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Previous issue date: 2008-02-29 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / Chitosan derivatives were prepared by reductive alkylation using glutaraldehyde and 3-amino-1-propanol. The reducing agent used was the sodium borohydride. Tests of solubility, stability and viscosity were performed in order to evaluate these parameters effects in the reaction conditions (molar ratio of the reactants and presence of nitrogen in the reaction system). The molecular structure of commercial chitosan was determined by infrared (IR) and hydrogen nuclear magnetic resonance spectroscopy (1H NMR). The intrinsic viscosity and average molecular weight of the chitosan were determined by viscosimetry in 0.3 M acetic acid aqueous solution 0.2 M sodium acetate at 25 ?C. The derivatives of chitosan soluble in aqueous acidic medium were characterized by 1H NMR. The rheological behavior of the chitosan and of the derivative of chitosan (sample QV), which presented the largest viscosity, were studied as a function of polymer concentration, temperature and ionic strength of the medium. The results of characterization of the commercial chitosan (the degree of deacetylation obtained equal 78.45 %) used in this work confirmed a sample of low molar weight (Mv = 3.57 x 104 g/mol) and low viscosity (intrinsic viscosity = 213.56 mL/g). The chemical modification of the chitosan resulted in derivatives with thickening action. The spectra of 1H NMR of the soluble derivatives in acid aqueous medium suggested the presence of hydrophobic groups grafted into chitosan in function of the chemical modification. The solubility of the derivatives of chitosan in 0.25 M acetic acid aqueous solution decreased with increase of the molar ratio of the glutaraldehyde and 3-amino-1-propanol in relation to the chitosan. The presence of nitrogen and larger amount of reducing agent in reaction system contributed to the increase of the solubility, the stability and the viscosity of the systems. The viscosity of the polymeric suspensions in function of the shear rate increased significantly with polymer concentration, suggesting the formation of strong intermolecular associations. The chitosan presented pseudoplastic behavior with the increase in polymer
concentration at a low shear rate. The derivative QV presented pseudoplastic behavior at all concentrations used and in a large range of shear rate. The viscosity of chitosan in solution decreased with an increase of the temperature and with the presence of salt. However, there was an increase of the viscosity of the chitosan solution at higher temperature (65 ?C) and ionic strength of the medium which were promoted by hydrophobic associating of the acetamide groups. The solutions of the chitosan derivatives (sample QV) were significantly more viscous than chitosan solution and showed higher thermal stability in the presence of salt as a function of the hydrophobic groups grafted into chitosan backbone / Derivados de quitosana foram preparados atrav?s de alquila??o redutiva usando glutaralde?do e 3-amino-1-propanol. O agente redutor utilizado foi o boro hidreto de s?dio. Os efeitos das vari?veis reacionais (propor??es molares dos reagentes e nitrog?nio no meio reacional) nas caracter?sticas dos pol?meros em fun??o das mudan?as estruturais foram avaliados atrav?s de testes de solubilidade, estabilidade e viscosidade. A estrutura molecular da quitosana comercial foi determinada por espectroscopia de infravermelho (IV) e de resson?ncia magn?tica nuclear de hidrog?nio (RMN 1H). A viscosidade intr?nseca e a massa molar m?dia da quitosana foram determinadas por viscosimetria, em ?cido ac?tico 0,3 M acetato de s?dio 0,2 M, a 25 ?C. Os derivados de quitosana sol?veis em meio aquoso ?cido foram caracterizados por RMN 1H. O comportamento reol?gico da quitosana e do seu derivado (amostra QV), que apresentou maior viscosidade, foram estudados em fun??o da concentra??o de pol?mero, da temperatura e da for?a i?nica do meio. Os resultados da caracteriza??o da quitosana comercial utilizada neste trabalho demonstraram uma amostra de baixa massa molar (Mv = 3,57 x 104 g/mol) e de baixa viscosidade (viscosidade intr?nseca = 213,56 mL/g). O grau m?dio de desacetila??o foi 78,45 %. A modifica??o qu?mica da quitosana resultou em derivados com caracter?sticas viscosificantes. Os espectros de RMN 1H dos derivados sol?veis em meio aquoso ?cido mostraram a inser??o de grupos hidrof?bicos na estrutura da quitosana em fun??o da modifica??o qu?mica realizada. A solubilidade dos derivados de quitosana em solu??o aquosa de ?cido ac?tico 0,25 M diminuiu com o aumento da propor??o molar do glutaralde?do e 3-amino-1-propanol em rela??o ? quitosana. A presen?a de nitrog?nio e maior quantidade de agente redutor no meio reacional contribu?ram para o aumento da solubilidade, estabilidade e viscosidade dos sistemas polim?ricos. A viscosidade das dispers?es polim?ricas em fun??o da taxa de cisalhamento aumentou significativamente com a concentra??o de pol?mero, sugerindo a forma??o de fortes associa??es intermoleculares. A quitosana apresentou comportamento pseudopl?stico com o aumento da concentra??o de pol?mero em solu??o e a baixas taxas de cisalhamento, enquanto que o seu derivado, QV, apresentou comportamento pseudopl?stico em todas as concentra??es utilizadas e em uma larga faixa de taxa de cisalhamento. A viscosidade da solu??o de quitosana diminuiu com o aumento da temperatura e com a presen?a de sal. No entanto, houve um aumento da viscosidade da solu??o de quitosana ? temperatura mais alta (65 ?C) e em maior for?a i?nica, promovido por associa??es hidrof?bicas dos grupos acetamido. As solu??es do derivado QV foram significativamente mais viscosas do que as solu??es de quitosana e obtiveram maior estabilidade t?rmica em solu??o na presen?a de sal em fun??o dos grupos hidrof?bicos inseridos na estrutura da quitosana
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufrn.br:123456789/17591 |
| Date | 29 February 2008 |
| Creators | Alves, Keila dos Santos |
| Contributors | CPF:65946499734, http://lattes.cnpq.br/7711521318854102, Delpech, M?rcia Cerqueira, CPF:66355419772, http://lattes.cnpq.br/7492555701225765, Vidal, Ros?ngela Regia Lima, CPF:59622849415, http://lattes.cnpq.br/3249504806789438, Balaban, Ros?ngela de Carvalho |
| Publisher | Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Programa de P?s-Gradua??o em Qu?mica, UFRN, BR, F?sico-Qu?mica; Qu?mica |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFRN, instname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte, instacron:UFRN |
| Rights | info:eu-repo/semantics/embargoedAccess |
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