Свойства полимерных композитов на основе поливинилового спирта

Abstract

Актуальность работы обусловлена интересом использования полимерных композитов с наночастицами серебра и золота, обладающих рядом новых функциональных свойств для биомедицинских исследований как материал для тканевой и клеточной инженерии, материалы медицинского назначения с контролируемым выделением лекарственных веществ, в электронике и других областях техники. Показана возможность получения полимерных композитов на основе поливинилового спирта с Na-карбоксиметилцеллюлозой, добавкой тетрабората натрия и наполнителей в виде золей наночастиц серебра и золота. Цель работы: получение полимерных композитов на основе водных растворов поливинилового спирта и Na-карбоксиметилцеллюлозы с добавкой тетрабората натрия и наполнителей в виде золей наночастиц серебра и золота и изучение их реологических и поверхностных свойств: динамической вязкости, модуля упругости и прочности адгезии. Методы исследования: вискозиметрические исследования полимерных композитов проведены на реовискозиметре "Реотест2", модуль упругости определяли методом пенетрации шарообразного индентора, прочность адгезии изучали методом перпендикулярного отрыва металлического кольца от поверхности полимерного тела. Проведено определение количества водородных связей в полученных полимерных композитах ИК-спекральным методом на спектрометре Nicolet 5700. Результаты: впервые было показано, что за счет взаимного влияния компонентов смеси поливинилового спирта, Na-карбоксиметилцеллюлозы, тетрабората натрия и золей наночастиц серебра и золота при формировании полимерного комплекса происходит увеличение динамической вязкости, модуля упругости и уменьшение прочности адгезии по сравнению с исходными полимерами. Проведена сравнительная оценка свойств исследуемых полимерных композитов. Взаимодействие компонентов данной полимерной композиции приводит к изменению химического состава и структуры полимеров, в отличие от исходных полимеров, их смеси нерастворимы в воде. Применение данной композиции с наночастицами серебра возможно в виде полимерных поршней для антимикробной очистки внутренней поверхности труб различного назначения. Композиция с наночастицами серебра или золота может найти применение в медицине в виде пленок в качестве перевязочных и лечебных материалов.

The urgency of the discussed issue is caused by the increase interest of obtaining and using the polymer compositions with nanoparticles of silver and gold, possessing a number of specific properties for biomedicine researches like a material for tissues and cell engine ering, medicine substance with controlled secrete of drugs, in electronic and other fields of engineering. The paper demonstrates the possibility to get polymer composites based on polyvinyl alcohol with Na-carboxymethyl cellulose and natrium tetraborate and fillers in the form of sols of silver and gold nanoparticles. The main aim of the study is to obtain polymer compositions based on water solutions of polyvinyl alcohol and Na-carboxymethyl cellulose adding natrium tetraborate and fillers in the form of sols silver and gold nanoparticles; to study their rheological and surface properties: dynamic viscosity, module elasticity and adhesion strength. The methods used in the study: viscosimetric study of polymer composites was carried out on rheoviscosimeter Rheotest-2; elasticity module was defined by the method of spherical indenter penetration; adhesion strength was studied by the method of metal ring perpendicular separation from polymer body surface. The author has determined the quantity of hydrogen bonds in polymer composites by Infra-Red spectral method on spectrometer Nicolet 5700. The results: It was shown for the first time that while forming polymer complex the dynamic viscosity and elasticity module increase and adhesion strength decreases in comparison with the initial polymers due to interdependent influence of the components in the mixture of polyvinyl alcohol, Na-carboxymethyl cellulose, natrium tetraborate and sols of silver and gold nanoparticles. The author carried out the comparative estimation of the properties of the polymer composites. The interaction of the polymer composition results in change of chemical composition and structure of polymers in comparison with the initial ones; their mixtures are water-insoluble. It is possible to use this composition with silver nanoparticles in the form of polymer pigs for antibacterial cleaning of inside surface of pipelines for different purposes. The polymer compositions with silver and gold nanoparticles can find application in medicine in the form of films for dressing and medical materials.