Chitosan trong dung dịch axit
Trong dung dịch axit, những nhóm amin của Chitosan bị proton hóa và thể hiện bản chất của chất điện ly cao phân tử. Trong dung dịch lỗng khơng có mặt chất điện ly, 12 chỉ số độ nhớt tăng theo sự tăng nồng độ dung dịch Chitosan.
Cấu tạo và kích thước phân tử của những mạch Chitosan trong dung dịch axit
Mạch sẽ mềm dẻo khi tăng sức căng ionic của dung dịch vì lực đẩy tĩnh điện giữa các mạch giảm. Độ dài bền vững phụ thuộc vào sức căng ionic của chất trung gian và mức độ ion hóa. Tính mềm dẻo của mạch tăng dần theo mức độ deacetyl hóa vì khi đó
14
giảm sự tạo liên kết hydrogen trong phân tử giữa nhóm C(6)-OH và C(2)-NHCOCH3. Tính ổn định của mạch sẽ giảm khi tăng sự deacetyl hóa và tăng theo sự tăng nhiệt độ. Trong dung dịch của Chitosan tồn tại những glycan β-(1-4) và có cấu tạo xoắn ngẫu nhiên.