ПОЛУЧЕНИЕ СОПОЛИМЕРОВ АКРИЛАМИДА И ГИДРОГЕЛЕЙ НА ИХ ОСНОВЕ МЕТОДОМ ФРОНТАЛЬНОЙ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ
Creators: name: Шуляковская М.Б
name: Карасевич Е.С
name: Гринюк Е.В
Publisher: name: Zenodo
Year: 2025

description: Полимеры, относящиеся к классу полиэлектролитов, вызывают на сегодняшний день значительный интерес [1]. К полиэлектролитам, например, относятся сополимеры акриламида (АА) с 2-акриламидо-2-метилпропансульфокислотой (АМПС) или с акрилатом натрия, материалы на основе которых широко востребованы в различных отраслях промышленности, медицине, сельском хозяйстве в том числе благодаря способности выступать в роли суперабсорбентов [2].


Традиционным способом получения таких сополимеров является радикальная сополимеризация в растворе или в массе, однако особый интерес представляет возможность получения сополимеров методом фронтальной полимеризации (ФП). ФП является перспективным методом получения полимерных материалов за счет высокой энергоэффективности, потому что является по сути автоволновым процессом. Значимым преимуществом ФП является возможность осуществления процесса в высокопроизводительных трубчатых непрерывнодействующих реакторах [3].


На химическом факультете Белорусского государственного университета проводятся исследования по получению сополимеров АА с ионогенными сомономерами и гидрогелей на их основе методом фронтальной сополимеризации в различных растворителях. К настоящему времени детально изучены закономерности ФП АА и его сополимеризации с акрилатом натрия и с АМПС в водных растворах и в растворах диметилсульфоксида при использовании стеклянных и полидиметилсилоксановых трубчатых реакторов в том числе в присутствии сшивающего агента с целью получения полиэлектролитных гидрогелей. Изучены макрокинетические параметры фронта полимеризации, а именно его скорость и температура. Определены степени конверсии мономеров. Определены условия проведения полимеризации, обеспечивающие ее протекание в непрерывном режиме, а также определены физико-химические свойства продуктов (со-)полимеризации.


В течении нескольких последних лет ведутся исследования по разработке методов получения термочувствительных гидрогелей путем фронтальной сополимеризации АА с N-изопропилакриламидом в водных растворах, а также путем гетерофазной фронтальной полимеризации. Показана принципиальная возможность осуществления процесса ФП АА и N-изопропилакриламида в периодическом и непрерывном режимах при концентрациях инициатора в диапазоне от 0,75 до 2,5 мол. %. Определены основные макрокинетические параметры процесса полимеризации при различных концентрациях инициатора. В случае осуществления процесса в гетерофазной фронтальной сополимеризации методом сканирующей электронной микроскопии показано образование наноразмерных сферических частиц продуктов сополимеризации.


Литература


1. Frontal polymerization as a new method for developing drug controlled release systems (DCRS) based on polyacrylamide / Elisabetta Gavini [et al.] // European Polymer Journal. – 2009. – № 45. – P. 690 – 699.


2. Тоноян, А.О. и др./Фронтальная сополимеризация акриламида с метилметакрилатом и стиролом в присутствии наночастиц SiO2, TiO2. Теплофизические свойства полученных нанокомпозитов // Изв. НАН РА и ГИУА. – 2013. Т. LXVI, №1.


3. Frontal polymerization in continuous-flow reactors / S.P. Davtyan, A.O. Tonoyan // Review Journal of Chemistry. – 2019. – Vol. 9, № 4. – P. 175 – 196.