Investigation of water mobility by differential scanning calorimetry DSC in mixtures of semi-synthetic cellulose with amino acids with different physicochemical properties.

Celem niniejszej pracy było badanie mobilności wody w uwodnionych mieszaninach hydroksypropylo celulozy (HPC) z kwasem asparaginowym, argininą oraz leucyną o różnych stosunkach wagowych, metodą różnicowej kalorymetrii skaningowej DSC. Przedmiotem analizy była zawartość wody niezamarzającej silnie związanej– NFW oraz wody nieodparowującej silnie związanej – Nev . Badano również wpływ właściwości fizykochemicznych aminokwasów na wartość entalpii topnienia oraz parowania ΔH.Na podstawie przeprowadzonych pomiarów, wykazano, że największą wartością NFW (0,46 g/g) charakteryzuje się mieszanina kwasu asparaginowego i HPC w stosunku wagowym 1:9 m/m, natomiast najmniejszą zawartość NFW (0,27 g/g) wykazuje mieszanina kwasu asparaginowego i HPC w stosunku wagowym 5:5 m/m. Ilość wody nieodparowującej silnie związanej – Nev (0,075 g/g) jest najwyższa dla mieszaniny kwasu asparaginowego i HPC w stosunku wagowym 1:9 m/m. Z kolei najmniejszą wartością Nev (0,009 g/g) wyróżnia się mieszanina kwasu asparaginowego i HPC w stosunku wagowym 5:5 m/m. W oparciu o przeprowadzone badania sugeruje się, że polaryzacja hydrofobowa ma największy wpływ na wartość entalpii topnienia ΔH mieszaniny aminokwasu i HPC. Natomiast wartość entalpii parowania ΔH badanej mieszaniny zależy głównie od liczby uwodnienia aminokwasu.

The aim of this study was to examine water mobility in hydrated mixtures of hydroxypropyl cellulose (HPC) with aspartic acid, arginine and leucine in different weight ratios, using the differential scanning calorimetry method DSC. This publication focuses on the content of non-freezable bound water – NFW and the content of water associated with the evaporation process – Nev. The influence of the physicochemical properties of amino acids on the enthalpy of melting and evaporation ΔH was also examined.As a result of the research, it was shown that, the highest value of NFW (0.46 g/g) contain a mixture of aspartic acid and HPC in a weight ratio of 1:9 w/w, while the lowest content of NFW (0.27 g/g) had the mixture of aspartic acid and HPC in a weight ratio of 5:5 w/w. The value of Nev (0.075g/g) was the highest for the mixture of aspartic acid and HPC in a weight ratio of 1:9 w/w. On the other hand, the mixture of aspartic acid and HPC in a weight ratio of 5:5 w/w had the lowest value of Nev (0.009 g/g). Based on the conducted research, it is suggested that hydrophobic polarization had the greatest impact on the melting enthalpy ΔH of the mixture of amino acid and HPC. However, the value of the enthalpy of evaporation ΔH of the mixture depended mainly on the hydration number of the amino acid.