Реологические свойства и кинетика набухания гидрогелей на основе полимерных комплексов пектина и арабиногалактана

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

Изучено взаимодействие макромолекул пектина и арабиногалактана в водном растворе. Показано образование полимерных комплексов за счет водородных связей между макромолекулами. Сшивание полимерного комплекса с помощью ионов Са2+ приводит к образованию гидрогелей, свойства которых в значительной степени определяются содержанием арабиногалактана. При низких концентрациях ионов Са2+ (от 0.05 до 0.15 мас. %) введение арабиногалактана способствует повышению модуля сдвига, росту концентрации сшивок и приводит к уменьшению размеров полимерной сети по сравнению с гидрогелями на основе нативного пектина. С увеличением содержания арабиногалактана повышается вклад диффузии Фика в набухание полученных гидрогелей.

全文:

受限制的访问

作者简介

В. Киселев

Уфимский институт химии Уфимского федерального исследовательского центра Российской академии наук

编辑信件的主要联系方式.
Email: mudarisova@anrb.ru
俄罗斯联邦, 450054, Уфа, пр. Октября, 71

Р. Мударисова

Уфимский институт химии Уфимского федерального исследовательского центра Российской академии наук

Email: mudarisova@anrb.ru
俄罗斯联邦, 450054, Уфа, пр. Октября, 71

Л. Бадыкова

Уфимский институт химии Уфимского федерального исследовательского центра Российской академии наук

Email: mudarisova@anrb.ru
俄罗斯联邦, 450054, Уфа, пр. Октября, 71

С. Колесов

Уфимский институт химии Уфимского федерального исследовательского центра Российской академии наук

Email: mudarisova@anrb.ru
俄罗斯联邦, 450054, Уфа, пр. Октября, 71

В. Мингалеев

Уфимский институт химии Уфимского федерального исследовательского центра Российской академии наук

Email: mudarisova@anrb.ru
俄罗斯联邦, 450054, Уфа, пр. Октября, 71

参考

  1. Varaprasad K., Raghavendra G.M., Jayaramudu T., Yallapu M.M., Sadiku R. // Mater. Sci. Eng. 2017. V. 79. P. 958.
  2. Narayanaswamy R., Torchilin V.P. // Molecules. 2019. V. 24. P. 603.
  3. Wang K., Hao Y., Wang Y., Chen J., Mao L., Deng Y., Chen J., Yuan S., Zhang T., Ren J., Liao W. // Int. J. Polym. Sci. 2019. P. 1.
  4. Kedir W.M., Deresa E.M., Diriba T.F. // Heliyon. 2022. V. 8. e10654.
  5. Liu L.S., Fishman M.L., Hicks K.B. // Cellulose. 2007. V. 14. № 1. P. 15.
  6. Hu W., Wang Z., Xiao Y. // Biomater. Sci. 2019. V. 7. № 3. Р.843.
  7. Huang S., Kong X., Xiong Y., Zhang X., Chen H., Jiang W., Niu Y., Xu W., Ren C. // Eur. Polym. J. 2020. V. 141. P.110094.
  8. Ciriminna R., Fidalgo A., Scurria A., Ilharco L.M., Pagliaro M. // Food Hydrocolloids. 2022. V. 127. P. 107483.
  9. Cai R., Pan S., Li R., Xu X., Pan S., Liu F. // Food Chemi. 2022. V. 389. P. 133130.
  10. Li D., Li J., Dong H., Li X., Zhang J., RamaswamyS., Xu F. // Int. J. Biological Macromol. 2021. V. 185. P. 49.
  11. Cao L., LuW., MataA., Nishinari K., FangY. // Carbohydr. Polymers. 2020. V. 242. P. 116389.
  12. Upadhyay U., Sireesha S., Gupta S., Sreedhar I., Ani tha K.L. // Carbohydr. Polymers. 2023. V. 301. P. 120294.
  13. Alsakhawy M.A., Abdelmonsif D.A., Haroun M., Sabra S.A. // Int. J. Biological Macromol. 2022. V. 222. P. 701.
  14. Revuelta M.V., Villalba M.E.C., Navarro A.S., Güida J.A., Castro G.R. // React. Funct. Polym. 2016. V. 106. V. 8.
  15. Mudarisova R.Kh., Badykova L.A.// Polymer Science A. 2012. V. 54. № 2. P. 106.
  16. Babkin V.A., Medvedeva E.N., Neverova N.A., Levchuk A.A., Sapozhnikov A.N. // Chem. Nat. Comp. 2014. V. 50. № 2. Р. 225.
  17. Badykova L.A., Mudarisova R.K., Kolesov S.V.// Polymer Science A. 2021. V. 63. № 2. P. 117.
  18. Шелухина Н.П., Абаева Р.Ш., Аймухамедова Г.Б. Пектин и параметры его получения. Фрунзе: Илим, 1987. С. 90.
  19. Донченко Л.В. Технология пектинов и пектинопродуктов. М.: ДеЛи, 2000.
  20. Kopac T., Rucigaj A., Krajnc M. // Int. J. Biol. Macromol. 2020. V. 159. P. 557.
  21. The Science and Technology of Rubber / Ed. by James E. Mark, Burak Erman, C. Michael Roland. Acad.Press, 2013. Ch. 5. P. 193.
  22. Fluids, Colloids and Soft Materials: An Introduction to Soft Matter Physics/ Ed. by Alberto Fernandez Nieves and Antonio Manuel Puertas. Hoboken, New Jersey: Wiley, 2016.
  23. Рафиков С.Р., Будтов В.П., Монаков Ю.Б. Введение в физико-химию растворов полимеров. М.: Наука, 1978.
  24. Yavari N., Azizian S. // J. Molec. Liq. 2022. V. 363. P. 119861.
  25. Schott H. // Macromol. Sci., Physics. 1992. V. 31. № 1. P. 1.
  26. Ganji F, Vasheghani-Farahani S., Vasheghani-Fara hani E. // Iran. Polym. J. 2010. V. 19. № 5. P. 375.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载
2. Supplementary materials
下载 (422KB)
索引源数据
3. Fig. 1. IR spectra of individual substances and hydrogels based on them: 1 – pectin–arabinogalactan, 2 – pectin, 3 – arabinogalactan, 4 – pectin–Ca2+, 5 – pectin–arabinogalactan–Ca2+.

下载 (148KB)
索引源数据
4. Fig. 2. Particle size distribution for individual pectin (1) and a polymer mixture of pectin with arabinogalactan with a component ratio of 75:25 (2), 50:50 (3) and 25:75 vol.% (4). d is the particle diameter (nm), N is the number of particles (%).

下载 (79KB)
索引源数据
5. Fig. 3. TGA curves of individual polysaccharides pectin (1), arabinogalactan (2), pectin–arabinogalactan (3) and dried hydrogels pectin–arabinogalactan–Ca2+ (4), pectin–Ca2+ (5).

下载 (84KB)
索引源数据
6. Fig. 4. Frequency dependences of the storage moduli G’ (a) and loss moduli G’’ (b) of pectin (1) and pectin–arabinogalactan–Ca2+ ([Ca2+] = 0.25 wt.%) gels of the composition 75 : 25 (2), 50 : 50 (3) and 25 : 75 vol.% (4). The frequency of the oscillating voltage ω = 1 Hz, 25 °C. The dots are the experimental values, the lines are the calculations according to the generalized Maxwell model.

下载 (134KB)
索引源数据
7. Fig. 5. Kinetic curves of water sorption by gels depending on the composition (a) and pH of the medium (b). a: 1 – pectin, 2–4 – pectin : arabinogalactan of the composition 75 : 25 (2), 50 : 50 (3), 25 : 75 vol.% (4), [Ca2+] = 0.5 wt.%, pH 7.0; b: pH 9 (1), 6 (2), 4 (3), [pectin : arabinogalactan] = 50 : 50 vol.%, [Ca2+] = 0.25 wt.%.

下载 (138KB)
索引源数据
8. Fig. 6. Kinetic curves of swelling processed in the coordinates of equations (4) (a, b) and (5) (c) of pectin–Ca2+ (1) and pectin–arabinogalactan–Ca2+ gels ([Ca2+] = 0.5 wt. %, pH 7.0) of the composition: 75 : 25 (2), 50 : 50 (3), 25 : 75 vol. % (4). a: y = 0.1864x, R2 = 0.9397 (1); y = 0.2016x, R2 = 0.9294 (2); b: y = 0.1446x, R2 = 0.9743 (3); y = 0.2511x, R2 = 0.9713 (4); c: y = 0.1482x+2.091, R2 = 0.9975.

下载 (242KB)
索引源数据
9. Fig. 7. Kinetic curves of swelling of pectin–arabinogalactan–Ca2+ gels ([Ca2+] = 0.25 wt.%) of 50 : 50 vol.% composition in the coordinates of equations (4) (a) and (5) (b) at pH of the medium 4(1), 6 (2), 9 (3). a: y = 0.1802x, R2 = 0.9843 (1); y = 0.2914x, R2 = 0.9814 (2); y = 0.1783x, R2 = 0.9826 (3); b: y = 0.1025 x +1.712, R2 = 0.9992 (1); y = 0.0921x+0.5028, R2 = 1 (2), y = 0.0433 x +0.742, R2 = 0.9981 (3).

下载 (180KB)
索引源数据

注意

1Supplementary materials are available by the DOI of the article: 10.31857/S2308112024030032


版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2024