Використання рослинної сировини для одержання біодеградабельних композиційних матеріалів
Целюлоза H H HO O
H
OH H
H O
CH2OH
H CH2OH
O HO
H H
OH
H
O
H
HO
OH
H
CH2OH
H O
O
H
CH2OH H
H O HO H
H H
O
OH
H
H
Гетерофункціональний пероксидний олігомер [CH
CH2]n[CH
C C
C O
CH] m C
O
O
CH3 C CH3 O O CH3 C CH3 CH3
5-трет-бутилперокси-5-метил-1-гексен-3-ін-ко-малеїновий ангідрид (ВЕП-МА)
1
Схема реакції каталітичного ацилювання целюлози пероксидним олігомером ВЕП-МА H H H
HO O
H
OH
H CH2OH
H O
O HO H H OH
H O
O
H
HO
H
+
O
CH2OH
H
H
H
O
OH H
H O
H
H
HO O
H O
O HO H
CH2OH H O
O C
H
O
H H
O
H
HO O
OH
+
H O
CH2OH H
H
HO
H
OH
O
CH2OH O
H O
O
HH
HO
CH2OH H
H
OH
H
H
C
CH2OH O HO H
H H
O
H3C
O
C H3C
OH
H H
OH
H
O HO O
H
H O
CH2OH H
а
CH3 H H C H H C C C O C C C H3C H C O O OH C H H CH2OH O H
H3C
C
CH3 H C C C C CH3 C H C O O CH3 H C H H C CH3 H3C
H
CH2
O HO
OH
O
H
OH
H
HH
H HO O
H
CH3 H C C C C CH3 C H C O O CH3 H C H H C H3C CH3
H CH2OH
CH2OH
O C
CH3
OH
H
H
H
OH O
HO
H C C C C CH3 C H C O O CH3 H C H H C H3C CH3
H
H
H
CH2OH O O HO H H
H
C
C
H O
O
H
CH2OH
O
OH
H
HO H H
O
H
OH
H O
CH2OH
HO H
CH2OH O
O
H
H
H
HO H H
O
б
H HO H
Іммобілізація макромолекул пероксидного олігомеру ВЕП-МА на поверхні целюлози: а) взаємодія із гідроксильною групою при 6-му атомі вуглецю; б) взаємодія із гідроксильною групою при 2-му атомі вуглецю в молекулі целюлози.
2
Схема термічного розкладу –ОО– зв’язку фрагменту ВЕП у складі кополімеру. CH3 CH3 CH-C C C O O C CH3 CH3 CH3 CH2
CH3 CH-C C C O CH3 CH2
CH3 O C CH3 CH3
I
II
(1)
a) O CH-C C C CH3 CH2 b) CH3 CH-C C C O CH3 CH2
(2)
III O
CH-C C CH2 IV
I R-H
CH3 CH-C C C O H CH3 CH2 d)
CH3 C CH3 c)
R
(3)
(4)
IV
O
CH3 CH3 C O CH3 II
CH3
CH3 C CH3 c) R-H
CH3 HO C CH3 CH3 e)
CH3 III R V
(5)
(6)
3
100
100
80
80
Конверсія, %.
Конверсія, %.
Формування прищеплених шарів поліакрилонітрилу на поверхні пероксидованої целюлози
60
А Б
40
60
A Б
40
20
20
0
0 0
100
200
300
400
Час, хв.
Кінетичні криві графт-полімеризації АН на ЦМ з різним вмістом [Oакт.]: А) 0,7 %; Б) 0,2 %. Умови: [АН] = 0,37 моль/л; ЦМ : АН=1:1. (Т=363 К)
0
100
200
300
400
Час, хв.
Кінетичні криві графт-полімеризації АН на ЦМ при їх різних співвідношеннях: А) 1:1; Б) 1:0,5. Умови: [АН] = 2,0 моль / л; ЦМ з [Oакт.] = 0,7 %. (Т=363 К) 4
Дослідження матеріалів целюлоза-пр-поліакрилонітрил
0,8
1
0,7 0,6
δh, мм
0,5 0,4
2
0,3
* 3
0,2 0,1 0,0 300
350
400
450
500
Температура, K
Термомеханічні криві зразків целюлози: 1) ЦМ-гр-ПАН : ПАН = 1:1; 2) вихідна целюлоза : ПАН = 1:1; 3) вихідна целюлоза. Зірочкою (*) позначена точка розриву зразка.
ІЧ-спектри: 1) целюлоза модельна; 2) целюлоза модифікована; 3) целюлоза з прищепленими ланцюгами ПАН. 5
Формування прищеплених шарів полістиролу на поверхні пероксидованої целюлози
100
у водному середовищі у бензолі
Конверсія, %.
80
60
40
20
0 0
200
400
600
800
Час, хв.
Кінетичні криві полімеризації стиролу в присутності пероксидованої целюлози. [Ст] = 2 моль/л; Т=363 К, ЦМ з [Oакт.] = 0,7 %.
ІЧ спектр целюлоза-гр-полістирол.
6