Полимерные композиты на основе поли(уретан-мочевины) и наночастиц серебра
Полимерные композиционные материалы получены in situ в процессе синтеза наночастиц серебра (HC) в матрице поли(уретан-мочевины). Взаимодействие между полярными группами матрицы и поверхностью HC в нанокомпозитах приводит к перераспределению сетки водородных связей между функциональными группами поли...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Доповіді НАН України |
|---|---|
| Datum: | 2014 |
| Hauptverfasser: | , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russisch |
| Veröffentlicht: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2014
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/88562 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Полимерные композиты на основе поли(уретан-мочевины) и наночастиц серебра / А.Л. Толстов, Е.В. Лобко, Е.В. Лебедев, В.Ф. Матюшов // Доповiдi Нацiональної академiї наук України. — 2014. — № 11. — С. 132-138. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860102472927805440 |
|---|---|
| author | Толстов, А.Л. Лобко, Е.В. Лебедев, Е.В. Матюшов, В.Ф. |
| author_facet | Толстов, А.Л. Лобко, Е.В. Лебедев, Е.В. Матюшов, В.Ф. |
| citation_txt | Полимерные композиты на основе поли(уретан-мочевины) и наночастиц серебра / А.Л. Толстов, Е.В. Лобко, Е.В. Лебедев, В.Ф. Матюшов // Доповiдi Нацiональної академiї наук України. — 2014. — № 11. — С. 132-138. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Доповіді НАН України |
| description | Полимерные композиционные материалы получены in situ в процессе синтеза наночастиц серебра (HC) в матрице поли(уретан-мочевины). Взаимодействие между полярными группами матрицы и поверхностью HC в нанокомпозитах приводит к перераспределению сетки водородных связей между функциональными группами полимерной
матрицы вследствие изменений в ее доменной структуре. Показано, что в случае уретановых групп основной вклад во взаимодействие с HC вносят группы C=O, тогда как
для мочевинных групп характерно участие как C=O, так и NH фрагментов макроцепей. Полученные полимерные композиты с низким содержанием HC характеризуются
повышенной термической стабильностью, умеренной гидрофильностью и хорошей бактерицидной активностью.
Полiмернi композицiйнi матерiали було отримано in situ в процесi синтезу наночастинок
срiбла (HC) у матрицi полi(уретан-сечовини). Взаємодiя мiж полярними групами матрицi та поверхнею НС у нанокомпозитах приводить до перерозподiлу сiтки водневих зв’язкiв
мiж функцiональними групами полiмерної матрицi внаслiдок змiн у її доменнiй структурi.
Показано, що у випадку уретанових груп основний внесок у взаємодiю з HC забезпечують
групи C=O, тодi як для сечовинних груп характерна участь як C=O, так й NH фрагментiв
макроланцюгiв. Отриманi полiмернi композити з низьким вмiстом HC характеризуються
пiдвищеною термiчною стабiльнiстю, помiрною гiдрофiльнiстю та задовiльною бактерицидною активнiстю.
Polymer composite materials are prepared via the in situ synthesis of silver nanoparticles (AgNP)
in a poly(urethane-urea) matrix. Interaction between polar functional groups of the matrix and
a surface of AgNP in the nanocomposites leads to a rearrangement of the hydrogen bonding network
between functional groups of the polymer matrix due to changes in its domain structure. It is
shown that the urethane groups interact with AgNP via C=O, whereas the urea groups interact
with the nanofiller via both C=O and NH moieties of polymer macrochains. Prepared polymer
composites with low AgNP content are characterized by the enhanced thermal stability, reasonable
hydrophilicity, and bactericidal activity.
|
| first_indexed | 2025-12-07T17:29:46Z |
| format | Article |
| fulltext |
УДК 678.664:667.629.9
А.Л. Толстов, Е. В. Лобко, академик НАН Украины Е.В. Лебедев,
В.Ф. Матюшов
Полимерные композиты на основе
поли(уретан-мочевины) и наночастиц серебра
Полимерные композиционные материалы получены in situ в процессе синтеза наночас-
тиц серебра (HC) в матрице поли(уретан-мочевины). Взаимодействие между поляр-
ными группами матрицы и поверхностью HC в нанокомпозитах приводит к перерас-
пределению сетки водородных связей между функциональными группами полимерной
матрицы вследствие изменений в ее доменной структуре. Показано, что в случае уре-
тановых групп основной вклад во взаимодействие с HC вносят группы C=O, тогда как
для мочевинных групп характерно участие как C=O, так и NH фрагментов макроце-
пей. Полученные полимерные композиты с низким содержанием HC характеризуются
повышенной термической стабильностью, умеренной гидрофильностью и хорошей бак-
терицидной активностью.
Серебросодержащие полимерные наноматериалы с регулируемыми бактерицидными, опти-
ческими и каталитическими свойствами, с высокой тепло-, электропроводностью получили
широкое применение в медицине, машино- и приборостроении, тонком химическом син-
тезе [1, 2]. Сочетание высокой противомикробной активности и биосовместимости поли-
уретановых систем, содержащих наночастицы серебра (НС) [3], позволяет получать на их
основе материалы медицинского назначения — бактерицидные повязки, имплантаты, кате-
теры и др. [4]. Существенным недостатком таких систем являются сложности равномерного
распределения предварительно полученных НС в объеме полимерной матрицы при форми-
ровании композитов из раствора и расплава [5]. Решением данной проблемы может быть
введение НС на начальном этапе синтеза нанокомпозитов [6], однако этот метод, вследствие
недостаточного изучения химизма процесса полиприсоединения диолов и диизоцианатов
в присутствии НС, практического распространения не получил.
Другая проблема, препятствующая успешному получению полиуретановых нанокомпо-
зитов, заключается в трудностях стабилизации НС полимерной матрицей [3, 7]. Несмотря на
детальное исследование закономерностей стабилизации НС поли(N-винилпирролидоном),
полиакриловой кислотой и полиакриламидом [8], стабилизация наночастиц полиуретанами
(ПУ) является малоизученным процессом, а некоторые результаты имеют противоречи-
вый характер. В частности, в работе [9] показано, что взаимодействие уретановых групп
ПУ и НС приводит, по данным ИК спектроскопии, к сдвигу полосы валентных колебаний
групп C=O в низкочастотную область (стерическая доступность кислорода C=O и высокий
показатель δ− на атоме О не исключают такого взаимодействия [8]).
Таким образом, цель данного исследования — разработка метода синтеза полимерных
композитов путем синтеза НС в матрице поли(уретан-мочевины) (ПУМ), а также в де-
тальном исследовании взаимодействия функциональных групп (уретановых, мочевинных,
простых эфирных) полимерной матрицы с НС. Кроме того, изучены гидрофильность и бак-
терицидная активность композиционных полимерных наносистем.
© А.Л. Толстов, Е.В. Лобко, Е. В. Лебедев, В.Ф. Матюшов, 2014
132 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2014, №11
Экспериментальная часть. Для получения ПУМ использовали полиоксипропилен-
гликоль (ППГ) с ММ 1000, изофорондиизоцианат (ИФДИ), 4,4-дициклогексилметандиа-
мин (ДЦДА) и дибутилолова дилаурат (ДБОДЛ). Для синтеза НС использовали AgNO3.
В качестве растворителя и восстановителя применяли N,N-диметилформамид (ДМФА).
Синтез ПУМ проводили в процессе смешения ППГ и ИФДИ в присутствии ДБОДЛ с по-
следующим взаимодействием образующегося преполимера с ДЦДА. Реакция происходила
при 70 ◦С в течение 3 ч. Соотношение компонентов составляло ППГ : ИФДИ : ДЦДА =
= 1 : 2 : 1. ПУМ растворяли в ДМФА для получения 18%-го раствора (характеристическая
вязкость раствора [η] — 0,9 см3 · г−1).
Нанокомпозиты получали при смешении растворов AgNO3 и ПУМ в ДМФА, смесь
выдерживали при 80 ◦С в течение 5 ч. Содержание серебра в указанных системах варьи-
ровали от 0,0016 до 0,16%. Процесс образования НС контролировали методом UV-vis спект-
роскопии. Пленки нанокомпозитов получали методом полива из раствора на стеклянную
подложку, сушкой при комнатной температуре и последующим удалением остатков раство-
рителя в вакууме при 40 ◦С.
ИК спектральные исследования образцов в смеси с KBr проводили на спектрометре
“Bruker” Tensor 37 в диапазоне от 4000 до 400 см−1 с разрешением 0,5 см−1. Спектры UV-vis
регистрировались на приборе “Shimadzu” UV-2400 PC в интервале длин волн 300–700 нм.
Термические свойства исследовали методом ТГА на оборудовании ТА Q-1500D в темпера-
турном диапазоне от 30 до 600 ◦С при скорости нагрева 20 град/мин. Измерения водо-, вла-
гопоглощения проводили стандартным гравиметрическим методом при 20 ◦С. Гидрофиль-
ность поверхности композитов определяли по результатам измерения краевого угла смачи-
вания на границе полимер — вода методом “сидячей капли”. Противомикробную активность
пленок оценивали по размеру образовавшихся зон лизиса вокруг тестируемых пленок при
использовании штамма Escherichia coli DH5α (E. coli) на LB-агаре в аэробных условиях
при 37 ◦С и времени тестирования 16 ч.
Результаты и их обсуждение. Согласно использованному методу синтеза, взаимо-
действие ППГ и ИФДИ с последующим удлинением преполимера с концевыми NCO-груп-
пами при помощи ДЦДА приводит к образованию поли(уретан-мочевины). Схема реакции
образования ПУМ представлена так:
В реакционной системе AgNO3 — ПУМ — ДМФА при повышенной температуре проис-
ходит восстановление Ag+ под действием слабого восстановителя ДМФА, согласно урав-
нению [10]:
(CH3)2NCHO+ 2Ag+ +H2O → (CH3)2NH+CO2 + 2Ag0 + 2H+.
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2014, №11 133
Рис. 1. Спектры поглощения в УФ и видимой области нанокомпозитов ПУМ–НС0,0016 (1 ), ПУМ–НС0,016
(2 ) и ПУМ–НС0,16 (3 )
Рис. 2. ИК-спектры образцов ПУМ и ПУМ–НС0,16 кривые 1 и 2 см. на а и б соответственно
Образование НС в матрице ПУМ устанавливали по появлению полосы плазмонного ре-
зонанса (ПР) на спектрах поглощения в УФ и видимой области с максимумом при 448 нм
(рис. 1). Необходимо отметить, что положение максимума ПР в полимерных наносисте-
мах не зависит от концентрации наночастиц металла и свидетельствует об аналогичном
характере стабилизации НС во всех изученных композитах.
Характерные изменения в структуре ПУМ матрицы в процессе формирования компо-
зиционных наносистем были исследованы методом ИК спектроскопии. На спектре ПУМ
(кривая 1 на рис. 2) идентифицированы широкая полоса валентных колебаний NH-групп,
связанных водородной связью (νbNH) с максимумом при 3325 см−1, комплексная по-
лоса валентных колебаний свободных и связанных (Н-связью) C=O уретановых групп
(νureth−fC=O и νureth−bC=O соответственно) при 1749 и 1716 см−1, полоса связанных C=O
134 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2014, №11
мочевинных групп (νurea−bC=O) с максимумом при 1635 см−1, полоса деформационных ко-
лебаний NH уретановых и мочевинных групп (γurethNH и γureaNH) с максимумами при 1552
и 1536 см−1 соответственно, полосы валентных колебаний νC−N при 1461 и 1151 см−1,
νСН при 1450 см−1, полоса деформационных колебаний сопряженной системы O−C−N
связей (γO−C−N) при 1373 см−1, δNH при 1274 см−1, а также полоса νO−C−O с би-
модальным распределением интенсивности при 1099 и 1089 см−1, комплексная полоса по-
глощения νC−O/νC−N с максимумом при 931 см−1 и дублет δC=O с максимумами при 786
и 771 см−1.
Образование НС в матрице ПУМ при формировании наносистем приводит к измене-
ниям спектрального положения полос поглощения ряда функциональных групп, способных
участвовать во взаимодействии как между собой посредством Н-связей, так и с поверх-
ностью нанодисперсного наполнителя. В частности, для образца с максимальной концен-
трацией НС (ПУМ–НС0,16) (см. кривую 2 на рис. 2) отмечен сдвиг максимумов полос νbNH,
γurethNH и δNH в высокочастотную область на 3–11 см−1, что обусловлено уменьшением
энергии Н-связей между NH и другими функциональными группами ПУМ матрицы. При
этом исчезновение полосы νureth−fC=O и сдвиг νureth−bC=O в низкочастотную область на
4 см−1, появление новой полосы νureth−b1C=O при 1695 см−1 и перераспределение интенсив-
ностей полосы δC=O с появлением максимума при 774 см−1 свидетельствуют об участии
C=O уретановых групп во взаимодействии с поверхностью НС. Исходя из представленных
данных отметим, что NH уретановых групп во взаимодействии данного типа участия не при-
нимают. Отсутствие существенных изменений спектрального положения полосы γO−C−N
вследствие перераспределения электронной плотности в сопряженной системе связей до-
полнительно подтверждает указанный характер взаимодействия. При анализе спектраль-
ных характеристик связей мочевинных фрагментов ПУМ было показано, что группы C=O
и NH принимают участие во взаимодействии с нанодисперсными частицами металла (сдвиг
полос νurea−bC=O и γureaNH на ∆ν, равное 3 и 10 см−1 соответственно, а также сдвиг
в низкочастотную область полос νC−N и νC−O/νC−N на ∆ν = 5 см−1), причем фор-
мирование хелатоподобных структур при участии обеих NH-групп с энергетической точки
зрения является наиболее вероятным. Определенную роль в стабилизации НС в матри-
це ПУМ играют оксипропиленовые фрагменты ППГ, поскольку для наносистемы наблю-
дается перераспределение интенсивностей мультиплетной полосы νC−O−C с появлением
нового максимума при 1095 см−1 и снижении интенсивностей ранее идентифицированных
максимумов. Данный факт указывает на появление нового типа взаимодействия в образце
ПУМ–НС0,16, причем, согласно литературным данным [3], наличие –СН3-групп ведет к сте-
рическим затруднениям в оксипропиленовых фрагментах и заметно ослабляет их взаимо-
действие с НС.
Таким образом, полученные данные свидетельствуют о возможности взаимодействия
НС с различными функциональными группами матрицы ПУМ, причем характер взаимо-
действия непосредственно зависит от особенностей химической структуры фрагментов мак-
роцепей полимера. Кроме того, результаты спектральных исследований свидетельствуют
о заметном влиянии малых концентраций НС на доменную структуру ПУМ матрицы, влияя
на взаимодействие между функциональными группами макроцепей полимера.
Термические свойства нанокомпозитов также были исследованы на примере системы
с наибольшим содержанием нанонаполнителя (ПУМ–НС0,16). Кривые ТГА исходного ПУМ
и ПУМ–НС0,16 представлены на рис. 3. Термоокислительная деструкция ПУМ и наноком-
позита характеризуется тремя основными стадиями разложения.
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2014, №11 135
Рис. 3. Кривые термогравиметрии ПУМ (1 ) и ПУМ–НС0,16 (2 ).
На вставке: кривые (1, 2 ) дифференциальной термогравиметрии
На стадии I в интервале температур 40–97 ◦С происходит испарение абсорбированной
влаги с потерей массы от 0,35% (ПУМ) до 0,93% (ПУМ–НС0,16).
Стадия II в диапазоне температур 172–415 ◦С (ПУМ) и 200–375 ◦С (ПУМ–НС0,16) яв-
ляется основной стадией термодеструкции, в результате которой потеря массы образцами
достигает 82–89%. Необходимо отметить, что температура начала и максимума этой стадии
термоокислительной деструкции нанокомпозита на 28 ◦С выше, чем для ПУМ, что гово-
рит о большей термической стабильности ПУМ–НС0,16 (скорость деструкции на стадии II
приблизительно одинаковая для обоих образцов и составляет 1,25–1,30 процент/на градус
Цельсия). Кроме того, для образца ПУМ–НС0,16 проявляется дополнительная стадия тер-
модеструкции (стадия IIа), связанная, по-видимому, с каталитическим влиянием НС на
характер термодеструкции макроцепей ПУМ.
На стадии III при температуре выше 445 ◦С происходит карбонизация органической
составляющей образцов, при этом, вследствие малого содержания неорганической состав-
ляющей, масса коксового остатка для ПУМ и ПУМ–НС0,16 составляет ∼1%.
Поскольку Ag-содержащие полимерные композиты имеют важное практическое значе-
ние как бактерицидные материалы, необходимо было оценить их гидрофильность и про-
тивомикробную активность (табл. 1). Измерения θ на границе полимер — вода показали
отсутствие существенного влияния НС на гидрофильность поверхности наносистем вследст-
вие преимущественного распределения НС в объеме матрицы (заметное уменьшение θ отме-
Таблица 1. Основные характеристики ПУМ и нанокомпозитов на его основе
Образец
Краевой угол
смачивания θ, град
Влаго-
поглощение, %
Водо-
поглощение, %
Зона лизиса,
мм
ПУМ 69 2,9 (147 ч) 4,0 (45 ч) 0
ПУМ–НС0,0016 69 3,5 (133 ч) 4,4 (44 ч) 1
ПУМ–НС0,016 68 3,7 (81 ч) 5,3 (44 ч) 1
ПУМ–НС0,16 65 3,8 (77 ч) 6,1 (46 ч) 2
136 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2014, №11
чается только для композита ПУМ–НС0,16, что, вероятно, связано с повышенной концен-
трацией НС и изменениями в доменной структуре матрицы образца).
Аналогичные результаты получены и при исследовании влагопоглощения образцами
систем. Введение НС в ПУМ приводит к увеличению количества абсорбированной влаги
с 2,9% до 3,5–3,8%. Несмотря на близкие показатели влагопоглощения образцов нанокомпо-
зитов, время достижения ими равновесного состояния уменьшается с увеличением содержа-
ния НС. Измерение водопоглощения свидетельствует о практически линейном возрастании
количества абсорбированной Н2О с 4,0 до 6,1% при увеличении содержания НС в наноком-
позитах. По-видимому, это связано с реорганизацией доменной структуры матрицы при
перераспределении внутри- и межмолекулярных Н-связей макроцепей ПУМ при введении
нанонаполнителя. Мы полагаем, что в процессе диффузии молекул Н2О и сольватации
полярных групп ПУМ слабые связи между функциональными группами ПУМ и поверхно-
стью НС в большей степени подвержены разрыву, чем внутри- и межмолекулярные Н-связи
в доменах, образованных уретановыми, мочевинными и/или простыми эфирными группа-
ми матрицы ПУМ. В целом, необходимо отметить, что гидрофильность нанокомпозитов
должна обеспечивать, при сохранении требуемых механических свойств, высокую бакте-
рицидную активность вследствие миграции Ag+, образующихся при ионизации атомов на
поверхности НС по действием Н2О и О2, во внешнюю среду.
Сравнительный анализ бактерицидных свойств нанокомпозитов (см. табл. 1) показал
заметную противомикробную активность даже при минимальном содержании НС (зона
лизиса при концентрации НС 0,0016 и 0,016% составляет ∼1 мм). При возрастании кон-
центрации НС до 0,16% зона лизиса E. coli заметно увеличивается и достигает 2 мм.
Таким образом, обобщая полученные экспериментальные данные, можно сделать сле-
дующее заключение. Формирование нанодисперсного серебра даже в минимальных коли-
чествах в матрице поли(уретан-мочевины) при получении серебросодержащих полимерных
нанокомпозитов приводит к перераспределению внутри- и межмолекулярных водородных
связей. Исчезновение несвязанных водородной связью карбонильных групп уретановых
фрагментов, спектральный сдвиг и перераспределение интенсивностей характеристических
полос поглощения полярных функциональных групп является следствием как взаимодейст-
вия наночастиц серебра с макроцепями полимерной матрицы, так и изменениями в ее до-
менной структуре. Показано, что взаимодействие между функциональными группами по-
лимерной составляющей и наночастицами серебра непосредственно зависит от особенностей
химического строения фрагментов макроцепей полимера, причем во взаимодействии урета-
новых групп с наночастицами серебра участвуют главным образом C=O-группы, тогда как
для мочевинных групп характерно участие как C=O-, так и NH-групп. Присутствие ми-
нимальных количеств наночастиц серебра придает полимерным композитам улучшенную
термостойкость, требуемый уровень гидрофильности и бактерицидной активности.
Авторы сообщения выражают благодарность сотрудникам Центра коллективного пользова-
ния приборами Института химии высокомолекулярных соединений НАН Украины за помощь
в проведении исследований.
1. Metal nanoparticles: synthesis, characterization and applications / Eds. D. L. Feldheim, C. A. Foss). – New
York: Marcel Dekker, 2002. – 352 p.
2. Homan K.A., Chen J., Schiano A. et al. Silver-polymer composite stars: synthesis and applications //
Adv. Funct. Mater. – 2011. – 21, No 9. – P. 1673–1680.
3. Толстов А.Л. Получение и физико-химические свойства серебросодержащих полиуретановых сис-
тем // Теорет. и эксперим. химия. – 2013. – 49, № 6. – P. 331–353.
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2014, №11 137
4. Fontenoy C., Kamel S.O. Silver in the medical devices/equipments: marketing or real clinical interest? //
Le Pharmacien Hospitalier. – 2011. – 46, No 1. – P. 1–11.
5. Hung H.-S., Hsu S.-I. Biological performances of poly(ether)urethane-silver nanocomposites // Nanotech-
nology. – 2007. – 18. – P. 475101.
6. Mtimet I., Lecamp L., Kebir N. et al. Green synthesis process of a polyurethane-silver nanocomposite
having biocide surfaces // Polym. J. – 2012. – 44. – P. 1230–1237.
7. Gray J. E., Norton P.R., Griffiths K. Mechanism of adhesion of electroless-deposited silver on poly(ether
urethane) // Thin Solid Films. – 2005. – 484. – P. 196–207.
8. Толстов А.Л., Лебедев Е.В. Особенности стабилизации наночастиц серебра карбонилсодержащими
полимерами // Теорет. и эксперим. химия. – 2012. – 48, № 4. – P. 199–211.
9. Deka H., Karak N., Kalita R.D., Buragohain A.K. Bio-based thermostable, biodegradable and biocompati-
ble hyperbranched polyurethane/Ag nanocomposites with antimicrobial activity // Polym. Degrad. Stabil. –
2010. – 95, No 9. – P. 1509–1517.
10. Pastoriza-Santos I., Liz-Marzan L.M. Formation and stabilization of silver nanoparticles through reduction
by N,N-dimethylformamide // Langmuir. – 1999. – 15, No 4. – P. 948–951.
Поступило в редакцию 06.05.2014Институт химии высокомолекулярных
соединений НАН Украины, Киев
О.Л. Толстов, Є.В. Лобко, академiк НАН України Є.В. Лебедєв,
В.Ф. Матюшов
Полiмернi композити на основi полi(уретан-сечовини)
i наночастинок срiбла
Полiмернi композицiйнi матерiали було отримано in situ в процесi синтезу наночастинок
срiбла (HC) у матрицi полi(уретан-сечовини). Взаємодiя мiж полярними групами матри-
цi та поверхнею НС у нанокомпозитах приводить до перерозподiлу сiтки водневих зв’язкiв
мiж функцiональними групами полiмерної матрицi внаслiдок змiн у її доменнiй структурi.
Показано, що у випадку уретанових груп основний внесок у взаємодiю з HC забезпечують
групи C=O, тодi як для сечовинних груп характерна участь як C=O, так й NH фрагментiв
макроланцюгiв. Отриманi полiмернi композити з низьким вмiстом HC характеризуються
пiдвищеною термiчною стабiльнiстю, помiрною гiдрофiльнiстю та задовiльною бактери-
цидною активнiстю.
A.L. Tolstov, E.V. Lobko, Academician of the NAS of Ukraine E.V. Lebedev,
V. F. Matyushov
Polymer composites based on poly(urethane-urea) and silver
nanoparticles
Polymer composite materials are prepared via the in situ synthesis of silver nanoparticles (AgNP)
in a poly(urethane-urea) matrix. Interaction between polar functional groups of the matrix and
a surface of AgNP in the nanocomposites leads to a rearrangement of the hydrogen bonding network
between functional groups of the polymer matrix due to changes in its domain structure. It is
shown that the urethane groups interact with AgNP via C=O, whereas the urea groups interact
with the nanofiller via both C=O and NH moieties of polymer macrochains. Prepared polymer
composites with low AgNP content are characterized by the enhanced thermal stability, reasonable
hydrophilicity, and bactericidal activity.
138 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2014, №11
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-88562 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1025-6415 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T17:29:46Z |
| publishDate | 2014 |
| publisher | Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Толстов, А.Л. Лобко, Е.В. Лебедев, Е.В. Матюшов, В.Ф. 2015-11-16T18:25:08Z 2015-11-16T18:25:08Z 2014 Полимерные композиты на основе поли(уретан-мочевины) и наночастиц серебра / А.Л. Толстов, Е.В. Лобко, Е.В. Лебедев, В.Ф. Матюшов // Доповiдi Нацiональної академiї наук України. — 2014. — № 11. — С. 132-138. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. 1025-6415 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/88562 678.664:667.629.9 Полимерные композиционные материалы получены in situ в процессе синтеза наночастиц серебра (HC) в матрице поли(уретан-мочевины). Взаимодействие между полярными группами матрицы и поверхностью HC в нанокомпозитах приводит к перераспределению сетки водородных связей между функциональными группами полимерной
 матрицы вследствие изменений в ее доменной структуре. Показано, что в случае уретановых групп основной вклад во взаимодействие с HC вносят группы C=O, тогда как
 для мочевинных групп характерно участие как C=O, так и NH фрагментов макроцепей. Полученные полимерные композиты с низким содержанием HC характеризуются
 повышенной термической стабильностью, умеренной гидрофильностью и хорошей бактерицидной активностью. Полiмернi композицiйнi матерiали було отримано in situ в процесi синтезу наночастинок
 срiбла (HC) у матрицi полi(уретан-сечовини). Взаємодiя мiж полярними групами матрицi та поверхнею НС у нанокомпозитах приводить до перерозподiлу сiтки водневих зв’язкiв
 мiж функцiональними групами полiмерної матрицi внаслiдок змiн у її доменнiй структурi.
 Показано, що у випадку уретанових груп основний внесок у взаємодiю з HC забезпечують
 групи C=O, тодi як для сечовинних груп характерна участь як C=O, так й NH фрагментiв
 макроланцюгiв. Отриманi полiмернi композити з низьким вмiстом HC характеризуються
 пiдвищеною термiчною стабiльнiстю, помiрною гiдрофiльнiстю та задовiльною бактерицидною активнiстю. Polymer composite materials are prepared via the in situ synthesis of silver nanoparticles (AgNP)
 in a poly(urethane-urea) matrix. Interaction between polar functional groups of the matrix and
 a surface of AgNP in the nanocomposites leads to a rearrangement of the hydrogen bonding network
 between functional groups of the polymer matrix due to changes in its domain structure. It is
 shown that the urethane groups interact with AgNP via C=O, whereas the urea groups interact
 with the nanofiller via both C=O and NH moieties of polymer macrochains. Prepared polymer
 composites with low AgNP content are characterized by the enhanced thermal stability, reasonable
 hydrophilicity, and bactericidal activity. Авторы сообщения выражают благодарность сотрудникам Центра коллективного пользования приборами Института химии высокомолекулярных соединений НАН Украины за помощь в проведении исследований. ru Видавничий дім "Академперіодика" НАН України Доповіді НАН України Хімія Полимерные композиты на основе поли(уретан-мочевины) и наночастиц серебра Полiмернi композити на основi полi(уретан-сечовини) i наночастинок срiбла Polymer composites based on poly(urethane-urea) and silver nanoparticles Article published earlier |
| spellingShingle | Полимерные композиты на основе поли(уретан-мочевины) и наночастиц серебра Толстов, А.Л. Лобко, Е.В. Лебедев, Е.В. Матюшов, В.Ф. Хімія |
| title | Полимерные композиты на основе поли(уретан-мочевины) и наночастиц серебра |
| title_alt | Полiмернi композити на основi полi(уретан-сечовини) i наночастинок срiбла Polymer composites based on poly(urethane-urea) and silver nanoparticles |
| title_full | Полимерные композиты на основе поли(уретан-мочевины) и наночастиц серебра |
| title_fullStr | Полимерные композиты на основе поли(уретан-мочевины) и наночастиц серебра |
| title_full_unstemmed | Полимерные композиты на основе поли(уретан-мочевины) и наночастиц серебра |
| title_short | Полимерные композиты на основе поли(уретан-мочевины) и наночастиц серебра |
| title_sort | полимерные композиты на основе поли(уретан-мочевины) и наночастиц серебра |
| topic | Хімія |
| topic_facet | Хімія |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/88562 |
| work_keys_str_mv | AT tolstoval polimernyekompozitynaosnovepoliuretanmočevinyinanočasticserebra AT lobkoev polimernyekompozitynaosnovepoliuretanmočevinyinanočasticserebra AT lebedevev polimernyekompozitynaosnovepoliuretanmočevinyinanočasticserebra AT matûšovvf polimernyekompozitynaosnovepoliuretanmočevinyinanočasticserebra AT tolstoval polimernikompozitinaosnovipoliuretansečoviniinanočastinoksribla AT lobkoev polimernikompozitinaosnovipoliuretansečoviniinanočastinoksribla AT lebedevev polimernikompozitinaosnovipoliuretansečoviniinanočastinoksribla AT matûšovvf polimernikompozitinaosnovipoliuretansečoviniinanočastinoksribla AT tolstoval polymercompositesbasedonpolyurethaneureaandsilvernanoparticles AT lobkoev polymercompositesbasedonpolyurethaneureaandsilvernanoparticles AT lebedevev polymercompositesbasedonpolyurethaneureaandsilvernanoparticles AT matûšovvf polymercompositesbasedonpolyurethaneureaandsilvernanoparticles |