|
90
КОМПОЗИЦИОННЫЕ ВОДОПОГЛОЩАЮЩИЕ МЕЛИОРАНТЫ НА
ОСНОВЕ АКРИЛОВЫХ СОПОЛИМЕРОВ И БЕНТОНИТОВ
Ахмедов О.Р., Ахмедов У.К., Бейсенбаев О.К.
Институт общей и неорганической химии АН РУз
Гидрогели - это сшитые (со)полимеры, способные поглощать большие
объемы жидкостей, при этом они не растворяются и значительно изменяют
свой объем. Одним их наиболее используемых классов гидрогелей являются
акриловые супервлагоабсорбенты (СВА).
Сегодня акриловые сополимеры используются в различных отраслях
промышленности. Их применяют в качестве систем доставки лекарственных
средств, жидкостей, контактных линз, протезов и т.д. Основными свойствами
гидрогелей, обуславливающими их практическое использование, являются
высокая степень набухания и хорошие физико-механические свойства. Однако
на практике, высокая степень набухания ведет к значительному ухудшению
механических свойств, таких как прочность и эластичность. Кроме этого,
сшитые полимеры, при высоком водопоглощении в набухшем состоянии
теряют свою форму, что недопустимо при изготовлении некоторых изделий.
Все это является существенными недостатками для материалов на основе
акриловых водопоглощающих сополимеров.
Существуют различные способы решения указанной проблемы. Одним их
этих способов является создание минерал-содержащих полимерных компози-
ций. В качестве неорганических наполнителей, чаще всего, используют
различные породы глин, углеродные или стеклянные наполнители.
Использование в качестве модификаторов полимерной матрицы различных
видов глин позволяет решить комплекс поставленных задач от повышения
деформационно-прочностных характеристик до получения материалов
заданной геометрической формы, что приводит к созданию целого
ассортимента новых «интеллектуальных» полимерных композиционных
материалов.
Кроме придания полимерной матрицы улучшенных прочностных
характеристик, необходимо, чтобы композиты при этом сохраняли свои
сорбционные свойства, поэтому одним из видов наполнителей, которые
использованы, являются бентониты.
Бентониты представляют собой глиноподобные вещества, являющиеся
природным влагоабсорбентом. Их применяют в качестве сырья для буровых
растворов, для очистки сточных вод, в виноделии в качестве осветлителей и т.д.
Именно поэтому при введении в полимерную композицию, частицы бентонита
не только могут упрочнить структуру геля, но и увеличить степень набухания
91
полимерной матрицы. Известно также, что бентониты сорбируют ионы
поливалентных металлов из водных растворов солей.
Поэтому
создание
полимерных
акриловых
композитов,
с
прогнозируемыми свойствами и лишенных вышеуказанных недостатков,
является актуальным, что позволит расширить спектр областей применения
водопоглощающих материалов.
Недостаточная изученность сеточной структуры акриловых супервлагоаб-
сорбентов и композиций на их основе, а также взаимосвязи между составом и
физико-химическими
и
механическими
свойствами
абсорбирующих
материалов препятствует расширению возможностей их практического
применения, что делает этот вопрос крайне актуальным.
Впервые интеркаляционной полимеризацией in situ в водной среде
синтезированы сорбирующие полимерные композиции на основе акриловых
производных, модифицированных частицами бентонита.
Установлено влияние рецептурных параметров процесса: температуры и
времени синтеза, концентрации реагентов, природы и наполнителя - на физико-
химические характеристики новых композиционных материалов, что позволяет
получать полимерные продукты с регулируемыми свойствами.
Изучены закономерности сорбции ионов поливалентных металлов и
молекул растворителя полученными акриловыми минералсодержащими
композициями.
Показано, что увеличение доли бентонита в составе композита повышает
абсорбционные характеристики материала в 2 раза (до 940 г/г) по сравнению с
акриловыми абсорбентами, синтезированных при прочих равных условиях и
приводит к росту значения константы скорости набухания влагопоглощающих
материалов в 4 раза.
Выявлено влияние наполнителей: бентонита и модифицированных
алюмосиликатных стеклосфер на структуру и свойства получаемых
полимерных материалов, а также возможность их регулирования. Введение
бентонита в состав композиции повышает прочность пленок на разрыв в 4 раза
(до 400 кПа). Предложены уравнения и проведены расчеты, демонстрирующие
возможность прогнозирования деформационно-прочностных характеристик
новых полимерных композитов в зависимости от условий синтеза и природы
полимерных материалов.
Показана
перспективность
использования
бентонит-содержащих
полимерных композитов в тепличном хозяйстве, горном садоводстве,
овощеводстве, виноградарстве, фитомелиорации, лесоводстве, растениевод-
стве, фитодизайне, при закреплении подвижных песков пустынь и др.
Do'stlaringiz bilan baham: |
