СИНТЕЗ, ТЕРМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ КОРРОЗИОННОЙ ИГИБИРОВАННОСТИ МОДИФИЦИРОВАННОГО ПОЛИВИНИЛОВОГО СПИРТА / КАРБОКСИМЕТИЛЦЕЛЛЮЛОЗЫ / AuNPs, AgNPs
Аннотация
В последнее время большое внимание уделяется использованию поливинилового спирта и его модифицированных производных в качестве ингибиторов коррозии в водной и покрывающей фазах благодаря их полимерной природе, относительно высокой растворимости в водной фазе и биоразлагаемым свойствам. Целью данного исследования было изучение термической стабильности и эффективности ингибирования модифицированного поливинилового спирта/карбоксиметилцеллюлозы. Для достижения этой цели использовались наночастицы золота или серебра. В данном исследовании поливиниловый спирт реагировал с вновь синтезированными соединениями [I-VI] в ДМФ для получения модификаций поливинилового спирта [VII-XII]. Для создания [XIII-XVIII] модифицированный поливиниловый спирт смешивали с карбоксиметилцеллюлозой. Затем полимеры [XIII-XVIII] смешивали с наночастицами, включая наночастицы серебра и золота. Для идентификации синтезированных соединений использовались ИК-спектроскопия, спектроскопия 1H ЯМР и сканирующий электронный микроскоп с полевой эмиссией. Кроме того, для изучения термических свойств использовались дифференциальная сканирующая калориметрия и термогравиметрический анализ. Однако для исследования ингибирования коррозии, модифицированного поливинилспирта/карбоксиметилцеллюлозы/наночастиц золота и серебра на низкоуглеродистой стали в 0,1 М соляной кислоте применялись измерения потери веса и электрохимические измерения. Нанокомпозиты превзошли модифицированный поливинилспирт и смешанный полимер (модифицированный ПВА/КМЦ) по эффективности ингибирования. По сравнению со смешанными и модифицированными полимерами, более высокая эффективность ингибирования нанокомпозитов обусловлена присутствием наночастиц. Увеличение количества групп -O-, -N, -COOH- и -OH-, а также наночастиц, повышающих поверхностное покрытие частиц КМЦ на поверхности металла при различных концентрациях и температурах, является причиной повышения эффективности ингибирования с увеличением концентрации ингибитора.
Для цитирования:
Ханаа Г. Аттия, Рувайда С. Саид, Навар Джамал Абдулрада, Джасим М. С. Джамур, Исмаил Ю. Маджид Синтез, термический анализ и исследование коррозионной игибированности модифицированного поливинилового спирта / карбоксиметилцеллюлозы / AuNPS, AgNPs. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2026. Т. 69. Вып. 5. С. 90-99. DOI: 10.6060/ivkkt.20266905.6707.
Литература
Jamur J.M.S. Optimization Of Plasma-Assisted Desorp-tion / Ionization- Mass Spectrometry For Analysis Of Ibuprofen. Ind. Lab. Diagn. Mater. 2023. V. 89. N 7. P. 21–24. DOI: 10.26896/1028-6861-2023-89-7-21-24.
Jasim A.A., Jasim W.A., Jamur J.M.S. HPLC Method for the Determination of Some Antibiotic Residues in Dif-ferent Hospitals Wastewater in Baghdad City, Iraq. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2024. V. 67. N 6. P. 21–28 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20246706.7035.
Atas E., Belet A., Kazanci M. Carboxymethyl Cellulose (CMC)‐Reinforced Polyvinyl Alcohol (PVA) Fibrillar Composite Membranes: Production by Centrifugal Spinning and Characterization. Adv. Polym. Technol. 2025. V. 1. P. 2382763. DOI: 10.1155/adv/2382763.
Huang W.-H., Hung C.-Y., Chiang P.-C., Lee H., Lin I.-T., Lai P.-C., Chan Y.-H., Feng S.-W. Physicochemical Characterization, Biocompatibility, and Antibacterial Properties of CMC/PVA/Calendula Officinalis Films for Bio-medical Applications. Polymers (Basel). 2023. V. 15. N 6. P. 1454. DOI: 10.3390/polym15061454.
Albanda W.H., Saeed M.H., Abdullah M.Z. Enhancing Structural and Optical Properties of PVA: CMC Blend by NiO Nanoparticle. J. Nanostructures. 2025. V. 15. N 2. P. 459–466. DOI: 10.22052/JNS.2025.02.007.
Nasibi S., Nargesi Khoramabadi H., Arefian M., Hojjati M., Tajzad I., Mokhtarzade A., Mazhar M., Jamavari A. A Review of Polyvinyl Alcohol / Carboxiy Methyl Cel-lulose (PVA/CMC) Composites for Various Applications. J. Compos. Compd. 2020. V. 2. N 3. P. 68–75. DOI: 10.29252/jcc.2.2.2.
Feldman D. Poly(Vinyl Alcohol) Recent Contributions to Engineering and Medicine. J. Compos. Sci. 2020. V. 4. N 4. P. 1–11. DOI: 10.3390/jcs4040175.
Azeez Betti N. The Effect of Cesium Chloride on Thermal Properties of Poly (Vinyl Alcohol). Eng. Technol. J. 2016. V. 34. N 12. P. 2193–2206. DOI: 10.30684/etj.34.12a.3.
Freire T.F., Quinaz T., Fertuzinhos A., Quyền N.T., de Moura M.F.S.M., Martins M., Zille A., Dourado N. Thermal, Mechanical and Chemical Analysis of Poly(Vinyl Alcohol) Multifilament and Braided Yarns. Polymers (Basel). 2021. V. 13. N 21. P. 3644. DOI: 10.3390/polym13213644.
Sadiq K.A., Mohammed S.J., Ghati S.K., Jasim M.S. Adsorption of Bromothymol Blue Dye onto Bauxite Clay. Baghdad Sci. J. 2024. V. 21. N 8. P. 2625–2634.
Russol Abdul Salam Faraj, Noor H.K., Saba H. Jamel, Jamur M.S. Jasim LC-MS / MS Method For The Determi-nation Of Imatinib Mesylate In blood plasma samples after adsorption by copper tannic acid. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2025. V. 68. N 3. P. 27–35. DOI: 10.6060/ivkkt.20256803.7121.
Aflatounian A., Sharzehee M., Mashroteh H.A. The Thermal Behavior of Multifunctional Polyvinyl Alco-hol/Polyurea Hybrid Hydrogel Prepared from Oligomers with Urea Linkage. Polym. Degrad. Stab. 2025. V. 237. P. 111291. DOI: 10.1016/j.polymdegradstab.2025.111291.
Santro A., Zečić E., Perinović Jozić S., Jakić M. Thermal Analysis of the Biodegradable Polymer PVA/PEO Blends. Teh. Glas. 2024. V. 18. N 2. P. 224–228. DOI: 10.31803/tg-20231008184941.
Guirguis O.W., Moselhey M.T.H. Thermal and Structural Studies of Poly (Vinyl Alcohol) and Hydroxypropyl Cellulose Blends. Nat. Sci. 2012. V. 04 (01). P. 57–67. DOI: 10.4236/ns.2012.41009.
Zhang J., Tang C., Kong Q., He M., Lv P., Guo H., Guo Y., Shi X., Gu J. Strong and Tough Polyvinyl Alcohol Hydrogels with High Intrinsic Thermal Conductivity. Soft Sci. 2025. V. 5. N 1. DOI: 10.20517/ss.2024.72.
Wu N., Ma R., Han G., Ouyang S., Ma L., Cai D. Study of the Effect of Temperature and Microwave Action on the Structure of Polyvinyl Alcohol (PVA). J. Spectrosc. 2025. V. 2025. N 1. DOI: 10.1155/jspe/1359636.
Xiong L., Yang W., Zhu Y., He Z., Li L., Guo L., Zhang Z., Dong Y., Liu J., Ouyang L., Hu X. On Mechanism of Corrosion Inhibition of Green Inhibitor Polyvinyl Alcohol in Aluminum-Air Batteries. J. Power Sources. 2025. V. 631. P. 236233. DOI: 10.1016/j.jpowsour.2025.236233.
Akhlaq M., Uroos M. Evaluating the Impact of Cellulose Extraction via Traditional and Ionosolv Pretreatments from Domestic Matchstick Waste on the Properties of Carboxymethyl Cellulose. ACS Omega. 2023. V. 8 N 9. P. 8722–8731. DOI: 10.1021/acsomega.2c08118.
Liu S., Li H., Li X., Wang W., Rong C., Yang M., Wang Y., Wang J., Xu Y., Liang D., Xie Y. PVA-Enhanced Green Synthesis of CMC-Based Lithium Adsorption Films. Carbohydr. Polym. 2025. V. 349. P. 122973. DOI: 10.1016/j.carbpol.2024.122973.
Salem S.S., Hashem A.H., Sallam A.-A.M., Doghish A.S., Al-Askar A.A., Arishi A.A., Shehabeldine A.M. Synthesis of Silver Nanocomposite Based on Carboxymethyl Cellulose: Antibacterial, Antifungal and Anticancer Activities. Polymers (Basel). 2022. V. 14. N 16. P. 3352. DOI: 10.3390/polym14163352.
Mohamad Zulkifli N.A.S., Ng K., Ang B.C., Muhamad F. Fabrication of Water-Stable Soy Protein Isolate (SPI)/ Carboxymethyl Cellulose (CMC) Scaffold Sourced from Oil Palm Empty Fruit Bunch (OPEFB) for Bone Tissue Engi-neering. Ind. Crops Prod. 2025. V. 224. P. 120325. DOI: 10.1016/j.indcrop.2024.120325.
Yassin A.Y., Abdelghany A.M., Salama R.S., Tarabiah A.E. Structural, Optical and Antibacterial Activity Studies on CMC/PVA Blend Filled with Three Different Types of Green Synthesized ZnO Nanoparticles. J. Inorg. Organ-omet. Polym. Mater. 2023. V. 33. N 7. P. 1855–1867. DOI: 10.1007/s10904-023-02622-y.
El-naggar A.M., Alsulaymani L.A., Kamal A.M., Albassam A.A., Lakshminarayana G., Mohamed M.B. Polyvi-nyl Alcohol/Carboxymethyl Cellulose Blended Polymers Doped with PPy/Milled MWCNTs Filler for Flexible Opto-electronic and Energy Storage Applications. Polym. Test. 2024. V. 138. P. 108551. DOI: 10.1016/j.polymertesting.2024.108551.
Pourmadadi M., Rahmani E., Shamsabadipour A., Sa-madi A., Esmaeili J., Arshad R., Rahdar A., Tavangari-an F., Pandey S. Novel Carboxymethyl Cellulose Based Nanocomposite: A Promising Biomaterial for Biomedical Applications. Process Biochem. 2023. V. 130. P. 211–226. DOI: 10.1016/j.procbio.2023.03.033.
Akhlaq M., Maqsood H., Uroos M., Iqbal A. A Comparative Study of Different Methods for Cellulose Extraction from Lignocellulosic Wastes and Conversion into Carboxymethyl Cellulose. ChemistrySelect. 2022. V. 7. N 29. P. e202201533. DOI: 10.1002/slct.202201533.
Ndruru S.T.C.L., Marlina A., Nugroho B.S., Pramono E., Sabrina Q., Yulianti E., Arcana I.M., Wahyuningrum D. Preparation and Characterization of Polymer Blend Electrolyte Membranes Based on Lithium Acetate‐complexed Carboxymethyl Cellulose (CMC) and Carbox-ymethyl Chitosan (CMCh) Blend. Polym. Eng. Sci. 2024. V. 64. N 2. P. 761–778. DOI: 10.1002/pen.26582.
Elsayed Mahmoud D., Billa N. Physicochemical Modifications in Microwave-Irradiated Chitosan: Biopharmaceu-tical and Medical Applications. J. Biomater. Sci. Polym. Ed. 2024. V. 35. N 6. P. 898–915. P. 10.1080/09205063.2024.2306695.
Kruczkowska W., Kłosiński K.K., Grabowska K.H., Gałęziewska J., Gromek P., Kciuk M., Kałuzińska-Kołat Ż., Kołat D., Wach R.A. Medical Applications and Cellular Mechanisms of Action of Carboxymethyl Chitosan Hydrogels. Molecules. 2024. V. 29. N 18. P. 4360. DOI: 10.3390/molecules29184360.
Li L., Baig M.I., de Vos W.M., Lindhoud S. Preparation of Sodium Carboxymethyl Cellulose–Chitosan Complex Membranes through Sustainable Aqueous Phase Separa-tion. ACS Appl. Polym. Mater. 2023. V. 5. N 3. P. 1810–1818. DOI: 10.1021/acsapm.2c01901.
Yan Q., Wei P., Peng R., Tian S., Li D., Tong Y., Ni J., Liu L., Xiong B. Controllable Synthesis of Carboxymethyl Cellulose and Its Application in Tobacco Sheets. Wuhan Univ. J. Nat. Sci. 2023. V. 28. N 4. P. 341–350. DOI: 10.1051/wujns/2023284341.
Pal K., Banthia A.K., Majumdar D.K. Esterification of Carboxymethyl Cellulose with Acrylic Acid for Targeted Drug Delivery System. Trends Biomater. Artif. Organs. 2005. V. 19. N 1. P. 12–14.
Saeed R.S., Kawther Ayad Obead. Modified Polyvinyl Alcohol Containing New Imides / Iron Oxide Nanoparti-cles: Synthesis, Characterization and Biological Evaluation. Iraqi J. Pharm. Sci. 2025. V. 34. N 2. P. 60–75. DOI: 10.31351/vol34iss2pp60-75.
Hassan H.A., Saeed R.S., Hassan D.F., Al-rawi M.S. Synthesis and Evaluation Biological Activity of Some New Polymers Derived From 3,3’-Dimethoxybiphenyl-4,4’-Diamine. J. Nanostructures. 2023. V. 13. N 3. P. 854–862. DOI: 10.22052/JNS.2023.03.026.
Samir A.H., Saeed R.S., Matty F.S. Synthesis and Study of Modified Polyvinyl Alcohol Containing Amino Acid Moieties as Anticancer Agent. Orient. J. Chem. 2018. V. 34. N 1. P. 286–294. DOI: 10.13005/ojc/340131.
Shlaka W.A., Saeed R.S. Gold and Silver Nanoparticles with Modified Chitosan /PVA: Synthesis, Study The Tox-icity and Anticancer Activity. Nanomedicine Res. J. 2023. V. 8. N 3. P. 231–245. DOI: 10.22034/NMRJ.2023.03.002.
Abdulsada Z.S., Hassan S.S., Awad S.H. Removal of Some Heavy Metals from Polluted Water Using New Schiff Base for Polyacrylamide with Zeolite Nanocomposites. Baghdad Sci. J. 2024. V. 21. N 9. P. 2838. DOI: 10.21123/bsj.2024.8591.
Saeed R.S., Matty F.S., Samir A.H., Al-Rawi M.S. Synthesis, Characterization and Antibacterial Study of Select-ed Metal Complexes Derived from Modified of PVA. J. Glob. Pharma Technol. 2019. V. 11. N 2. P. 108–117.
Kaur P., Alam T., Singh H., Jain J., Singh G., Broadway A.A. Organic Acids Modified Starch–CMC Based Biode-gradable Film: Antibacterial Activity, Morphological, Structural, Thermal, and Crystalline Properties. J. Pure Appl. Microbiol. 2023. V. 17. N 1. P. 241–257. DOI: 10.22207/JPAM.17.1.14.
Saeed R.S., Attiya H.G., Obead K.A. Synthesis and Characterization of Grafted Chitosan Blending with Poly-vinyl Alcohol / Nanocomposite and Study Biological Ac-tivity. Baghdad Sci. J. 2023. V. 20. N 5. P. 1692–1700. DOI: 10.21123/bsj.2023.7574.
Awad S.H., Saeed R.S., Hussein F.A. Synthesis and Polymerization of New Maleamic Linked To Schiff Base and Substituted With Different Drugs. Biochem. Cell. Arch. 2020. V. 20. N 2. P. 6317–6321.
Khudhair N.A., Al-Sammarraie A.M.A. Enhancing of Corrosion Protection of Steel Rebar in Concrete Using TiO2 Nanoparticles as Additive. Iraqi J. Sci. 2019. V. 60. N 9. P. 1898–1903. DOI: 10.24996/ijs.2019.60.9.2.
Ali M.I., Khudhair N.A., Huseeni M.D., Kadhim M.M., Khadom A.A. Electrochemical Polymerization of New Schiff Base Monomer as an Anti-Corrosion Coating on Carbon Steel in Saline Water: Experimental and Theoreti-cal Studies. J. Bio- Tribo-Corrosion. 2023. V. 9. N 3. P. 40. DOI: 10.1007/s40735-023-00758-5.
Kadham S.J., Al-Sultani K., Majdi H. Investigation of Polyvinyl Alcohol Corrosion Inhibitor for Aluminum in Sulfuric Acid. Iran. J. Chem. Chem. Eng. 2025. V. 44. N 5. P. 1314–1326. DOI: 10.30492/ijcce.2025.2049797.6951.
Ariffin A.H., Norsani W.M., Nik W., Abdullah S., Isa M., Izionworu V., Fakhratul M., Zulkifli R. Corrosion Inhibition Study of Carboxymethyl Cellulose-Ionic Liquid via Electrochemical and Machine Learning Technique. Malaysian J. Anal. Sci. 2024. V. 28. N 2. P. 265–276.
Al-Sieadi W.N., Al-Jeilawi O.H.R., Khudhair N.A., Shamaya A.N.S., Abdulrahman N.A. Synthesis and Char-acterization of Heterocyclic Derivatives to Evaluate Their Efficiency as Corrosion Inhibitors for Carbon Steel in Sa-line Medium. Adv. J. Chem. Sect. A. 2025. V. 8. N 2. P. 209–219. DOI: 10.48309/ajca.2025.468574.1601.
Khudhair N.A., Bader A.T., Ali M.I., Husseini M. Synthesis, Identification and Experimental Studies for Carbon Steel Corrosion in Hydrochloric Acid Solution for Polyimide Derivatives. AIP Conf. Proc. 2020. 2290. 030014. DOI: 10.1063/5.0027443.
