Стимулсезімтал сополимерлердің полимерлік комплексін зерттеу

1. «СТИМУЛСЕЗІМТАЛ СОПОЛИМЕРЛЕРДІҢ ПОЛИМЕРЛІК КОМПЛЕКСІН ЗЕРТТЕУ»

Қ.И.СӘТБАЕВ атындағы ҚАЗАҚ ҰЛТТЫҚ ТЕХНИКАЛЫҚ ЗЕРТТЕУ УНИВЕРСИТЕТІ
ХИМИЯЛЫҚ ЖӘНЕ БИОЛОГИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯЛАР ИНСТИТУТЫ
ОРГАНИКАЛЫҚ ЗАТТАР МЕН ПОЛИМЕРЛЕРДІ ӨҢДЕУДІҢ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯСЫ
КАФЕДРАСЫ
«СТИМУЛСЕЗІМТАЛ СОПОЛИМЕРЛЕРДІҢ
ПОЛИМЕРЛІК КОМПЛЕКСІН ЗЕРТТЕУ»
Орындаған:
Иманбек Меруерт
Ғылыми жетекші
PhD доктор, лектор
Нақан Ұлантай
Алматы 2019

2.

Мәселенің өзектілігі:
Жұмыстың мақсаты:
Соңғы жылдары сыртқы орта (температура, pH, электр өрісі т.б)
параметрлерінің болмашы өзгерісіне алдын ала жоспарланған түрде
жауап беретін «ақылды» немесе «стимул сезімтал» деп аталатын
полимерлік материалдарға зерттеушілер ерекше қызығушылық
танытуда. Бұл материалдар өздерінің бағалы қасиеттерімен медицина
(дәрілік заттарды бақыланған түрде бөлу), биотехнология (белоктар
мен ферменттерді тазалау), электроника (сенсорлар, датчиктер),
экологиялық мәселелерді шешуде (өндіріс қалдықтарын тазалау, т.б)
тағы басқа қажетті салаларда кең қолданысқа ие.
N-изопропилакриламид
пен
2-гидроксиэтилакрилаттың
негізіндегі гидрогелдерді бөлме температурасында синтездеу және
гидрогелдің полиакрилқышқылымен және дәрілік заттармен пайда
полған полимерлік комплекісін зерттеу.

3.

Зерттеу нысандары:
O
CH2
CH C
O CH2 CH2 OH
N-изопропилакриламид
(НИПАА)
N,N-метилен-бисакриламид
2-гидроксиэтилакрилат (ГЭА)
Линкомицин
Аммоний персульфат
Полиакрил
қышқылы
Гентамицин

4.

[НИПАм–ГЭА]= 30-70 (1), 50-50 (2) 70-30 (3) моль.%
1 Сурет. НИПАм – ГЭА гидрогелінің ИК спектрлері.

5.

2 Сypeт. НИПААМ-ГЭА сополимерінің құрылымдық формуласы.
Полимерлер/Функционалдық топтар
C-H
N-H
C-H
C=O
C-N
-ОН
-СН3
см-1
2968, 2878
3281
2971
1721
1168
1258
2968, 2878

6.

+
O
CH2
CH C
O
CH2 CH2 OH

7.

1 Кесте
ДМА-АҚ сополимерінің гель - золь фракция шығымы және
ісіну дәрежесі
СПЛ құрамы
[НИПААм]:[ГЭА]
Гельфракция
су
этанол
NaCl
30:70
74,2
7,5
10,5
6
50:50
80,3
5
8,5
4
70:30
95
4,8
9,5
3,5

8.

a,г/г
9
a, г/г
12
1
8
10
7
6
8
2
2
5
3
4
6
3
3
4
2
1
2
0
1
0
0
10
20
30
40
50
0
5
60
70
80
t, h
a г/г
10
10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75
t, h
1
8
БМҚ [НИПААм]:[ГЭА] = 3070 мол.%; C2H5OH (1); H2O(2);
NaCl (3)
3 Сурет. Үшөлшемді
сополимердің әр түрлі ортадағы
ісіну кинетикасы
6
2
4
БМҚ [НИПААм]:[ГЭА] =
50-50 мол.%; C2H5OH (1);
H2O(2); NaCl (3)
4 Сурет. Үшөлшемді
сополимердің әр түрлі ортадағы
існіу кинетикасы.
3
2
0
0
5
10
15
60
65
70
75
t, h
БМҚ [НИПААм]:[ГЭА] = 70-30 мол.%; C2H5OH (1); H2O(2); NaCl (3)
5 Сурет. НИПААм-ГЭАгидрогелінің әр түрлі ортадағы існіу кинетикасы.

9.

a,г/г
8
a,г/г
6
7
1
5
6
2
5
1
2
4
4
3
3
2
2
1
1
0
0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
58 60 62 64 66 68 70 72
0
2
4
6
8
58 60 62 64 66 68 70 72 74
t,h
t, h
БМҚ [НИПААм]:[ГЭА] = 30-70(1); 50-50(2)
мол.%;
6 Сурет. Гидрогелдің әр гентамициндағы ісіну
кинетикасы.
БМҚ [НИПААм]:[ГЭА] = 30-70(1); 50-50(2) мол.%;
7 Сурет - Гидрогелінің линкомициндегі ісіну
кинетикасы

10.

БМҚ [НИПААМ]:[ГЭА] = 50:50 мол.%; [ПАҚ] = 0,01
(1); 0,05 (2); 0,1 моль/л (3); ММ(ПАҚ) = 2000.
8 Сурет. НИПААМ-ГЭА сополимері гидрогельдерінің
ПАҚ-тың сулы ерітіндісінде ісіну қасиеті.
БМҚ [НИПААМ]:[ГЭА] = 50:50 мол.%; [ПАҚ] = 0,01
(1); 0,05 (2); 0,1 моль/л (3); ММ(ПАҚ) =450000.
9 Сурет. НИПААМ-ГЭА сополимері гидрогельдерінің
ПАҚ-тың сулы ерітіндісінде ісіну қасиеті.

11.

Н-байланыстар және гидрофобты
әрекеттесулер
Полиакрил қышқылы
Полимерлі тор
10 Сурет. НИПААм-ГЭА сополимерлерінің ПАҚ-пен
комплекстүзу сызбанұсқасы.

12.

ҚОРЫТЫНДЫ
1) Алғаш рет жұмыста жаңа термосезімтал N-изопропилакриламид (НИПААм) және 2гидроксиэтилакрилаттың (ГЭА) мономерлерінен үшөлшемді гидрогельдері қалыпты температурада
(бөлме температурасында) синтезделіп алынды.
2) N-изопропилакриламид (НИПААм) және 2-гидроксиэтилакрилаттың (ГЭА) негізіндегі
сополимерлердің құрлымын, құрлысын анықтау мақсатында ИК спектрінде анализдер жасалып,
сополимердің құрлымдық формуласы анықталды.
3) Алынған гидрогелдің су және спирттік ортадағы сіну кинетикасын зерттеу мақсатында ерекше
маңызды болып табылады. Жұмыста НИПААм-ГЭА гидрогелінің судағы және этанолдағы ісіну
кинетикасы қарастырылған. Осы гидрогелдердің судағы және этанолдағы ісіну дәрежесі анықталды.
4) НИПААм-ГЭА гидрогеліне дәрілік заттар линкомицин мен гентамицинның имоблизациясы
зерттеліп, ертінді құрамындағы мөлшері аз болсада гел өз бойына сіңіретінін және таза суға қарағанда
ісіну дәрежесінің төмен болатыны анықталды. Бұл дәрілік заттың үлкен молекулалық массасы мен
байланысты екені дәлелденді.
5) Күрделі химиялық процестерді модельдеу үшін қолданылатын интерполиммерлік комплексі де
ТКЕТ бар НИПААм-ГЭА гидрогелдері үшін де қарастырылды. Жұмыста алынған гидрогелдің ПАҚмен интерполимерлік комплекс түзу заңдылықтары зерттелген.