Study of the structure/property relationships of chitin and chitosan

Foi desenvolvido um estudo para melhor compreensão das correlações entre procedimentos de obtenção e purificações de quitosana e suas características. Quitosanas, nas formas neutra e acetato, foram solúveis em ácido diluído e apresentaram-se mais cristalinas e menos hidrofílicas que o cloridrato de quitosana, que foi produto solúvel em água e ácido diluído, além de hidrofílico e amorfo. As desacetilações de quitina foram realizadas em solução de hidróxido de sódio 40%, por 6 horas a 115°C; as de quitosana feitas em solução de hidróxido de sódio 5%, por 3 horas a 100ºC. Em ambas desacetilações foram verificadas influências da ausência/presença de aditivos, boroidreto de sódio ou antraquinona, e de fluxo de gás inerte. Quitosanas obtidas por desacetilação de quitina na presença de boroidreto de sódio, mostraram menor despolimerização. Quitosanas obtidas a partir de desacetilações de quitosana , com menor despolimerização, foram preparadas na presença de aditivos e de fluxo de nitrogênio; na ausência dos quais foi obtida quitosana com menor grau de acetilação. Foram feitas reações de acetilação com variação na metodologia, parâmetros reacionais e quitosana de origem. Os estudos reológicos mostraram que a mudança do regime diluído para o semi-diluído ocorreu quando o produto da concentração da solução pela sua viscosidade intrínseca estava próximo de 1. O estudo da influência da força iônica sobre a viscosidade intrínseca do cloridrato de quitosana e a aplicação dos modelos de Smidsrod e de Odijk foram concordantes, no sentido de classificar a cadeia do cloridrato de quitosana como semi-rígida.A study for a better understanding of the correlations between procedures of preparation and purifications of chitosan and its characteristics has been developed. Chitosan in neutral and acetate forms was soluble in diluted acid and showed more crystalline and less hydrophilic than chitosan hydrochloride, which was hydrophilic , amorphous and soluble in water and diluted acid. The chitin deacetylation was carried out in aqueous sodium hydroxide solution (40%), for 6 hours at 115°C; the reactions of chitosan deacetylation were carried out in aqueous sodium hydroxide solution (5%), for 3 hours at 100ºC. ln both deacetylations the influences of absence/presence of additive, sodium borohydride or anthraquinone, and inert gas flow were verified. Chitosan obtained from chitin deacetylation in presence of sodium borohydride showed smaller depolymerization. Deacetylated chitosan, with smaller depolymerization, was obtained in the presence of additives and flow of nitrogen; in their absence chitosan with smaller acetylation degree was obtained. Chitosan acetylation was carried out varying methodology , parameters of reaction and chitosan of origin. Rheological studies showed that the change from diluted solution regime to semi-diluted solution regime occurred when the product of solution concentration by its intrinsic viscosity was close to 1. The study of the ionic force influence on the intrinsic viscosity of chitosan hydrochlorides and the application of empirical and theoretical models (Smidsrod and Odijk) showed that the chitosan hydrochloride chain is semi-rigid

Obtaining, purification and characterization of chitosan

A proposta deste trabalho é obter, purificar e caracterizar amostras de quitosana comerciais e desacetiladas. Amostras foram obtidas por desacetilação de quitosanas em solução de NaOH (5%) em presença de NaBH4, e por tratamento de ultra-som por tempos variados. As amostras foram purificadas e isoladas em duas formas: neutra e cloridrato. A purificação na forma cloridrato resultou em produtos solúveis em água e em ácido acético diluído, enquanto que a purificação na forma neutra resultou em produtos solúveis apenas em ácido diluído. Em ambas as purificações, as amostras eram de alto grau de pureza e suas soluções isentas de agregados. As amostras purificadas foram caracterizadas quanto ao grau de umidade e teor de cinza por termogravimetria e quanto ao grau de acetilação por titulação condutimétrica e espectroscopia de ressonância magnética nuclear de próton. A partir de medidas de viscosidade intrínseca em solução tampão 0,3M ácido acético/0,2M acetato de sódio, determinou­ se a massa molar média das amostras purificadas na forma neutra e das desacetiladas. Determinou-se a viscosidade intrínseca à várias forças iônicas das amostras purificadas na forma cloridrato. Através desse estudo e do emprego do modelo de Smidsrod determinou-se a rigidez intrínseca da cadeia de quitosana, a qual mostrou ser uma cadeia semi-rígida (B=0,058). O valor de B obtido neste trabalho é muito próximo do relatado para carboximetilcelulose, sugerindo que a rigidez intrínseca da cadeia principal determina a rigidez das cadeias desses polieletrólitos.This work describes the preparation, purification and characterization of commercial and deacetylated chitosan samples. The samples were prepared by deacetylation of chitosan using aqueous sodium hydroxide (5%) with NaBH4 and by ultrasonic treatment for 4,7 and 10 minutes. The purification of the samples was made in two forms: neutral and hydrochloride forms. The purified samples in the hydrochloride form were soluble in water and dilute acetic acid, while the purified samples in neutral form were soluble only in dilute acetic acid. The samples were free of aggregates and they had a high degree of purity. Thermogravimetric analyses and proton nuclear magnetic ressonance spectroscopy were employed for the characterization of the purified samples in terms of water adsorption capacity and degree of acetylation, respectively. The viscosity-average molecular weight of the purified samples were determined by intrinsic viscosity measurements acetic acid 0.3M/sodium acetate 0.2M. The intrinsic viscosity dependence of the ionic strength was evaluated by the empirical approach of Smidsrod. This allowed the determination of B, the stiffness parameter of Smidsrod for the chitosan chain. As judged by the value of B (0.058), the chitosan chain is a semi-rigid one. This is in accord with the literatura and the value of B is also close to that of carboxymethylcellulose , indicating that the stiffness of the main chain determines the stiffness of both polyelectrolytes chains

O Uso de Quitosana e Derivados como Adsorvente de Cromo

O artigo apresenta uma revisão do uso de quitosana, quitosana quimicamente modifi cada e entrecruzada para a adsorção do Cromo. Os estudam buscaram avaliar a capacidade de adsorção de Cr (III) e Cr (VI) por estes materiais na forma sólida, de gel ou solúveis pela variação de condições experimentais. A quitosana mostrou efi ciência como adsorvente do íon Cr em diferentes condições experimentais. Como, por exemplo, efi ciência de 93,5% de adsorção em pH 7,0, condição encontrada em água naturais. E para condições experimentais adversas, como no caso de efl uentes industriais ácidos, autores obtiveram efi ciência de 98,5% na adsorção de Cr (III) e Cr (VI) em pH 2,0. A Utilização combinada da quitosana com outras técnicas de remoção de metais também é revisada, assim como os processos de modifi cação da quitosana são brevemente discutidos.</jats:p

Elaboração e Caracterização de Biofilmes de Quitosana para Aplicação em Maçãs Cortadas

A quitosana é um polímero com propriedades funcionais importantes na área alimentar tais como biocompatibilidade, atividade antimicrobiana e antioxidante, não-toxicidade e capacidade de formar fi lmes. O objetivo deste estudo foi produzir e caracterizar os biofi lmes de quitosana para ser utilizado como cobertura em maçãs cortadas. Os fi lmes de quitosana foram obtidos através do método casting e caracterizados quanto a sua espessura, permeabilidade ao vapor de água e biodegradação. Os fi lmes de quitosana apresentaram espessura variada e crescente conforme aumentava-se a concentração da solução de quitosana. A permeabilidade ao vapor de água foi menor à medida que se aumentou a concentração de quitosana. Quanto a biodegradação foi observada que os fi lmes degradaram parcialmente durante os dez dias de experimento. Solução de quitosana de 5 g/L foi utilizada como cobertura em maçãs cortadas, sendo que o biofi lme de quitosana em maçã apresentou como boa cobertura no controle de vapor de água e ação antifúgica.</jats:p

Avaliação da Adsorção de Cobre(II) em Esferas de Quitosana e Quitosana Reticulada

A adsorção de íons cobre (II), em esferas de quitosana e esferas de quitosana reticulada, foi investigada. A caracterização da quitosana e da quitosana reticulada com glutaraldeído foi realizada por espectroscopia de absorção na região do infravermelho e através da determinação do grau de desacetilação (GD). Os dados experimentais, obtidos por espectrofotometria de absorção atômica, foram ajustados pelos modelos de Langmuir e Freundlich. O modelo que melhor ajustou os dados experimentais foi o modelo de Freundlich. A isoterma de Langmuir mostrou uma capacidade máxima de 18,50 mg g-1 para as esferas sem modificação e 14,02 mg g-1 para as esferas modificadas.</jats:p

Avaliação da Capacidade de Adsorção de Oxiânions de Cromo (VI) em Quitosana

O trabalho consistiu em estudar o processo de adsorção de oxiânions de cromo (VI), a partir de isotermas de adsorção, utilizando quitosana como adsorvente, visto que a quitosana é um material de baixo custo. Realizou-se um estudo de tempo de equilíbrio por medidas condutimétricas de sete dias. Foram utilizadas as isotermas de Langmüir, Freundlich e Temkin para avaliar a capacidade de adsorção de oxiânions de cromo (VI) pela quitosana. A partir da isoterma de Freundlich, tem que o valor de KF foi de 3,9 e o valor de n foi de 1,9. Dos resultados obtidos, a partir da isoterma de Langmuir, tem-se que o valor KL foi 0,02 L mg-1 e qmax foi de 55,8 mg.g-1. O parâmetro de equilíbrio RL foi de 0,37 e o calor de adsorção (∆H) foi de 9,7 kJ/mol. Da isoterma de Temkin, tem que o valor KT foi 0,16 (L g-1) e BT 13,9. Os resultados sugerem que a quitosana possui boa afinidade pelos oxiânions de cromo (VI) e que a adsorção é favorável.</jats:p