Vliv kovových iontů na tokové chování roztoků polyelektrolytů
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract
Tato diplomová práce je rozdělena na dvě části. První se zabývá studiem reologického chování roztoků sodné soli karboxymethylcelulózy (CMC-Na) v přítomnosti sodných a vápenatých iontů. Roztoky CMC-Na o různých koncentracích byly připraveny rozpouštěním ve vodných roztocích NaCl nebo CaCl2. Byl studován vliv jednomocných a dvojmocných iontů na zdánlivou viskozitu roztoku a viskoelastické vlastnosti. Bylo zjištěno, že vlivem vápenatých iontů při nízkých koncentracích CMC-Na (do 0,5% hm.) dochází k nárůstu elastického charakteru roztoků, přičemž tuhost vzorku roste s koncentrací vápenatých iontů. Tento nárůst by mohl indikovat tvorbu gelové sítě, na druhou stranu viskozita těchto roztoků se snižovala s koncentrací vápenatých iontů. V případě roztoků o koncentracích vyšších než 1,5% hm. nebyly pozorovány změny viskozity vlivem přidaných iontů. Reologické chování bylo porovnáno také s roztoky bez přídavku elektrolytu a s roztoky kyselé formy karboxymethylcelulózy (CMC-H). Ve druhé části byly provedeny molekulárně dynamické simulace tetrameru hyaluronanu sodného a vápenatého ve vodném prostředí. Byla studována struktura a uspořádání molekul vody v okolí hyaluronanového řetězce. Struktura byla popisována pomocí formalismu radiálních distribučních funkcí. Získané výsledky v případě systému obsahující pouze sodné ionty jsou v souladu s dříve publikovanými údaji. Přítomnost vápenatých iontů nezpůsobuje kvalitativní změnu v průběhu radiálních distribučních funkcí oproti systému se sodnými ionty.
This diploma thesis is focused on two parts. The first one deals with rheological behavior of sodium carboxymethylcellulose (CMC-Na) solutions in the presence of sodium and calcium ions. The solutions of various concentrations were prepared by solubilization in aqueous solutions of NaCl or CaCl2. The effect of monovalent and bivalent ions on apparent viscosity and viscoelastic properties of these solutions was studied. It was found that in the case of low concentrations of CMC-Na in the sample (up to 0.5% w/w) the elastic character increases. At the same time the stiffness of the sample is higher with higher concentration of calcium ion in the solution. This increase might indicate the formation of gel network. On the other hand the viscosity of these solutions decreases with higher concentration of calcium ions. In case of solutions with concentration higher than 1.5% w/w changes of viscosity did not happen by influence of addition ions. Rheological behavior was compared also with solutions prepared without adding an electrolyte as well as with acid form of carboxymethylcellulose (CMC-H). In terms of second part the molecular dynamic simulations of hyaluronan tetramer both sodium and calcium in aqueous medium were performed. Structure and arrangement of water molecules in the surrounding of hyaluronan chain were studied. Structure was described by formalism of radial distribution functions. In the case of system containing sodium ions only, the obtained results are in accordance with earlier published data. Presence of calcium ions does not cause qualitative changes during the radial distribution functions in comparison with the system with sodium ions.
This diploma thesis is focused on two parts. The first one deals with rheological behavior of sodium carboxymethylcellulose (CMC-Na) solutions in the presence of sodium and calcium ions. The solutions of various concentrations were prepared by solubilization in aqueous solutions of NaCl or CaCl2. The effect of monovalent and bivalent ions on apparent viscosity and viscoelastic properties of these solutions was studied. It was found that in the case of low concentrations of CMC-Na in the sample (up to 0.5% w/w) the elastic character increases. At the same time the stiffness of the sample is higher with higher concentration of calcium ion in the solution. This increase might indicate the formation of gel network. On the other hand the viscosity of these solutions decreases with higher concentration of calcium ions. In case of solutions with concentration higher than 1.5% w/w changes of viscosity did not happen by influence of addition ions. Rheological behavior was compared also with solutions prepared without adding an electrolyte as well as with acid form of carboxymethylcellulose (CMC-H). In terms of second part the molecular dynamic simulations of hyaluronan tetramer both sodium and calcium in aqueous medium were performed. Structure and arrangement of water molecules in the surrounding of hyaluronan chain were studied. Structure was described by formalism of radial distribution functions. In the case of system containing sodium ions only, the obtained results are in accordance with earlier published data. Presence of calcium ions does not cause qualitative changes during the radial distribution functions in comparison with the system with sodium ions.
Description
Citation
LIŠKOVÁ, K. Vliv kovových iontů na tokové chování roztoků polyelektrolytů [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2010.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Spotřební chemie
Comittee
prof. Ing. Miloslav Pekař, CSc. (předseda)
prof. Ing. Michal Čeppan, CSc. (místopředseda)
prof. RNDr. Marie Kaplanová, CSc. (člen)
doc. Ing. Pavel Kovařík, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Marián Lehocký, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Michal Veselý, CSc. (člen)
prof. Ing. Oldřich Zmeškal, CSc. (člen)
Date of acceptance
2010-06-09
Defence
Kaplanová
- bylo provedeno modelování tokových křivek?
Čeppan
- jak probíhá mechanismus síťování
Lehocký
- vysvětlete termín "vysolení"
Pekař
- které karboxylové soli byly použity
- rozdíl pH při použití chloridu sodného a vápenatého
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení