PHẦN 3 KẾT QỦA NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.1. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
3.1.2.1. Kết quả xác định độ nhớt của dung dịch chitosan ở nồng độ 0,5 % hòa tan trong dung dịch acid acetic 1% (bảng 3.4)
Bảng 3.4: Độ nhớt dung dịch chitosan, tốc độ trượt và ứng suất tại nồng độ 0,5% ở các nhiệt độ khác nhau.
Loại roto
Tốc độ
roto Nhiệt độ dung dịch
200C 250C 400C 550C 600C
à τ σ à τ σ à τ σ à τ σ à τ σ
0.3 80 0.0905 0.011 70 0.0905 0.00967 40 0.0905 0.00553 0.6 70 0.181 0.0193 65 0.181 0.018 35 0.181 0.00967
1.5 52 0.4525 0.0359 40 0.4525 0.0276 22 0.4525 0.0152 14 0.00967 0.00967 10 0.4525 0.0069 3 42 0.905 0.058 34 0.905 0.047 18 0.905 0.0249 12 0.0166 0.0166 9 0.905 0.01243 6 40 1.81 0.1105 31 1.81 0.0856 17.5 1.81 0.0483 9.9 0.0273 0.0273 7.5 1.81 0.0207 12 39.5 3.62 0.2182 30 3.62 0.1658 17 3.62 0.0939 9.5 0.0525 0.0525 7 3.62 0.0387 30 39.4 9.05 0.5442 29.8 9.05 0.4116 14 9.05 0.1934 9.2 0.127 0.127 6.8 9.05 0.0939 Roto
số 1
60 39 18.1 1.0774 29.4 18.1 0.8122 13.5 18.1 0.373 8.8 0.2431 0.2431 6.6 18.1 0.1823
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
0 20 40 60 80
Tốc độ roto (vòng/phút)
Độ nhớt (mPa*s) t = 20
t = 25 t = 40 t = 55 t = 60
Hình 3.4: : Biểu đồ biểu diễn độ nhớt của dung dịch chitosan theo tốc độ quay của roto ứng với các nhiệt độ khác nhau.
Thảo luận
Qua bảng nghiên cứu số liệu và đồ thị 3.4 khi so sánh độ nhớt tương đối của dung dịch chitosan trong cùng một nhiệt độ là 200C ở các tốc độ roto khác nhau ta nhận thấy rằng tốc độ roto càng tăng thì độ nhớt càng giảm. Nhìn vào bảng kết quả ta thấy ở tốc độ roto 0,3 vòng/phút độ nhớt của dung dịch là 80 (mPa*s) nhưng khi tăng tốc độ roto lên 0,6 vòng/phút thì độ nhớt của dung dịch đo được là 70 (mPa*s).
Khi tốc độ roto quay 60 vòng/phút thì độ nhớt dung dịch giảm còn 39 (mPa*s).
Chính quá trình giảm độ nhớt khi tăng tốc độ roto này làm cho đường cong ở nhiệt độ 200C là đường cong có độ dốc lớn nhất. Còn đường cong có độ dốc bé nhất chính là đường cong ở nhiệt độ 600C vì độ nhớt của dung dịch giảm rất ít khi tăng tốc độ roto chúng gần như là một đường thẳng. Khi xem xét độ nhớt của dung dịch đo ở nhiệt độ 200C và nhiệt độ 400C trong cùng một tốc độ roto 0,3 vòng/phút ta nhận thấy nhiệt độ càng tăng thì độ nhớt càng giảm . Ở nhiệt độ 200C độ nhớt của dung dịch là cao nhất 80 (mPa*s) nhưng ở nhiệt độ 400C thì độ nhớt của nó giảm còn 40 (mPa*s). Vì vậy cho nên độ dốc của các đường cong cứ giảm dần theo chiều tăng của nhiệt độ và ở nhiệt độ 600C thì độ dốc của đường cong là thấp nhất.
Độ nhớt của dung dịch chitosan ở nồng độ 0,5% là thấp nhất bởi vì lượng chất tan mà nó tồn tại trong dung dịch là rất ít, lúc này sự phân bố của các phân tử polymer trong dung dịch chitosan rất thưa thớt và lực liên kết tạo ra giữa các phân tử polymer này sẽ yếu đi nhiều so với các nồng độ đã xét. Khi roto chuyển động quay trong lòng dung dịch thì lực ma sát cản trở chuyển động quay của roto sẽ ít hơn cho nên độ nhớt của dung dịch là nhỏ nhất .
38 3.1.2.2. Kết quả xác định độ nhớt của dung dịch chitosan ở nồng độ 1% hòa tan trong dung dịch acid acetic 1% ( bảng 3.5 ).
Bảng 3.5: Độ nhớt dung dịch chitosan, tốc độ trượt và ứng suất tại nồng độ 1% ở các nhiệt độ khác nhau.
Loại roto
Tốc độ
roto Nhiệt độ dung dịch
200C 250C 400C 550C 600C
à τ σ à τ σ à τ σ à τ σ à τ σ
0.3 580 0.0905 0.08 380 0.0905 0.0525 220 0.0905 0.0303 140 0.0905 0.0193 110 0.0905 0.0152 0.6 570 0.181 0.1575 370 0.181 0.1022 215 0.181 0.0594 130 0.181 0.0359 100 0.181 0.0276 1.5 540 0.4525 0.373 348 0.4525 0.2403 200 0.4525 0.138 116 0.4525 0.08017 92 0.4525 0.0635 3 536 0.905 0.7404 338 0.905 0.4669 192 0.905 0.2652 112 0.905 0.155 90 0.905 0.1243 6 523 1.81 1.445 335 1.81 0.9254 189 1.81 0.5221 110 1.81 0.3038 87 1.81 0.2403 12 330 3.62 1.8233 187.5 3.62 1.0359 100 3.62 0.5525 77.5 3.62 0.4282
30 183 9.05 2.5278 94 9.05 1.2984 76 9.05 1.0498
Roto số 1
60 74 18.1 2.0443
0 100 200 300 400 500 600 700
0 20 40 60 80
Tốc độ roto (vòng/phút)
Độ nhớt (mPa*s)
t = 20 t = 25 t = 40 t = 55 t = 60
Hình 3.5: Biểu đồ biểu diễn độ nhớt của dung dịch chitosan theo tốc độ quay của roto ứng với các nhiệt độ khác nhau.
Thảo luận.
Quan sát bảng và đồ thị 3.5 ta nhận thấy đường cong ở nhiệt độ 200C là ngắn nhất so với các đường cong ở các nhiệt độ khác lý do là khi đo độ nhớt ở nhiệt độ này bằng roto số 1 thì độ nhớt của dung dịch lớn hơn nên kim quay của máy đo vượt quá ngưỡng đo vì thế chỉ đo trong khoảng tốc độ roto nhỏ mà thôi.
Sự chênh lệch giữa tốc độ roto 0,3 vòng/phút và 6 vòng/phút ở nhiệt độ 200C là 57 (mP*s) , còn ở nhiệt độ 600C thì chênh lệch giữa tốc độ roto 0,3 vòng/phút và tốc độ 60 vòng/phút là 36 (mP*s) sự chênh lệch này là nhỏ nhất. Cho nên ta nhận thấy rằng độ dốc của đường cong ở nhiệt đô 200C là lớn nhất,còn độ dốc của đường cong ở nhiệt độ 600C là nhỏ nhất. Quan sát bảng 3.5 ta thấy rằng tại cùng một tốc độ roto cố định 0,3 vòng/phút nhưng ở nhiệt độ 200C độ nhớt của dung dịch là 580 (mPa*s) nhưng tại nhiệt độ 400C thì độ nhớt giảm còn 220 (mPa*s) và đến nhiệt độ 600C thì độ nhớt của dung dịch chỉ còn là 110 (mPa*s). Như vậy ta có thể kết luận rằng nhiệt độ dung dịch mà càng tăng thì độ nhớt của dung dịch càng giảm, sự giảm độ nhớt còn phụ thuộc vào các tốc độ quay của roto.
Ở nồng độ 1% thì độ nhớt của chitosan cao hơn nhiều so với ở nồng độ 0,5%
vì lượng chất tan của nó tồn tại trong dung dịch cao hơn. Càng ở nhiệt độ cao thì độ nhớt của nó giảm dần. Khi nhiệt độ tăng lên liên kết giữa các polymer trong dung dịch sẽ yếu đi và lực ma sát cản trở chuyển động quay của roto cũng giảm dần làm cho độ nhớt của dung dịch giảm theo. Ở nhiệt độ 200C thì dao động của các phần tử trong cấu trúc mạng yếu và liên kết giữa các phân tử polymer trong dung dịch cũng bền hơn so với ở nhiệt độ cao. Tại nhiệt độ thấp thì hầu như mạch polime vẫn giữ nguyên cấu trúc và không bị cắt mạch bởi các dao động do nhiệt nên độ nhớt của nó cao hơn so với ở nhiệt độ cao.