Макромолекулярные системы на основе полиэлектролитов - производных хитина и наночастиц металлов

• Автор: Широкова, Людмила Николаевна
• Шифр специальности: 02.00.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 167 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ ДИССЕРТАЦИИ
ОГЛАВЛЕНИЕ ДИССЕРТАЦИИ
СПИСОК ПРИНЯТЫХ В РАБОТЕ СОКРАЩЕНИЙ
ВВЕДЕНИЕ
1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1 Хитин и его производные: получение, свойства и применение
1.1.1 Деацетилирование хитина
1.1.2 Карбоксиметилирование хитина
1.1.3 Области применения карбоксиметилхитина
1.2 Наноструктуры: общая характеристика и методы получения
1.3 Металлсодержащие наночастицы: методы получения и стабилизации
1.3.1 Методы синтеза наночастиц металлов в обращенных мицеллах
1.3.2 Основные условия стабилизации наночастиц металлов полимерами
1.3.3 Химическое восстановление ионов металлов в присутствии полимеров
1.3.4 Фото- и радиационно-химическое восстановление ионов металлов в
растворах полимеров
1.3.4.1 Фотолиз металл-полимерных систем
1.3.4.2 Радиолиз металл-полимерных систем
2. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
2.1 Разработка способов получения и стабилизации макромолекулярных
систем на основе производных хитина и наночастиц металлов, полученных биохимическим способом
2.1.1 Исследование совместимости и агрегативной устойчивости
макромолекулярных систем на основе производных хитина и наночастиц металлов, полученных биохимическим методом
2.1.2 Создание композитных пленок, модифицированных наночастицами
серебра, полученными биохимическим способом и исследование антимикробных свойств пленок
2.2 Разработка способов получения и стабилизации макромолекулярных
систем на основе карбоксиметилхитина и наночастиц металлов, полученных радиационно-химическим методом
2.2.1 Композиты карбоксиметилхитина с наночастицами железа
2.2.2 Композиты карбоксиметилхитина с наночастицами серебра. Влияние
природных антиоксидантов на стабильность наночастиц серебра в матрице карбоксиметилхитина
2.3 Радиационно-химическое восстановление ионов серебра в матрице
карбоксиметилхитина
2.3.1 Изучение сорбционной способности карбоксиметилхитина в солевой,
кислой и смешанной форме по отношению к ионам серебра
2.3.2 Характеристика структуры и свойств карбоксиметилхитина в солевой,
кислой и смешанной форме
2.3.3 Радиационно-химический синтез наночастиц серебра и характеристика
структуры нанокомпозитов на основе карбоксиметилхитина в солевой, кислой и смешанной форме

2.3.4 Исследование антимикробной активности нанокомпозитов с
наночастицами серебра в матрице солевой формы
карбоксиметилхитина
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
3.1 Материалы
3.2 Методы
3.2.1 Синтез карбоксиметилхитина
3.2.2 Получение пленок из водных растворов полимеров
3.2.3 Перевод наночастиц металлов из мицеллярного раствора в водный
раствор полимера с помощью обработки ультразвуком
3.2.4 Получение карбоксиметилхитина в кислой форме
3.2.5 Радиационно-химический синтез наночастиц серебра в матрице
карбоксиметилхитина
3.3 Методы анализа
3.3.1 Количественное определение содержания серы
3.3.2 Определение молекулярной массы полимеров с использованием метода
седиментации
3.3.3 Определение кинематической вязкости растворов полимеров
3.3.4 Определение показателя преломления растворов полимеров
3.3.5 Определение размеров наночастиц серебра, полимеров и их композиций
методом фотонной корреляционной спектроскопии
3.3.6 Потенциометрическое титрование карбоксиметилхитина
3.3.7 УФ-Вид-спектроскопия
3.3.8 ИК-Фурье-спектроскопия
3.3.9 Определение концентрации свободных катионов серебра методом
потенциометрического титрования
3.3.10 Исследования антимикробных свойств металл-полимерных
коллоидных растворов и нанокомпозитных пленок
3.3.11 Растрово-электронная микроскопия
3.3.12 Просвечивающая электронная микроскопия
3.3.13 Атомно-силовая микроскопия
3.3.14 Рентгеноструктурный анализ
3.3.15 Микрорентгеноспектральный анализ
3.3.16 Термогравиметрический анализ и дифференциальная сканирующая
калориметрия
3.3.17 !Н ЯМ Р-спектроскопия
3.3.18 ЬС ЯМР-спектроскопия твердого тела
3.3.19 Физико-механические испытания
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Приложение
Приложение

СПИСОК ПРИНЯТЫХ В РАБОТЕ СОКРАЩЕНИЙ
АОТ бис(2-этилгексил) сульфосукцинат натрия
ACM атомно-силовая микроскопия
ВДС водная дисперсия наночастиц серебра
ГК галловая кислота (3,4,5-триоксибензойная кислота)
ДГК дигидрокверцетин (3,3',4',5,7-пентогидроксифлавонон)
ДПП длинноволновая полоса поглощения
ДСК дифференциальная сканирующая калориметрия
ИК инфракрасный
ИПС изопропиловый спирт (изопропанол-2)
КМХ б-О-карбоксиметилхитин
КМХ-Н кислая форма КМХ
КМХ-50Н смешанная форма КМХ
KMX-Na солевая форма КМХ
ММ молекулярная масса
МХУК монохлоруксусная кислота
НРЧ наноразмерные частицы
ПА полиакрилат-анионы
ПАК полиакриловая кислота
ПАВ поверхностно-активное вещество
ПЭМ просвечивающая электронная микроскопия
РСА рентгеноструктурный анализ
СД степень деацетилирования
СК сиреневая кислота (3,5-диметокси-4-оксибензойная кислота)
СХ сульфат хитозана
СХ-70 сульфат хитозана с ММ 7x
СХ-120 сульфат хитозана с ММ 12x
ТГА термогравиметрический анализ
ТСО триптический соевый отвар
УЗ ультразвук(овой)
УФ-Вид ульграфиолетовый-видимый
ЬС ЯМР ядерный магнитный резонанс на ядрах 1 'С
'Н ЯМР ядерный магнитный резонанс на ядрах 'Н
тв. 1 С ЯМР твердотельный ядерный магнитный резонанс на ядрах 1 С
dcp средний диаметр частиц
Qr кверцетин (3,3',4',5,7 -пентагидроксифлавон)
а степень ионизации
©связ степень заполнения макромолекул КМХ катионами Ag+

причиной агрегации является взаимодействие малых положительно заряженных кластеров и катионов серебра с несколькими цепями ПА, а также с удаленными карбоксилатными группами одной и той же цепи полианиона, приводящее к формированию трехмерных металл-полимерных структур.
Среди высокомолекулярных соединений в качестве стабилизирующей матрицы активно используются природные полисахариды, такие как целлюлоза и ее производные [113. 114] желатин [114], декстран и т.д. В последние годы опубликованы работы по получению композитов на основе наночастиц металлов в матрицах хитозана и его производных. Так в работе [115] методами Нитратного и боргидридного восстановления AgN03 в воде получены стабильные наночастицы различной концентрации, а затем путем механического смешения НРЧ серебра были добавлены в не
модифицированный хитозан (средневязкостная ММ 33 Х104, СД 97 %), водорастворимый Ы-(2-гидроксипропил)-3-триметиламмоний хлорид хитозана и N-додецил хитозана. Сформованные на их основе тонкие однородные пленки толщиной 9-19 мкм проявляли оптические свойства, а также обладали антибактериальным эффектом по отношению к штаммам грамотрицательного Staph, aureus, грамположительных К. Pneumoniae и Е. coli. При использовании боргидридного метода средний диаметр наночастиц серебра в образцах пленок хитозан-наночастицы серебра составил 16 ± 4 нм при Дшко 425 нм, в то время как для наночастиц серебра полученных цитратным методом, средний диаметр частиц в пленках хитозан-наночастицы серебра составил 53 ± 34 нм при Д1а1СС 480-560 нм, а распределение по размерам носило полидисперсный характер. Использование водорастворимых производных хитозана не приводило к существенным различиям в оптических свойствах пленок по сравнению с соответствующим не модифицированным аналогом. Сравнительный анализ антибактериальной активности образцов нанокомпозитов хитозан-наночастицы показал, что нанокомпозиты, полученные боргидридным методом с низким содержанием Ag (0.153 % об./об.) обладали антибактериальной активностью к Staph, aureus и К. pneumoniae сравнимой по величине с активностью нанокомпозита, полученного цитратным методом с более высоким содержанием