авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:   || 2 | 3 |

Новые композиционные материалы на основе диальдегидцеллюлозы и гуанидинсодержащих соединений

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

Тлупова Залина Алексеевна

НОВЫЕ КОМПОЗИЦИОННЫЕ

МАТЕРИАЛЫ

НА ОСНОВЕ ДИАЛЬДЕГИДЦЕЛЛЮЛОЗЫ

И ГУАНИДИНСОДЕРЖАЩИХ СОЕДИНЕНИЙ

02.00.06 Высокомолекулярные соединения

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата химических наук

Нальчик-2013

Работа выполнена на кафедре органической химии и высокомолекулярных соединений Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова»

Научный руководитель: доктор химических наук, профессор

Хаширова Светлана Юрьевна

Официальные оппоненты: доктор химических наук, доцент кафедры химии Северо-Кавказского горно-металлургического института (государственный технологический университет)

Темираев Константин Борисович

доктор химических наук, профессор, зав.кафедрой химии и МП Чеченского государственного педагогического института

Хасбулатова Зинаида Сайдаевна

Ведущая организация: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Ивановский государственный химико-технологический университет»

Защита диссертации состоится «02» марта 2013 г. в 1100 на заседании Диссертационного совета Д 212.076.09 при Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова» по адресу: 360004, г. Нальчик, ул. Чернышевского, 173, диссертационный зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Кабардино-Балкарского государственного университета им. Х.М. Бербекова

Автореферат разослан «____» __________ 2013 года

Ученый секретарь

диссертационного совета Т.А. Борукаев

I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Проблема создания биологически активных волокнистых материалов в последние десятилетия вызывает все возрастающий интерес. Широкое развитие исследований по приданию биоцидных свойств именно целлюлозным волокнистым материалам обусловлено тем, что целлюлоза является доступным и распространенным в природе полимерным материалом. Исследования, посвященные синтезу производных целлюлозы, содержащих антимикробные вещества, разработке научных основ получения биоцидных целлюлозных волокнистых материалов с заданными свойствами, методов и технологии их изготовления, а также изучению свойств и наиболее эффективных областей применения указанных материалов имеют большое научное и практическое значение.

Несмотря на имеющийся опыт химической модификации природных полимеров, направленный на повышение их комплексообразующей, сорбционной способности и усиление биологической активности, задача создания целлюлозных материалов с устойчивостью к биодеструкции остается нерешенной. Так, хорошо известно, что изделия из целлюлозы и ее водные суспензии охотно атакуются микроорганизмами, т.е. подвержены биоразрушению.



Применение для модификации природных полисахаридов полимерных соединений с собственной бактерицидной активностью позволяет решить данную проблему, а именно: значительно увеличить устойчивость к биодеструкции, обеспечить заданную скорость кинетики выделения антимикробного вещества путем регулирования химического состава и пролонгировать его действие.

Перспективными структурами в этом плане являются новые гуанидинсодержащие соединения различного строения. Способность гуанидинсодержащих мономеров винилового ряда к радикальной полимеризации in situ открывает перспективу создания моно- и биматричных композиционных материалов, представляющих существенный научный и практический интерес.

В связи с этим, цель настоящего исследования заключалась в разработке и исследовании структуры, физико-химических и биоцидных свойств новых композиционных материалов на основе целлюлозы и водорастворимых ионогенных мономер/полимерных гуанидинсодержащих соединений.

Поставленная цель определила необходимость решения ряда задач, основными из которых являются:

  • анализ современного состояния и тенденций развития данной проблемы в Российской Федерации и за рубежом;
  • синтез функциональных гуанидинсодержащих мономеров различного строения, их солей с (не)насыщенными кислотами, содержащих в своей структуре четвертичные аммониевые катионы гуанидина, способные к взаимной иммобилизации с целлюлозой в результате полимеризации in situ.
  • получение новых композиционных материалов на основе мономер/ полимерных гуанидинсодержащих соединений с целлюлозой и диальдегидцеллюлозой;
  • проведение комплекса исследований по изучению структурных, физико-химических, комплексообразующих, сорбционных, токсикологических и биоцидных свойств полимерных композиционных материалов;
  • исследование механизма биоцидного действия синтезированных мономерных, полимерных и композиционных материалов.

Научная новизна заключается в разработке способов получения новых биоцидных биматричных композиционных материалов на основе диальдегидцеллюлозы и гуанидинсодержащих соединений, обладающих ценными практическими свойствами.

В работе впервые:

– разработаны новые полимерные композиционные материалы на основе диальдегидцеллюлозы и гуанидинсодержащих соединений: акрилат гуанидина (АГ), метакрилат гуанидина (МАГ), N,N-диаллилгуанидинацетата (ДАГА), N,N-диаллилгуанидинтрифторацетата (ДАГТФА);

– исследована реакционная способность синтезированных мономеров в реакциях радикальной сополимеризации с целлюлозой и диальдегидцеллюлозой;

– показано, что синтезированные водорастворимые ионогенные гуанидинсодержащие мономеры винилового и диаллилового ряда способны к полимеризации in situ в межфибриллярных порах целлюлозы и диальдегидцеллюлозы;

- получены водорастворимые продукты в случае модификации диальдегидцеллюлозы N,N-диаллилгуанидинацетатом и N,N-диаллилгуанидинтрифторацетатом;

– совокупностью физико-химических методов анализа изучены структура и свойства синтезированных композиционных материалов;

– оценены биоцидные и токсикологические свойства синтезированных композиционных материалов.

Практическая значимость работы

Разработанные гуанидинсодержащие целлюлозные материалы открывают перспективу создания на их основе нового поколения перевязочных средств и покрытий для лечения гнойно-некротических ран, лечебных мазей, сорбентов, обладающих одновременно адсорбционными и пролонгированными биоцидными свойствами.

С положительным результатом проведены опытные испытания ряда разработанных в диссертации композиционных материалов в качестве бактерицидных повязок, основы лечебных мазей, сорбентов, что, несомненно, свидетельствует об их практической значимости.

Практическая значимость работы подтверждается тем, что по ее результатам получено 2 патента РФ; результаты работы были отмечены дипломом и медалью выставки НТТМ в ВВЦ и других российских и международных выставок.

Личный вклад автора. Основные результаты диссертации получены автором лично. При этом автор определяла как цель и задачи научного направления исследований, так и разрабатывала методы их решения, проводила описание и интерпретацию результатов, формулировала выводы. Диссертация обобщает результаты теоретических и прикладных работ, проведенных соискателем и соавторами совместных научных исследований, включая экспериментальные данные ряда квалификационных работ.1

Апробация работы. Основные результаты работы доложены и обсуждены на следующих научных конференциях и конгрессах: IV Международной конференции по новым технологиям и приложениям современных физико-химических методов, включая секции молодых ученых научно-образовательных центров России (Ростов-на-Дону, 2007), Международной научной конференции молодых ученых, аспирантов и студентов «Перспектива-2008» (Нальчик, 2008), Международной конференции «Полимерные материалы 2008» (Halle/Saale, Germany 2008), IX Всероссийской выставке научно-технического творчества молодежи НТТМ (Москва, Всероссийский выставочный центр, 2009), Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Перспектива-2009» (Нальчик, 2009), XIII Международной научно-практической конференции «Наукоемкие химические технологии – 2010». (Иваново, 2010), Международной научно-практической конференции «Новые полимерные композиционные материалы» (Нальчик, 2011).2

Публикации. Основное содержание диссертации изложено в 12 работах, включая 2 статьи в рецензируемых российских журналах, 3 статьи в зарубежных журналах, 2 патента.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, обсуждения результатов, выводов и списка цитируемой литературы. Диссертация содержит 142 страниц машинописного текста, 7 таблиц и 42 рисунка. Список цитируемых источников содержит 168 наименований.

II. ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение. Во введении обоснована актуальность проблемы и выбранного направления исследований, сформулированы цели и задачи исследования, обсуждаются научная новизна и практическая значимость работы, демонстрируется апробация результатов.

Глава 1 содержит обзор литературы, в котором анализируются биологически-активные полимеры и механизм их действия на бактериальные клетки, результаты исследований по модификации целлюлозы различными биологически активными соединениями, рассмотрены структура и свойства целлюлозы и методы ее активации, методы получения, структура и свойства биологически активных производных целлюлозы.

В главе 2 представлены характеристики исходных соединений и методики получения гуанидинсодержащих модификаторов диальдегидцеллюлозы и композиционных материалов гуанидинсодержащие соединения / диальдегидцеллюлоза. Перечислены и охарактеризованы методы исследования структуры и физико-химических свойств разработанных материалов, а именно: ИК-спектроскопия, рентгенофазовый анализ (РФА), растровая электронная микроскопия (РЭМ), методики оценки бактерицидных и токсикологических характеристик разработанных материалов.

III. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

    1. Разработка новых композиционных материалов на основе целлюлозы и производных гуанидина

В настоящей работе впервые изучены особенности модификации микрокристаллической целлюлозы и ее окисленной формы (диальдегидцеллюлозы) гуанидинсодержащими мономерами и полимерами винильного и диаллильного ряда. Структура и некоторые характеристики использованных гуанидинсодержащих модификаторов приведены в табл. 1.

Таблица 1

Структура и некоторые характеристики гуанидинсодержащих

модификаторов целлюлозы и диальдегидцеллюлозы

Модификатор ММ Т.пл., С Структура
Акрилат гуанидина (АГ) 131,134 175- 176 R=Н
Метакрилат гуанидина (МАГ) 145,160 161-163 R=СН3
N,N-диаллилгуанидинацетат (ДАГА) 199,253 211-212
N,N-диаллилгуанидин трифторацетат (ДАГТФА) 253,224 157-158

Композиционные материалы получали обработкой микрокристаллической целлюлозы (МКЦ) или диальдегидцеллюлозы (ДАЦ) мономерными водорастворимыми производными гуанидина, с последующей их полимеризацией. Количество мономер/полимерных цвиттер-ионных четвертичных аммониевых катионов акрилатных и диаллильных производных гуанидина, вошедших в состав МКЦ или ДАЦ определяли по содержанию азота с помощью данных элементного анализа. Для получения диальдегидцеллюлозы микрокристаллическую целлюлозу предварительно модифицировали периодатом натрия:





целлюлоза диальдегидцеллюлоза

Йодометрическим методом анализа было установлено, что содержание альдегидных групп в ДАЦ зависит от времени окисления и составляет 31 - 33%.

    1. Разработка новых композиционных материалов на основе диальдегидцеллюлозы и акрилатных производных гуанидина

Формирование и исследование систем полимерный носитель – биологически активное вещество в последнее время приобрели большое значение. Такие системы находят применение в качестве иммобилизованных биокатализаторов, биорегуляторов и активной формы лекарственных веществ пролонгированного действия.

Выбор микрокристаллической целлюлозы (МКЦ), диальдегидцеллюлозы (ДАЦ) и мономерных/полимерных акрилатных производных гуанидина для получения новых модифицированных материалов обусловлен их способностью к образованию достаточно устойчивой супрамолекулярной системы «хозяин-гость», где в качестве хозяина (матрицы) могут выступать как МКЦ (ДАЦ), так и акрилатные производные гуанидина. Все это открывает широкие возможности для их использования не только в качестве трансформерной полимерной матрицы, но и наполнителей в различных композитах.

3.2.1 Структура композитов МКЦ (ДАЦ) АГ (МАГ)

Результаты рентгенографических и спектроскопических исследований свидетельствуют о структурных различиях образцов целлюлозы и ее модифицированных форм. Кривые рассеяния рентгеновских лучей исследованных образцов отличаются друг от друга положением, количеством рефлексов, относительной интенсивностью, что указывает на значительные структурные изменения МКЦ и ДАЦ после модификации гуанидинсодержащими соединениями.

Интенсивность рассеяния рентгеновских лучей образцом целлюлозы, модифицированной мономерами акрилатом и метакрилатом гуанидина, ниже по сравнению (рис.1) с исходной МКЦ, что указывает на снижение степени кристалличности.

Рис. 1. Дифрактограммы МКЦ (1) и МКЦ- МАГ (2) Рис.2. Дифрактограммы ДАЦ (1) и ДАЦ-МАГ (2)


Pages:   || 2 | 3 |
 

Похожие работы:







 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.