Сорбційно здатні металовмісні гідрогелі на основі кополімерів полівінілпіролідону - Автореферат

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наукНауковий керівник доктор хімічних наук, професор Суберляк Олег Володимирович, Національний університет "Львівська політехніка", завідувач кафедри хімічної технології переробки пластмас Офіційні опоненти синтез полімер електропровідний доктор хімічних наук, професор, Лауреат Державної премії України Сиромятніков Володимир Георгійович, Київський національний університет імені Тараса Шевченка, професор кафедри хімії високомолекулярних сполук доктор хімічних наук, професор Солтис Михайло Миколайович, Львівський національний університет імені Івана Франка, професор кафедри фізичної та колоїдної хімії Захист відбудеться “14” червня 2010 року о 1400 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 35.052.01 у Національному університеті "Львівська політехніка" (79013, м.На сьогоднішній день ведеться інтенсивний пошук матеріалів із специфічними характеристиками, придатних для використання в електротехніці - для створення провідників з анізотропною або однонаправленою електропровідністю, еластичних магнітів, у приладобудуванні - термо-та вологочутливих приладів, різноманітних сенсорів, у медицині - для встановлення надійного контакту між організмом людини та електромедичною апаратурою, повністю, або частково імплантованих електростимуляційних багатофунціональних систем, діагностики в хірургії, створення магнітокерованих носіїв лікарських засобів, імітації тканин організму людини. Перспективними для використання в згаданих галузях є гідрогельні металонаповнені матеріали на основі кополімерів полівінілпіролідону (ПВП) з (мет)акрилатами, оскільки відзначаються широким спектром фізико-механічних та фізико-хімічних властивостей. Унікальність таких матеріалів проявляється саме на межі взаємодії полімер-метал в звязку з появою нових характеристик, таких як зміна електропровідності внаслідок сорбції вологи та низькомолекулярних речовин, РН середовища, температури та механічного навантаження; сорбційна здатність в залежності від природи та кількості металу і т.п. Для досягнення цієї мети вирішувались наступні основні завдання: - вивчення закономірностей полімеризації з одночасним наповненням ПВП-(мет)акрилатних композицій в присутності солей металів змінного ступеня окиснення; Вперше полімеризацією у присутності металічних дисперсних наповнювачів і йонів металів змінного ступеня окиснення та без них синтезовані металовмісні кополімери на основі швидкотвердних ПВП-вмісних мономерних композицій і встановлено, що метали з відємним електрохімічним потенціалом та їх стопи є каталізаторами полімеризації 2-гідроксіетилметакрилату (2-ГЕМА) у присутності ПВП, причому активуюча дія металу тим вища, чим вищий його електрохімічний потенціал.Встановлено, що в присутності Fe, Со, Ni, Zn, FECO, SMCO5 полімеризація відбувається з вищою швидкістю, ніж полімеризація лише під впливом FESO4. З аналізу результатів кінетичних досліджень, видно, що метали, які характеризуються відємними електрохімічним потенціалом є каталізаторами полімеризації, швидкість якої тим вища, чим вищий електрохімічний потенціал металу, причому наявність йону Fe2 в реакційному обємі не змінює цю залежність, що свідчить про активну участь в ініціюванні полімеризації поверхні металу. Проведені дослідження ініціювання ГЕМА-ПВП композицій електрохімічним методом та встановлено, що при кімнатних температурах електрохімічна полімеризація, ініційована зовнішнім джерелом електричного струму не відбувається, проте, інтенсивне виділення полімеру відбувається на поверхні металів (електродна пара - мідь-залізо, метали із значною різницею потенціалів) при їх одночасному зануренні у композицію та сполученні зовнішнім контуром. Зростання швидкості полімеризації при збільшенні вмісту ПВП в композиції зумовлено так званим “матричним ефектом”, молекули ГЕМА сольватуються на макромолекулах ПВП, причому, відбувається їх просторова орієнтація, що забезпечує сприятливі кінетичні умови росту полімерних ланцюгів. Порівняно із швидкістю полімеризації в масі, швидкість кополімеризації ГЕМА з ПВП в розчиннику відчутно зменшується, при цьому спостерігається традиційна залежність швидкості полімеризації від концентрації мономеру - із зменшенням концентрації останнього швидкість зменшується.Створено наукові основи синтезу нових металовмісних гідрогелевних функційно-активних матеріалів на основі кополімерів полівінілпіролідону з (мет)акрилатами. Вивчено вплив природи металу на особливості перебігу реакції полімеризації, структуроутворення полімерів і встановлено взаємозвязок структури кополімерів та їх електропровідних, фізико-механічних і фізико-хімічних властивостей. Досліджені закономірності полімеризації композицій мономер-ПВП-метал і визначено вплив основних чинників - природи, концентрації та дисперсності Me, композиційного складу, природи та кількості розчинника, температури - на кінетичні параметри.

Основний зміст роботи