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影响海藻酸钠凝胶性质

发布日期:2019-05-19


  海藻酸钠重要性质之一是具有形成凝胶的能力,海藻酸钠凝胶基本是由不溶性海藻酸钠和包埋的大量液体所组成。海藻酸钠聚合物和大多数多价阳离子(除镁外)反应形成交联物,随着多价阳离子的增加,海藻酸钠溶液逐渐增稠,形成鸡蛋箱式网状的凝胶体.海藻酸钠凝胶是通过交联区段长链分子形成三维网状结构绞合在一起,在其空隙内包含有水或其它液体。
在海藻酸钠溶液中,当钠逐渐被少量钙取代后,溶液增稠,粘度增加,另外,海藻酸钠溶液中海藻胶分子上的负电荷有阻止它们聚集的能力,所以少量钙产生的凝胶性质柔软,其结构易破裂,经搅拌后可以重新溶解。当增加钙量时,凝胶变硬,加入足够量的钙即能形成硬性的不可逆凝胶。
    海藻酸钠的凝胶强度随海藻酸钠溶液的浓度、与钙离子反应的时间和浓度、溶液的PH值、加入螯合剂浓度和聚合度等的不同而变化。下面介绍 影响海藻酸钠凝胶性质:

  1. 不同浓度的海藻酸钠对形成凝胶性质的影响

  在与恒定Ca2+浓度反应的情况下,其凝胶强度随海藻酸钠浓度的增加而增大。
下表:凝胶强度与海藻酸钠溶液、钙离子的关系

海藻酸钠浓度(%)

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

项目

凝胶强度(g/cm²)

75

162

264

406

483

559

805

1176

结合钙量(%)

16.80

16.01

15.48

14.06

13.44

12.71

11.87

10.45

凝胶的色泽

白色

白色

乳白

乳白

稍黄

稍黄浑浊

淡黄浑浊

淡黄浑浊

 

2、 不同浓度的钙离子和反应时间对凝胶性质的影响

  一定浓度的海藻酸钠溶液与钙离子反应生成凝胶,其凝胶强度随钙离子的浓度增加而增大,其增加趋势开始阶段比较明显,如氯化钙溶液的浓度为0.5--3.0%时近乎呈垂直性增大,当氯化钙溶液浓度超过5.0%以后,其增大幅度则逐渐缓慢。
下表:不同浓度曲钙离子对凝胶强度的影响

氯化钙溶液浓度%

0.5

1.0

2.0

3.0

5.0

10.0

项目

凝胶强度(g/cm²)

52

170

198

214

223

242

结合钙量(%)

8.57

11.72

14.40

15.01

17.34

18.35

 当一定浓度的海藻酸钠溶液和钙离子反应时,其凝胶强度随反应时间的增长而增加,其增加的趋势开始阶段比较明显,以后则逐渐缓慢。
下表:不同反应时间对凝胶强度的影响

时间(h)

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

4.3

5.4

6.3

7.4

21.8

22.8

项目

凝胶强度(g/cm²)

56

84

88

91

103

131

137

154

156

158

167

167

结合钙量(%)

10.21

14.18

14.33

16.42

17.07

17.05

17.10

17.32

17.80

17.52

17.44

19.08

 

3、 PH值对凝胶性质的影响

 海藻酸钠与钙离子反应其凝胶强度及相应的结合钙量当溶液在中性附近为最大,而在偏碱的情况下相应减少。
下表:PH值对凝胶强度的影响。

PH值

4.30

5.04

6.12

7.01

8.09

9.01

项目

凝胶强度(g/cm²)

185

199

231

240

234

209

结合钙量(%)

16.47

16.68

17.95

18.31

17.58

16.27

 

4、 不同浓度的螯合剂对凝胶性质的影响

 在一定浓度的海藻酸钠溶液中,当加入不同量的六偏磷酸钠时,与钙离子反应生成的凝胶,随着螯合剂量的增加,其凝胶强度近乎呈线性下降,凝胶中结合钙量也相应减少。
但温度的变化几乎不影响凝胶的强度,凝胶甚至在沸水中也不会溶化,在冷冻和融化时都不会改变形状,没有失水现象。


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