Закономірності формування гідрогелевих мембран на основі акрилатних матриць модифікованих функційно-активними водорозчинними полімерами
Автор: Чернигевич Олег Ігорович
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: англійська
Анотація: Сучасний стан розвитку технології полімерних і композиційних матеріалів обумовлює їх широке використання в різноманітних сферах людської діяльності. Особливої уваги заслуговує використання полімерних матеріалів для біомедичних цілей. У цьому аспекті актуальною є проблема розроблення нових біологічно сумісних функціоналізованих полімерних матеріалів мембранного типу з регульованими собційно-дифузійними властивостями, які можна використовувати у вигляді лікувальних плівок, а також мембран для очищення різноманітних фармпрепаратів. Частка індивідуальних полімерів для синтезу таких матеріалів є невеликою, оскільки для конкретних призначень, вони повинні володіти комплексом спеціальних властивостей. Для вирішення даної проблеми перевагу надають модифікуванню полімерів, зокрема пошуку оптимальних комбінацій традиційних полімерів і одержання на їхній основі гідрогелевих матеріалів біомедичного призначення. Сучасні технології формування полімерів медико-біологічних направлені на розроблення біосумісних матеріалів, які б за властивостями наближалися до тканин живого організму. Зокрема, актуальною на сьогодні є задача створення біологічно сумісних функціоналізованих гідрогелевих мембран на основі водорозчинних мономер-полімерних композицій, які поряд з регульованими високими сорбційними, дифузійними та транспортними характеристиками відзначалися необхідною динамічною механічною міцністю, яка необхідна у процесах мембранної фільтрації. Аналіз можливих шляхів вирішення цієї проблеми привів до висновку, що для створення полімерних матеріалів спеціального призначення часто керуються головним чином практичними уявленнями. В області модифікування 5 традиційних полімерів шляхом приготування багатокомпонентних полімерних систем емпіричний пошук набагато перевищує розвиток теорії. Проте лише наявність добре розробленої теорії, науково обґрунтованого підходу до вибору складу композицій, виясненню закономірностей зміни властивостей композиційного матеріалу в зв’язку з його внутрішньою організацією дозволить отримувати модифіковані полімерні матеріали з покращеними, наперед заданими властивостями. Об’єкт дослідження: полімеризація метакрилових естерів (ГЕМА і ГМА) у середовищі води і органічного розчинника (ДМСО), метод формування гідрогелевих мембран на їх основі у присутності комбінованої матриці ПВС/ПВП. Предмет дослідження: кінетичні закономірності ініційованої радикальної полімеризації гідроксіетилметакрилату і гліцидилмеакрилату у присутності комбінованої матриці на основі суміші ПВС/ПВП розчинах; вплив температурно-часових параметрів на ступінь конверсії мономеру; особливості одержання гідрогелевих плівок на основі мекарилових естерів (ГЕМА і ГМА) у присутності комбінованої матриці ПВС/ПВП; дослідження деформаційно -міцнісних і сорбційно-дифузійних властивостей синтезованих гідрогелевих плівкових мембран. Мета дослідження: розроблення закономірностей формування акрилатних функціоналізованих гідрогелевих мембран біомедичного призначення на основі водорозчинних полімер-мономерних композицій із регульованими сорбційно-дифузійними та фізико-механічними характеристиками. Основою розроблюваних гідрогелевих плівок є рідкозшиті прищеплені кополімери на основі комбінованої матриці ПВС/ПВП і меакрилових естенрів (ГЕМА і ГМА). У магістерській кваліфікаційній роботі опрацьовано метод одержання гідрогелевих мембран на ГЕМА, ГМА і комбінованої матриці ПВС/ПВП під час полімеризації у водно-органічних середовищах. Досліджено вплив температурно-часових і концентраційних чинників на кінетику ініційованої 6 полімеризації ГЕМА і ГМА та закономірності одержання гідрогелевих мембран у присутності комбінованої матриці ПВС/ПВП. На основі виконаних кінетичних досліджень підібрано оптимальні ініціюючі системи на основі гідропропілізобензолу і пероксиду бензоїлу та оптимальне співвідношення суміші ПВС/ПВП у композиціях та технологічні режими формування гідрогелевих мембран на основі ГЕМА і ГМА у присутності комбінованої матриці ПВС/ПВП. Запропонована принципова технологічна схема та підібрані оптимальні технологічні параметри формування гідрогелевих мембран методом відливання з розчинів. Вибрано основне та допоміжне обладнання, встановлені норми технологічного режиму формування гідрогелевих плівкових мембран підвищеної міцності. Визначені основні експлуатаційні властивості синтезованих гідрогелевих мембран. Визначено їхні деформаційно-міцнісні, сорбційні та дифузійні властивості. Проведено техніко-економічне обґрунтування доцільності виготовлення гідрогелевих мембран на основі акрилових мономерів (ГЕМА і ГМА) у присутності комбінованої матриці ПВС/ПВП, виконані економічні розрахунки та визначено кошторис на проведення. Основну частину з них складають: витрати на закупівлю матеріалів та амортизаційні відрахування, а також витрати оплату праці співробітників. Магістерська кваліфікаційна робота складається зі вступу, 4 -ох розділів, висновків, списку використаних джерел і літератури, що містить 75 назв і додатку (Графічна частина). Основний зміст викладений на 88-ох сторінках друкованого тексту, що містять 20 рисунків і 19 таблиць. Ключові слова: гідроксіетилметакрилат, гліцидилмеакрилат, полівініловий спирт, полівінілпіролідон, розчинник, полімеризація, гідрогелева мембрана, властивості.