Особенности синтеза привитых сополимеров хитозана и акриловой кислоты

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Синтезированы привитые сополимеры хитозана с акриловой кислотой трехмерной структуры. Увеличение концентрации полисахарида способствует ускорению структурообразования макромолекул сополимера в процессе синтеза. Показано, что одной из причин данного эффекта является локальное повышение концентрации акриловой кислоты в зоне роста цепи, формируемое за счет образования водородных связей мономера с полисахаридом. Привитые сополимеры охарактеризованы методами ИКи УФ-спектроскопии, АСМ и рентгеноструктурным анализом и могут быть использованы в качестве высоконабухающих суперабсорбентов.

Full Text

Restricted Access

About the authors

В. О. Кудышкин

Институт химии и физики полимеров Академии наук Республики Узбекистан

Author for correspondence.
Email: persival2015@yandex.ru
Uzbekistan, 100128 Ташкент, ул. А. Кодири, 7б

З. М. Абрарова

Институт химии и физики полимеров Академии наук Республики Узбекистан

Email: persival2015@yandex.ru
Uzbekistan, 100128 Ташкент, ул. А. Кодири, 7б

Н. И. Бозоров

Институт химии и физики полимеров Академии наук Республики Узбекистан

Email: persival2015@yandex.ru
Uzbekistan, 100128 Ташкент, ул. А. Кодири, 7б

У. У. Жумартова

Институт химии и физики полимеров Академии наук Республики Узбекистан

Email: persival2015@yandex.ru
Uzbekistan, 100128 Ташкент, ул. А. Кодири, 7б

М. М. Усманова

Институт химии и физики полимеров Академии наук Республики Узбекистан

Email: persival2015@yandex.ru
Uzbekistan, 100128 Ташкент, ул. А. Кодири, 7б

Н. Ш. Ашуров

Институт химии и физики полимеров Академии наук Республики Узбекистан

Email: persival2015@yandex.ru
Uzbekistan, 100128 Ташкент, ул. А. Кодири, 7б

С. Ш. Рашидова

Институт химии и физики полимеров Академии наук Республики Узбекистан

Email: persival2015@yandex.ru
Uzbekistan, 100128 Ташкент, ул. А. Кодири, 7б

References

  1. Ahmed Enas M. // J. Adv. Res. 2015. V. 6. № 2. P. 105.
  2. Liu Y., Wang J., Chen H., Cheng D. // Sci. Total Environ. 2022. Nov 10. 846:157303.
  3. Sikder A., Pearce A.K., Parkinson S.J., Napier R., O’Reilly R.K. // ACS Appl. Polym. Mater. 2021. V. 3. № 3. P. 1203.
  4. Rather R.A., Bhat M.A., Shalla A.H. // Carbohydr. Polym. Technol. Appl. 2022. V. 3. Р. 100202.
  5. Chen J., Wu J., Raffa P., Picchioni F., Koning C.E. // Prog. Polym. Sci. 2022. V. 125. Р. 101475.
  6. Bhavsar C., Momin M., Gharat S., Omri A. // Expert Opin. Drug Delivery. 2017. V. 14. № 10. P. 1189.
  7. Thakur V.K., Thakur M.K. // ACS Sustainable Chem. Eng. 2014. V. 2. № 12. P. 2637.
  8. Shanmugapriya A., Srividhya A., Ramya R., Sudha P.N. // Int. J. Environ. Sci. 2011 V. 1. № 7. P. 2086.
  9. Фомина Е.К., Гринюк Е.В., Климовцова И.А., Кудрявский Д.Л., Федоренко А.А., Иванчиков Я.Д., Шиман Д.И., Сальникова И.А., Якименко О.В. // Изв. нац. акад. наук Беларуси. Сер. хим. наук. 2023. Т. 59. № 3. С. 216.
  10. Sadeghi M., Yarahmadi M. // Afr. J. Biotechnol. 2011. V. 10. P. 12265.
  11. Davidenko N., Peniche C., Díaz J.M., San Roman J., Sastre R. // Latin Am. Аppl. Res. 2007. V. 37. № 4. P. 247.
  12. Ibrahim A.G., Sayed A.Z., El-Wahab H.A., Sayah M.M. // Am. J. Polym. Sci. Technol. 2019. V. 5. № 2. P. 55.
  13. Mochalova A.E., Zaborshchikova N.V., Knyazev A.A., Smirnova L.A., Izvozchikova V.A., Medvedeva V.V., Semchikov Yu.D. // Polymer Science A. 2006. V. 48. № 9. P. 918.
  14. Кудышкин В.О., Абрарова З.М., Рашидова С.Ш. // Хим. технол. 2019. Т. 20. № 2. С. 59.
  15. Zaborina O.E., Gasanov R.G., Peregudov A.S., Lozinsky V.I. // Eur. Polym. J. 2014. V. 61. P. 226.
  16. Кабанов В.А., Топчиев Д.А. Полимеризация ионизующихся мономеров. М.: Наука, 1975.
  17. Браун Д., Флойд А., Сейнзбери М. Спектроскопия органических веществ. М.: Мир, 1992.
  18. Sashiwa H., Yamamori N., Ichinose Y., Sunamoto J., Aiba S. // Macromol. Biosci. 2003. V. 3. № 5. P. 231.
  19. Pestov A.V., Zhuravlev N.A., Yatluk Y.G. // Russ. J. Appl. Chem. 2007. V. 80. № 7. P. 1154.
  20. Cartier N., Dormand A., Chanzy H. // J. Biol. Macromol. 1990. V. 12. № 5. P. 289.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Dependences of the kinematic viscosity of the reaction mixture on the synthesis time at different concentrations of chitosan “Bombyx Mori" (a) and chitosan from crab shell (b): a – 0 (1), 1.36 × 10-3 (2), 2.68 × 10-3 (3), 3.96 × 10-3 (4) and 5.61 × 10-3 basic mol/L (5). [Acrylic acid] = 1.21 mol/L, [potassium persulfate] = 2.5 × × 10-3 mol/L, T = 50 °C; b – 1.77 × 10-3 (1), 4.43 × × 10-3 (2), 8.87 × 10-3 (3) and 1.33 × 10-2 base mol/L (4). [Acrylic acid] = 1.25 mol/L, [potassium persulfate] = 6.5 × 10-3 mol/L, T = 60 °C.

Download (168KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Schematic representation of the acrylic acid dialysis process.

Download (94KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Dependences of the change in the concentration of acrylic acid on time inside the membrane, with chitosan (1-4) and outside the membrane, without chitosan (1'-4'): a – [chitosan] = 4.66 × 10-3 base mol/l, [acrylic acid] = 0.2 (1), 0.4 (2), 0.6 (3) and 1.0 mol/l (4); b – [chitosan] = 1.55 × 10-3 (1), 3.10 × 10-3 (2), 4.66 × 10-3 (3) and 6.21 × 10-3 basic mol/l (4). The initial concentration of acrylic acid is 0.6 (1, 2, 4) and 0.54 mol/l (3).

Download (191KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. UV spectra of chitosan solution in acrylic acid. [Chitosan] = 1.97 × 10-2 (1), 1.2 × 10-2 (2), 6.56 × 10-3 base mol/l (3); [acrylic acid] = 1.21 mol/l (4).

Download (86KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. IR Fourier spectra of chitosan from crab shell (1) and the copolymer chitosan : acrylic acid (2-5): 2 – [acrylic acid] = 1.25 mol/L, [chitosan] = 4.43 × 10-3 basic mol/L, [I] = 6.5 × 10-3 mol/l; 3 – [acrylic acid] = 1.25 mol/L, [chitosan] = 1.33 × 10-2 basic mol/L, [I] = 6.5 × 10-3 mol/L; 4 - [acrylic acid] = 1.25 mol/L, [chitosan] = 2.48 × 10-2 basic mol/l, [I] = 6.5 × 10-3 mol/L; 5 – [acrylic acid] = 0.29 mol/L, [chitosan] = 1.24 × 10-2 basic mol/L, [I] = 1.0 × 10-3 mol/L.

Download (156KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. Images of surfaces of samples of grafted copolymers (a–b) and polymer mixtures (g–e) of chitosan and acrylic acid. The molar ratio of chitosan : acrylic acid = 1.33 × 10-3 : 1.25 (a, g), 2.48 × 10-2 : 1.25 (b, e), 4.43 × 10-3 : 1.25 (c, e).

Download (671KB)
Indexing metadata
8. Fig. 7. X-ray diffractograms of chitosan (1) samples and grafted copolymers synthesized at molar ratios acrylic acid : chitosan = 1.25 : (2.48 × 10-2) (2), 1.25 : (8.87 × 10-3) (3), 1.25 : (4.43 × 10-3) (4).

Download (86KB)
Indexing metadata
9. Figure 8. Dependence of the change in volume V per unit mass m0 of grafted copolymers in water on the degree of neutralization of carboxyl groups. Synthesis conditions: [acrylic acid] = 4.86 mol/L, [potassium persulfate] = 1 × 10-2 mol/L, T = 50 °C; [chitosan] = 9.93 × 10-3 (1) and 19.8 × 10-3 basic mol/L (2).

Download (63KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences