Дослідження структури та властивостей полімерних метало наповнених гідрогелів
Автор: Лемега Мар'яна Романівна
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Хімічні технології переробки полімерних та композиційних матеріалів
Інститут: Інститут хімії та хімічних технологій
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2020-2021 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Лемега М. Р., Гриценко О. М. (керівник). Дослідження структури та властивостей полімерних металонаповнених гідрогелів. Магістерська кваліфікаційна робота. – Національний університет «Львівська політехніка», Львів, 2020. Розширена анотація Серед металонаповнених полімерів на сьогоднішній день широкої зацікавленості в науці і практиці набули нові матеріали із специфічним характеристиками – металонаповнені полімерні гідрогелі. Унікальність металонаповнених гідрогелів полягає у тому, що вони поєднують у собі властивості гідрогелевої матриці та металу-наповнювача. Полімерні гідрогелі це матеріали, для яких властива пориста структура. Для них характерна здатність набрякати у воді та інших полярних розчинниках, а також проникність для низькомолекулярних речовин. Наповнення гідрогелів металами забезпечує появу нових властивостей, наприклад, флуоресцентних, оптичних, каталітичних, струмопровідних, магнітосприйнятливих, бактерицидних, які мають здатність змінюватись у потрібному напрямку. Основною проблемою під час створення таких матеріалів є вибір оптимального методу введення наповнювача у полімерну матрицю. Метод наповнення визначає дисперсність та розподіл частинок металу-наповнювача в об’ємі металогідрогелю, а, отже, впливає на його структуру, властивості, а також продуктивність та економічність виробництва. У зв’язку з цим, здійснення досліджень в напрямку розроблення нових, спрощених у технологічному виконанні та високопродуктивних методів одержання металонаповнених кополімерів та гідрогелевих матеріалів на їх основі є актуальним і представляє як теоретичний, так і практичний інтерес. Водночас дослідження в даному напрямку не можливі без знання та аналізу існуючих сучасних тенденцій в галузі створення, дослідження та використання металонаповнених гідрогелів. Об’єкт дослідження: закономірності синтезу та технології одержання металонаповнених гідрогелевих матеріалів, їх структура та властивості. Предмет дослідження: композиційні гідрофільні металонаповнені полімери та гідрогелі на їх основі. Мета роботи: дослідження структури та властивостей нових полімерних матеріалів – металонаповнених полімерних гідрогелів залежно від природи та методу синтезу частинок металу-наповнювача, методу одержання гідрогелевих композитів, а також встановлення основних галузей їх використання. Подано критичний аналіз літературних джерел, присвячених дослідженням в галузі синтезу та використання композиційних металонаповнених гідрофільних полімерів та гідрогелів на їх основі. Наведені сучасні уявлення про основні принципи створення композиційних гідрогелів. Розглянуто вплив природи металу-наповнювача та полімерної матриці, методів синтезу частинок Me(0) та полімеру, а також методу наповнення на одержання композиційних полімерних гідрогелів з прогнозованими властивостями для конкретних галузей використання. Встановлено, що галузь використання металонаповнених гідрогелів залежить від природи металу-наповнювача, природи полімерної матриці та вибору методів синтезу металевих частинок, наповнення та синтезу полімеру. Водночас аналіз здійснених у попередніх роботах досліджень показує, що методи одержання гідрогелевих металокомпозитів, які використовуються на даний час, є ускладнені технологічно, переважно, тривалі в часі, багатостадійні, енергоємні, вимагають використання складного устаткування. На практиці для наповнення використовується обмежена кількість полімерних матриць. На основі порівняння найбільш поширених полімерних матриць, які використовуються для синтезу металонаповнених гідрогелів на даний час, показані переваги та перспективність використання для наповнення металами гідрогелів на основі кополімерів полівінілпіролідону з 2-гідроксіетилметакрилатом. Подано характеристику сучасних методів одержання металонаповнених гідрогелів, проаналізовано їх переваги, недоліки та обґрунтовано доцільність здійснення додаткових досліджень, направлених на підвищення їх технологічності, ефективності та економічності. Аналіз наукових літературних джерел показав, що полімерні металонаповнені гідрогелеві матеріали на даний час привертають найбільшу увагу дослідників полімерних композиційних матеріалів. Модифікація полімерних гідрогелів частинками металів дає можливість одержати матеріали із специфічними властивостями. Завдяки синергізму властивостей металевого наповнювача та полімерної матриці металонаповнені гідрогелі володіють унікальними характеристиками, що забезпечує їх використання в різних галузях науки і практики. Робота складається із вступу, 6 розділів, висновків, списку використаних літературних джерел, що містить 123 посилань. Матеріали роботи викладено на 78 сторінках друкованого тексту, які містять 7 таблиць та 8 рисунків. Ключові слова: композиційні гідрогелі, металонаповнені гідрогелі, металічні наночастинки, йони металів, хімічне відновлення, нанокомпозити.