Закономірності одержання та властивості гідрогелевих мембран

Досліджено закономірності одержання високогідрофільних мембран на основі композицій гідроксіалкіл(мет)акрилатів із полівінілпіролідоном. Виявлено взаємозв’язок параметрів комплексоутворення між мономером та полівінілпіролідоном у вихідній композиції зі складом і структурними параметрами полімерної с...

Full description

Saved in:

Bibliographic Details
Published in:	Фізико-хімічна механіка матеріалів
Date:	2014
Main Authors:	Суберляк, О.В., Мельник, Ю.Я., Скорохода, В.Й.
Format:	Article
Language:	Ukrainian
Published:	Фізико-механічний інститут ім. Г.В. Карпенка НАН України 2014
Online Access:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/136862
Tags:	Add Tag No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Cite this:	Закономірності одержання та властивості гідрогелевих мембран / О.В. Суберляк, Ю.Я. Мельник, В.Й. Скорохода // Фізико-хімічна механіка матеріалів. — 2014. — Т. 50, № 6. — С. 105-111. — Бібліогр.: 8 назв. — укp.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-136862
record_format	dspace
spelling	Суберляк, О.В. Мельник, Ю.Я. Скорохода, В.Й. 2018-06-16T17:04:41Z 2018-06-16T17:04:41Z 2014 Закономірності одержання та властивості гідрогелевих мембран / О.В. Суберляк, Ю.Я. Мельник, В.Й. Скорохода // Фізико-хімічна механіка матеріалів. — 2014. — Т. 50, № 6. — С. 105-111. — Бібліогр.: 8 назв. — укp. 0430-6252 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/136862 54-126:61.746:744 Досліджено закономірності одержання високогідрофільних мембран на основі композицій гідроксіалкіл(мет)акрилатів із полівінілпіролідоном. Виявлено взаємозв’язок параметрів комплексоутворення між мономером та полівінілпіролідоном у вихідній композиції зі складом і структурними параметрами полімерної сітки. Виявлені ефективні способи направленого формування структури і регулювання властивостей досліджуваних мембран. Исследованы закономерности получения высокогидрофильных мембран на основе композиций гидроксиалкил(мет)акрилатов с поливинилпирролидоном. Выявлена взаимосвязь параметров комплексообразования между мономером и поливинилпирролидоном в исходной композиции с составом и структурными параметрами полимерной сетки. Обнаружены эффективные способы направленного формирования структуры и регулирования свойств исследуемых мембран. The regularities of obtaining high hydrophilic membranes, based on compositions of hydroxyalkyl(meth)acrylates with polyvinylpyrrolidone, are investigated. The interrelation of complexation parameters between monomers and polyvinylpyrrolidone in the initial composition with the composition and structural parameters of the polymeric grid is identified. The effective ways of directed structure formftion and regulation of properties of the membranes are defined. uk Фізико-механічний інститут ім. Г.В. Карпенка НАН України Фізико-хімічна механіка матеріалів Закономірності одержання та властивості гідрогелевих мембран Закономерности получения и свойства гидрогелевых мембран Regularity of synthesis and properties of hydrogel membranes Article published earlier
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
title	Закономірності одержання та властивості гідрогелевих мембран
spellingShingle	Закономірності одержання та властивості гідрогелевих мембран Суберляк, О.В. Мельник, Ю.Я. Скорохода, В.Й.
title_short	Закономірності одержання та властивості гідрогелевих мембран
title_full	Закономірності одержання та властивості гідрогелевих мембран
title_fullStr	Закономірності одержання та властивості гідрогелевих мембран
title_full_unstemmed	Закономірності одержання та властивості гідрогелевих мембран
title_sort	закономірності одержання та властивості гідрогелевих мембран
author	Суберляк, О.В. Мельник, Ю.Я. Скорохода, В.Й.
author_facet	Суберляк, О.В. Мельник, Ю.Я. Скорохода, В.Й.
publishDate	2014
language	Ukrainian
container_title	Фізико-хімічна механіка матеріалів
publisher	Фізико-механічний інститут ім. Г.В. Карпенка НАН України
format	Article
title_alt	Закономерности получения и свойства гидрогелевых мембран Regularity of synthesis and properties of hydrogel membranes
description	Досліджено закономірності одержання високогідрофільних мембран на основі композицій гідроксіалкіл(мет)акрилатів із полівінілпіролідоном. Виявлено взаємозв’язок параметрів комплексоутворення між мономером та полівінілпіролідоном у вихідній композиції зі складом і структурними параметрами полімерної сітки. Виявлені ефективні способи направленого формування структури і регулювання властивостей досліджуваних мембран. Исследованы закономерности получения высокогидрофильных мембран на основе композиций гидроксиалкил(мет)акрилатов с поливинилпирролидоном. Выявлена взаимосвязь параметров комплексообразования между мономером и поливинилпирролидоном в исходной композиции с составом и структурными параметрами полимерной сетки. Обнаружены эффективные способы направленного формирования структуры и регулирования свойств исследуемых мембран. The regularities of obtaining high hydrophilic membranes, based on compositions of hydroxyalkyl(meth)acrylates with polyvinylpyrrolidone, are investigated. The interrelation of complexation parameters between monomers and polyvinylpyrrolidone in the initial composition with the composition and structural parameters of the polymeric grid is identified. The effective ways of directed structure formftion and regulation of properties of the membranes are defined.
issn	0430-6252
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/136862
citation_txt	Закономірності одержання та властивості гідрогелевих мембран / О.В. Суберляк, Ю.Я. Мельник, В.Й. Скорохода // Фізико-хімічна механіка матеріалів. — 2014. — Т. 50, № 6. — С. 105-111. — Бібліогр.: 8 назв. — укp.
work_keys_str_mv	AT suberlâkov zakonomírnostíoderžannâtavlastivostígídrogelevihmembran AT melʹnikûâ zakonomírnostíoderžannâtavlastivostígídrogelevihmembran AT skorohodavi zakonomírnostíoderžannâtavlastivostígídrogelevihmembran AT suberlâkov zakonomernostipolučeniâisvoistvagidrogelevyhmembran AT melʹnikûâ zakonomernostipolučeniâisvoistvagidrogelevyhmembran AT skorohodavi zakonomernostipolučeniâisvoistvagidrogelevyhmembran AT suberlâkov regularityofsynthesisandpropertiesofhydrogelmembranes AT melʹnikûâ regularityofsynthesisandpropertiesofhydrogelmembranes AT skorohodavi regularityofsynthesisandpropertiesofhydrogelmembranes
first_indexed	2025-11-25T04:37:11Z
last_indexed	2025-11-25T04:37:11Z
_version_	1850506550107439104
fulltext	105 Ô³çèêî-õ³ì³÷íà ìåõàí³êà ìàòåð³àë³â. – 2014. – ¹ 6. – Physicochemical Mechanics of Materials УДК 54-126:61.746:744 ЗАКОНОМІРНОСТІ ОДЕРЖАННЯ ТА ВЛАСТИВОСТІ ГІДРОГЕЛЕВИХ МЕМБРАН О. В. СУБЕРЛЯК, Ю. Я. МЕЛЬНИК, В. Й. СКОРОХОДА Національний університет “Львівська політехніка” Досліджено закономірності одержання високогідрофільних мембран на основі ком- позицій гідроксіалкіл(мет)акрилатів із полівінілпіролідоном. Виявлено взаємозв’я- зок параметрів комплексоутворення між мономером та полівінілпіролідоном у ви- хідній композиції зі складом і структурними параметрами полімерної сітки. Виявле- ні ефективні способи направленого формування структури і регулювання властивос- тей досліджуваних мембран. Ключові слова: мембрана, гідрогель, параметри сітки, полівінілпіролідон, проник- ність, міцність під час прориву. Гідрогелі – це сітчасті синтетичні і природні полімери, які здатні набрякати у воді. Кількість сорбованої води може бути різною – від 10...20% до декількох тисяч відсотків відносно ваги полімеру у сухому стані. Гідрогелі можуть бути хімічно стабільними, у яких сітка сформована ковалентними зв’язками (гідрогелі першого роду), але можуть і розпадатися, переходячи в розчин. Такі гелі назива- ють фізичними гелями або гелями другого роду. У них сітка закріплена за допо- могою фізичних і механічних вузлів, йонних, водневих зв’язків і гідрофобних взаємодій. Фізичні гідрогелі негомогенні через наявність кластерів переплетень молекул або доменів йонних асоціатів. Вільні кінці та петлі молекулярних лан- цюгів також є перехідними дефектами сітки в гідрогелях цього типу. Серед гідрогелів першого роду важливими з погляду практичного застосу- вання є рідкоструктуровані кополімери на основі полівінілпіролідону (ПВП) і гідроксіалкіл(мет)акрилатів (ГАМА), які ефективно використовують у біомедич- ній практиці, зокрема, для виготовлення коригувальних і лікувальних контактних лінз, імплантатів, замінників шкіри, (гемо)діалізних мембран, мембранних сис- тем контрольованого вивільнення ліків тощо [1, 2]. Експлуатаційні та технологіч- ні властивості таких (ко)полімерів визначаються значною мірою їхнім складом та структурними параметрами сітки, серед яких є молекулярна маса міжвузлового фрагмента сітки (Мn). У сухому стані такі (ко)полімери є твердими речовинами. Поглинаючи воду, вони набрякають, внаслідок чого утворюється двофазна систе- ма, яка складається з ланцюгів полімеру, хімічно і фізично зв’язаних між собою, і води, яка заповнює вільний міжмакромолекулярний простір (рис. 1), у результаті чого, зазвичай, відбувається фізичний перехід із склоподібного стану вихідного кополімеру у високоеластичний. Через таке набрякання гідрогель стає проник- ним для води та розчинених у ній речовин. Що більше водопоглинання гідроге- лю, то вища його проникність. Для гідрогелевих мембран важливими вимогами до експлуатаційних власти- востей є поєднання високих фізико-механічних та дифузійно-транспортних ха- рактеристик. Однак для гідрогелів, зазвичай, підвищення водовмісту і проник- ності супроводжується суттєвим погіршенням механічних властивостей, і навпаки. Контактна особа: О. В. СУБЕРЛЯК, e-mail: suberlak@polynet.lviv.ua 106 Тому пошук ефективних способів направленого формування структури кополі- мерів має важливе наукове і практичне значення. Мета досліджень – визначити чинники впливу і розробити ефективні спосо- би направленого формування структури та властивостей кополімерів гідроксіал- кілметакрилатів з полівінілпіролідоном, придатних для виготовлення мембран. Рис. 1. Схема набрякання гідрогелю (● – вузол зшивання, ○ – молекула води). Fig. 1. Scheme of hydrogel swelling (● – stitching knot, ○ – water molecule). Методика експерименту. Використовували 2-гідроксіетилметакрилат (ГЕМА) торгової марки Bisomer, який очищували перегонкою у вакуумі (залиш- ковий тиск 130 N/m2, температура кипіння 78С); полівінілпіролідон (з молеку- лярною масою 10…28103) високої очистки торгової марки AppliChem GmbH. Полімеризацію ініціювали персульфатом калію, який двічі перекристалізовували з водного розчину. Гідрогелеві мембрани одержували, суміщаючи стадію форму- вання плівки зі стадією полімеризації композиції в розчині одного чи суміші роз- чинників (найчастіше у воді). Перед дослідженнями властивостей плівки гідрату- вали у воді до рівноважного стану. Склад та структурні параметри сітки гідроге- лів (молекулярну масу міжвузлового фрагмента сітки Мn) досліджували згідно з попередньо розробленими методиками [3, 4]. Ефективність прищеплення f розра- ховували як співвідношення кількості прищепленого ПВП у кополімері до за- гальної кількості ПВП у вихідній композиції. Молекулярну масу відрізка макро- ланцюга між двома сусідніми вузлами зшивання Мn визначали з залежності [4]: 5 , 0,5n L M       де  – густина полімеру, kg/m3;  – молярний об’єм розчинника, m3/(kgmol); L – коефіцієнт лінійного набрякання;  – параметр взаємодії полімер–розчинник: 4 2 1 0,5 , ( ) L R T               – рівноважне напруження, kg/m2; 1 , 0 0,3,        – деформація за рівноважного напруження. Комплексоутворення між ГЕМА та ПВП досліджували за зміною оптичної густини розчинів D залежно від співвідношення компонентів [5]. Для визначення константи стійкості комплексу K будували графік залежності [ПВП]l/D = f(1/[M], де l – товщина поглинального шару, [M] – концентрація мономера. Відрізки, які відсікаються на осі ординат, дають обернену величину коефіцієнта екстинкції (1/) комплексу, а тангенс кута нахилу прямих рівний 1/K. 107 Механічні властивості гідрогелевих мембран визначали методом прориву плівки штирем. Щоб забезпечити виконання досліджень у водному середовищі, сконструювали спеціальне пристосування. Для випробувань використовували зразки досліджуваних плівок круглої форми діаметром 110–2 m. Товщину зразків вимірювали з точністю 110–4 m за допомогою мікрометра типу МК 50-1 із плос- кою контактною поверхнею, що запобігало їх пошкодженню під час вимірюван- ня. Досліджуваний зразок гідрогелевої плівки закріплювали у комірці (рис. 2). Діаметр отвору притискного кільця 1,0510–2 m, радіус заокруглення індентора 210–3 m. Досліджували у водному середовищі, використовуючи універсальну ви- пробувальну машину “Kimura” 050/RT-601U із електронною індикацією зі швид- кістю переміщення рухомої траверси 25 mm/min. Рис. 2. Схема комірки для закріплення досліджуваного зразка: 1 – штировий індентор; 2 – досліджуваний зразок; 3 – втулка притискна; 4 – прокладка фторопластова; 5 – гайка притискна; 6 – обойма. Fig. 2. Scheme of a cell for attachment of the testing specimen: 1 – pin indenter, 2 – sample; 3 – clamping bush; 4 – plastic lining; 5 – clamping nut; 6 – catridge clip. Границю міцності за прориву плівки (, MPa) визначали за формулою 610 , F h D     де F – зусилля, за якого зразок руйнується, N; D – діаметр отвору притискного кільця, m; h – товщина плівки, m. Відносне видовження за прориву плівки (, %) розраховували за формулою 257 25, l D    де l – переміщення індентора від моменту зіткнення зі зразком до його прориву, m. Проникність синтезованих мембран для води та розчинених у ній речовин без прикладення зовнішнього тиску визначали за допомогою лабораторного ос- мометра згідно з методикою [6]. В’язкість розчинів визначали відповідно до ГОСТ 18249-72 із використанням віскозиметра ВПЖ-2 за 20С. Результати досліджень та їх обговорення. Раніше повідомляли [1] про перспективи синтезу сітчастих кополімерів на основі ПВП і ГАМА, які внаслідок традиційної зміни початкового реакційного складу можуть змінювати свою структуру (склад і густоту сітки), від якої залежать фізико-механічні і дифузійно- сорбційні властивості таких полімерів. Ці властивості визначають практичне за- стосування гідрогелів, зокрема, у вигляді мембран різноманітного призначення. У цьому випадку структура кополімеру залежить від вмісту ПВП у початковій суміші, який частково зв’язується під час полімеризації, а частково вимивається під час гідратації. Зі збільшенням вмісту ПВП підвищується еластичність і зни- жується механічна міцність гідрогелів, що викликано утворенням сітки полімеру зі збільшеними відрізками ланцюга між двома вузлами зшивання внаслідок вве- дення в полімерну сітку макромолекул ПВП. З іншого боку, інша частка ПВП, яка не вступила в реакцію прищеплення і вимилась під час гідратації, також сприяє розрихленню полімерної сітки і полегшує рухливість окремих сегментів 108 ланцюга. Під дією зусилля розтягу довші відрізки ланцюгів між вузлами зшиван- ня здатні випрямлятись більше, ніж короткі, що і є причиною ліпшої еластичнос- ті полімеру. Зниження міцності під час прориву зі збільшенням вмісту ПВП ви- кликано зменшенням кількості ланцюгів макромолекул в одиниці об’єму набряк- лого полімеру, які протидіють руйнівному напруженню. Внаслідок вимивання ПВП, а також “розрихлення” структури його підвищеним вмістом у вихідній композиції, збільшується пористість кополімерів, що впливає на проникність гід- рогелів на їх основі. Однак за такого способу регулювання пористості гідрогелю неминуча її нерівномірність в об’ємі внаслідок закономірної конверсійної неоднорідності і можливих локальних флуктуацій макромолекул ПВП у мономерному середови- щі. До того ж такий спосіб підвищення пористості не економічний через переви- трату достатньо дорогого ПВП. Досить поширений також метод регулювання пористості гідрогелів за допо- могою полімеризації у присутності різної кількості розчинника. Тоді пористість суттєво залежить від кількості розчинника в початковій композиції за незмінного співвідношення мономер:ПВП [7]. Густота сітки, яку визначають молекулярною масою міжвузлового фрагмен- та Мn, є мірою проникності за відсутності дефектів у структурі, утворення яких можливе через недостатню кількість розчинника. Проте, якщо його вміст переви- щує максимальне поглинання полімерною матрицею під час набрякання, то спо- стерігають закономірне фазове розділення, яке проявляється в помутнінні плівки, що значно обмежує використання синтезованих полімерів, коли поруч з проник- ністю потрібна висока прозорість (наприклад, для контактних лінз). Неадсорбо- ваний під час сегрегації полімерною матрицею розчинник знаходиться у вільно- му стані, створюючи додаткові камери-дефекти, кількість і розмір яких залежать від об’єму дисперсійного середовища. Розміри дефектних пор стають вже мало контрольованими і залежать від суто фізичних чинників [7]. Утворені таким чи- ном дефектні пори визначають підвищену проникність, оскільки їх розмір, зазви- чай, значно перевищує розмір капілярів у полімерній матриці. Тому вільний об’єм розчинника стає каналом, яким легко проникає велика кількість дифузанта. Через такий канал можливе проникнення речовин уже з більшим розміром моле- кул, що, закономірно, зменшує селективну здатність мембран для високомолеку- лярних сполук, а також погіршує їх фізико-механічні властивості. Тобто може настати момент, коли мембрана перетвориться у звичайний фільтр. Дослідженнями, виконаними на кафедрі хімічної технології і переробки пластмас “Львівської політехніки” у напрямку створення гідрогелів з регульова- ною структурою та проникністю, встановлено, що полімеризація гідроксіалкіл- (мет)акрилатів у присутності ПВП відбувається через комплексоутворення між ними, яке активно впливає на її швидкість (табл. 1). Якісним підтвердженням утворення комплексу з перенесенням заряду може бути зміна забарвлення розчинів [5]. Після змішування реагентів у системі ГЕМА–ПВП з’являється стабільне жовте забарвлення. Щоб підтвердити утворення в досліджуваних системах комплексу з перене- сенням заряду, виконали інфрачервоні спектроскопічні дослідження композицій, які виявили розщеплення та зміщення смуг поглинання, характерних для подвій- ного зв’язку мономера (з 1620 до 1630 cm–1) та третинного нітрогену ПВП (з 1275 до 1290 cm–1), що свідчить про участь цих груп у комплексоутворенні. Для кількісного визначення констант комплексоутворення досліджували залежність оптичної густини від співвідношення компонентів, що дало змогу розрахувати константи стійкості комплексів та коефіцієнти екстинкції (табл. 1). Отримані числові значення констант комплексоутворення K < 5 вказують на 109 можливість ініціювання полімеризації за участі комплексотвірних складників композиції [5]. Таблиця 1. Вплив природи розчинника на параметри комплексоутворення і швидкість полімеризації (V) композиції ГЕМА–ПВП № з/п Розчинник K, dm3/mol Коефіцієнт екстинкції, dm3/(molcm) В’язкість, 103, Pas V104, mol/(dm3s) (при 60С) 1 Диметилсульфоксид 0 – 2,4 0 2 Циклогексанол 0,06 20,8 17,6 0,6 3 Бутанол 0,12 10,0 2,1 0,8 4 Етиленгліколь 0,17 5,6 14,4 1,1 5 Діетиленгліколь 0,21 2,1 22,3 1,5 6 Вода 0,28 5,3 5,3 3,8 * ГЕМА:ПВП:розчинник = 9:1:10 mass. p. (без ініціатора). Утворений комплекс ГЕМА–ПВП відіграє роль ініціювальної системи, яка є високоефективною навіть за відсутності додаткових традиційних ініціаторів пер- оксидного типу або азосполук і значною мірою не залежить від зміни в’язкості реакційної суміші, спричиненої природою розчинника (табл. 1). Тут полімериза- ція відбувається за комплексно-радикальним матричним механізмом з утворен- ням рідкозшитих кополімерів [5]. Комплексоутворення активно впливає не лише на кінетику полімеризації, але, що особливо важливо, на склад синтезованих кополімерів (через ефектив- ність прищеплення) та структурні параметри їхньої сітки (рис. 3). Рис. 3. Залежність міжвузлової молекулярної маси Мn (1) та ефективності прищеплення f (2) від константи комплексоутворення K між ГЕМА та ПВП. Fig. 3. Dependence of molecular internodular mass Mn (1) and graft efficiency f (2) on the constant K of complexation between hydroxyetylmethacrylate and polyvinylpyrrolidone. Виконані дослідження дали змогу запропонувати спосіб направленого фор- мування структурної сітки полімеру з прогнозованими структурними параметра- ми і регулювання властивостей полімеру за допомогою попередньої підготовки вихідної композиції одного складу [8]. Згідно з цим способом, синтезують у такій кількості розчинника, яка відповідає його вмісту в полімері у рівноважно набряк- лому стані. Тоді внаслідок підбору природи розчинника можна регулювати гус- тоту сітки зміною константи комплексоутворення між ГАМА і ПВП. У цьому ви- падку на пористість мембрани направлено впливають густотою сітки полімерної матриці, в результаті чого контрольовано змінюється проникність (табл. 2, 3). Зміна густоти сітки в досліджуваному інтервалі впливає, насамперед, на проникність мембрани для низькомолекулярних речовин і незначно – на затри- 110 мувальну здатність для високомолекулярних сполук. Світлопропускання і міц- ність під час розтягування отриманих мембран на основі кополімерів ГЕМА і ПВП при цьому практично не змінюються. Крім того, зі збільшенням загальної пористості з розведенням реакційного середовища густота сітки кополімеру, син- тезованого в одному розчиннику, також практично незмінна. Таблиця 2. Вплив кількості та природи розчинника на властивості гідрогелів Склад композиції, mass. p. № з/п ГАМА* ПВП Н2О ДМСО Mn, kg/mol Klt, % ·102, MPa , % k·104, m3/(m2·h) 1 80 20 100 0 24 95 40 235 52 2 80 20 99 1 25 95 40 235 53 3 80 20 90 10 31 95 41 240 57 4 80 20 80 20 41 95 41 245 63 5 80 20 70 30 52 95 42 250 70 6 80 20 60 40 65 95 42 255 76 7 80 20 40 60 67 – – – 77 8 80 20 80 20 38 96 43 230 57 9 80 20 80 20 44 94 40 240 70 * – у прикладах 1–7 як ГАМА використаний 2-гідроксіетилметакрилат, 8 – 2-гідрокси- пропілметакрилат, 9 – 2-гідроксипропілакрилат; ДМСО – диметилсульфоксид; Klt – коефіцієнт світлопропускання, k – коефіцієнт водопроникності. У дослідженнях найбільший вплив природи розчинника на структурні пара- метри сітки і проникність спостерігали за додавання до води невеликої кількості диметилсульфоксиду, у якому не відбувається комплексоутворення між мономе- ром і ПВП (див. табл. 1). Ці параметри в подальшому практично не змінювалися за вмісту диметилсульфоксиду більшому за 40 mass.% від усієї кількості розчин- ника (табл. 2, п. 5, 6), разом з тим спостерігали зміну міцності і відносного видов- ження. Заміна ГЕМА на 2-гідроксипропілметакрилат сприяє формуванню густі- шої сітки полімерної мембрани з меншою проникністю (табл. 2, п. 8). Таблиця 3. Сорбційно-дифузійні властивості гідрогелевих мембран ( = 0,2 mm) Склад композиції для одержання мембран, mass. p. Коефіцієнт проникності, mol/(m2h) № з/п ГЕМА ПВП Н2О ДМСО Водо- вміст, % k104, m3/(m2h) Натрію хлорид Карба- мід Саха- роза 1 100 – 100 – 40 5 80 13 5 2 80 20 100 – 48 52 181 36 14 3 80 20 95 5 48 55 193 – – 4 80 20 90 10 47 57 212 – – 5 80 20 80 20 47 63 240 – – 6 80 20 200 – 55 74 234 59 30 7 80 20 300 – 61 90 263 60 31 8 70 30 100 – 53 71 232 59 30 9 50 50 100 – 61 102 274 65 33 Примітка: коефіцієнт світлопропускання для мембран 1–5, 8, 9 – 90…96%; 6, 7 – мем- брани непрозорі. Разом з тим гідрогелеві мембрани на основі кополімерів ГЕМА і ПВП від- значаються не тільки підвищеними порівняно з гомополімерами ГЕМА сорбцій- 111 ними властивостями, з огляду на водопоглинання, але і в декілька разів більшою проникністю для води та розчинених у ній низькомолекулярних речовин різної природи (табл. 3). Привертає увагу і те, що міжвузлова молекулярна маса фрагмента ланцюга не має прямої залежності від полярності розчинника (табл. 3), що можна було б очікувати, прийнявши до уваги можливий вплив розпушувального ефекту від випрямлення макромолекул ПВП. Проте, коли вміст розчинника перевищує його максимальне поглинання полімерною матрицею під час набрякання, то внаслідок фазового розділення мембрани стають мутними (табл. 3, п. 6, 7). ВИСНОВКИ Встановлено, що направлена зміна складу вихідної композиції через вплив на комплексоутворення є ефективним способом регулювання структурних пара- метрів сітки кополімерів гідроксіалкілметакрилатів з полівінілпіролідоном, фізи- ко-механічних і транспортно-дифузійних властивостей гідрогелевих мембран на їхній основі. Такі мембрани можуть бути рекомендовані для капсулювання і створення мембранних форм пролонгованого і контрольованого вивільнення лі- ків, (гемо)діалізу, а також для фракціонування і концентрування розчинів високо- молекулярних сполук, у тому числі біологічних середовищ. РЕЗЮМЕ. Исследованы закономерности получения высокогидрофильных мембран на основе композиций гидроксиалкил(мет)акрилатов с поливинилпирролидоном. Выявле- на взаимосвязь параметров комплексообразования между мономером и поливинилпирро- лидоном в исходной композиции с составом и структурными параметрами полимерной сетки. Обнаружены эффективные способы направленного формирования структуры и регулирования свойств исследуемых мембран. SUMMARY. The regularities of obtaining high hydrophilic membranes, based on composi- tions of hydroxyalkyl(meth)acrylates with polyvinylpyrrolidone, are investigated. The interrela- tion of complexation parameters between monomers and polyvinylpyrrolidone in the initial composition with the composition and structural parameters of the polymeric grid is identified. The effective ways of directed structure formftion and regulation of properties of the membranes are defined. 1. Павлюченко В. Н., Иванчев С. С. Композиционные полимерные гидрогели // Высоко- молекулярные соединения. – 2009. – 51, № 7. – С. 1075–1095. 2. Suberlyak O. V., Skorokhoda V. J., and Melnyk J. J. Formation and properties of hydrogel membranes based cross-linked copolymers of methacrylates and water-soluble polymers // Engng of Biomaterials. – 2009. – 86, Vol. XII. – P. 5–8. 3. Гідрофільні матриці, що містять полівінілпіролідон, для систем контрольованого та пролонгованого вивільнення ліків / В. Й. Скорохода, Н. Б. Семенюк, Г. Д. Лукань, О. В. Суберляк // Полімерний журн. – 2006. – 28, № 2. – С. 155–159. 4. Шварц А. Г., Григоровская В. А. К вопросу об оценке концентрации поперечных свя- зей вулканизатов // Коллоидный журн. – 1965. – 27, № 1. – С. 30–34. 5. Суберляк О. В., Скорохода В. И., Тхир И. Г. Влияние комплексообразования на поли- меризацию 2-оксиэтиленметакрилата в присутствии поливинилпирролидона // Высо- комолекулярные соединения. – 1989. – 31, № 5Б. – С. 336–340. 6. Дубяга В. П., Перепечкин Л. П., Каталевский Е. Е. Полимерные мембраны. – М.: Хи- мия, 1981. – С. 60–61. 7. Суберляк О. В., Скорохода В. Й., Мельник Ю. Я. Вплив фізико-хімічних ефектів мат- ричної полімеризації полівінілпіролідон – (мет)акрилатних композицій на дифузійно- транспортні характеристики гідрогелевих мембран // Наук. записки НаУКМА: Хімічні науки і технології. – 2007. – Т. 66. – С. 33–38. 8. Мельник Ю. Я. Гідрогелеві мембрани на основі кополімерів полівінілпіролідону. Осо- бливості технології формування / Ю. Я. Мельник, О. З. Галишин, В. Й. Скорохода, О. В. Суберляк // Хімічна промисловість України. – 2009. – 93, № 4. – С. 26–31. Одержано 18.03.2014

Закономірності одержання та властивості гідрогелевих мембран

Institution

Similar Items