Получение гибридных абсорбентов посредством прививки акриламида к цепям хитозана под воздействием гамма-излучения

Фомина Е. К.; Гринюк Е. В.; Климовцова И. А.; Кудрявский Д. Л.; Федоренко А. А.; Иванчиков Я. Д.; Шиман Д. И.; Сальникова И. А.; Якименко О. В.

Получение гибридных абсорбентов посредством прививки акриламида к цепям хитозана под воздействием гамма-излучения

Фомина Е. К., Гринюк Е. В., Климовцова И. А., Кудрявский Д. Л., Федоренко А. А., Иванчиков Я. Д., Шиман Д. И., Сальникова И. А., Якименко О. В.

2023

https://doi.org/10.29235/1561-8331-2023-59-3-242-256

Синтезированы гибридные гидрогели посредством радиационной прививки акриламида к цепям хитозана в уксуснокислых водных растворах. Структура привитого сополимера хитозана с акриламидом изучена методами Фурье-ИК спектроскопии, рентгенофазового анализа и совмещенного термического анализа. Установлено, что центрами прививки растущих цепей полиакриламида на макромолекулах хитозана являются как гидроксильные, так и аминогруппы полисахарида. Изучено влияние мольных отношений реагентов на сорбционные и реологические свойства полученных гидрогелей. Проведено химическое модифицирование гидрогелей на основе привитых сополимеров хитозана с акриламидом посредством щелочного гидролиза и установлено его влияние на сорбционную способность гидрогелей по отношению к воде и ионам Cu(II).

Фомина Е. К., Гринюк Е. В., Климовцова И. А., Кудрявский Д. Л., Федоренко А. А., Иванчиков Я. Д., Шиман Д. И., Сальникова И. А., Якименко О. В. Получение гибридных абсорбентов посредством прививки акриламида к цепям хитозана под воздействием гамма-излучения. Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия химических наук. 2023;59(3):242-256. https://doi.org/10.29235/1561-8331-2023-59-3-242-256

Цитирование

Список литературы

1. Ahmed, E. M. Hydrogel: Preparation, characterization, and applications: A review / E. M. Ahmed // J. Adv. Res. – 2015. – Vol. 6, № 2. – P. 105–121. https://doi.org/10.1016/j.jare.2013.07.006

2. Zohuriaan-Mehr, M. J. Superabsorbent Polymer Materials: A Review / M. J. Zohuriaan-Mehr, K. Kabiri // Iran. Polym. J. – 2008. – Vol. 17, № 6. – P. 451–477.

3. Recent Trends in Advanced Polymer Materials in Agriculture Related Applications (Review) / A. Sikder [et al.] // ACS Appl. Polym. Mater. – 2021. – Vol. 3, № 3. – P. 1203–1217. https://doi.org/10.1021/acsapm.0c00982

4. Elshafie, H. S. Appjmele // Sustainability. – 2021. – Vol. 13, № 6. – P. 3253. https://doi.org/10.3390/su13063253

5. Polysaccharide based superabsorbent hydrogels and their methods of synthesis: A review / M. A. Qureshi [et al.] // Carbohydr. Polym. Technol. Applications. – 2020. – Vol. 1. – P. 100014. https://doi.org/10.3390/su13063253

6. Raju, M. P. Design and synthesis of superabsorbent polymers / M. P. Raju, K. M. Raju // J. Appl. Polym. Sci. – 2001. – Vol. 80, № 14. – P. 2635–2639. https://doi.org/10.1002/app.1376

7. Advances in chitosan-based superabsorbent hydrogels / B. Cheng [et al.] // RSC Adv. – 2017. – Vol. 7, № 67. – P. 42036‒42046. https://doi.org/10.1039/c7ra07104c.

8. Khairkar, S. R. Adsorption Studies for the Removal Heavy Metal by Chitosan-G-Poly (Acrylicacid-Co-Acrylamide) Composite / S. R. Khairkar, A. R. Raut // Sci. J. Anal. Chem. – 2014. – Vol. 2, № 6. – P. 67‒70. https://doi.org/10.11648/j.sjac.20140206.12.

9. Инструментальные методы определения степени деацетилирования хитина / Ю. А. Кучина [и др.] // Вестн. МГТУ. Тр. Мурман. гос. техн. ун-та. – 2012. – Т. 15, № 1. – С. 107‒113.

10. Siyam, T. Development of acrylamide polymers for the treatment of waste water / T. Siyam // Designed Monomers and Polymers. ‒ 2001. ‒ Vol. 4, № 2. ‒ P. 107‒168. http://doi.org/10.1163/156855500300203377

11. Murugan, R. FTIR and polarized raman spectra of acrylamide and polyacrylamide / R. Murugan, S. Mohan, A. Bigotto // J. Kor. Phys. Soc. – 1998. – Vol. 32, № 4. – P. 505–512.

12. Application of FTIR in the determination of acrylate content in poly(sodium acrylate-co-acrylamide) superabsorbent hydrogels / A. S. G. Magalhaes [et al.] // Quim. Nova. – 2012. – Vol. 35, № 7. – P. 1464–1467. https://doi.org/10.1590/S0100-40422012000700030

13. Влияние концентрjарусi. Сер. хiм. навук. – 1999. – № 4. – С. 95–97.

14. Купцов, А. Х. Фурье-спектры комбинационного рассеяния и инфракрасного поглощения полимеров: справочник / А. Х. Купцов, Г. Н. Жижин. – М.: ФИЗМАТЛИТ. 2001. – 656 с.

15. Self-curing membranes of chitosan/PAA IPNs obtained by radical polymerization: preparation, characterization and interpolymer complexation / C. Peniche [et al.] // Biomaterials. – 1999. – Vol. 20, № 20. – P. 1869–1878. https://doi.org/10.1016/s0142-9612(99)00048-4

16. In vitro enzymatic digestibility of glutaraldehyde-crosslinked chitosan nanoparticles in lysozyme solution and their applicability in pulmonary drug delivery / N. Islam [et al.] // Molecules. – 2019. – Vol. 24, № 7. – Р. 1271–1288. https://doi.org/10.3390/molecules24071271

17. Nanda, R. Preparation and characterization of chitosan–polylactide composites blended with Cloisite 30B for control release of the anticancer drug paclitaxel / R. Nanda, A. Sasmal, P. L. Nayak // Carbohydr. Polym. – 2011. – Vol. 83, № 2. – P. 988–994. https://doi.org/10.1016/J.CARBPOL.2010.09.009

18. A novel pH-sensitive hydrogel composed of N, O-carboxymethyl chitosan and alginate cross-linked by genipin for protein drug delivery / S.-Ch. Chen [et al.] // J. Controlled Release. – 2004. – Vol. 96, № 2. – P. 285–300. https://doi.org/10.1016/j.jconrel.2004.02.002

19. Synthesis of Poly(Acrylamide-Graft-Chitosan) Hydrogel: Optimization of The Grafting Parameters and Swelling Studies / G. I. Ahmed [et al.] // Am. J. Polym. Sci. Technol. – 2019. – Vol. 5, № 2. – P. 55–62. https://doi.org/10.11648/j.ajpst.20190502.13

20. Preparation of poly(chitosan-acrylamide) flocculant using gamma radiation for adsorption of Cu(II) and Ni(II) ions / A. S. Saleh [et al.] // Radiat. Phys. Chem. – 2017. – Vol. 134. – P. 33–39. https://doi.org/10.1016/j.radphyschem.2017.01.019

21. Study on chemical, UV and gamma radiation-induced grafting of 2-hydroxyethyl methacrylate onto chitosan / M. H. Casimiro [et al.] // Radiat. Phys. Chem. – 2005. – Vol. 72, № 6. – P. 731–735. https://doi.org/10.1016/j.radphyschem.2004.04.029

22. Thermal Analysis of Chitosan Based Networks / C. G. T. Neto [et al.] // Carbohydr. Polym. – 2005. – Vol. 62, № 2. – P. 97–103. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2005.02.022

23. Structure and properties of chitosan flms: Effect of the type of solvent acid / C. Qiao [et al.] // LWT. Food Sci. Technol. – 2021. – Vol. 135. – 109984 (6 p.). https://doi.org/10.1016/j.lwt.2020.109984

24. Leung, W. M. Thermal degradation of polyacrylamide and poly(acrylamide-co-acrylate) / W. M. Leung, D. E. Axelson, J. D. Van Dyke // J. Polym. Sci.: Part A: Polym. Chem. – 1987. – Vol. 25, № 7. – P. 1825–1846. https://doi.org/10.1002/pola.1987.080250711

25. Структура и транспортные свойства хитозановых пленок, модифицированных термообработкой / Е. П. Агеев [и др.] // Высокомолекуляр. соединения. Сер. А. – 2004. – Т. 46, № 12. – С. 2035–2041.

26. Kobaisi, M. A. Origin and Influence of Water-Induced Chain Relaxation Phenomena in Chitosan Biopolymers / M. A. Kobaisi, P. Murugaraj, D. E. Mainwaring // Journal of Polymer Science Part B: Polym. Phys. – 2012. – Vol. 50, № 6. – P. 403–414. https://doi.org/10.1002/polb.23023

27. Radiation grafting of acrylamide and maleic acid on chitosan and effective application for removal of Co(II) from aqueous solutions / A. S. Saleh [et al.] // Radiat. Phys. Chem. – 2018. – Vol. 144. – P. 116–124. https://doi.org/10.1016/j.radphy-schem.2017.11.018

28. Contribution to the study of the complexation of copper by chitosan and oligomers / M. Rhazi [et al.] // Polym. J. – 2002. – Vol. 43, № 4. – P. 1267–1276. https://doi.org/10.1016/S0032-3861(01)00685-1

29. Pomogailo, A. D. Macromolecular metal carboxylates and their nanocomposites / A. D. Pomogailo, G. I. Dzhardimalieva, V. N. Kestelman. – Berlin; Heidelberg: Springer-Verlag, 2010. – 305 р. – (Springer series in materials science). https://doi.org/10.1007/978-3-642-10574-6

30. Определение качественного состава макромолекулярных комплексов ионов Cu(II), Zn(II), Co(II), Mn(II) с сополимером акриламида и акрилата натрия / Е. К. Фомина [и др.] // Журн. Белорус. гос. ун-та. Химия. – 2017. – № 2. – С. 94–109.

Источник

Информация

Автор

Фомина Е. К. Научно-исследовательский институт физико-химических проблем Белорусского государственного университета
Гринюк Е. В. Научно-исследовательский институт физико-химических проблем Белорусского государственного университета; Белорусский государственный университет
Климовцова И. А. Научно-исследовательский институт физико-химических проблем Белорусского государственного университета
Кудрявский Д. Л. Научно-исследовательский институт физико-химических проблем Белорусского государственного университета; Белорусский государственный университет
Федоренко А. А. Научно-исследовательский институт физико-химических проблем Белорусского государственного университета; Белорусский государственный университет
Иванчиков Я. Д. ООО «Адукар»
Шиман Д. И. Научно-исследовательский институт физико-химических проблем Белорусского государственного университета; Белорусский государственный университет
Сальникова И. А. Объединенный институт энергетических и ядерных исследований – Сосны Национальной академии наук Беларуси
Якименко О. В. Белорусский государственный университет

Страницы

242-256

Год издания

2023

Ключевые слова

Коллекции

Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия химических наук