Актуальность и востребованность темы диссертации. Одной из актуальных проблем современной физической химии и химии высокомолекулярных соединений являются исследования но разработке фундаментальных основ синтеза функциональных полимеров с ионообменными и комплексообразующими свойствами.
Анионообменные и комплексообразующие соединения на основе волокнистых материалов обладают большой удельной поверхностью, которая, обеспечивает возможность проведения высокоскоростных сорбционных и десорбционных процессов. Особенно они эффективны при удалении токсичных веществ даже при очень малых содержаниях последних из воздушной и водной среды. Особенный интерес вызывает полиакрилонитрильное волокно «нитрон», которое производится на ОАО «НАВОИАЗОТ» (Узбекистан).
В Академии наук Республики Узбекистан, Ташкентском институте текстильной и легкой промышленности проводились исследования но созданию волокнистых ионообменных материалов на основе полиакрилонитрильного волокна «нитрон», однако они нс были доведены до логического окончания. К тому же при проведении этих исследований нс уделялось должного внимания изучению физико-химических аспектов получения этих материалов.
При разработке фундаментальных основ получения ионообменных материалов большое внимание уделяется исследованию физико-химических аспектов синтеза и свойств данных высокомолекулярных соединений. Проведения этих исследований обусловлено тем, что они позволяют регулировать процессы синтеза, а следовательно, получать полимеры с необходимым составом и комплексом особых свойств.
Как уже было отмечено выше, до настоящего времени не уделялось большого внимания изучению физико-химических основ получения анионитов и поликомплексонов, ввиду прикладного характера проводимых до настоящего времени в данной области исследований. В связи с этим, исследования физико-химических основ образования, свойств анионитов и поликомплексонов на основе полиакрилонитрильного волокна «нитрон» являются актуальными как с теоретической, так и практической точек зрения.
Востребованность выполнения диссертации характеризуется тем, что современные технологии во всем мире по извлечению цветных и драгоценных металлов не могут быть реализованы без использования ионообменных материалов. В Узбекистане отрасль цветной металлургии нельзя представить без использования сорбентов, с их помощью извлекаются 100% золота, меди, цинка, рения и молибдена. Эти технологии используют в основном гранулированные сорбенты, в то время как волокнистые сорбенты составляют всего 2-3% от используемых ионообменных материалов. С использованием технологии применяющих ионообменные материалы из морских водорослей и природных рассолов месторождений нефти и газа извлекают до 90% йода и брома. Иодсодержащие сорбенты используются для обеззараживания питьевой воды от микроорганизмов и извлечения ртути из сточных вод и газовоздушных выбросов. Их можно использовать при концентрировании технологических растворов и биологически активных веществ, при получении каталитических систем с наночастицамы металлов. Следует также отмстить, что в Узбекистане до настоящего времени нс налажено промышленное производство как 1ранулированных, так и волокнистых сорбентов, хотя такие полимеры находят широкое применение в промышленности.
Целью исследования является выявления физико-химических особенностей образования и свойств анионитов, поликомплексонов на основе полиакрилонитрильною волокна «нитрон».
Научная новизна диссертационного исследования заключается в следующем:
впервые изучена кинетика взаимодействия полиакрилонигрильного волокна «нитрон» с азотсодержащими основаниями в водной и органической средах;
показано, что из-за высокой удельной поверхности модифицируемого волокна, скорость реакции зависит от концентрации нитрильных труни полимера находящихся на твёрдой поверхности;
доказан ранее выявленный механизм каталитического действия малых количеств гидроксиламина на процесс модификации волокна «нитрон» азотсодержащими основаниями;
впервые разработан способ получения анионитов разветвленной структуры путём последовательной обработки полиакрилонитрильного волокна «нитрон» этилендиамином и дихлорэтаном;
установлено, что при взаимодействии ПАН - волокон с гексаметилен- и этилендиаминами образуются анионообменные волокнистые материалы, имеющие в своём составе как слабоосновные, так и сильноосновные функциональные группы;
впервые получены новые поликомплексоны амфолитного характера, взаимодействием малеинового ангидрида с аминогруппами модифицированного диаминами полиакрилонитрильного волокна «нитрон» или гидролизом остаточных нитрильных групп модифицированного диаминами полиакрилонитрильною волокна «нитрон»;
найденные термодинамические значения констант равновесия адсорбции ионов Cr(VI), Cu(II), галогенов, арсеназо (III) полученными анионитами и поликомплексонами и изменение термодинамических функции процесса свидетельствуют о высокой сороционнои спосооности этих ионоооменных материалов ио отношению к сорбируемым ионам;
Заключение
1. В целях локализации производства и получения импортзаменяющей продукции, проведена модификация волокна «нитрон» производимого на ОАО «Навоиазот» азотсодержащими основаниями и получены волокнистые анионообменные материалы. Значения порядков реакции по нитрильной группе и азотсодержащему основанию, энергии активации процесса показывают, что процесс модификации волокна «нитрон» азотсодержащими основаниями подчиняется обычным закономерностям, наблюдаемым при гомогенных реакциях. Данный эффект обусловлен высокой удельной поверхностью модифицируемого волокна, позволяющей облегчать доступ реагентов к нитрил ьным группам полимера. (Физическая химия, высокомолекулярные соединения).
2. Кинетические исследования реакции взаимодействия полиакрилонитрильного волокна «нитрон» диаминами (гексаметилен- и этилендиамин) показали, что изменением физико-химических параметров процесса модификации можно регулировать сорбционные свойства, хемостойкость и прочность полученных анионитов, обусловленную сетчатой структурой полимера. При этом установлено, что такая модификация «нитрон» позволяет получать аниониты сильноосновного характера особенно в органических средах. Возможность получения сильноосновных анионитов с высокой сорбционной способностью имеющих привитые полиэтиленполиамминные цепи выявлена в реакциях модификации волокна «нитрон» этилендиамином в присутствии дихлорэтана. (Высокомолекулярные соединение, физическая химия).
3. ПК - спектроскопическим и аналитическим определением образования промежуточных амидоксимных групп в цепях полимера и свободного гидроксиламина после реакции замещения доказан ранее предложенный механизм каталитического действия гидроксиламина на процесс химической модификации полиакрилонитрильного волокна «нитрон» азотсодержащими основаниями. (Физическая химия).
4. Разработаны условия получения поликомплексонов взаимодействием малеинового ангидрида с модифицированным гексаметилендиамином полиакрилонитрильным волокном «нитрон»; а также гидролиза остаточных нитрильных групп модифицированных гексаметилен- и этилендиаминами полиакрилонитрильных волокон. (Высокомолекулярные соединение, Физическая химия).
5. Основность полученных анионитов зависит от природы их функциональных ipyiin, сильноосновныс аниониты имеют в своём составе циклические амидиновые группировки и образуются при взаимодействии полиакрилонитрильного волокна с диаминами. Удельная поверхность полученных волокнистых сорбентов превышает на два порядка удельную поверхность известных зернистых ионитов, а частота их сетчатой структуры достигает до 100 узлов на одну макромолекулу полимера. (Физическая химия).
6. Кинетика и термодинамика процесса сорбции различных неорганических и органических ионов полученными сорбентами и поликомплексонами показала, что ионы Cr(VI), арссназо (III) могут сорбироваться только сильноосновными анионитами, а процесс сорбции ионов меди (II) поликомплексонами протекает нс только за счет ионного обмена, но и за счет хелатообразования. (Физическая химия).
7. Разработаны условия получения бромидных комплексов полимеров и исследованы кинетика, термодинамика процесса сорбции галогенов синтезированными анионообменными материалами. Показано, что меньшая стабильность иона [Вт.]’, чем иона [J3]” и нс способность молекулярного хлора образовывать подобные ионы приводят к тому, что молекулярный хлор практически нс сорбируется, а молекулярный бром сорбируется в меньшей степени чем, молекулярный йод. (Физическая химия).
8. Разработаны комбинированные йодсодержащие анионообменные материалы на основе полиакрилонитрильною волокна «нитрон» и хитозана. Введение в состав йодсодержащих материалов хитозана, приводит к возрастанию их водопоглощающей способности. Комбинированные бактерицидные перевязочные материалы обладают выраженным противовоспалительным и антибактериальным эффектом, являются эффективными для лечения гнойно-некротических заболеваний мягких тканей. (Высокомолекулярные соединения, Физическая химия).
Объект исследования: рационы питания в семьях и детских садах, биологические активные добавки к пище, животные, дети.
Цель исследования: разработка эффективных методов рационализации рационов питания учебно-воспитательных учреждений с использованием биологических активных добавок к пище.
Методы исследования: гигиенические, медико-биологические, токсикологические, биохимические, химические и статистические.
Полученные результаты и их новизна: По результатам гигиенических и токсикологических исследований биологической активной добавки "Биовит" был выбран наиболее удачный вариант, который позволил восполнить дефицит витаминов С, А, В6, В12; фолиевой кислоты, кальция, магния; незаменимых аминокислот в ежедневном рационе питания детей, посещающих детские сады. Оценивалось повышение биологической ценности пищевого рациона, увеличение азотистого баланса, секреции азота, усвояемости белка и улучшение биохимического показателя азотистых компонентов мочи, а также достаточность витамина С у детей. Создан методологический подход на основе использования биологических активных добавок и оценки их действия в детских садах.
Практическая ценность: Результаты исследования, апробированные Санитарными правилами и нормами Республики Узбекистан, 2 методические рекомендации, методика оценки состояния питания разработаны и утверждены для практического здравоохранения в соответствии с научными разработками;
Степень внедрения и экономическая эффективность: внедрение на республиканском уровне имеет общественно-культурную, общепрофилактическую, социально-гигиеническую и эколого-гигиеническую роль в обеспечении безопасности здоровья населения.
Сфера использования: в профилактической медицине и гигиенической практике, при обучении в медицинских вузах.
Объекты исследования: дети, рационы питания в семьях и в ДДУ, биологически активные добавки к пище, экспериментальные животные.
Целью работы явилась разработка эффективных способов рационализации рационов питания детей в детских дошкольных учреждениях с применением биологически активных добавок к пище.
Методы исследования: гигиенические, медико-биологические, токсикологические, биохимические, химические, статистические методы исследований, анкетирование.
Полученные результаты и их новизна: выявлены зависимость пищевой и биологической ценности среднесуточных рационов питания детей от состояния семейного питания и питания в детских дошкольных учреждениях и недостижимость необходимого уровня микронутриентов путем увеличения потребления натуральных продуктов питания.
По результатам гигиенических и токсикологических исследований БАД, выбран наиболее оптимальный отечественный БАД «Биовит», позволивший компенсировать дефицит витаминов С, А, Вб, В,2; фолиевой кислоты, кальция, магния; незаменимых аминокислот в суточных рационах детей, посещающих ДДУ. Достигнуто повышение биологической ценности рационов питания, увеличение баланса азота, ретенции азота, усвояемости белка и улучшения биохимических показателей азотистых компонентов мочи и С-витаминной обеспеченности организма детей. Разработан методологический подход к обоснованию применения БАД и оценки их эффективности в детских дошкольных учреждениях.
Практическая значимость: по результатам исследований разработаны и утверждены СанПиН, 2 методические рекомендации, первичные токсикологические паспорта и методика оценки состояния питания.
Степень внедрения и экономическая эффективность: методические документы утверждены М3 РУз и внедрены в органы здравоохранения и высшего образования; имеют народнохозяйственную, профилактическую, социальную и эколого-гигиеническую значимость, связанную с охраной здоровья населения.
Область применения: в профилактической медицине и гигиенической практике, в учебном процессе медицинских вузов.
Достаточно давно известно, что на степень загрязнения объектов окружающей среды, а значит на уровни заболеваемости населения и состояние его здоровья, оказывают влияние самые различные факторы, которые можно подразделить на 2 основные группы: природные и антропогенные.
В статье приведены результаты исследования процессов получения оксида магния путем разложения серпентинитов Арватенского месторождения серной кислотой и с добавкой азотной кислоты в раствор серной кислоты последуюшим разделением кремнезема из суспензии, нейтрализацией фильтрата аммиаком до значения рН 8,5 для осаждения и раздаеления ионов примесных металлов, осаждение и разделения ионов магния из раствора с использованием аммиака и углекислого аммония, термическое разложение корбаната магния с получением оксида магния. Установлено, что использования смесь кислот т.е. с добавкой небольшой количества азотной кислоты в раствор серной кислоты увеличиваеть выход оксид магния от 83,34% до 92,68 % чем при использования только серной кислоты при одинрковых нормах. При оптимальных условиях после термического разложения карбоната магния получен продукт содержащый 97,13% оксид магния со степенью извлечения 92,68 % от исходного сырья.
В статье изучены влияния оксида марганца на минералогический состав клинкера и его активность. Выявлено, что при вводе 1% оксида марганца незначительно снижается количество алита, но увеличивается количество вытянутых кристаллов алита, что сказывается положительно на прочностных характеристиках цемента в 28-суточном возрасте.
На сегодняшний день одной из самых важных проблем в стоматологии любого возраста является “одонтофобия” Специфика детского приема заключается в психоэмоциональной нестабильности пациента, что часто приводит к: вынужденному положению, обморокам, гиперактивности, шоку и психическим травмам. Поэтому по сей день стоматологи ищут универсальное седативное средство которое не только облегчит прием пациентов, но и будет абсолютно безвредным для несовершеннолетнего организма. В 21 веке таким является - Закись азота.