Технологічні особливості модифікування полімерних гідрогелів з комбінованою матрицею
Автор: Ердт Дмитро Геннадійович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Хімічні технології переробки полімерних та композиційних матеріалів
Інститут: Інститут хімії та хімічних технологій
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2023-2024 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Актуальність роботи.Причиною широкого та різноманітного використання полімерних гідрогелів є їх унікальна пориста структура у поєднанні з присутністю гідрофільних функційних груп, які забезпечують набрякання полімерної матриці у воді і інших полярних розчинниках, що обумовлює високу проникність для розчинених низькомолекулярних речовин. Завдяки сорбційній здатності, еластичності та стабільності форми у водному середовищі, сумісності з різними біологічними системами гідрогелі використовуються у різних галузях народного господарства. Під час синтезу гідрогелю з метою конкретного напрямку застосування, слід враховувати його властивості –здатність до набрякання, механічну міцність, еластичність, швидкість дифузії і хімічну функціональність. Ці характеристики залежать від природи полімерної матриці. Однак більша частина розроблених полімерних гідрогелів, в тому числі і ті, які знайшли реальне практичне застосування, характеризуються певними недоліками -недостатня механічна міцність; -низька осмотична стійкість (різка змінаоб’єму за незначної зміни pH та йонної сили); -можливість синерезису під час зберігання; -дифузійні труднощі під час сорбції та десорбції речовин навіть досить малої молекулярної маси і ін. Вищеперелічені аспекти, безумовно, значно звужують спектр потенційних галузей застосування полімерних гідрогелів. Тому проблема модифікації існуючих гідрогельних матеріалів з метою надання їм або підсилення потрібних властивостей є актуальним завданням на даний час. 6 Об’єкт дослідження:технологічні особливості одержа ння та властивості гідрогелевих матеріалів з комбінованою полімерною матрицею. Предмет дослідження:інтерполімерні комплекси (ІПК), гідрофільні полімери та гідрогелеві матеріали па їх основі. Мета роботи: встановлення технологічних особливостей модифікування полімерних гідрогелів комбінованою матрицею. Одержані результати. На основі аналізу наукових літературних джерел встановлено, що полімерні гідрогелеві матеріали на даний час привертають найбільшу увагу дослідників полімерних композиційних матеріалів. Опрацьовано сучасні уявлення про основні принципи створення полімерних гідрогелевих матеріалів. Встановлені технологічні особливості сучасних методів модифікування гідрогелів, а також проаналізовані їх переваги та недоліки. Існуючі методи модифікації полімерних гідрогелів забезпечують можливість надання та поєднання різних властивостей полімерній матриці та одержати матеріали із специфічними властивостями. Проаналізовані характеристики гідрофільних полімерів, які знайшли найбільшого використання під час синтезу гідрогельних матеріалів з виділенням конкретних галузей їх використання. На даний час особливо актуальним способом модифікації гідрогелевих матеріалів є введення до структури гідрогелю декількох гідрофільних полімерів, тобто синтез гідрогелів в присутності комбінованих полімерних матриць. Підбором системи полімерів у кожному конкретному випадку можливо в широких межах регулювати характеристики гідрогелів та створювати матеріали з прогнозованими властивостями. Встановлено, що велика увага науковців зосереджена на дослідженні утворення зв’язків між гідрофільними полімерами, утворенні та властивостях інтерполімерних комплексів. Особливу наукову та практичну цінність представляє вивчення закономірностей формування ІПК та встановлення технологічних особливостей синтезу полімерних гідрогелів на їх основі. 7 Проведені широкі дослідження різних полімерних комбінацій в структурі ІПК, як високоспецифічних функціональних матеріалів, що сприяло успішному синтезу ІПК з різних вихідних матеріалів за допомогою різних методів, як у розчині, так і на різних поверхнях. Експериментальні дослідження показали, що на утворення ІПК впливають такі фактори, як рН, температура, природа та співвідношення вихідних полімерів. Для досягнення ефективної функціоналізації та росту полікомплексів у розчинних і поверхневих процесах важливо враховувати наявність домішок і мономерних частинок із вихідних полімерів. Велика зацікавленість композиційними та модифікованими гідрогелями підтверджує, що здійснення досліджень у цій галузі є актуальнимнапрямком в сучасній хімії і технології полімерів та композиційних матеріалів. Наступні модифікації методів синтезу ІПК мають потенціал в промислових процесах і розширення діапазону застосування ІПК для синтезу гідрогелів. Ключові слова:гідрогель, модифікування, гідрофільні полімери, комплексоутворення, інтерполімерні комплекси.