ПОЛУЧЕНИЕ И СВОЙСТВА ГИДРОГЕЛЕЙ СИНТЕТИЧЕСКИХ И ПРИРОДНЫХ ПОЛИМЕРОВ

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 5
1 Литературный обзор 6
1.1 Полимерные гидрогели. Получение, структура и свойства 6
1.2 Гидрогели на основе природных полисахаридов 8
1.2.1 Гидрогели глюкоманнана ………………………………………………… 8
1.2.2 Гидрогели ксантана ……………………………………………………… 9
1.2.3 Глюкоманнан+ксантангели …………………….………………………...11
1.3 Хитозан и его привитые гидрогели 11
2 Экспериментальная часть 15
2.1 Исходные реагенты 15
2.2 Методы исследования 17
2.2.1 Метод вискозиметрии 17
2.2.2 Потенциометрия 19
2.2.3 Методтангенсального смещения пластины 19
2.2.4 Определение массовой доли нелетучих веществ 20
3Обсуждение результатов……………………………………………………....21
3.1 Исследование гидродинамических свойств смесей водных и солевых растворов глюкоманнана и ксантана…………………………………………..21
3.1.1 Определение оптимальной концентрации сшивающего агента для получения гидрогелей 23
3.1.2Определение упруго-пластических параметров гидрогелей на основе глюкоманнана и ксантана 25
3.2Получение гидрогелей на основе солянокислого хитозана с акриловой кислотой. 28
ВЫВОДЫ 30
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 31
Техника безопасности при выполнении химического эксперимента 34
ПРИЛОЖЕНИЯ А, Б 39

Весь текст будет доступен после покупки

Водорастворимые природные полисахариды вызывают большой интерес, поскольку обладают уникальными физико-химическими характеристиками, такими как биоразлагаемость, отсутствие токсичности, гипоаллергенность и др. Гидрогели на основе этих биополимеров активно внедряются в промышленность, сельское хозяйство, производство косметических средств и медицину[1, 2]. В настоящеевремяпроводитсябольшое число исследований касательно применения гидрогелей на основе глюкоманнана и ксантана в качестве повязок для ран, трансдермальных системдля доставки лекарств, так как трехмерная пространственная сеткагидрогеля способна обеспечивать контролируемое высвобождение действующего вещества, сохраняя структурную целостность в различных физиологических условиях.
Также перспективным направлением является получениегидрогелейпривитых полисахаридов с боковыми ответвлениями изсинтетическихполимерных цепей.Это позволяет получать материалы, совмещающие в себе и высокие механические свойства, что свойственно синтетическим полимерам, и биологически ценные свойства, например,биодеградируемость.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Литературный обзор
1.1 Полимерные гидрогели. Получение, структура и свойства
Полимерными гидрогелями называют набухшие в растворителе длинные цепи макромолекул, образующие единую пространственную сетку. [1]По типу сил за счет которых макромолекулы удерживаются в сетке гидрогели принято делить на физические (обратимые) и химические (стабильные). К физическим «обратимым» гидрогелям относят системы, в которых молекулы полимера в сетке удерживаются за счет межмолекулярного взаимодействия или вторичных сил (ионной, водородной связи или гидрофобных сил) (рисунок 1 а). Они не являются однородными, так как кластеры, образуемые межмолекулярными или гидрофобными / ионно-связанными областями создают неоднородности в структуре. Все эти взаимодействия, благодаря которым образуются физические гидрогели, являются обратимыми. Разрушение структуры может произойти при изменении условий: ионная сила, рН, температура, направленная сила, добавление растворенных веществ. Физические гидрогели также могут быть получены путем взаимодействия двух типов полимеров, имеющих в цепи противоположные заряды, с получением поликомплексов.
В том случае, когда химические связи между полимерами имеют ковалентную природу, гидрогели принято называть «стабильными» химическими. Данный вид взаимодействия гораздо сильнее, чем нековалентные, и обеспечивает значительную механическую устойчивость материала [2]. Химические гидрогели могут быть получены путем сшивки водорастворимых полимеров или путем конверсии гидрофобных полимеров в гидрофильные полимеры с участием сшивающего агента (рисунок 1(б)). Они достигают равновесного набухания в водных растворах, которое в основном зависит от плотности сшивки. Химические гидрогели не гомогенны, так как, они содержат области низкого набухания воды и высокой плотности сшивки (кластеры), которые распределены внутри областей с высокой степенью набухания и низкой плотностью сшивки. В некоторых случаях, в зависимости от состава растворителя, температуры и концентрации твердых веществ во время гелеобразования могут образовываться макропоры, «пустоты» [3]. Химически сшитые гидрогели синтезируют с помощью реакцийрадикальной полимеризации, полиприсоединения и поликонденсации, радиационной полимеризации [4].

Весь текст будет доступен после покупки

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
1 Ma S, Yu B, Pei X, Zhou F. Structural hydrogels//Polymer (2016), doi: 10.1016/j.polymer.2016.06.053.;
2 Kosmas Deligkaris, Tadele Shiferaw, Wouter Olthuis, Albert van den Berg. Hydrogel-based devices for biomedical applications // Sensors and Actuators B. 2010. Vol. 147. P. 765 – 774.
3 Dr. J. Vernengo and Dr. S. Farrell, Drug Delivery with Alginate, June 2007.;
4 Peppas, N. A., Hoffman, A. S. Hydrogels // Biomaterials Science. 2020. P. 153–166.
5 Pai, V., B. Srinivasarao, M., Khan, S. A. Macromolecules 2002, 35, 1699–1707.;
6 Pai, V. B.; Khan, S. A. CarbohydrPolym 2002, 49, 207–216.;
7 Goycoolea, F. M., Milas, M., Rinaudo, M., Int J BiolMacromol 2001, 29, 181–192.;
8 Goycoolea, F. M.; Richardson, R. K.; Morris, E. R.; Gidley, M. J. Macromolecules 1995, 28, 8308–8320.;
9 Annable, P.; Williams, P. A.; Nishinari, K. Macromolecules 1994, 27, 4204–4211.;
10 Thomas W. R. Konjac gum. Thickening and gelling agents for food, 1997, pp. 169-179.;
11 Gao, S., Guo, J., & Nishinari, K. (2008). Thermoreversiblekonjacglucomannan gel crosslinked by borax. CarbohydratePolymers, 72(2), 315–325. doi:10.1016/j.carbpol.2007.08.015.;
12 Genevro, G. M., de Moraes, M. A., &Beppu, M. M. (2019). Freezing influence on physical properties of glucomannan hydrogels. International Journal of Biological Macromolecules, 128, 401–405. doi:10.1016/j.ijbiomac.2019.01.112.;

Весь текст будет доступен после покупки