СЕКЦИЯ 3. «ЗОЛЬ-ГЕЛЬ ПЛЁНКИ, ПОКРЫТИЯ И МЕМБРАНЫ»
34
Пористые полимерные композиты с высокими удельными поверхностями в форме
пленок, гранул и аэрогелей находят широкое применение в производстве разделительных
мембран, смарт-материалов, в катализе, медицине, биоинженерии, а также используются в
качестве шаблонов для получения различных пористых материалов. В последние годы для
получения полимерных композиционных материалов широко применяются подходы золь-гель
синтеза. В этом случае гелеобразование достигается применением различных методов,
вызывающих пространственную полимеризацию в растворе: химических (поверхностная
модификация, образование ковалентных сшивок), физических (изменение ионной силы среды,
pH, температуры; поверхностная адсорбция, последовательные циклы замораживания-
размораживания) и их комбинацией. Важную роль в золь-гель методе получения пористых
полимерных композиционных материалов играет процесс сушки, т.е. удаления растворителя из
геля. В зависимости от метода их осуществления (сушка в сверхкритических условиях,
сублимационная сушка, сушка распылением) могут быть получены различные продукты
синтеза (пленки, криогели, ксерогели, аэрогели). Общими особенностями этих продуктов
являются сохранение наноразмеров структурных элементов, высоко развитая пористость и
значительная удельная поверхность [1].
Нанокристаллическая целлюлоза (НКЦ) традиционно используется как армирующий
элемент при создании полимерных композитов. Исследования свойств композитов НКЦ с
полимерами внесли значительный вклад в разработку биоразлагаемых и биосовместимых
материалов, а также функциональных материалов с полезными свойствами [2]. НКЦ
представляет собой наноразмерные стержнеобразные кристаллические частицы, которые могут
быть выделены из целлюлозного материала контролируемым кислотным гидролизом. Размер
частиц НКЦ варьируется от 100 до 300 нм в длину и от 10 до 20 нм в диаметре, в зависимости
от условий гидролиза и исходного целлюлозосодержащего сырья. Свойства НКЦ -
анизотропная форма частиц, высокая механическая прочность, возможность химической
модификации поверхностных гидроксильных групп, - привлекают большое внимание к НКЦ с
точки зрения разработки новых функциональных материалов [3].
Нами разработаны методики синтеза композиционных материалов на основе НКЦ,
водорастворимых (поливиниловый спирт, полиэтиленоксид, поливинилпирролидон,
полиакриламид) и гидрофобных водонерастворимых полимеров (полиэтилентерефталат,
поликапролактон, поли(3-гидроксибутират-ко-3-гидроксивалерат). Подробно изучены физико-
химические свойства полученных композитов. Показано, что использование НКЦ в составе
композита позволяет улучшить механические, оптические, сорбционные свойства или придать
композиционным материалам новые качества, например, биоразложение.
Do'stlaringiz bilan baham: