ISSN (print): 2308-1120, ISSN (online): 2412-9844 Founder: A.V. Topchiev Institute of Petrochemical Synthesis, Russian Academy of Sciences Editor-in-Chief: Alexander Anatolyevich Yaroslavov, Corresponding Member of the Russian Academy of Sciences, Doctor of Chemical Sciences, Professor Frequency / Access: 6 times a year / Subscription Included in: White List (2nd level), Higher Attestation Commission List, RISC
Authors who publish with this journal agree to the following terms: Authors retain copyright and grant the Publisher exclusive license to first publication. Authors are able to distribute the manuscript and/or the article in accordance with Self-Archiving policy of the journal (see details). The manuscript can be accepted for publication only by decision of the Editor-in-Chief and the Editorial board of the journal in accordance with the Manuscript stelection policy of the journal (see details). Published Article will be distributed in print and electronic version and will be available online by Subscription or in Open Access at the discretion of the Publisher. An exclusive license for publication granted by authors allows the publisher to use the article in the following ways: the reproduction of the Article, as well as the metadata of the Article, in any material form, including on paper and/or electronic media as a separate work and/or as part of the Journal, and/or as part of the Licensee's and/or other parties' databases, at the Licensee's discretion; the dissemination of copies of the Article, as well as the metadata of the Article, or any other disposal of its original or copies, including on paper and/or electronic media as a separate work and/or as part of the Journal, and/or as part of the Licensee's and/or any other parties' databases, at the Licensee's discretion, including distributing or otherwise using the Article or portions (excerpts) thereof for publication in scientific, educational, technical or professional journals or other periodicals and derivative works; in printed and electronic versions of such journals, periodicals and derivative works in all media and formats now existing and which may arise in the future; making the Article available to the public in a way that any person may gain access to the Article from any place and at any time out of preference; reprocessing of the Article by translating it into any languages at the Licensee's option, and using the reprocessed (translated) Article in the above ways. Other rights not directly transferred to the publisher under this License Agreement, including patent rights to any process, method etc., described by the Authors in the manuscript, as well as trademark rights, are reserved for the Authors. All the Copyright statements for authors are present in the Standart Publishing Agreement to Publish an Article. The Agreement filled in and signed by authors should be upload to the Publisher within the all other files accompainged a manuscript when submitting.
Опыт малого инновационного предпринимательства на примере политетрафторэтилена
Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences
Фазовые переходы в смесях полиэтиленов разных молекулярных масс
Методами точек помутнения, дифференциальной сканирующей калориметрии, рентгеноструктурного анализа и поляризационной микроскопии изучены фазовые переходы и морфология смесей полиэтиленов с разными молекулярными массами. Построены фазовые диаграммы и рассчитаны термодинамические параметры взаимодействия Флори‒Хаггинса. Показано, что образцы полиэтиленов с молекулярным массами (1.5–4.0) × 104 совмещаются друг с другом в расплаве, а полиэтилен с молекулярной массой 3.7 × 106 в широком диапазоне составов не совмещается с полиэтиленом с молекулярной массой 3.5 × 104.
Сохранение механических свойств полиметилметакрилата после цикла превышения температуры стеклования
Методом акустической эмиссии исследовано выделение энергии при деформации полиметилметакрилата и образовании микротрещин. Ударная волна в полимере, ступенчато нагретом выше температуры стеклования, возбуждалась маятниковым копром. Показано уменьшение вклада энергии образования микротрещин выше температуры стеклования Tg = 105˚С. В ИК-спектрах отражения, полученных при температуре выше 80˚С, обнаружены изменения, свидетельствующие о модификации молекулярной структуры, при этом признаков разрывов полимерных цепей в ходе цикла нагревания не отмечено. Данный результат коррелирует с незначительным образованием микротрещин при ударном повреждении полимера. После цикла нагревания снижения ударопрочности и деградации строения материала в ИК-спектрах не наблюдалось.
Исследование комплексов фуллеренов С60/С70 и пептидного дендримера с гистидиновыми спейсерами методом молекулярно-динамического моделирования
Методами молекулярной динамики впервые изучено образование и структура комплекcа, состоящего из фуллерена (C60 или C70) и лизинового дендримера второго поколения с гистидиновыми спейсерами между точками ветвления, в водном растворе при нормальном pH. Также исследована частичная деинкапсуляция фуллерена после уменьшения pH среды. Обнаружено, что при нормальном pH образуются стабильные комплексы с обоими типами фуллерена. При этом фуллерен C70 оказывается в самом центре дендримера, вытесняя атомы последнего на периферию, а C60 также проникает внутрь дендримера, но на меньшую глубину. Установлено, что при последующем уменьшении pH (и связанном с ним изменении заряда всех гистидинов с 0 на +1) образовавшиеся комплексы набухают, что приводит к ослаблению взаимодействия фуллерена с дендримером и частичной деинкапсуляции обоих типов фуллеренов.
Морфология и физико-химические свойства композиционных материалов на основе полиолефинов и хитозана
Введение гидрофильных наполнителей в матрицу гидрофобных термопластичных полимеров является сложной задачей, обусловленной термодинамической несовместимостью компонентов и низкими адгезионными характеристиками. Особенно ярко данные проблемы проявляются, если наполнитель представляет собой гидрофильный полимер, не способный к плавлению без разложения, как это свойственно полисахаридам. Для получения композитов на основе полиолефинов в работе использовали метод безрастворной экструзии как для модифицирования химической структуры хитозана с целью придания ему амфифильных свойств, так и для смешения полученных производных с полиэтиленом. Исследовано влияние параметров проведения процессов, наличия пластификатора и содержания наполнителя на термические и механические свойства композитных пленочных материалов, а также на их морфологию. Обнаружено, что введение гидрофобных фрагментов в структуру хитозана незначительно улучшает механические свойства материалов по сравнению с немодифицированным полисахаридом. Гораздо больший эффект оказывает одновременное введение пластификатора, приводящее к материалам с однородной морфологией и улучшенной пластичностью.
Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences
Коллоидные свойства гуминовых кислот: влияние рН, ионной силы и карбамида
Гуминовые кислоты являются природными полиэлектролитами, проявляющими поверхностно-активные свойства на межфазной границе раствор–органическая жидкость. С помощью меченных тритием веществ, жидкостной сцинтилляционной спектрометрии в варианте сцинтиллирующей фазы и метода висящей капли исследовано влияние рН, ионной силы водного раствора и концентрации в нем карбамида на способность гуминовых кислот диффундировать в органическую фазу, адсорбироваться на границе раздела фаз жидкость–жидкость и снижать на ней межфазное натяжение. Эксперимент проводили при концентрациях гуминовых кислот ниже 100 мг/л, когда они проявляют биологическую активность. Показано, что наиболее высокую поверхностную активность гуминовые кислоты проявляют либо в кислых растворах, либо в слабо солевых растворах в присутствии невысоких (около 0.5 моль/л) концентраций карбамида.
Анализ устойчивости растянутой нити полимерного геля
Проанализирована устойчивость предварительно растянутой и фиксированной за концы цилиндрической нити слабо сшитого полимерного геля относительно варикозных возмущений. Исследовано влияние на динамику возмущений капиллярных сил, упругости геля и взаимодействий и сформулирован критерий возникновения неустойчивости нити. Выведено дисперсионное уравнение и на его основе найдена наиболее быстро растущая мода возмущений, а также определена ее скорость роста в зависимости от макроскопических характеристик геля и радиуса нити.
Обобщенная модель прогнозирования газопроницаемости стеклообразных полимеров и остаточные нейронные сети как инструмент ее улучшения
В работе продемонстрированы новые возможности для улучшения прогнозирования газотранспортных характеристик стеклообразных полимеров по их химической структуре на основе Базы данных ИНХС РАН. Разработана обобщенная линейная модель для прогнозирования коэффициентов проницаемости любой системы газ–полимер на основе структурных дескрипторов полимера и свойств газа, например, табулированных эффективного кинетического диаметра для молекул газа и эффективного параметра потенциала Леннард-Джонса. Такая модель позволяет существенно расширить массив экспериментальных данных для прогнозирования и применения современных методов машинного обучения. Показана возможность использования малых остаточных нейронных сетей для улучшения качества прогнозов линейных моделей, причем обучение таких нейронных сетей не требует использования серьезных вычислительных мощностей.
Пленки на основе смесей диацетата целлюлозы с полипропиленгликолем с концевыми группами, замещенными 2,4-толуилендиизоцианатом, полученные из растворов в диметилацетамиде
Получены пленки полиуретанов на основе смесей диацетата целлюлозы с полипропиленгликолем с концевыми группами, замещенными 2,4-толуилендиизоцианатом, из растворов в ДМАА. Методами Фурье-ИК-спектроскопии, РСА и ТМА изучена структурная организация пленок и определены температуры стеклования пленок с разным содержанием сшивающего агента. Изучены механические характеристики пленочных материалов. С ростом количества введенного сшивающего реагента (до 43 мас. %) наблюдается последовательное снижение модуля упругости, предела пластичности, прочности и предельной деформации разрушения пленок.
Влияние дозы механической активации на синтез полиборфенилсилсилоксанов
Изучено влияние дозы механической активации на состав и структурные характеристики синтезируемых полиборфенилсилоксанов. При малых дозах активации основным процессом является перемешивание смеси, образование реакционной поверхности и частичная конденсация исходных соединений. При повышении дозы взаимодействие полифенилсилсесквиоксана с борной кислотой протекает по радикальному механизму. Показано, что трех минут активации (D = 2.81 кДж/г) достаточно для синтеза полиборфенилсилоксанов с заданным соотношением Si : B. Увеличение дозы механической активации свыше 4.68 кДж/г приводит к деструкции образующихся полимеров.
Подвижность многократно протонированных полиэтиленоксидов в гелии при различных напряженностях электрического поля. Молекулярно-динамическое моделирование дрейфа ионов
Дрейф многократно протонированных цепей полиэтиленоксида в гелии в электростатических полях различной напряженности моделируется методом молекулярной динамики. Результаты моделирования сравниваются с предсказаниями кинетической теории подвижности ионов, которая связывает эффект увеличения напряженности поля с ростом температуры иона. Как и следовало ожидать, внутренняя температура иона Tion повышается с увеличением кинетической энергии случайного движения, получаемой ионом от поля. Однако она растет медленнее, чем ожидается в двухтемпературной теории. Подвижность ионов рассчитывается как функция напряженности поля E при постоянной температуре газа T (300 К) и как функция T при низких E. Результаты этих двух серий расчетов сравниваются при одинаковых внутренних температурах ионов. Результаты совпадают при Tion, близкой к температуре газа. При высоких температурах иона они несколько расходятся (примерно на 8% при Tion = 600 К), что не согласуется с теорией. Конформации и размеры дрейфующих ионов, а также их сечения столкновения, рассчитанные по подвижности, свидетельствуют о том, что увеличение числа присоединенных протонов приводит к разворачиванию полимерной цепи. Этот эффект удовлетворительно согласуется с критерием Рэлея устойчивости заряженной капли. Увеличение напряженности поля влияет на сечение столкновения по нескольким причинам. Они включают в себя повышение температуры иона, приводящее к увеличению размера иона, уменьшение влияния дальнодействующих притягивающих взаимодействий и дипольную ориентацию, которая более выражена при меньшем количестве присоединенных протонов.
Изучение проницаемости изделий гироидной структуры, изготовленных по аддитивной технологии 3D-печати термопластичным полимером
Впервые исследована зависимость пористости (степени заполнения) от проницаемости гироидной структуры на установке для фильтрационных свойств. Изготовлены образцы с использованием систем автоматизированного проектирования и 3D-притера. Также показана анизотропность проницаемости гироидной структуры в различных направлениях.
О разделении пептидов с инвертированными последовательностями
Экспериментально и теоретически исследовано разделение пептидов с инвертированными от N-конца к C-концу последовательностями. Хотя такие последовательности состоят из одинаковых аминокислотных остатков, их адсорбционные свойства различаются. Теоретический расчет в рамках модели разделения пептидов BioLCCC показал, что разница в адсорбционных свойствах таких последовательностей обусловлена различием в пространственной корреляции связанных в цепь аминокислотных остатков и концевых групп при их взаимодействии с поверхностью.
Изучено столкновение капель упругих жидкостей и воды с тонким цилиндром (нитью). Упругими (неньютоновскими) жидкостями служили водные растворы полимеров, моделировавшие реологическое поведение ротовой жидкости – основного переносчика инфекций воздушно-капельным путем. Вода в качестве ньютоновской жидкости была исследована с целью выделения эффектов упругости при сравнении столкновения ньютоновских и неньютоновских жидкостей – воды и полимерных растворов. Траектория полета капель и ось цилиндра взаимно перпендикулярны. В экспериментах диаметр капли составлял 3 мм, а горизонтальных цилиндров из нержавеющей стали 0.4 и 0.8 мм. Формирование капель происходило путем медленного истечения жидкости из вертикального капилляра из нержавеющей стали с внешним диаметром 0.8 мм, от которого капли периодически отрывались под действием силы тяжести. Скорость капли перед столкновением определялась расстоянием между срезом капилляра и мишенью‒цилиндром (в экспериментах это расстояние составляло 5, 10 и 20 мм). Скорость падения капель перед ударом оценивалась в диапазоне 0.2-0.5 м/с. Процесс столкновения зарегистрирован методом скоростной видеозаписи с частотой кадров 240 и 960 Гц. В испытаниях задействованы вода и водные растворы полиакриламида с молекулярной массой 11 млн и концентрацией 100 и 1000 млн‒1. Показано, что в зависимости от высоты падения капли и концентрации полимера возможны различные сценарии столкновения: кратковременный отскок капли от препятствия, торможение и остановка капли на препятствии, обтекание каплей цилиндрического препятствия с сохранением сплошности и продолжением свободного полета, а также распад капли на две вторичные капли, каждая из которых со своей историей последующего полета.
Применение гуанидинсодержащих органоминеральных комплексов для защиты пластикатов поливинилхлорида от фото- и биодеструкции
Рассмотрена возможность использования органоминеральных комплексов, получаемых в результате адсорбции высокомолекулярных биоцидов – полигуанидинов – на поверхности монтмориллонита, для защиты композитов на основе пластифицированного поливинилхлорида от фотоокислительной деструкции и биообрастания. По данным УФ-спектроскопии и результатам измерений характеристической вязкости растворов полимера установлено, что введение органоминеральных комплексов в материал способствует уменьшению глубины фотоокислительной деструкции материала в условиях жесткого УФ-облучения. Применение органоминеральных комплексов эффективно подавляет обрастание композитов биопленками микромицета Yarrowia lipolytica 367-3. Физико-механические характеристики композитов, содержащих органоминеральные добавки, сохраняются на высоком уровне после термического старения (в соответствии с технической документацией исходного материала). Композиты также отвечают технической документации по показателям потери массы при нагревании, плотности и объемного электрического сопротивления, однако повышение концентрации добавки в композите выше 2 мас.% приводит к увеличению водопоглощения материала выше нормативных значений.
Влияние магнитного поля на структуру и сорбционные свойства плёнок на основе гидроксиэтилцеллюлозы и углеродных нанотрубок
Методами поляризационной и сканирующей электронной микроскопии, сорбции паров воды изучена структура и свойства плёночных композиционных наноматериалов на основе гидроксиэтилцеллюлозы и углеродных нанотрубок, полученных в магнитном поле и вне поля. Плёнки являются анизотропными, что обусловлено образованием жидкокристаллической фазы при испарении растворителя из раствора. Наложение магнитного поля приводит к ориентации макромолекул и углеродных нанотрубок в пленках, что способствует уплотнению структуры плёнок и уменьшению их способности сорбировать пары воды. Рассчитаны энергии Гиббса взаимодействия с водой плёнок гидроксиэтилцеллюлоза/углеродные нанотрубки, полученных в магнитном поле и вне поля. Для пленок, полученных в магнитном поле, обнаружено уменьшение отрицательных значений энергий Гиббса, что свидетельствует об ухудшении их взаимодействия с водой. С введением углеродных нанотрубок в гидроксиэтилцеллюлозу этот эффект проявляется в большей степени.
Синтез, реологические свойства и гемосовместимость альгиновой кислоты, модифицированной фрагментами этилендиамина
Производное альгиновой кислоты, содержащее амидные и аминогруппы, синтезировано присоединением этилендиамина к активированным карбодиимидом карбоксильным группам полисахарида. Анализ его структуры с использованием ЯМР-спектроскопии подтверждает, что присоединение этилендиамина осуществляется с образованием амидной связи и появлением свободных первичных аминогрупп в эквимолярном соотношении. Методами ротационной и капиллярной вискозиметрии в комбинации с динамическим рассеянием света и потенциометрическим титрованием показано, что критическая концентрация перехода к режиму раствора с зацеплениями Сe коррелирует со степенью замещения и изменением дзета-потенциала модифицированных полисахаридов. Последние характеризуются более низкой концентрацией Сe и в среднем более низкой энергией активации вязкого течения растворов, чем альгинат натрия. В интервале рН 6.5‒6.0 для полуразбавленных растворов модифицированного полисахарида и альгината натрия наблюдается противоположно направленное изменение размера агрегатов макромолекул. Гемосовместимость модифицированного полисахарида исследована in vitro в тестах времени рекальцификации крови, активированного частичного тромбопластинового времени и агрегации тромбоцитов. Показано, что модифицированный полисахарид не влияет на коагуляцию крови (в концентрациях 0.033 и 2.22 мг/мл), коагуляцию плазмы (в концентрации до 0.0465 мг/мл) и агрегацию тромбоцитов (в концентрации до 0.182 мг/мл).
Реологические свойства и кинетика набухания гидрогелей на основе полимерных комплексов пектина и арабиногалактана
Изучено взаимодействие макромолекул пектина и арабиногалактана в водном растворе. Показано образование полимерных комплексов за счет водородных связей между макромолекулами. Сшивание полимерного комплекса с помощью ионов Са2+ приводит к образованию гидрогелей, свойства которых в значительной степени определяются содержанием арабиногалактана. При низких концентрациях ионов Са2+ (от 0.05 до 0.15 мас. %) введение арабиногалактана способствует повышению модуля сдвига, росту концентрации сшивок и приводит к уменьшению размеров полимерной сети по сравнению с гидрогелями на основе нативного пектина. С увеличением содержания арабиногалактана повышается вклад диффузии Фика в набухание полученных гидрогелей.
Ионно-индуцированное гелеобразование альгината в присутствии аланингидроксиматных металлакраунов Sr(II), Са(II) И La(III)
Впервые исследована возможность использования водорастворимых гетероядерных металламакроциклических комплексов Sr(II)‒Cu(II), Са(II)‒Cu(II), La(III)‒Cu(II) в качестве сшивающих агентов для альгинатных гидрогелей. Экспериментально продемонстрирована возможность ион-индуцированного сшивания альгината катионами металлакраунов. Методом экструзии синтезированы гидрогелевые альгинатные микросферы c применением металлакраунов в качестве сшивающих центров. Установлено, что степень сшивки гидрогелей зависит от природы центрального элемента металлакрауна. По своим сшивающим способностям рассмотренные металллакрауны (МС(М)) располагаются в следующий ряд: МС(La) > МС(Sr) > МС(Ca).
Современные технологии создания композитов порошковой и наноцеллюлозы
В обзоре приведены сведения о первоначальном и современном этапе создания способов и стадий технологий получения порошковой целлюлозы, а также микрофибриллярной, микрокристаллической и наноцеллюлозы. Сырьем для порошковой целлюлозы являются отходы деревообрабатывающей и сельскохозяйственной промышленности, а также продукты переработки целлюлозно-бумажной и текстильной промышленности. Исторически сложившиеся механические, физические, химические и биологические методы представлены в обзоре с привлечением сведений о возможностях использования дополнительных стадий, например паро-взрывного метода. Приведены сведения о сравнительных структурных исследованиях наличия функциональных групп лигноцеллюлозного сырья и полученных из него порошковых целлюлоз с учетом надмолекулярной структуры и остаточного лигнина. Показаны возможности широкого применения порошковой целлюлозы в суверенных технологиях фармацевтической и косметической промышленности в качестве связующих и эмульгаторов, переработки ее в простые и сложные эфиры, а также в волокна (через растворы). Неводные растворы целлюлозы и смесей целлюлозы с синтетическими полимерами открывают возможности создания углеродных волокнистых материалов и композитов (уникальным образом сочетающих высокую прочность, химическую и термостойкость, а также электропроводность и низкую плотность), которые являются актуальными в научно-практическом плане при расширении ассортимента продукции текстильной, медицинской отраслей, а также разнообразной техники с уникальными свойствами для автомобилестроения, ракетостроения и различной техники специального назначения. Развитие этих технологий является, безусловно, междисциплинарным.
Полимерные отходы – новые ресурсы в производстве строительных материалов
Обзор посвящен анализу областей практического применения полимерных отходов в составе строительных материалов, в частности в полимернаполненных бетонах, полимербетонах, в дорожных покрытиях, в древесно-полимерных композитах. Выбор этих материалов обусловлен многотоннажностью их производства, востребованностью и длительным периодом эксплуатации.
Люминесцентные свойства фотоотвержденных акриловых полимерных матриц, содержащих органическую флуоресцентную диаду
Изучены люминесцентные свойства органической диады, молекула которой объединяет два разных люминофора – гидроксизамещенный 2,4,5-триарилимидазольный и 8-азометин-7-гидроксикумариновый, в полученных методом фотоотверждения семнадцати полимерных матрицах – линейных поли(мет)акрилатах, отличающихся содержанием гидроксильных групп, и в акриловых сетчатых полимерах, различающихся природой поперечных олигомерных блоков. Установлена зависимость люминесцентных свойств материалов от длины волны возбуждающего света, а также от наличия и количества гидроксильных групп в полимерах, наличия уретановых групп, простых эфирных связей, ароматических фрагментов (по отдельности или в их комбинации), гибкости и условной полярности матрицы.
Получение и исследование твердых дисперсий ацикловира с крахмалом и карбоксиметилцеллюлозой
Получены твердые дисперсии на основе ацикловира и полисахаридов крахмала и натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы с применением методов механохимии. При совместной механической обработке лекарственного вещества и полимеров в шаровой мельнице, экструдере и в ячейке для импульсного механического воздействия происходит аморфизация ацикловира с последующим равномерным распределением в полимерной матрице. По совокупности данных исследований образцов методами ИК- и УФ-спектроскопии, ДСК и РСА установлено наличие межмолекулярного взаимодействия между полисахаридной матрицей и лекарственным веществом. Полученные материалы можно рассматривать как потенциальную систему для дальнейших исследований твердых лекарственных форм ацикловира с повышенной биодоступностью.
Механохимическое твердофазное растворение целлюлозы и синтетических полимеров в N-метилморфолин-N-оксиде и его использование в ходе формования волокон
Разработанный академиком Н.С. Ениколоповым метод механохимической твердофазной модификации полимеров в условиях интенсивной деформации позволил решить одну из важнейших проблем переработки целлюлозы, а именно ее растворение. В результате разработан новый процесс твердофазного растворения целлюлозы в N-метилморфолин-N-оксиде, получены высококонцентрированные растворы целлюлозы и ряда синтетических полимеров, а также смесевые растворы на их основе в широком интервале концентраций. Впервые установлено, что высококонцентрированная по целлюлозе фаза (до 45%), образованная в процессе фазового распада в присутствии осадителя переходит в неравновесное мезофазное состояние колончатого типа. Введение в растворы целлюлозы в N-метилморфолин-N-оксиде синтетических полимеров, образующих кристаллосольваты с N-метилморфолин-N-оксидом, но не вступающих во взаимодействие с целлюлозой, превращают процесс формирования колончатой мезофазы в равновесный. Полученные смесевые волокна имеют высокие прочностные и деформационные свойства. Установлены механизмы взаимодействия полимеров различной природы с N-метилморфолин-N-оксидом, а также между целлюлозой и другими полимерами с N-метилморфолин-N-оксидом на различных стадиях получения смесевых композиций от стадии твердофазной активации при деформации сдвига до перехода в текучее состояние и формования волокон и пленок. Проведенные исследования позволили обозначить пути направленного регулирования структуры и свойств целлюлозы и получения композиций на ее основе.
Формирование нановолокон на основе полиакрилонитрила с графитом и их структурные характеристики
Методом электроспиннинга получены нановолокна на основе полиакрилонитрила с графитом. Изучена структура, а также термические и электрические свойства нановолокон. Показано влияние реологических характеристик растворов и условий процесса электроспиннинга на структуру нановолокон. Выявлены изменения надмолекулярных структурных характеристик нановолокон при электроформовании.
Морфология реакторных композиций сверхвысокомолекулярного полиэтилена с полиэтиленом высокой плотности
Исследованы реакторные полимерные композиции на основе сверхвысокомолекулярного ПЭ с Mw = 1000 кг/моль и низкомолекулярного ПЭВП с Mw = 48 кг/моль, полученные в одностадийной полимеризации этилена в присутствии бинарной каталитической системы. Содержание фракции низкомолекулярного ПЭВП в композициях составляло от 6.3 до 29 мас. %. С применением метода ДСК определены температуры плавления и кристаллизации, содержание кристаллической фазы для указанных материалов. Полученные данные свидетельствуют о вероятности образования со-кристаллов между сегментами макромолекул в композициях сверхвысокомолекулярный ПЭ/низкомолекулярный ПЭВП. Проведено исследование насцентных композиций методом РСА в широких углах для выяснения влияния содержания фракции низкомолекулярного ПЭВП на кристаллическую фазу сверхвысокомолекулярный ПЭ/низкомолекулярный ПЭВП, размеры ламелей в направлениях, перпендикулярных плоскостям 110 и 200. Изучение и сравнение вязкоупругих свойств сверхвысокомолекулярного ПЭ, низкомолекулярного ПЭВП и реакторных композиций на их основе методом ДМА также позволило выявить модифицирующее действие фракции низкомолекулярного ПЭВП на кристаллическую и аморфную фазы композиций сверхвысокомолекулярный ПЭ/низкомолекулярный ПЭВП.
Гидродинамические и конформационные характеристики макромолекул поли-N-винилсукцинимида
Методами молекулярной гидродинамики изучены поли N-винилсукцинимиды, синтезированные методом классической радикальной полимеризации, в разбавленных растворах в диметилформамиде в 40-кратном интервале ММ. Получены молекулярные характеристики, скейлинговые соотношения, оценена равновесная жесткость молекул поли-N-винилсукцинимида.
Механические свойства гидрогелей поливинилового спирта: роль химических сшивок и физических узлов
Исследована реокинетика гелеобразования систем на основе водного раствора поливинилового спирта с химическими сшивками и физическими узлами, в том числе гибридных. Для получения гидрогелей в качестве сшивающих компонентов использовали глутаровый альдегид и/или тетраметоксисилан. Установлено, что на начальном этапе гелеобразования (до достижения критической конверсии гелеобразования) эффективность процесса определяется не химической природой сшивок сетки, а концентрацией сшивающего агента. Выполнен сравнительный анализ механических свойств химических, физических и гибридных гидрогелей при разной температуре. Проведение испытаний в квазистатических условиях на одноосное сжатие и растяжение позволило выявить вклад узлов и сшивок сетки в поведение гибридных гидрогелей и их отличительные особенности.
Биосовместимые молекулярно-импринтированные криогелевые матрицы для распознавания белка в биологических образцах
В условиях различного соотношения и содержания мономеров в полимеризационной смеси получена серия молекулярно-импринтированных и неимпринтированных криогелей на основе сополимера 2-гидроксиэтилметакрилата с N,N′-метилен-бис-акриамидом. Полученные материалы были охарактеризованы с точки зрения морфологии поверхности, способности к набуханию, среднего размера пор и пористости, а также механических характеристик на сжатие. Кроме того, была проведена сравнительная оценка адсорбционных свойств молекулярно-импринтированных и неимпринтированных криогелей в отношении целевого белка (α-химотрипсина) в динамическом режиме, а также биосовместимости криогелей in vitro с использованием двух клеточных линий.
Влияние хиральности фенилаланина в составе сополимера с L-лизином на самоорганизацию и свойства полученных наночастиц
Амфифильные сополимеры аминокислот, способные к самосборке в водных средах в наночастицы, представляют собой интерес в качестве потенциальных систем доставки лекарств. В рамках данной работы получена и охарактеризована серия амфифильных сополимеров лизина и фенилаланина с различной хиральностью, а также содержанием мономерных звеньев. Проведено изучение влияния состава сополимеров на характеристики, а также физико-химические и биологические свойства наночастиц, формируемых за счет самосборки. В частности, определены гидродинамические характеристики наночастиц, оценены их средние диаметры в сухом состоянии, определены критические концентрации агрегации, изучено влияние рН среды и времени инкубирования на стабильность дисперсий наночастиц, а также получены данные о цитотоксичности наносистем в зависимости от хиральности гидрофобной аминокислоты.
Сравнительное исследование механических и реологических свойств композиций ПЭНП с различными наноуглеродными наполнителями
В твердой фазе под действием сдвиговых деформаций в роторном диспергаторе получены наполненные композиции полиэтилена низкой плотности с наноуглеродными наполнителями — нанопластинами графита и восстановленным оксидом графена различного состава. Методом сканирующей электронной микроскопии показано различие структуры полученных нанокомпозиций. Проведено сравнительное изучение механических свойств, пористости и реологического поведения композиций. Продемонстрировано влияние природы графеновых нанонаполнитей и состава композиций на характеристики образующихся материалов.
В работе были получены пленки гетероциклического сополиарамида, используемого на научно-производственном предприятии ООО "ЛИРСОТ" для получения высокопрочных полиарамидных нитей, исследованы газотранспортные характеристики для гелия, водорода, кислорода и диоксида углерода, методом аннигиляции позитронов исследованы параметры элементов свободного объема. Согласно полученным данным, исследованный сополиарамид относится к полимерам с высокими барьерными характеристиками и близок по свойствам к промышленным образцам термотропных жидкокристаллических сополиэфиров Vectra. Низкие значения газопроницаемости сополиарамида обусловлены пониженными значениями коэффициентов диффузии газов. Сравнение энергии активации проницаемости, диффузии и энтальпии сорбции газов показывает, что указанные величины также сопоставимы для этих барьерных полимеров. Данные, полученные методом газопроницаемости, подтверждены методом аннигиляции позитронов: размеры элементов свободного объема, полученные для сополиарамида (R3 = 2.5 Å), также сравнимы с данными для сополиэфира Vectra (R3 = 2.1 Å). Полученные результаты свидетельствуют о том, что исследованный отечественный гетероциклический сополиарамид может применяться для получения барьерных пленок и покрытий в качестве замены жидкокристаллических сополиэфиров Vectra.
Поведение спинового зонда ТЕМПО в композитах на основе полипропилена с разным содержанием одностенных углеродных нанотрубок
Изучена подвижность спинового зонда 2,2,6,6-тетраметилпиперидин-1-оксила в нанокомпозитах на основе изотактического полипропилена с одностенными углеродными нанотрубками, а также молекулярная подвижность полимера вблизи них. Содержание нанотрубок в композите варьировалось от 1.2 до 38.5 мас. %. Образцы полипропилена без добавки одностенных углеродных нанотрубок и со степенями допирования до 8% продемонстрировали одинаковую вращательную подвижность зондов в исследованном интервале температуры от 105 до 405 К, что свидетельствует о локализации зондов в основной массе полимерных цепей, непосредственно не контактирующих с носителем. Для образца с максимальной степенью допирования 38.5% выявлена агломерация зондов и снижение их подвижности, что, видимо, связано с большим объемным вкладом межфазных областей полимеров вблизи нанотрубок, т.е. подвижность полимера вблизи нанотрубок значительно снижена.
Распределение наполнителя в полимерных композитах. Роль размера частиц и концентрации
Исследовано пространственное распределение частиц наполнителя и их агломерации в зависимости от концентрации и размера. Наполнителем во всех случаях служили частицы кремнезема. Размер частиц изменялся в широких пределах — от наночастиц до стеклошариков, в связи с чем природа частиц наполнителя была одинаковой. В качестве матрицы для сравнения были выбраны аморфный полимер (полисульфон) и кристаллизующийся полимер (полипропилен). Концентрация наполнителя по сечению образцов была определена визуально и методом электронного химического анализа. Показано, что с увеличением размера частиц возрастает тенденция к перераспределению концентрации таким образом, что пристенная область оказывается обедненной наполнителем. Данный эффект более резко выражен для высоких значений концентрации наполнителя и для кристаллизующегося полимера по сравнению с аморфным.
Energy of Salt Formation and Supramolecular Ordering of Chitosan L- and D-Ascorbates
Using two samples of chitosan (D-glucan) with viscosity-average molecular mass 40 × 103 and 200 × 103 as the example, the influence of diastereomer form (L- and D-) of ascorbic acid on the energetics of formation, structure, and supramolecular ordering of hetero- (D‒L) and homochiral (D‒D) polymer–acid salt complexes has been studied. It has been found that heat effect during the interaction of chitosan with L-ascorbic acid in aqueous medium and degree of protonation of the (D‒L)-salts are lower in comparison with D-isomer of the acid. The homochiral (D‒D)-salts, in contrast to the heterochiral (D‒L)-salts, have exhibited lower amount of crystallization water, high degree of crystallinity, and denser supramolecular structure with high level of inter- and intramolecular contacts.
Copyright (c) 2023 О.Н. Малинкина, А.Б. Шиповская
Isolation and Physicochemical Characteristics of Water-Soluble Polysaccharide from Locally Growing and Cultivated Basidium Raw Materials of Ganoderma lucidum
Branched polysaccharides have been isolated from basidiomycete raw materials of locally growing and cultivated Ganoderma lucidum. It has been found that the isolated fractions contain branched polysaccharides in the form of complexes with melanin. After purification of polysaccharides by ion exchange chromatography from locally growing and cultivated basidial raw materials, two fractions have been obtained: neutral polysaccharides of locally growing Ganoderma lucidum (GW-1), cultivated Ganoderma lucidum (GWL-1) with a yield of 25.71 and 29.85%, respectively, and anionic polysaccharides of locally growing Ganoderma lucidum (GW-2), cultivated Ganoderma lucidum (GWL-2), with a yield of 5.26 and 4.19%. The physicochemical properties of the obtained samples have been studied by IR and UV spectroscopies. The purity degree of fractions of branched polysaccharides has been determined. Using gas chromatography, one-dimensional (13C NMR, 1H NMR), and two-dimensional (COSY, TOCSY, HSQC, HMBC, NOESY) NMR spectroscopies, the compositions and molecular structures of the obtained polysaccharide samples have been determined. The results showed that the isolated and purified polysaccharides are β-glucan-type branched polysaccharides that have branch point (1,4,6)- and (1,3,6)-linked glucopyranose residues.
Copyright (c) 2023 С.Б. Хайтметова, А.С. Тураев, Г.А. Халилова, Б.И. Мухитдинов, С.Р. Маккамбоева
Homology Violation in a Series of Amphiphilic Comb-Like Statistical Copolymers of N-Methyl-N-vinylacetamide and N-Methyl-N-vinylamine with Moderate Density of Grafting of Side Dodecyl Groups
A series of water-soluble comb-like copolymers of N-methyl-N-vinylacetamide and N-methyl-N-vinylamine (MVAA‒со‒MVA) bearing hydrophobic dodecyl side groups С12Н25 has been investigated by means of molecular hydrodynamics (viscometry, translational diffusion, and analytical ultracentrifugation) in dilute solutions in 0.1 M NaCl, under conditions of suppression of the polyelectrolyte effects. The issues of homology of these amphiphilic copolymers have been considered. The viscometry data plotted as lnηr as function of c[η] have allowed to distinguish between macromolecules of the copolymers according to their hydrophobicity. Positive values of the second derivative B2 determined from the initial parts of these curves have served as a measure of hydrophobicity of the amphiphilic copolymers. The noticeable differences in the B2 values for different copolymers have shown that they do not form true homologous series. For the quasi-homologous series of the MVAA–со–MVAC12H25·HI copolymers with close values of B2, the Kuhn–Mark–Houwink–Sakurada relationships have been obtained and the equilibrium rigidity of the chains has been assessed using the modified Gray–Bloomfield–Hearst equation.
Copyright (c) 2023 А.А. Гостева, О.В. Окатова, И.И. Гаврилова, Е.Ф. Панарин, Г.М. Павлов
Structural Changes during Polymerization of Acrylamide in Semidilute Solutions of Wormlike Surfactant Micelles
The structure and rheological properties of aqueous solutions of the anionic surfactant potassium oleate and the water-soluble monomer acrylamide before and after radical polymerization have been studied. In the absence of monomer and in the presence of a low-molecular-weight salt, potassium oleate forms a network of long entangled cylindrical (wormlike) micelles. The addition of the monomer does not lead to a change in their cylindrical shape and radius, but it promotes the transformation of branched micelles into linear ones. The structure of surfactant aggregates changes significantly after polymerization: according to neutron scattering data, it becomes bicontinuous and its local geometry becomes lamellar. The coexistence of such a structure with polyacrylamide macromolecules in a semidilute solution leads to a significant synergistic increase in viscosity and elastic modulus.
Copyright (c) 2023 А.С. Оспенников, А.В. Шибаев, А.И. Куклин, О.Е. Филиппова
АНДРЕЙ НИКОДИМОВИЧ ПРАВЕДНИКОВ (К 100-летию со дня рождения)
Copyright (c) 2023 Russian Academy of Sciences
К 85-ЛЕТИЮ СО ДНЯ РОЖДЕНИЯ ЯКОВА СЕМЕНОВИЧА ВЫГОДСКОГО
Conductometric and Potentiometric Titration of Carboxyl Groups in Polymer Microspheres
A laboratory procedure has been suggested for determining the concentration of carboxyl groups at the surface of polystyrene microspheres at the latex concentration of a few hundredths of weight percentage (the COOH groups concentration below 4 × 10−4 mol/L). The procedure is based on conductometric and potentiometric titration. The influence of polymer particles concentration in the system, ionic strength of the solution, titration duration, and the system inertness on the obtained values of the carboxyl groups concentration and the determination accuracy have been investigated.
Copyright (c) 2023 Д.О. Шестакова, Н.Н. Санькова, Е.В. Пархомчук
Effect of Vulcanization System on the Structure and Properties of Polymer-Elastomer Composite Materials
The effect of vulcanization system on the properties of polymer-elastomer composite materials based on nitrile-butadiene rubber and ultrahigh molecular weight polyethylene is studied. An analysis of the rheometric and vulcanization characteristics of rubber compounds shows that, in the case of combined sulfur-peroxide vulcanization system, the crosslinking density of vulcanizates increases considerably. The study of the elastic and strength behavior and dynamic mechanical properties of the vulcanizates demonstrates that the sulfur-peroxide vulcanization system provides the best parameters, in particular at low temperatures. An examination of elastic and hysteresis properties of the samples before and after vulcanization, which are measured under dynamic loading in a wide frequency and strain range, allows one to describe the features of physicochemical interactions in polymer-elastomer materials depending on the used vulcanization system. The supramolecular structure of the vulcanizates is visualized by scanning electron microscopy, and chemical interaction between macromolecules of nitrile-butadiene rubber and ultrahigh molecular weight polyethylene occurring during peroxide vulcanization is proved by IR spectroscopy.
Copyright (c) 2023 Н.В. Шадринов, А.Р. Халдеева, А.Л. Федоров, М.Н. Кондаков, М.Д. Соколова
Solid-Phase Production of Low-Density Polyethylene Compositions with Reduced Graphene Oxide under Shear Deformations
Nanocomposites of low-density polyethylene (LDPE) with a nanocarbon nanofiller, reduced graphene oxide (RGO) of different composition, have been obtained under conditions of high-temperature shear deformations in a rotary disperser. Structure and properties of the obtained nanocomposites have been studied using a wide range of physico-chemical methods of analysis, including laser diffraction, scanning electron microscopy, and measurement of mechanical and electrical parameters. The influence of the components ratio in the compositions on the characteristics of the resulting materials has been demonstrated.
Copyright (c) 2023 М.М. Гасымов, С.З. Роговина, О.П. Кузнецова, В.Г. Шевченко, А.А. Берлин
Complexes of an Anionic Surfactant with Chitosan and Its Hydrophobic Derivatives As Disinfectants against SARS-CoV-2
This work is aimed at the preparation of complexes of chitosan and hydrophobically modified (HM) chitosan with an anionic surfactant sodium dodecylbenzene sulfonate (SDBS), and at the study of the virucidal activity of the complexes and their components against SARS-CoV-2. It is shown that the introduction of a sufficient amount (4 mol%) of hydrophobic n-dodecyl side groups provides the activity of HM chitosan against SARS-CoV-2 at moderate concentrations, at which unmodified chitosan and chitosan containing a lower amount of hydrophobic groups do not show any activity. Complexes of HM chitosan with SDBS are prepared, which is proven by fluorescence spectroscopy and isothermal titration calorimetry. It is discovered that HM chitosan/SDBS complex is more active than the polymer without surfactant, and an increase of the amount of hydrophobic groups enhances the activity
Copyright (c) 2023 А.В. Шибаев, А.С. Оспенников, Г.В. Корнилаева, В.Ф. Ларичев, И.Т. Федякина, Lifeng Fu, Zhuo Chen, Yangyang Yang, Э.В. Карамов, А.С. Тургиев, Liping Duan, Jun Liu, О.Е. Филиппова
Effect of Oxidation Temperature on the Crystalline Phase of Polypropylene in Composites with Single-Walled Carbon Nanotubes
The effect of thermal oxidation on the crystalline phase of polypropylene in composites with single-walled carbon nanotubes has been studied. The composites are synthesized in propylene bulk using a homogeneous catalytic system rac-Me2Si(2-Me-4PhInd)2ZrCl2, activated by methylaluminoxane. The effect of thermal oxidation on thermophysical characteristics (the heat of melting and the melting temperature) measured by DSC and changes occurring in the polymer investigated by IR spectroscopy is studied. Changes in the structure of PP during thermo-oxidative degradation are studied by DSC at 140 and 170°С, that is, before and after melting of the samples. It is shown that the oxidized PP in the composites possesses a higher degree of crystallinity and a more perfect structure than the pure PP. At 170°С the effect of thermo-oxidative stabilization is observed only at low filling degrees (up to 3 wt %), in agreement with the TGA data. An analysis of IR spectra demonstrates that the presence of nanotubes in PP‑based composites during oxidation slows down the formation of oxygen-containing groups in the polymer. The conclusion is made that carbon nanotubes inhibit the thermal oxidation of polypropylene in the composites.
Copyright (c) 2023 О.М. Палазник, П.М. Недорезова, В.Г. Крашенинников
Morphological Transitions in Solutions of Macromolecules with Solvophilic Backbone and Orientationally Mobile Solvophobic Side Groups
A theoretical model describing the self-assembly in dilute solutions of amphiphilic macromolecules containing the backbone built of the solvophilic units (the P groups) and the solvophobic side chains (the H groups) possessing orientational mobility relative to the backbone units has been elaborated. In the framework of strong segregation limit (The size of the insoluble regions of the formed micelles is on the order of the hydrophobic side chains), state diagrams of the solution have been calculated with and without accounting for the orientational entropy contribution of the side groups to the total free energy of the solution at different thermodynamic qualities of solvent for the macromolecules and the grafting density of the H groups; the regions of stability of spherical and cylindrical micelles as well as planar bilayers (vesicles) have been revealed. It has been found that the contribution of the orientational entropy significantly affects the view of the state diagrams. In the case of considering the orientational mobility, the conditions of the cylindrical micelle stability are very sensitive to the change in the grafting density of the side groups. This sensitivity can be the reason why the formation of long cylindrical (wormlike) micelles is not observed in experiments and computer simulations. As earlier demonstrated at a qualitative level, the orientational mobility of the side groups can lead to the emergence of the orientation-induced attraction between the polymer micelles (A. I. Buglakov, D. E. Larin, and V. V. Vasilevskaya, Polymer 232, 124160 (2021)). In this study, exact analytical calculations of the energy of orientation-induced attraction for the case of the interaction between two planar bilayer micelles has been performed. At distances being of the order of the size of the side H group, the orientation-induced attraction forces are much stronger than the van der Waals forces and, hence, the orientation-induced attraction can be decisive in the formation of large aggregates observed in experiments.
Copyright (c) 2023 Г.А. Шульдяков, А.И. Буглаков, Д.Е. Ларин
Modifying Effect of Polyethylene Fractions of Different Molecular Weights on the Morphology and Properties of Reactor Polymer Compositions Based on Ultrahigh Molecular Weight Polyethylene
Reactor polymer compositions (RPCs) based on UHMWPE with Mw = 1000 kg mol–1 and low molecular weight HDPE (LMWPE) were studied. Two series of UHMWPE compositions were used to determine the influence of the molecular weight and properties of the LMWPE fraction on the morpho-logy, mechanical and rheological properties of UHMWPE/LMWPE. Сompositions, including from 10 to 80 wt % UHMWPE with Mw = 160 kg mol–1 (PE-160) were obtained in a two-stage process of ethylene polymerization with a metallocene catalyst. They differed in the order of introduction of PE-160 into UHMWPE (PE-160/UHMWPE and UHMWPE/PE-160). Compositions of UHMWPE and LMWPE with Mw = 48 kg mol–1 (PE-48/UHMWPE) with PE-48 content from 6 to 30 wt % were synthesized in a single-stage polymerization of ethylene in the presence of a tandem catalyst. A comparison of the shape and size of particles of nascent polymer products was made using the SEM method. The morphology, tensile, dynamic mechanical and rheological properties of RPC have been studied depending on the method of their preparation, the content of the low molecular weight fraction, its molecular weight and physical and mechanical properties. An increase in the proportion of PE-160 and PE-48 in PE-160/UHMWPE and PE‑48/UHMWPE leads to an increase in RPC crystallinity, tensile modulus and dynamic mechanical modulus with significant deviations from the additivity rule.
Copyright (c) 2023 С.С. Гостев, Е.Е. Старчак, Т.М. Ушакова, В.Г. Гринев, В.Г. Крашенинников, А.Я. Горенберг, Д.Н. Втюрина, Т.А. Ладыгина, Л.А. Новокшонова
Influence of Deformation of Metal Matrix on the Mechanical Properties of Poly(Ethylene Terephthalate) Inside It
The influence of different types of deformation of the metal matrix on mechanical behavior of the amorphous PET film upon its transverse compression in the ductile metal matrix has been investigated. Three deformation modes have been probed. In the first case, a disc-shaped polymer specimen has been put between two 5 mm thick discs of the lead–tin alloy and squeezed in the press. In the second and the third cases, planar elongation has been performed in the so called “dead channel”, i.e., the channel with fixed side walls, the film being elongated due to decrease in the width or thickness, respectively. The plots of true yield stress at different draw ratios have formed a common master curve. At high total draw ratio Λ, the true yield stresses have been close for the considered three types of drawing in the metal. At the draw ratio Λ > 2.6, the neck has not appeared, and the specimen has been deformed uniformly. When the film in the channel is elongated due to the decrease in thickness at constant width, the specimen width has been mainly decreased during subsequent elongation in the testing machine. When the film in the channel is elongated due to the decrease in width at constant thickness, further elongation has mainly led to the decrease in the specimen thickness. The true stress Σ has been expressed as Σ = Σ0 + KΛ3, with K being a constant. Deformation of the polymer in the channel occurred with the formation of shear bands. At the preliminary draw ratio Λ = 1.82, the bands have been oriented at the angle 21.5° with respect to the stretching axis. The planar elongation has led to abnormally strong deformation softening of the polymer. The drawing has been accompanied by an increase in the elasticity modulus of the polymer. The obtained results have suggested that the macromolecules orientation is the main reason for strain hardening of the polymer.
Copyright (c) 2023 А.С. Кечекьян, С.Л. Баженов, К.З. Монахова, Т.С. Куркин
Polymer Electrolytes Based on Polybenzimidazole, Poly(Vinylidene Fluoride-co-Hexafluoropropylene), and Ionic Liquids
Ionic liquids, salts with melting temperature below 100°C, have continuously attracted research interest. Introduction of ionic liquids in a polymer matrix affords polymer electrolytes exhibiting extremely high electroconductivity and electrochemical stability, membranes on their basis possessing good mechanical properties. Diversity of the polymers/copolymers suitable as the matrix as well as practically unlimited variety of ionic liquids (obtained via variation of the anion-cation composition and additional modification of the ions chemical structure) have afforded the polymer electrolytes with a wide range of the physico-chemical properties. In this study, the attention has been primarily focused on the results published over the recent decades and related to investigation of electrolytes for electrochemical devices, in which the membranes based on polybenzimidazole (meta-PBI), the poly(vinylidene fluoride-со-hexafluoropropylene) (PVdF-HFP) copolymer, and ammonium or imidazolium ionic liquids have been used. Various types of polymer electrolytes differing in the composition and the application range have been considered in this study: polymer + ionic liquid, polymer + ionic liquid + acid, and polymer + ionic liquid + lithium/sodium salt. Moreover, the influence of the fillers, introduced in the above-said polymer electrolytes to improve the properties and resolve the issue of the ionic liquid retention in the membrane, has been discussed. This report presents vast data sets (tables) on the electroconductivity and thermal stability of more than 100 polymer electrolytes, which are demanded by the broad journal audience.
Copyright (c) 2023 Л.П. Сафонова, Л.Э. Шмуклер
Molecular Properties of Protonated Diallylammonium Polymers Synthesized via Reversible Addition−Fragmentation Chain-Transfer Polymerization
Protonated diallylammonium polymers are special among cationic polyelectrolytes, due to a series of properties including high antimicrobial activity, for example, towards Mycobacterium tuberculosis. The polymers samples should be characterized properly for their practical application. In this study, protonated secondary polydiallylamines based on diallylammonium trifluoroacetate have been synthesized via radical reversible addition−fragmentation chain-transfer polymerization in the presence of 2-[(ethoxycarbonothioyl)sulfanyl]acetic acid. The NMR spectroscopy data have shown that the macromolecules contain the dithiocarbonyl terminal groups enhancing the polymer solubility in nonaqueous media, for instance, in methanol. The obtained polymers have been investigated by means of hydrodynamics and dynamic light scattering methods; molecular mass and hydrodynamic parameters of the macromolecules have been determined. Comparison of the polymers with similar ones synthesized via conventional radical polymerization and bearing terminal vinyl groups has revealed the independence of their hydrodynamic properties in 1.0 mol/L NaCl on the synthesis method and the terminal groups structure at М > 8 × 103, thus allowing the application of the scaling relationships for the diallylammonium polymers to determine the molecular mass, irrespectively on the preparation methods.
Copyright (c) 2023 Н.П. Евлампиева, О.С. Везо, М.А. Слюсаренко, А.С. Губарев, Ю.А. Симонова, И.В. Еременко, М.А. Топчий, Л.М. Тимофеева
The Influence of Ultralow Content of Graphene on Wear-Resistant Properties of Composites Based on Ultra-High Molecular Weight Polyethylene
The composite samples with the graphene filler content of 0.014 to 0.05 wt % have been prepared via the in situ polymerization. The effect of the ultralow content of graphene on the set of wear-resistant and tribological properties of the synthesized composited based on ultra-high molecular weight polyethylene has been studied. Weas resistance of the synthesized materials under conditions of high-speed impact of a water-sand suspension, wear during microcutting and friction wear resistance have been investigated. Furthermore, the friction coefficient on steel has been determined. The introduction of graphene into the ultra-high molecular weight polyethylene has improved the resistance to abrasion during microcutting and has increased the wear resistance under the action of the water-sand suspension (the free abrasive wear).
Copyright (c) 2023 А.С. Заболотнов, С.С. Гостев, М.В. Гудков, Л.А. Новокшонова, Р.И. Челмодеев
Composite Films Based on Methyl Cellulose Mixtures with Poly(urethane-imide) Obtained from Their Solutions in Dimethylacetamide
Composite films of methyl cellulose and poly(urethane-imide) are obtained. At the poly(urethane-imide) content in the films above 50% phase separation of the polymers is observed. Using the methods of dynamic mechanical analysis and X-ray diffraction the structural organization of the films is studied, the temperatures of relaxation transitions are determined, and the mechanical characteristics of the composite films are investigated.
Copyright (c) 2023 Д.Л. Буслаев, А.Л. Диденко, А.М. Бочек, В.В. Кудрявцев, В.Е. Смирнова, И.В. Гофман, И.В. Абалов, В.Е. Юдин, В.К. Лаврентьев
Structural–Morphological and Rheological Features of Joint Solutions of Cellulose and PAN Copolymer in N-Methylmorpholine-N-Oxide
Mixed 18% solutions of cellulose and PAN terpolymer containing methyl acrylate and methylsulfonate comonomers in N-methylmorpholine-N-oxide have been obtained over the entire range of compositions. All the obtained systems based on cellulose and PAN are biphasic, and the morphological features of the emulsions change from highly dispersed isotropic to fibrillar depending on the phase composition and the intensity of the deformation effect. At high shear stresses that emerge during preparation of the solutions in an extruder, all emulsions are characterized by the same microheterogeneous morphology, which is transformed into fibrillar by deformation. An IR spectroscopic study has established that in the preparation process, specific interactions occur between the functional groups of macromolecules of the cocomponents, leading to the formation of PAN/cellulose associates, which undergo hydrophobic repulsion along the interfaces. It is this process that initiates the fibrillation of the cellulose solution phase in the presence of a PAN solution during deformation. The rheological behavior of mixed solutions over the entire range of concentrations in continuous and dynamic modes at temperatures of 110–130°C is a direct consequence of the phase composition and morphological transformations occurring during deformation. Emulsion compositions characterized by viscoelastic properties that make it possible to successfully form composite fibers have been chosen.
Copyright (c) 2023 М.И. Виноградов, И.С. Макаров, Л.К. Голова, Г.Н. Бондаренко, В.Г. Куличихин
СТРУКТУРА И СВОЙСТВА НАНОКОМПОЗИТОВ ПОЛИПРОПИЛЕНА С ПОЛИВИНИЛОВЫМ СПИРТОМ, ПОЛУЧЕННЫХ МЕТОДОМ КРЕЙЗИНГА
На основе пленок ПП, деформируемых в растворах ПВС по механизму крейзинга, получены новые полимер-полимерные нанокомпозиты. Методами АСМ, ДСК, гравиметрии, механических испытаний, измерения краевых углов смачивания и объемной пористости исследованы механизм деформации ПП в растворах ПВС, структура, состав, теплофизические свойства и смачиваемость композитов. Cтепень растяжения ПП и концентрация ПВС в растворе позволяют контролировать состав нанокомпозитов. Содержание ПВС может достигать 45 мас. % при степени вытяжки ПП 300%. После удаления летучей жидкой среды ПВС кристаллизуется в затрудненном пространстве мезопористой матрицы ПП с понижением степени кристалличности до 12‒14%. Введение гидрофильного компонента приводит к улучшению смачивания ПП, и краевой угол снижается с 98° для исходного ПП до 42° для композита. Гидрофилизацию с использованием явления крейзинга можно рассматривать как способ модификации, переработки и вторичного использования крупнотоннажного полимера.
Copyright (c) 2023 А.Ю. Ярышева, А.А. Звонова, П.М. Тюбаева, Д.В. Багров, Л.М. Ярышева, О.В. Аржакова
Electroconductive Materials Based on Polylactide and Polypyrrole for Biomedical Applications
Electroconductive scaffolds of different shape for tissue engineering have been obtained on the basis of two biocompatible polymers: polylactide and polypyrrole. The composite scaffolds have been based on porous permeable films or tubes of polylactides prepared via electrospinning. A layer of electroconductive polypyrrole has been applied at the developed surface of the scaffolds consisting of the chaotically interwoven fibers of micron-scale thickness. The structure of the tissue engineering scaffolds as well as their mechanical, redox, and electroconductive properties have been investigated. It has been found that the scaffolds are stable during electrical stimulation via prolonged application of the cyclic potentials.
Copyright (c) 2023 Н.А. Завражных, И.Ю. Сапурина, М.А. Шишов, Е.М. Иванькова, В.П. Орлов, В.Е. Юдин
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ, СОРБЦИОННЫЕ И МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ФИБРОИНА КОКОНОВ ШЕЛКОПРЯДА BOMBYX MORI И ПОЛИФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕМОСОРБЕНТ НА ЕГО ОСНОВЕ
На основе фиброина, выделенного из коконов шелкопряда Bombyx mori, получены полифункциональные гемосорбенты для детоксикации крови и сыворотки крови. Проведены их физико-химические и морфологические исследования, изучены сорбционные свойства. Показано, что полученные гемосорбенты имеют высокую сорбционную активность. По сорбционной активности гемосорбент на основе фиброина, обработанного ультразвуком и сверхвысокочастотным облучением, превосходит серийно выпускаемый “Научно-производственным предприятием Биотех-М” гемосорбент ВНИИТУ-1 в колонке для гемосорбции “Гемос®-КС”.
Copyright (c) 2023 А.А. Сарымсаков, С.С. Ярматов, Х.Э. Юнусов
Preparation of Nonwoven Carbon Materials from Fabrics Based on Flax Cellulose and Viscose Fibers
A method for obtaining nonwoven carbon materials by the staged heat treatment of cellulose felt is developed. Fabrics produced from fibrous flax cellulose and viscose fibers by needle punching are used as nonwoven precursors. To obtain carbon fabric precursors the optimum ratios of components are chosen from the data on the formation of nonwoven fabrics and the thermal analysis of various blend formulations. It is shown that the content of flax fibers in the system should be at least 50%. Viscose fibers play the role of a reinforcing material and so far cannot be fully excluded from the system. With an increase in the content of flax cellulose the value of carbon yield grows. The mechanical properties of the carbon felt are provided by the physical network of friction and dispersion contacts between individual fibers. Upon heat treatment of the composite nonwoven material, the morphological features of precursor fibers remain unchanged. The interplanar distances of carbon layers in the carbon material are calculated using X-ray diffraction analysis and transmission electron microscopy. The fraction of carbon upon heat treatment to 1700°С is at least 90%, and after graphitization to 2400°С the purity of the product is above 99%. The maximum values of carbon yield at this temperature may be as high as 25‒27%. The coefficients of thermal conductivity of the carbon felt are measured, and the values obtained are 30% lower than the corresponding parameters of carbon fabrics.
Copyright (c) 2023 И.С. Макаров, А.Г. Смыслов, Д.Н. Черненко, М.И. Виноградов, С.А. Легков, И.С. Левин, Н.А. Архарова, В.Г. Куличихин
Thermo- and pH-Sensitive Behavior of Copolymers of N-Vinylcaprolactam with N-Vinylimidazole
Free-radical copolymerization in bulk has afforded copolymers of N-vinylcaprolactam and N‑vinylimidazole (40–60 mol %). Thermosensitive behavior of aqueous solutions of the copolymers has been probed over wide pH range by means of dynamic and static light scattering as well as high-sensitivity differential scanning calorimetry. Three regions of thermally induced conformational behavior have been observed with the change in the medium pH from the alkaline to acidic: phase separation region (I), region of the conformational transition into the mesoglobules state (II), and region of stable molecular solution of the poly-electrolyte (III). Significant polyelectrolyte effects have been revealed for the salt-free solutions of the copolymers, reflected in the presence of fast and slow diffusion modes in the relaxation time distributions. Moderate increase in the ionic strength with the addition of the low-molecular salt has led to shielding of the polyelectrolyte effects, yet the pH-dependent regions of the conformational behavior have not been affected much. The existence of different types of the thermally induced conformational behavior depending on pH has been explained by the balance between hydrophobic interactions involving the N-vinylcaprolactam units and electrostatic interactions of the weakly basic N-vinylimidazole units.
Copyright (c) 2023 О.В. Вышиванная, Е.Р. Пархоменко, А.И. Барабанова, А.В. Ворожейкина, Н.В. Гринберг, Т.В. Бурова, В.Я. Гринберг, И.В. Благодатских
Molecular Dynamics Simulation of the Conformational Structure of Polyampholyte Polypeptides at the Surface of a Charged
The changes in conformational structure of polyampholyte polypeptides adsorbed at the surface of a charged spherical gold nanoparticles polarized in a uniform external electric field have been studied by means of molecular dynamics. Distributions of the mean unidimensional density of the polypeptide atoms along the axis of the nanoparticle polarization and radial distributions of the mean density of the atoms of polypeptides adsorbed at the nanoparticle surface have been computed. When the surface charge of the charged nanoparticle in one of the near-pole regions are compensated by the charges induced at the nanoparticle by the external electric field, the polyampholyte skirt non-symmetric with respect to the equator has been formed. Compaction of the macromolecular layer at one of the near-pole regions has occurred, whereas the polyampholyte skirt at the other near-pole regions has been swollen with the formation of the macromolecule chain loops, their length depending on the spacing between the charged units in the macromolecule. When the total charge of the nanoparticle in the uniform electrical field is low, the polyampholyte skirt stretched along the polarization has been formed at the nanoparticle surface. At low strength of the external uniform electric field, the charged nanoparticle has been uniformly wrapped by a macromolecular skirt consisting of three layers: two oppositely charged ones and a neutral layer between them.
Copyright (c) 2023 Н.Ю. Кручинин, М.Г. Кучеренко
К 90-летию со дня рождения академика Республики Казахстан Шайхутдинова Еренгаип Маликовича (1933–2021)
Thermodynamics of Interaction between Poly(perfluorosulfonic acid) Nafion and Water
The thermodynamics of interaction between poly(perfluorosulfonic acid) Nafion and water is studied by isothermal sorption and microcalorimetry. The concentration dependences of energy and entropy parameters of mixing of Nafion aqueous solutions are determined. It is shown that the Gibbs energy and the enthalpy of mixing are negative while the entropy of mixing is positive over the entire range of solution compositions. The experimental water sorption isotherms and the concentration dependences of the enthalpy of dilution of aqueous solutions are analyzed in terms of the thermodynamic model allowing for pair nonvalence interactions in solution, nonequilibrium glassy structure of the polymer, and effects of the dissociation of ionic sulfo groups of Nafion. The calculated value of the Flory–Huggins parameter is 1.48, and the value of its enthalpy component is close to zero.
Copyright (c) 2023 С.Д. Чернюк, А.П. Сафронов, Л.В. Адамова, О.В. Бушкова
Solid Polymer Electrolytes Based on Reactive Copolymers of Glycidyl Methacrylate with 2-Hydroxyethyl Methacrylate
Issues related to the use of 2-hydroxyethyl methacrylate–glycidyl methacrylate copolymers as a polymer matrix for developing solid polymer electrolytes are considered. Effect of the composition of copolymers with varying ratio of oxygen atoms in hydroxyl, carbonyl, ether, and epoxy groups and the amount of the added lithium salt on the ionic conductivity of the solid polymer electrolytes is studied. The resulting polymer films exhibit a high ionic conductivity reaching up to 1.2 × 10‒4 to 1.2 × 10‒3 S/cm at 25 and 80°С, respectively.
Copyright (c) 2023 В.В. Климов, А.В. Кубарьков, О.В. Коляганова, Е.В. Брюзгин, А.В. Бабкин, А.В. Навроцкий, В.Г. Сергеев, И.А. Новаков, Е.В. Антипов
Mechanical Properties of Anisotropic Magnetic Elastomers
Anisotropic magnetically active elastomers based on polydimethylsiloxane and magnetic particles of different chemical natures, shapes, and sizes have been synthesized. A comparative analysis of their mechanical properties (elastic modulus, strength, and elongation at break) has been performed depending on the mutual orientation of the internal structure, formed by magnetic filler particles during the synthesis of the composite in a magnetic field, and the direction of the external mechanical force applied to stretch the samples. The anisotropy of mechanical properties is most pronounced in composites based on anisometric particles, needle-like and plate-like. The highest values of anisotropy coefficient of elastic modulus are observed in the composite containing plate-like iron microparticles; for this composite, the ratio of the elastic moduli in the directions parallel and perpendicular to the internal structure reaches a value of five. The use of magnetic filler and its orientation by means of magnetic field is an effective method for creating polymer composites with anisotropy of mechanical properties.
Copyright (c) 2023 Г.В. Степанов, С.И. Кириченко, Е.Е. Махаева, Е.Ю. Крамаренко
Permeability of Polymer Membranes Based on Polyimides Towards Helium
The approach to the prediction of permeability of polymer membranes based on polyimides and polyamidoimides towards helium is described. According to the approach, the activation energy of helium penetration is expressed by a relationship involving the van der Waals volume of the repeat unit and a set of atomic parameters characterizing the contribution of each of the atoms and intermolecular interaction types into the value of activation energy. The contributions of the imide cycles, type of the connection (meta-, para-, or ortho-), and of the CF3, CH3, CO, Cl, F, and SO2 polar groups have been accounted for. Repeated solution of the redundant set of equations obtained on the basis of the proposed relationship has afforded the parameters giving the correspondence of the calculated values and the experimental data on the membranes permeability with correlation coefficient 0.965. Hence, the possibility to search for the structures of polyimides and polyamidoimides with the target permeability without laborious and expensive experiments has been demonstrated.
Copyright (c) 2023 А.А. Аскадский, А.В. Мацеевич, И.В. Волгин, С.В. Люлин
Molecular Dynamics Simulation of High-Field Effects in the Mobility of Protonated Poly(ethylene oxide)s in a Gas
Molecular dynamics simulations are used to study the drift of singly protonated poly(ethylene oxide) chains in helium in strong electrostatic fields. The behavior of the temperature, mobility and size of these ions is analyzed at various gas pressures and different lengths of the polymer chain. The internal temperature of the ion increases with increasing field strength in accordance with the increase in the random kinetic energy received by the ion from the field. This affects the mobility of the ion directly and through a change in the collision cross section associated with the unfolding of the polymer chain. At low gas pressures (from 384 to 1538 Torr), the reduced mobility is determined by the ratio of the field strength E to the gas density N and does not depend on the gas pressure. At higher gas pressures, it depends on the gas pressure at high E/N. This is due to the fact that under these conditions, the gas flow creates a significant tension in the polymer chain, which increases the size of the chain and the collision cross section. In strong fields, the ion ceases to rotate freely, since the field tends to align the dipole moment of the ion with the field. This reduces the collision cross section and partially compensates for changes in the collision cross section and ion mobility caused by the unfolding of the polymer chain.
Copyright (c) 2023 С.А. Дубровский, Н.К. Балабаев
Self-Organization Initiated by Shear Flow of Mixtures of Polymer Melts
Structure formation during deformation of a mixture of melts of a thermoplastic polymer (polysulfone) and a liquid crystal polymer has been investigated by means of analytical scanning electron microscopy. Viscosity of the LC polymer at high shear rate has been significantly lower in comparison with the thermoplastic. The experiment has been performed at controlled volume flow under conditions of flow through a capillary at a high and low deformation rate. The principal result of the observations has been the statement of self-organization effect manifested as the phase separation and formation of the regions with the increased concentration of the LC polymer in the thermoplastic matrix. Such system has been an emulsion, and a conical converging flow has been formed at the transition from the wide cylinder of the capillary viscometer to a narrow capillary installed at its bottom. Such geometry of deformation has led to the appearance of a longitudinal flow with the formation of jets (fibers) in the extrudate bulk and the surface layer of the liquid crystal polymer. Effective viscosity of the mixture has been lowered in comparison with this of the thermoplastic, due to self-assembly of the LC polymer.
Copyright (c) 2023 И.В. Гуменный, А.Я. Малкин, В.Г. Куличихин
Binding of Curcumin to Star Polyoxazolines in Aqueous Solutions
The binding of the biologically active natural dye curcumin by star-shaped poly-2-alkyl-2-oxazolines of various structures in an aqueous medium has been studied by spectrophotometry in the ultraviolet and visible regions. The objects of study were synthesized and previously described four- and eight-armed star-shaped poly-2-alkyl-2-oxazolines with calixarene central units. The Benesi–Hildebrand method was used to determine the binding constants of dye molecules by polymer micelles. The results obtained demonstrate highly efficient binding of curcumin by polymer macromolecules and micelles in aqueous solutions. It has been shown that the efficiency of curcumin binding by star polyoxazolines is determined to a greater extent by the structure of the hydrophobic calixarene central unit, rather than the nature of polyoxazoline arms.
Copyright (c) 2023 А.Н. Блохин, Н.Д. Козина, А.Б. Разина, А.В. Теньковцев
К 85-ЛЕТИЮ СО ДНЯ РОЖДЕНИЯ СЕРГЕЯ НИКОЛАЕВИЧА САЛАЗКИНА
Rheological Properties of the Poly(vinyl alcohol)–Water System Under a Magnetic Field
The rheological properties of the poly(vinyl alcohol)–water system under the magnetic field and in its absence are studied. It is found that application of the magnetic field leads to changes in the viscosity of the system and the morphology of supramolecular particles formed in solutions. The concentration dependence of the relative viscosity is described by a curve with a maximum.
Copyright (c) 2023 С.А. Вшивков, Е.В. Русинова
Field Stability Tests of Polyethylene Composites with Organomineral Biocidal Additives in Aqueous Environments
Laboratory and field stability tests for a composite based on low-density polyethylene with an organomineral biocidal additive to the effects of aqueous media have been carried out. As an organomineral additive, polyhexamethyleneguanidine hydrochloride (a high-molecular-weight nontoxic biocide used in antiseptic solutions) immobilized on an inorganic carrier (montmorillonite) was used to improve the quality of distribution of the organomineral additive in a thermoplastic polymer (without loss of the biocidal properties of polyguanidine) and to prevent polyguanidine from being washed out of the composite during operation. The composition and structure of the composite with an organomineral additive remain unchanged after exposure to distilled water and model seawater. Field tests of the composites in seawater at a depth of 1.5 m in a tropical climate revealed that there were no polyguanidine leaching from the material even after 21 months of exposure of the samples. The samples without an organomineral additive undergo insignificant photo-oxidative aging, whereas the molecular structure of the polymer in the composite with the additive is unchanged. Thus, the studied organomineral additive has a photostabilizing effect on polyethylene. When the samples are exposed to seawater, there is a slight decrease in the strength of the samples and an increase in the elastic modulus, which is associated with an increase in the degree of crystallinity of polyethylene during aging.
Copyright (c) 2023 Д.И. Менделеев, С.А. Легков, В.А. Тихомиров, В.В. Куренков, М.А. Белоусько, Q.C. Hoang, В.А. Герасин
Revisiting the Problem of Adsorption/Desorption Isotherms on Hypercrosslinked Polymers
This contribution is focused on the examination of adsorption/desorptiom isotherms for nitrogen at 77 K and benzene vapors at 293 K on various hypercrosslinked polystyrene (HP) resins. All isotherms for N2 are identical in their shapes and are characterized by a steep rise of the adsorption branch at low p/p0 followed by a less steep hoisting of the branch with increasing relative pressure. Adsorption isotherm for benzene demonstrates an ill-defined convex initial part followed by a significant rise in network loading with further increase in relative pressure. In the both cases we assume the rise in adsorption to reflect the relaxation of inner stresses with the simultaneous increase in the volume of networks. The distinction between the two types of isotherms is conditioned upon the fact that in the networks cooled down to 77 K stresses are stronger and the initial volume of the sample is more compressed. The amounts of nitrogen and benzene absorbed at relative pressure of 0.95 are the same order of magnitude, indicating similar swelling of HP in the both adsorbates. The adsorption behaviors of hypercrosslinked PIM-type polymers are governed by the same effects.
Copyright (c) 2023 В.А. Даванков, З.К. Блинникова, А.Ю. Попов, Ю.А. Давидович, М.П. Цюрупа
Hydrogels Based on Interpolymer Complexes of Sodium Alginate and Synthetic Polyacids
Effect of the structure of synthetic polyacids on the formation and properties of their interpolymer complexes with sodium alginate is investigated. The hydrogels was shown to be predominantly formed via hydrogen bonds, with their type depending on the structure of polyacid and the amount of bound water. Study of the behavior of the hydrogels in water and phosphate-buffed saline with рН 7.2 demonstrates that the properties of the hydrogels are influenced by the ratio of components and the treatment temperature, in addition to the nature of polyacid. The possibility of using hydrogels as a basis for drug delivery systems is examined by the example of preparation lidocaine.
Copyright (c) 2023 И.Ф. Волкова, Э.С. Григорян, Г.А. Шандрюк, М.Ю. Горшкова
ESR Investigation of the Interaction of Copper Nanoparticles Precursors with Polyethylenimine
The process of complex formation between polyethylenimine and copper cations in an aqueous solution, followed by isolation of copper nanoparticles, has been studied by means of ESR spectroscopy. It has been shown that in excess of the polymer in the solution the copper cation forms complex containing three nitrogen atoms in the coordination sphere, with distorted tetragonal geometry. The increase in copper concentration has led to the formation of the copper cation complex with water. Addition of the reducing agent NaBH4 to the studied solutions has led to the formation of copper nanoparticles accompanied by gradual disappearance of the ESR signal of Cu(II) and the appearance of the ESR signal typical of the mononuclear copper complexes with polyethylenimine.
Copyright (c) 2023 М.В. Мотякин, А.С. Озерин, И.С. Ионова, Ф.С. Радченко, И.А. Новаков
Methacrylate Single-Ion Conducting Block Copolymers: Effect of the Chemical Structure on Conductivity and Morphological Organization
A series of novel anionic block copolymers, in which the neutral block is formed by 2-phenylethyl methacrylate (PEM) and the ionic block is prepared via statistical copolymerization of lithium 1-[3-(methacryloyloxy)-propylsulfonyl]-1-(trifluoromethanesulfonyl)imide (LiM) and methyl ether of poly(ethylene glycol) methacrylate (PEGM) have been synthesized. The effects of chemical structure, composition, and molecular mass of the blocks on ionic conductivity and thermal properties of the poly[PEM–block–(LiM–stat–PEGM)] block copolymers have been investigated. It has been found by means of small-angle X-ray scattering that the introduction of a small fraction of the lithium-containing units (~7 mol %) in the structure of neutral poly[PEM–block–PEGM] copolymer leads to microphase separation and ordering of the system. Combined small-angle X-ray scattering and atomic force microscopy data have evidenced the formation of lamellar structure with the interplanar distance of d ~ 28 nm.
Copyright (c) 2023 Е.И. Лозинская, Д.О. Понкратов, А.С. Шаплов, И.А. Малышкина, Д.Р. Стрельцов, А.В. Бакиров
Phase Transitions and Structure of the Hydroxypropyl Cellulose–Water–Ethanol System
The structure and phase transitions in the hydroxypropyl cellulose–mixed solvent water/ethanol system upon heating are studied. As the content of ethanol in the mixed solvent is increased, hydroxypropyl cellulose solutions undergo phase separation at higher temperatures. At the ethanol content above 50% there is no phase separation in the system upon heating to 400 К. The sizes of macromolecular associates in solutions are determined by the turbidity spectrum method.