РЕАКЦІЙНОЗДАТНІ ПЕРОКСИДНІ МАКРОІНІЦІАТОРИ ДЛЯ СТРУКТУРУВАННЯ БІОСУМІСНИХ ПОЛІМЕРІВ

2018;
226-235
1
Національний університет “Львівська політехніка”
2
Національний університет “Львівська політехніка”
3
Львівський національний університет імені Івана Франка
4
Національний університет “Львівська політехніка”
5
Національний університет “Львівська політехніка”

Радикальною кополімеризацією в органічному розчиннику синтезовано ряд реакційноздатних пероксидних макроініціаторів (PK) на основі акриламіду (АкАм), бутилметакрилату (БМА), малеїнового ангідриду (МА) і пероксидного мономеру 5-трет-бутилперокси-5-метил-1-гексен-3-іну (ПМ), які можуть бути використані для структурування біосумісних полімерів.

Дослідження кінетики полімеризаційного процесу свідчать, що кополімеризація бінарної суміші ПМ:АкАм іде дуже повільно, що пояснюється низькими значеннями констант швидкості перехресного росту. В той же час, у випадку трьох- і чотирьохкомпонентних систем полімеризаційний процес іде з високою швидкістю і до високих конверсій. Збільшення вмісту пероксидного мономеру ПМ в реакційній суміші призводить до зниження швидкості полімеризації, що пояснюється дією ПМ як слабкого інгібітора полімеризації. Визначено вміст мономерних ланок в синтезованих кополімерах та досліджено вплив концентрації компонентів реакційної суміші на їх склад. Вміст мономерних ланок в складі кополімерів змінюється симбатно з вмістом відповідних мономерів у реакційній суміші, а склад кополімеру є близьким до співвідношення мономерів у вихідному розчині, що зумовлено високою конверсією мономерів. Збільшення концентрації пероксидного мономера зумовлює зниження молекулярної маси одержаних пероксидовмісних кополімерів, що пояснюється перебігом реакцій передачі ланцюга на молекули ПМ. Синтезовані кополімери характеризуються унімодальним розподілом за молекулярними масами, з досить високим коефіцієнтом полідисперсності – kpol = 3,7-3,9. Склад одержаних кополімерів підтверджувався газохроматографічним методом, ІЧ- та 1Н ЯМР-спектроскопією, елементним аналізом, зворотнім потенціометричним титруванням.

Досліджено залежність поверхневої активності пероксидовмісних РК від їх хімічної будови. Одержані пероксидовмісні РК володіють поверхнево-активними властивостями, знижують поверхневий натяг на межі водно-лужний розчин – повітря. Досліджено кінетику розпаду пероксидовмісних кополімерів при різних температурах. Процес відбувається за механізмом, що описується кінетичним рівнянням першого порядку. Визначена енергія активації процесу розкладу пероксидних груп становить 135-145 кДж/моль в залежності від складу РК. Результати комплексного термічного аналізу підтверджують наявність пероксидних фрагментів в структурі кополімерів. На всіх дериватограмах на кривих ДТА присутній яскраво виражений пік в області 420-520 К, який відповідає екзотермічному ефекту розпаду пероксидних груп ПМ.

1. Bari S. S., Chatterjee A., Mishra S. Biodegradable polymer nanocomposites: An overview // Pol.
Rev. – 2016. – Vol. 56 (2). – P. 287–328. 2. Ohan M. P. et al. Synergistic effects of glucose and ultraviolet
irradiation on the physical properties of collagen // J. Biomed. Mater. Res. – 2002. – Vol. 60. –
P. 384–391. 3. Shim J. W., Nho Y. C. Preparation of poly(acrylic acid)-chitosan hydrogels by gamma
irradiation and in vitro drug release // J. App. Pol. Sci. – 2003. – Vol. 90. – P. 3660–3667. 4. Luo S.,
Cao J., McDonald A. G. Interfacial improvements in a green biopolymer alloy of poly(3-hydroxybutyrateco-
3-hydroxyvalerate) and lignin via in situ reactive extrusion // ACS Sustainable Chem. Eng.– 2016. –
Vol. 4(6). – P. 3465–3476. 5. Takamura M., Nakamura T., Kawaguchi S., Takahashi T., Koyama
K. Molecular characterization and crystallization behavior of peroxide-induced slightly crosslinked
poly(L-lactide) during extrusion // Polymer Journal. – 2010. – Vol. 42. – P. 600–608. 6. Semba T.,
Kitagawa K., Ishiaku U. S., Hamada H. The effect of crosslinking on the mechanical properties of
polylactic acid/polycaprolactone blends // J. Appl. Pol. Sci. – 2006. – Vol. 101(3). – P. 1816–1825.
7. Islam M. R., Isa N., Yahaya A. N. Effect of curing on hydrolytic degradation of montmorillonite
nanoclays filled biobased polyesters // Polym. Renew. Resourc. – 2017. – Vol. 8(2). – Р. 43–60. 8. Виленс-
кая М. И., Карамов Д. С., Сорокин Е. И. и др. Получение диметилвинилэтинил-метил-трет-
бутилперекиси // Хим. промышленность. – 1970. – №7. – С.399–400. 9. Курганский В. С., Пучин В. А.,
Воронов С. А., Токарев В. С. Синтез гетерофункциональных полимеров с пероксидными и ангид-
ридными группами // Высокомол. соед. – 1983. – Т (А) 25, №5. – С. 997–1004. 9. Климова В. А. Основные
микрометоды анализа органических соединений / В. А. Климова. – М.: Химия, 1967. – 208 с.
10. Васильев В. П., Глусь Л. С., Губарь С. П. Разработка газохроматографического метода анализа
пероксидного мономера ВЭП // Вестн. Львов. политехн. ин-та “Химия, технология веществ и их
применение”. – 1985. – № 191. – С. 24–26. 11. Торопцева А. М. Лабораторный практикум по химии
и технологии высокомолекулярных соединений / А. М. Торопцева, К. В. Белогородская,
В. М. Бондаренко. – Л.: Химия, 1972. – 416 с. 12. Вережников В. Н., Гермашева И. И., Крысин М. Ю.
Коллоидная химия поверхностно-активных веществ: учеб. пособ. – СПб.: Изд-во Лань, 2015. –
299 с. 13. Brandolini A. J. NMR Spectra of Polymers and Polymer Additives / A. J. Brandolini,
D. D. Hills. – New York: Marcel Dekker Inc, 2000. – 660 p. 14. Васильев В. П., Пучин В. А.,
Токарев В. С., Воронов С. А. Исследование кинетики термического распада олигомерного
пероксида // Изв. вузов. “Химия и хим. технол.”. – 1983. – Т. 26, № 10. – С. 1246–1248.