ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ. СЕРИЯ «ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ»

ХИТОЗАН И ЕГО МОДИФИЦИРОВАННЫЕ ФОРМЫ: ПОЛУЧЕНИЕ, СВОЙСТВА, ПРИМЕНЕНИЕ. ОБЗОР

Eleonora A. Agoeva — 2025-01-09

В настоящее время серьезный интерес исследователей вызывают макромолекулярные материалы, производимые из возобновляемого сырья. Одними из наиболее распространенных источников природного возобновляемого сырья являются полисахариды, к классу которых относятся целлюлоза и хитозан, получаемый из хитина. Использование хитозана, природного полимера, в последнее время возросло из-за его противомикробных и противогрибковых свойств, нулевой токсичности, биосовместимости и способности образовывать биопленки и гидрогели. Области применения хитозана включают биомедицину, фармацевтику, технологии очистки воды, а также производство биоматериалов, средств по уходу за волосами и кожей. Однако применение хитозана ограничено из-за сложности модификации его структуры и плохой растворимости в воде. Функционализацию структуры хитозана с помощью химических модификаций проводят по направлениям: - N-замещение, O-замещение (с защитой реакционных центров хитозана или без нее) и сшивание с другими соединениями. Данные химические модификации позволяют улучшить физико-химические свойства хитозана. В настоящем обзоре рассмотрены структура, способы получения, физико-химические свойства, пути химической модификации и области применения хитозана. Дан анализ индивидуальных свойств хитозана, позволяющих создавать инновационные материалы с особыми характеристиками, раскрывающими адаптивность и биоценность хитозана. Отдельное внимание уделено способам модификации хитозана различными методами и функциональными компонентами, которые позволяют варьировать его качественные, количественные и биологические характеристики. Обсуждены подходы к получению и свойства гуанидинсодержащих композиционных материалов на основе хитозана, а также возможные области их применения.

Для цитирования:

Агоева Э.А., Хаширова С.Ю. Хитозан и его модифицированные формы: получение, свойства, применение. Обзор. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2025. Т. 68. Вып. 3. С. 6-19. DOI: 10.6060/ivkkt.20256803.7083.

РЕАКЦИИ БИНАРНОГО И ТРЕХКОМПОНЕНТНОГО СИНТЕЗА 3-ПИРИДИЛЗАМЕЩЕННЫХ АМИНОХРОМЕНКАРБОНИТРИЛОВ И ИХ ИОДМЕТИЛАТОВ

Alexandr V. Nikulin — 2025-01-10

Неослабевающее внимание исследователей к 2-аминохромен(пиран)-3-карбонитрилам обусловлено прежде всего широким спектром их биологической активности, иными практически полезными свойствами и многочисленными возможностями их трансформации, что важно для фармакологических исследований. На основе современной концепции «гибридных лекарственных средств» нами осуществлен синтез гибридных систем, включающих пиридиновый и хроменовый фрагменты – моно- и ди-3-пиридилзамещенных аминохроменкарбонитрилов и их водорастворимых иодметилатов. Изучено влияние на результаты синтеза термической и ультразвуковой активации, а также последовательности введения реагентов. Синтетические подходы основаны на использовании реакций бинарной и трехкомпонентной конденсации доступных карбонильных соединений при вариативности условий. Для дипиридилзамещенных систем наиболее эффективными оказались трехкомпонентные реакции (циклогексанон, 3-пиридинкарбальдегид, малононитрил и 2,6-дипиридин-3-илметилиденциклогексанон, малононитрил и иодистый метил), позволившие сократить время реакций, исключить стадии предварительного получения исходных веществ (халкона, хромена) практически при сохранении хороших выходов продуктов. При взаимодействии халкона с различными терминальными заместителями (фенил, 3-пиридил) из-за неэквивалентности активных центров субстрата образуются региоизо-мерные аминохроменкарбонитрилы, отличающиеся положением фенильного и гетарильного заместителей при С-4 и С-8 атомах хроменового цикла. Разделение изомеров проведено с помощью колоночной хроматографии. При иодметилировании смеси региоизомеров получены соответствующие иодметилаты – продукты избирательной кватернизации с участием атома азота пиридинового цикла. Строение вновь синтезированных веществ и соотношение региоизомеров установлены спектральными методами (ИК-, ¹H, ¹³C ЯМР, HSQC, HMBC). При изучении антибактериальной активности всех полученных соединений дипиридилзамещенный аминохроменкарбонитрил оказался лидером по отношению к Staphylococcus aureus. Полученные данные создают перспективу дальнейших исследований по четырехкомпонентным вариантам синтеза соединений указанного типа.

Для цитирования:

Никулин А.В., Василькова Н.О., Кривенько А.П. Реакции бинарного и трехкомпонентного синтеза 3-пиридилзамещенных аминохроменкарбонитрилов и их иодметилатов. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2025. Т. 68. Вып. 3. С. 20-26. DOI: 10.6060/ivkkt.20256803.7093.

МЕТОД ЖХ-МС/МС ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕЗИЛАТА ИМАТИНИБА В ОБРАЗЦАХ ПЛАЗМЫ КРОВИ ПОСЛЕ АДСОРБЦИИ МЕДНОЙ ДУБИЛЬНОЙ КИСЛОТОЙ

Russol Abdul Salam Faraj — 2025-01-10

Новый металлоорганический каркасный сорбент (MOF) на основе дубильной кислоты/меди (TA/Cu) был синтезирован и охарактеризован для применения противоракового препарата иматиниба (IMA) из биологических образцов. TA/Cu MOF был приготовлен с помощью простой координационной реакции и тщательно охарактеризован методами SEM, XRD и FTIR. Были оптимизированы критические параметры, влияющие на эффективность экстракции мезилата иматиниба (IMAM), включая pH, ионную силу, десорбционный растворитель и время адсорбции-десорбции. С ацетонитрилом в качестве десорбционного растворителя метод продемонстрировал широкий линейный диапазон 0,55-300 мкг л^-1 в идеальных условиях. Было обнаружено, что пределы обнаружения и количественного определения составляют 0,16 мкг л^-1 и 0,55 мкг л^-1 соответственно. Для образцов плазмы, в которые были добавлены клинически значимые концентрации (5, 20 и 50 мкг л^-1), сорбент продемонстрировал хорошую пригодность к повторному использованию в течение четырех циклов и незначительные матричные эффекты. По сравнению с ранее опубликованными методами разработанный метод дисперсионной твердофазной экстракции на основе TA/Cu MOF показал лучшие результаты с точки зрения простоты, коэффициента обогащения и аналитических показателей. Другой целью данного исследования была разработка жидкостной хроматографии с тандемной масс-спектрометрией, которую можно было бы широко и легко использовать для терапевтического мониторинга препарата иматиниб после экстракции твердофазной экстракцией (SPE). Терапевтические приложения мониторинга могут надежно количественно определять IMA в сложных биологических матрицах в результате процедуры быстрой дисперсионной твердофазной экстракции (DSPE) и экологически чистого сорбента.

Для цитирования:

Русул Абдул Салам Фарадж, Нур Х.К., Саба Х. Джамель, Джасим Джамур М.С. Метод ЖХ-МС/МС для определения мезилата иматиниба в образцах плазмы крови после адсорбции медной дубильной кислотой. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2025. Т. 68. Вып. 3. С. 27-35. DOI: 10.6060/ivkkt.20256803.7121.

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ АКВАКОБАЛАМИНА С ДИГИДРОКСИБЕНЗОЛАМИ

Sergei V. Makarov — 2025-01-10

Спектрофотометрическим методом изучено взаимодействие аквакобаламина (H₂OCbl) с дигидроксибензолами – гидрохиноном, пирокатехином и резорцином в водных растворах. Определены константы скорости и предложены механизмы редокс реакций. Установлено, что при взаимодействии аквакобаламина с гидрохиноном происходит восстановление Cbl³⁺ до Cbl²⁺; корриновый лиганд не подвергается модификации. Восстановление аквакобаламина сопровождается замещением молекулы воды молекулой гидрохинона с образованием неустойчивого гидрохинонового комплекса кобаламина (III), продуктами распада которого являются Cbl(II) и феноксильный радикал; последний затем диспропорционирует до п-бензохинона и гидрохинона. Показано, что при увеличении pH слабокислых, нейтральных и слабощелочных водных растворов скорость реакции восстановления аквакобаламина гидрохиноном уменьшается, что связано с ростом концентрации инертного гидроксокобаламина. Показано, что в результате взаимодействии H₂OCbl с пирокатехином также происходит восстановление Co³⁺ до Co²⁺, однако этот процесс протекает значительно медленнее, чем восстановление аквакобаламина гидрохиноном в тех же условиях. Установлено, что реакция аквакобаламина и резорцина в кислой, нейтральной и щелочной средах не сопровождается изменениями электронных спектров. Следовательно, можно полагать, что реакция резорцина и аквакобаламина в водном растворе не протекает. На основании данных, полученных ранее и в настоящей работе, предложен следующий ряд уменьшения восстановительной активности дигидроксибензолов в водных растворах: гидрохинон > пирокатехин > резорцин. Стабильность дигидроксибензолов в водных растворах в присутствии аквакобаламина и в отсутствие кислорода возрастает в обратной последовательности. Предполагается, что причиной высокой реакционной способности гидрохинона по сравнению с другими дигидроксибензолами является низкий дипольный момент молекулы гидрохинона.

Для цитирования:

Макаров С.В., Киселева А.Г., Макарова А.С., Логачева О.И. Взаимодействие аквакобаламина с дигидроксибензолами. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2025. Т. 68. Вып. 3. С. 36-41. DOI: 10.6060/ivkkt.20256803.7163.

ПАРАМЕТРЫ ПЛАЗМЫ И КОНЦЕНТРАЦИЯ АТОМОВ ФТОРА В СМЕСИ SF6 + Ar + He: ВЛИЯНИЕ СООТНОШЕНИЯ Ar/He, ДАВЛЕНИЯ И ВКЛАДЫВАЕМОЙ МОЩНОСТИ

Andrey V. Miakonkikh — 2025-01-10

Исследовано влияние начального состава смеси, давления газа и вкладываемой мощности на электрофизические параметры и концентрацию атомов фтора в плазме SF₆ + Ar + He, возбуждаемой в реакторе индукционного типа на частоте 2 МГц. При совместном использовании диагностики плазмы с помощью зондов Ленгмюра и оптической эмиссионной спектроскопии определен характер и сделаны предположения о механизмах влияния варьируемых параметров на характеристики электронной и ионной компонент плазмы. В частности, показано, что замена аргона на гелий при постоянном содержании SF₆ влияет на температуру электронов, концентрации заряженных частиц и электроотрицательность плазмы через изменение суммарной скорости ионизации и потерь энергии электронов при их взаимодействии с доминирующими нейтральными частицами. Установлено, что максимальный эффект на концентрацию атомов фтора оказывает варьирование вкладываемой мощности (в ~ 9 раз при W = 800–1250 Вт), при этом влияние соотношения Ar/He и давления газа (особенно в области p < 15 мтор) выражены слабо. Причиной такой ситуации являются противоположные тенденции температуры и концентрации электронов, приводящие к малым изменениям эффективной частоты процессов вида S_Fx + e → SF_x_-1 + F + e. Найдено, что плотности потоков атомов фтора (Г_F) и положительных ионов (Г₊) следуют изменениям концентраций соответствующих частиц, при том минимальные значения отношения Г_F/Г₊ в смесях с преобладающим содержанием He наблюдаются в области низких давлений и уровней вкладываемой мощности.

Для цитирования:

Мяконьких А.В., Кузьменко В.О., Ефремов А.М., Руденко К.В. Параметры плазмы и концентрация атомов фтора в смеси SF₆ + Ar + He: влияние соотношения Ar/He, давления и вкладываемой мощности. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2025. Т. 68. Вып. 3. С. 42-49. DOI: 10.6060/ivkkt.20256803.7130.

ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ МОЛЕКУЛЯРНОГО НАСЛАИВАНИЯ MoO3 НА β-КРИСТОБАЛИТЕ И МОНОСЛОЯХ MoOX И AlOX МЕТОДОМ DFT: СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА РЕАКЦИЙ MoOCl4 И MoO2Cl2 С H2O

Sadrudin G. Gadjimuradov — 2025-01-10

Проведено квантово-химическое моделирование процессов молекулярного наслаивания оксида молибдена (VI) на поверхностях β-кристобалита и аморфных монослоев МоО_х и AlO_x на β-кристобалите с использованием в качестве реагентов газообразных MoOCl₄, MoO₂Cl₂ и H₂O. С помощью метода обобщенного градиентного приближения теории функционала плотности вычислены изменения энергии Гиббса реакций молекулярного наслаивания (ΔG°) в диапазоне температур от 273,15 до 650,15 K. Для газообразных веществ расчеты осуществляли в приближении идеального газа, а для компонентов твердой фазы исключали вклады поступательной и вращательной составляющих движения. Согласно полученным данным, в рассматриваемом температурном диапазоне прогнозируется наиболее высокая реакционная способность поверхности монослоя аморфного оксида алюминия на β-кристобалите. Кроме того, выявлено, что соединение MoOCl₄ обладает большей химической активностью по сравнению с MoO₂Cl₂ в отношении к рассматриваемым подложкам. Дано объяснение отсутствию роста молибденоксидных структур на поверхности β-кристобалита и возможным причинам большей реакционной способности монослоя оксида алюминия по сравнению с поверхностью β-кристобалита и аморфной поверхностью монослоя МоО_х. Применяемый нами расчетный подход в целом может помочь в понимании фундаментальных аспектов нуклеации и роста пленок МоО₃ и смешанных оксидных материалов типа Al_xMo_yO_z на различных поверхностях. Также были рассчитаны частоты колебательных мод в структурах, содержащих молибден, на поверхности подложек в ангармоническом приближении v_Si_-O-Mo = 901-1002 см^-1, v_Al_-O-Mo =921-1015 см^-1, v_Mo_-O-Mo = 716-889 см^-1, v_Mo_=O = 972-1010 см^-1.

Для цитирования:

Гаджимурадов С.Г., Сулейманов С.И., Максумова А.М., Дроздов Е.О., Абдулагатов И.М., Абдулагатов А.И. Термодинамическое моделирование процессов молекулярного наслаивания MoO₃ на β-кристобалите и монослоях MoO_x и AlO_x методом DFT: сравнительная оценка реакций MoOCl₄ и MoO₂Cl₂ с H₂O. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2025. Т. 68. Вып. 3. С. 50-63. DOI: 10.6060/ivkkt.20256803.7132.

ГРАФИТЫ И ГРАФИТОПОДОБНЫЕ МАТЕРИАЛЫ В КАЧЕСТВЕ МИКРОВОЛНОВЫХ АКЦЕПТОРОВ В ПРОЦЕССАХ СИНТЕЗА УГЛЕРОДНЫХ НАНОСТРУКТУР

Aleksandr N. Zaritovskii — 2025-01-10

В работе рассмотрен ряд твердых углеродных материалов в качестве веществ-акцепторов, аккумулирующих и преобразующих микроволновую (МВ) энергию в тепловую в процессах синтеза углеродных нанотрубок (УНТ) с использованием энергии сверхвысокочастотного электромагнитного поля. В роли акцепторов исследованы графиты различных марок, терморасширенный графит (ТРГ), оксиды графита, активированные угли, кокс доменный, сажа. Как предшественник металлического катализатора и донор углерода использовался ферроцен. Эксперименты осуществлялись обработкой МВ излучением частотой 2450 МГц и мощностью 1 кВт смеси материала-акцептора и ферроцена в соотношении 1 : 1. В большинстве опытов процесс сопровождался образованием микродуговых разрядов, приводящих к быстрому росту температуры реакционной смеси. Исследование структуры и морфологии полученных углеродных материалов проводилось методами электронной микроскопии и рентгенофазового анализа. Обнаружено, что эксперименты с участием большинства изученных микроволновых акцепторов приводят к образованию углеродных наноструктур, состоящих, главным образом, из многостенных углеродных нанотрубок характерной «спичечной» морфологии с диаметрами в интервале 16-90 нм и малослойных графеновых частиц. В продуктах синтеза, помимо основных компонентов, зафиксированы углеродные структуры иной морфологии. Так, в процессах с участием графита МККЗ идентифицированы бамбукообразные УНТ и гигантские углеродные трубки диаметром до 450 нм и длиной до нескольких микрометров. В случае ТРГ зарегистрированы тороидальные нанотрубки, тогда как в реакциях с активированным углем АГ-3 наблюдается образование УНТ спиральной морфологии. Установлено, что исследованные акцепторы демонстрируют высокую микроволновую активность. Найдено, что термотрансформирующие свойства графита, ТРГ и кокса находятся на одном уровне и значительно превышают таковые для активных углей и сажи.

Для цитирования:

Заритовский А.Н., Котенко Е.Н., Грищук С.В., Глазунова В.А., Волкова Г.К. Графиты и графитоподобные материалы в качестве микроволновых акцепторов в процессах синтеза углеродных наноструктур. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2025. Т. 68. Вып. 3. С. 64-75. DOI: 10.6060/ivkkt.20256803.7098.

ВЛИЯНИЕ ДОБАВОК ЩЕЛОЧНОЗЕМЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛОВ НА СВОЙСТВА CuO/ZnO/Al2O3 КАТАЛИЗАТОРОВ

Ruslan N. Rumyantsev — 2025-01-10

В работе исследуется влияние добавок щелочноземельных металлов на формирование активной фазы и физико-химические свойства CuO/ZnO/Al₂O₃ катализаторов. На основе комплексного анализа свойств, выполненного с применением рентгенофазового и рентгеноструктурного анализа, а также температурной адсорбции-десорбции газов, были изучены процессы, протекающие на стадии механохимической активации и дальнейшей термической обработки. Установлено, что оптимальное количество промотирующей добавки составляет 1-2 масс.%. Щелочноземельные металлы выполняют роль текстурного промотора и оказывают положительное влияние на прочностные свойства. Введение данной добавки позволяет повысить прочность на 15-20% по сравнению с непромотированными катализаторами. Показано, что введение в состав катализатора оксидов магния и кальция в количестве более 2 масс.% (в пересчете на металл) приводит к резкому снижению удельной поверхности катализатора, при этом сохраняется распределение пор, свойственное непромотированным и промышленным образцам. Наличие добавок приводит к уширению профиля пика восстановления и образованию на нем дополнительных максимумов, кроме того, установлено, что существенное влияние на восстановление оказывает и способ получения образцов.

Для цитирования:

Румянцев Р.Н., Смирнова А.А., Севергина Е.С., Афинеевский А.В., Папулова Э.Л., Маркелова Т.А. Влияние добавок щелочноземельных металлов на свойства CuO/ZnO/Al₂O₃ катализаторов. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2025. Т. 68. Вып. 3. С. 76-85. DOI: 10.6060/ivkkt.20256803.7103.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОЧИСТКИ ФЛОТАЦИОННОГО ХЛОРИДА КАЛИЯ ОТ АМИНОВ МЕТОДОМ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ОБРАБОТКИ

Aleksandra S. Podtynova — 2025-01-10

В технологии флотационного обогащения сильвинитовой руды широко используются алифатические амины, являющиеся эффективным реагентом-собирателям, обеспечивающим высокое извлечение KCl. Амины, как правило, содержат от 16 до 22 атомов углерода в алифатической цепи, что делает их практически нерастворимыми в воде. Адсорбируясь на поверхности сильвина, амины создают гидрофобную оболочку, обеспечивая всплытие частиц хлорида калия и их отделение от галита. Наличие гидрофобной пленки амина на поверхности флотационного концентрата KCl значительно ухудшает эффективность его прессования и способствует снижению качества готовой продукции. В представленной работе приведены исследования по очистке кристаллической поверхности флотационного хлорида калия от алифатических аминов при помощи ультразвуковой обработки, а также дана оценка прочности гранулированного хлорида калия, полученного из флотационного кристаллизата, подвергнутого ультразвуковой обработке. Показано, что с ростом интенсивности ультразвуковой обработки суспензии флотационного хлорида калия с 20 до 50 Вт/см² массовая доля алифатических аминов в образцах снижается независимо от длительности обработки. При интенсивности ультразвукового облучения 40 Вт/cм² в течение 60 с удается максимально снизить концентрацию аминов в готовом кристаллическом продукте со 130 до 32 г/т. Установлено, что с увеличением давления и времени прессования флотационного хлорида калия происходит экстремальное изменение средней статической прочности образующихся гранул. Так, при изменении давления прессования в диапазоне от 3 до 15 МПа при постоянной длительности выдержки в 30 с, статическая прочность гранул достигает максимальной величины при 10 МПа. Исследование влияния параметров ультразвуковой очистки флотационного концентрата хлорида калия от алифатических аминов на процесс прессования кристаллических частиц показали, что 60 с очистка при интенсивности ультразвука 40 Вт/см² позволила достичь максимальных показателей статической прочности гранул σ = 210,2 Н/гранула и коэффициента упрочнения K = 1,36. Результаты представленных исследований могут быть использованы при проектировании технологии прессования флотационного хлорида калия на калийных обогатительных предприятиях.

Для цитирования:

Подтынова А.С., Черепанова М.В., Лановецкий С.В. Исследование процесса очистки флотационного хлорида калия от аминов методом ультразвуковой обработки. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2025. Т. 68. Вып. 3. С. 86-94. DOI: 10.6060/ivkkt.20256803.7106.

ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ АКТИВНОЙ УГОЛЬНОЙ ТКАНИ И ХЕМОСОРБЕНТА НА ЕЕ ОСНОВЕ ДЛЯ ПОГЛОЩЕНИЯ АММИАКА

Elena A. Farberova — 2025-01-10

Работа посвящена исследованию свойств активной угольной ткани как носителя хемосорбента для поглощения аммиака. Проведены исследования пористой структуры активной угольной ткани, в результате которых установлено, что она обладает развитой системой пор. Суммарный объем пор образца активной угольной ткани составляет 1,3 см³/г, при этом доля сорбционных пор составляет 38%, доля микропор в объеме сорбционных пор – 88%. Показано, что активная угольная ткань обладает гидрофобными свойствами. Проведено импрегнирование активной угольной ткани солями меди (II) с целью получения хемосорбента для поглощения аммиака. При нанесении сульфата меди (II) на активную угольную ткань на ее поверхности происходит кристаллизация добавки, что приводит к частичной блокировке сорбционных пор (снижение объема сорбционных пор составило 29,2%). На поверхности активной угольной ткани образуются кристаллиты сульфата меди (II), размеры которых находятся в довольно широком диапазоне (1,29-746 мкм). Кристаллиты хлорида меди (II) при нанесении на поверхность активной угольной ткани частично заполняют микро- и мезопоры, снижение объема микропор достигло 39,6%. Установлено, что в основном при нанесении добавки изменяется объем пор с полушириной щели 0,52-0,77 нм и 1,10-1,40 нм. Равновесную емкость поглощения аммиака хемосорбентами определяли в статических условиях. Показано, что наибольшей равновесной емкостью обладает хемосорбент с нанесенной добавкой хлорида меди (II). Равновесная емкость хемосорбентов по аммиаку, в основном, зависит от доступности поверхности сорбционного пространства активной угольной ткани (АУТ) для молекул аммиака.

Для цитирования:

Фарберова Е.А., Чащина Е.В., Смирнов С.А., Першин Е.А., Ходяшев Н.Б., Тиньгаева Е.А. Исследование свойств активной угольной ткани и хемосорбента на ее основе для поглощения аммиака. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2025. Т. 68. Вып. 3. С. 95-103. DOI: 10.6060/ivkkt.20256803.7120.

НАНОЧАСТИЦЫ ОКСИДОВ МЕТАЛЛОВ – ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫЕ МОДИФИКАТОРЫ ПЭТ

Nikolai R. Prokopchuk — 2025-01-10

Наночастицы TiO₂ и ZnO вводились в полиэтилентерефталат (ПЭТ) на стадии синтеза полимера, в виде суспензии в этиленгликоле – одном из двух мономеров. Синтез осуществлялся на лабораторной установке, моделирующей технологию производства ПЭТ на ОАО «Могилевхимволокно». Наночастицы в суспензии порциями дозировались в реакционную смесь в сверхмалых количествах: 0,005 мас.%; 0,01 мас.%; 0,015 мас.%; 0,020 мас.%. Это позволило распределить их равномерно вдоль растущих макромолекул. Образцы получились в виде прутков затвердевшего расплава, вытекавшего из калиброванного отверстия в днище реактора. Прутки измельчались на грануляторе длинной ±2 мм, затем сушились под вакуумом (55 мм рт. ст.) и при температуре 160 °С в течение 12 ч. Высушенные образцы расплавлялись в аппарате ИРТ XNR-400 при температуре 270 °С под давлением массы штока 325 г и вытекали из калибровочного отверстия диаметром 2 мм, затвердевали в виде мононитей, которые затем подвергались термовытяжке на каландре при 80 ºС до кратности вытягивания 4,5 под фиксированным натяжением. Полученные мононити с диаметром 0,08-0,09 мм подвергались испытаниям на деформационно-прочностные свойства и устойчивость к горению. Установлено существенное упрочнение мононитей при наномодификации: на 35% наночастицами TiO₂ и на 22% наночастицами ZnO (при оптимальном их содержании 0,015 мас.%), а также значительное замедление горения образцов: с 20 с до 1 с до момента самозатухания. Такое улучшение важнейших эксплуатационных свойств нитей ПЭТ имеет важное практическое значение, т.к. возрастание себестоимости нитей ПЭТ незначительное из-за сверхмалых количеств (0,015 мас.%) наночастиц. Предложена гипотеза, объясняющая действие наночастиц на свойства ПЭТ.

Для цитирования:

Прокопчук Н.Р., Ленартович Л.А., Вишневская Т.А., Хотько А.Н. Наночастицы оксидов металлов – высокоэффективные модификаторы ПЭТ. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2025. Т. 68. Вып. 3. С. 104-112. DOI: 10.6060/ivkkt.20256803.7122.