ВКР: Разработка новых макромолекулярных или композитных материалов на основе гликолурила и некоторых полимеров

ОГЛАВЛЕНИЕ

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ 3
ВВЕДЕНИЕ 4
1 Литературный обзор 5
1.1 Гликолурил 5
1.1.1 Общие сведения о гликолуриле 5
1.1.2 Общие сведения о тетра-N-гидроксиметилгликолуриле 7
1.1.3 Химические свойства N-гидроксиметильных производных гликолурила 12
1.2 Гидрогели 20
1.2.1 Химическая природа гидрогелей 20
1.2.2 Механические свойства гидрогелей 21
1.2.3 Набухание как наиболее важное свойство гидрогелей 22
1.2.4 Классификация гидрогелей 24
1.2.5 Гидрогели на основе полиакриламида 26
1.2.6 Применение гидрогелей 29
2 Экспериментальная часть 31
2.1 Синтез олигомеров гликолурила в присутствии 1-оксиэтилидендифосфоновой кислоты (ОЭДФ) 31
2.2 Синтез гидрогелей на основе олигомеров гликолурила и полиакриламида разных марок (общая методика).32
2.3 Исследование гидрогелей на основе олигомеров гликолурила и полиакриламида разных марок на степень набухания (общая методика). 32
2.4 Проведение испытаний на поглощение паров воды весовым методом 33
3 Обсуждение результатов 36
3.1 Влияние количества 1-оксиэтилидендифосфоновой кислоты на синтез олигомеров гликолурила (ОГУ). 36
3.2 Влияние условий синтеза на характеристики гидрогелей (ОГУ-ПАА) на основе гликолурила и полиакриламидов 37
3.3 Сравнение степени набухания синтезированных гидрогелей ОГУ-ПАА 40
3.4 Испытания на поглощение паров воды весовым методом 40
ВЫВОДЫ 44
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 45
ПРИЛОЖЕНИЯ 51



ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

ОЭДФ − оксиэтилидендифосфоновая кислота
ОГУ – олигомер гликолурила
ПАА – полиакриламид
ГУ – гликолурил
ИК – инфракрасный спектр
ЯМР – ядерный магнитный резонанс
ДМСО – диметилсульфоксид
ДМФА – диметилформамид
т. разл. – температура разложения
т. пл. – температура плавления
ТМГУ − тетра-N-гидроксиметилгликолурил
рН – водородный показатель
м.д. – миллионная доля
δ – химический сдвиг



ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследования
Молекула гликолурила (ГУ) очень реакционноспособна: четыре донорные (-NH) группы позволяют синтезировать широкий спектр его производных, которые находят применение в самых различных областях [1].
Основываясь на высокой термической устойчивости гликолурила, производят термостабильные ПАВы, теплоносители и др. [2]. ГУ и его метилолпроизводное используют как сшивающий агент в защитных покрытиях [3], в составе порошковых красок [2], гликолурил - формальдегидных смолах [4]. Гликолурил, обладая высоким содержанием азота в составе и гидрофобными свойствами, нередко используется в качестве удобрения с замедленным высвобождением [5]
Таким образом, производные гликолурила обладают широким спектром практического применения: от фармацевтики, сельскохозяйственных удобрений до лакокрасочной, деревоперерабатывающей и целлюлозно-бумажной промышленностей. Но, как показывает анализ литературных данных, новой и ранее неизведанной областью является синтез гидрогелей на основе гликолурила.
Одним из основных направлений применения гидрогелей, как суперабсорбирующих полимеров, является сельское хозяйство. Гидрогели способны контролировано высвобождать питательные вещества и воду, обеспечивая более рациональное использование ресурсов [6]. Что особо актуально для посевных площадей, находящихся в зоне рискованного земледелия, характеризующегося неблагоприятными климатическими условиями.
Из приведенных данных можно предположить, что гидрогели на основе гликолурила будут оказывать хорошее воздействие на сельскохозяйственные культуры.