Тип работы:
 Предмет:
 Язык работы:


УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ СИНТЕЗА И ОЧИСТКИ ЛАКТИДА

Работа №102163

Тип работы

Авторефераты (РГБ)

Предмет

химия

Объем работы24
Год сдачи2016
Стоимость250 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено
58
Не подходит работа?

Узнай цену на написание


ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ПУБЛИКАЦИИ

Актуальность и степень разработанности темы
Лактид является основным сырьем для производства полилактида. Основное количество полилактида расходуется на производство экологической упаковки, одноразовой посуды, пакетов, тары различного назначения, которые способны компостироваться в природных условиях. Также важным применением этого полимера является изготовление медицинских изделий (МИ), для многих из которых зачастую необходим высокомолекулярный Ь-полилактид и его сополимеры, на основе которых получают новые композиционные материалы для МИ с заданными свойствами.
В настоящее время синтез лактида осуществляют различными способами. Наиболее распространенным является синтез лактида из МК через олигомер. При этом, синтез лактида сопровождается следующими проблемами: увеличение вязкости реакционной среды, что приводит к плохому тепло- и массообмену, ухудшению отгонки воды, к длительности процесса концентрирования и образованию различных побочных продуктов. Известно также, что примеси в лактиде уменьшают молекулярную массу полимера и приводят к ухудшению физико-механических свойств. Существуют некоторые трудности при очистке лактида-сырца: достаточно проблематично удаление мезо-лактида, а также низкий выход лактида из-за потерь на стадии очистки.
Поэтому представляет значительный интерес исследование технологии синтеза и очистки лактида с целью усовершенствования некоторых стадий, а также процессов утилизации образующихся при этом отходов.
Настоящая работа выполнялась в рамках следующих Государственных контрактов:
1. ГК № 14.512.11.0012 «Создание гибридных биорезорбируемых синтетических биологически активных полимерных матриксов с регулируемыми физико-химическими свойствами для регенеративной терапии»; 2. ГК № 16.522.11.2006 «Разработка технологии получения синтетического рассасывающегося биологически инертного хирургического монофиламентного шовного материала из полимеров гликолевой и молочной кислот»; 3. ГК 14.578.21.0031, 2014 г. «Разработка композитных имплантатов для реконструктивно-восстановительной хирургии черепно-лицевой области у больных травматологического и онкологического профиля».
Поэтому, разработки, направленные на исследование технологий синтеза и очистки лактида для получения высокомолекулярных полимеров и сополимеров медицинского назначения, являются актуальной задачей.
Цели и задачи работы. Целью данной работы является исследование технологии синтеза и очистки лактида из водного раствора МК.
Для достижения поставленной цели сформулированы следующие задачи:
1. Изучение процесса концентрирования и поликонденсации молочной кислоты (МК) до олигомера, в том числе с применением азеотропной отгонки воды (АОВ);
2. Исследование синтеза лактида из олигомеров МК, полученных после стадии концентрирования и поликонденсации с АОВ.
3. Исследование варианта комплексной очистки лактида-сырца.
4. Разработка технологии регенерации и утилизация отходов производства лактида.
Научная новизна. Установлено, что для концентрирования раствора МК с АОВ для получения олигомера МК наиболее эффективными растворителями являются парафиновые углеводороды, позволяющие сократить время процесса по сравнению с дистилляцией раствора молочной кислоты.
Выявлено, что при деполимеризации олигомера МК, полученного из 1.-МК после АОВ с ароматическими углеводородами и их хлорпроизводными, а также их смесями, образуется преимущественно лактид-рацемат.
Получены данные по растворимости олигомера МК и лактида в различных органических растворителях.
Предложены технология комплексной очистки лактида-сырца, а также технология выделения лактида из отходов синтеза лактида.
Теоретическая и практическая значимость. Разработанный способ концентрирования водных растворов МК с целью получения олигомера МК, позволяет улучшить тепло- и массообмен в реакционной массе и существенно сократить время процесса. Данный способ концентрирования водных растворов оксикарбоновых кислот может быть также применен для синтеза гликолида. Выявлено, что использование ряда растворителей при АОВ приводит к реакции превращения Ь-лактида в рацемическую смесь лактида, что представляет теоретический и практический интерес для дальнейших исследований.
Для полного удаления нежелательных примесей в лактиде-сырце предложен комплексный способ его очистки. Разработана технология утилизации отходов синтеза лактида, позволяющая увеличить его выход.
Получены основные показатели процессов концентрирования раствора МК и поликонденсации МК, синтеза и очистки лактида, на основании которых могут быть проведены инженерные и технологические расчеты при создании опытно-промышленной установки.
Результаты по растворимости лактида-сырца, олигомера и лактида в органических растворителях могут служить в качестве справочных данных.
Методология и методы исследования. При выполнении диссертационной работы использовались классические методы синтеза, выделения и очистки органических веществ, современные инструментальные методы исследования с соответствующим программным обеспечением для характеристики полученных соединений и подтверждения их строения.
Положения, выносимые на защиту:
1. Технология процесса концентрирования водного раствора МК с АОВ с целью снижения времени процесса.
2. Результаты образования лактида-рацемата при деполимеризации олигомера МК, полученного после АОВ с ароматическими углеводородами и их хлорпроизводными, а также их смесями.
3. Технология комплексного способа очистки лактида-сырца для дальнейшего синтеза высокомолекулярного полимера, включающая стадии: дистилляции; гидролиза мезо-лактида в воде, перекристаллизации из смеси растворителей, а также выделения лактида из маточных растворов, регенерации растворителей.
Личный вклад автора заключался в непосредственном участии на всех этапах работы: литературного поиска, планировании и проведении экспериментальных и теоретических исследований, анализе и обсуждении результатов, подготовке научных публикаций.
Достоверность полученных данных подтверждается использованием стандартных методик исследования, современных методов анализа и статистической обработки полученных результатов.
Апробация результатов исследования. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на XI Международной конференции по химии и физико-химии олигомеров (Ярославль, 2013), III Всероссийской конференции с международным участием «Актуальные вопросы химической технологии и защиты окружающей среды» (Чебоксары, 2013), научно-практической конференции с международным участием: СПбГПУ: (Санкт-Петербург, 2014), XV Международной научно-практической конференции студентов и молодых ученых имени Л. П. Кулёва (Томск, 2014), XVI Международной научно-практической конференции студентов и молодых ученых «Химия и химическая технология в XXI веке» (Томск, 2015), а также на всероссийской конференции «Химия и химическая технология: достижения и перспективы» (Кемерово, 2012), XIV Всероссийской научно-практической конференции студентов и молодых ученых с международным участием, (Томск, 2013), Всероссийской научно-практической конференции «Экология и безопасность в техносфере: современные проблемы и пути решения» (Томск, 2013), на 6 Международном симпозиуме: Химия и химическое образование (Владивосток, 2014), на V Международной конференции-школы по химии и физикохимии олигомеров (Волгоград, 2015).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 28 научных работ, из них 6 статей в рецензируемых научных журналах, определенных ВАК для размещения материалов диссертаций, 22 тезиса докладов конференций.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 3 глав, заключения, списка литературы (261 наименование) и 2 приложения. Работа изложена на 129 страницах машинописного текста, включает 16 рисунков, 11 схем, 41 таблицу.


Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь студентам в написании работ!
ДИПЛОМНЫЕ МАГИСТЕРСКИЕ ДИССЕРТАЦИИ
Курсовые Статьи Диплом Рязань

1. Установлено, что АОВ позволяет сократить время концентрирования раствора МК для получения олигомера в 4...15 раз по сравнению с дистилляцией раствора МК, причем наиболее эффективными растворителями являются парафиновые углеводороды или их смеси с тетрахлорметаном.
2. Выявлено, что при деполимеризации олигомера МК после концентрирования с АОВ толуолом, хлорбензолом, бромбензолом, дихлорбензолом, тетрахлорметаном и их смесями характерно образование лактида-рацемата с невысокими выходами, а максимальные выходы Ь- лактида-сырца наблюдаются при деполимеризации олигомера после АОВ парафиновыми углеводородами.
3. Определено, что выход лактида-сырца зависит от качества используемого сырья, т. к. товарные растворы МК различных производителей содержат примеси, отличающиеся по составу и содержанию.
4. Получены новые данные по растворимости олигомера МК и лактида при различной температуре в ряде органических растворителях.
5. Предложена технология очистки лактида-сырца, основанная на комбинации способов: дистилляции лактида-сырца, удаление мезо-лактида путем обработки фракции водой и дальнейшей перекристаллизацией из смеси растворителей этилацетата и этанола. Отработана технология выделения лактида с высоким выходом из маточного раствора, регенерации растворителей из маточных растворов с различным сроком хранения и растворителей после стадии концентрирования раствора МК с АОВ.



1. Глотова В.Н. Концентрирование растворов молочной кислоты для получения лактида / В.Н. Глотова, В.Т. Новиков, А.В. Яркова, Т.Н. Иженбина, О.С. Гордеева // Фундаментальные исследования. - 2013. - № 8. Ч. - 3. - С. 580 - 584 (0,5 п.л. / 0,3 п.л.).
2. Глотова В.Н. Очистка лактида методом перекристаллизации / В.Н. Глотова, М.К. Заманова, Т.Н. Иженбина, В.Т. Новиков // Известия высших учебных заведений. Химия и химическая технология. - 2014. - Т.57. - № 11. - С. 63 - 65. (2,25 п.л. / 1,35 п.л.).
3. Глотова В.Н. Растворимость лактида и гликолида в органических растворителях / В.Н. Глотова, В.Т. Новиков, Т.Н. Иженбина, Н.Г. Титова // Ползуновский вестник. - 2014. - №3. - С. 145 - 147. (1,86 п.л. / 1,12 п.л.).
4. Glotova V.N. Simultaneous HPLC-UV determination of lactic acid, glycolic acid, glycolide, lactide and ethyl acetate in the monomers for producing biodegradable polymers / M.K. Zamanova, V.N. Glotova, T.N. Izhenbina, D.S. Krutas, V.T. Novikov // Procedia Chemistry. - 2014. - Т. 10. - С. 244 - 251 (0,81 п.л. / 0,16 п.л.).
5. Glotova V.N. Vacuum Effect on the Lactide Yield / Anna V. Yarkova, Viktor T. Novikov, Valentina N. Glotova, Alexandr A. Shkarin, Yana S. Borovikova // Procedia Chemistry. - 2015. Т. 15. - С. 301 - 307. (0,7 п.л. / 0,3 п.л.).
6. Glotova V.N. Influence of conditions storage of lactide on its stability / V.N. Glotova, M.K. Zamanova, A.V.Yarkova, D.S. Krutas, T.N. Izhenbina, V.T. Novikov// Procedia Chemistry. - 2014. - Т. 10. - С. 252 - 257. (0,6 п.л. / 0,4 п.л.).
Тезисы докладов и другие публикации:
7. Глотова В.Н. Получение олигомеров молочной кислоты / В.Н. Глотова, А.Н. Мирошниченко, А.Л. Храмцова, В.Т. Новиков // Тез. докл. XI Международной конференции по химии и физико-химии олигомеров. - Черноголовка: ИПХФ РАН. - 2013. - Т.2. - С. 233. (0,1 п.л. / 0,1 п.л.).
8. Глотова В.Н. Синтез лактида с использованием азеотропообразователей / А.Л. Храмцова, В.Н. Глотова, В.Т. Новиков // Актуальные вопросы химической технологии и защиты окружающей среды: тез. докл. III Всероссийской конференции с международным участием. - Чебоксары: Изд-во «Новое время». - 2013. - С. 259 - 260. (1,86 п.л. / 1,3 п.л.).
9. Глотова В.Н. Синтез гликолида / И.А Прохода, В.Н. Глотова, В.Т. Новиков // Актуальные вопросы химической технологии и защиты окружающей среды: тез. докл. III Всероссийской конференции с международным участием. - Чебоксары: Изд-во «Новое время». - 2013. - С. 228 - 229. (1,86 п.л. / 1,3 п.л.).
10. Глотова В.Н. Синтез и очистка лактида и гликолида / Т.Н. Иженбина, В. Н. Глотова, А. Л. Храмцова, И. А. Прохода, А.Е. Лукьянов// Тез. докл. научно-практической конференции с международным участием, Институт физики, нанотехнологий и телекоммуникаций СПбГПУ. - СПб.: Изд-во Политехн. ун-та. - 2014. - Ч. 2. - С.187 - 189. (0,23 п.л. / 0,14 п.л.).
11. Глотова В.Н. Перекристаллизация лактида / Т.Н. Иженбина, В.Н. Глотова, М.К. Заманова // Химия и химическая технология в XXI веке: тез. докл. XV Международной научно-практической конференции студентов и молодых ученых имени Л. П. Кулёва. - Томск: Изд-во Томского политехнического университета. - 2014. - Т. 2. - С. 276 - 277. (1,86 п.л. / 0,93 п.л.).
12. Глотова В.Н. Растворимость лактида и гликолида / Титова Н.Г., Семёнов О.В., Иженбина Т.Н., Глотова В.Н., Новиков В.Т. //Тез. докл. XV Международной научно-практической конференции студентов и молодых ученых имени Л. П. Кулёва. Химия и химическая технология в XXI веке. Томск: Изд-во Томского политехнического университета. - 2014. - Т. 2. - С. 157 - 159. (1,86 п.л. / 0,93 п.л.).
13. Глотова В.Н. Сравнение методов получения олигомеров молочной кислоты / А.Л. Храмцова, В.Н. Глотова, А.А. Шкарин // Химия и химическая технология в XXI веке: тез. докл. XV Международной научно-практической конференции студентов и молодых ученых имени Л. П. Кулёва. - Томск: Изд-во Томского политехнического университета. - 2014. - Т. 2. - С. 306 - 307. (1,86 п.л. / 0,93 п.л.).
14. Глотова В.Н. Синтез гликолида / И.А. Прохода, В.Н. Глотова, Д.А. Смаглюк // Химия и химическая технология в XXI веке: тез. докл. XV Международной научно-практической конференции студентов и молодых ученых имени Л. П. Кулёва. - Томск: Изд-во Томского политехнического университета. - 2014. - Т. 2. - С. 292 - 294. (1,86 п.л. / 0,93 п.л.).
15. Glotova V.N. Lactide polymerization / D.S. Krutas, V.N. Glotova // Химия и химическая технология в XXI веке: тез. докл. XV Международной научно-практической конференции студентов и молодых ученых имени Л. П. Кулёва. - Томск: Изд-во Томского политехнического университета. - 2014. - Т. 2. - С. 225 - 227. (1,86 п.л. / 0,93 п.л.).
16. Глотова В.Н. Синтез лактида / В.Н. Глотова, А.В. Яркова, Т.Н. Иженбина, О.С. Гордеева, Е.П. Фитерер, В.Т. Новиков // Химия и химическая технология: достижения и перспективы. Химия и химическая технология: достижения и перспективы: тез. докл. Всероссийской конференции. - Кемерово: Кузбассвузиздат. - 2012. - С.170 - 172. (1,86 п.л. / 0,93 п.л.).
17. Glotova V.N. Obtaining of monomers from hydroxylcarboxylic acids for biodegradable polymers / A.V. Yarkova, V.N. Glotova, T.N. Izhenbina // Химия и химическая технология в XXI веке: тез. докл. XIV Всероссийской научно-практической конференции студентов и молодых ученых с международным участием. - Томск: ТПУ. - 2013. - Т. 2. - С. 304 - 305. (1,86 п.л. / 0,74 п.л.).
18. Glotova V.N. Definition and identification impurities of in lactic acid solution / V.N. Glotova, A.V. Yarkova, O.S. Gordeeva // Химия и химическая технология в XXI веке: тез. докл. XIV Всероссийской научно-практической конференции студентов и молодых ученых с международным участием. - Томск: ТПУ. - 2013. - Т. 2. - С. 254 - 255. (1,86 п.л. / 1,3 п.л.).
19. Глотова В.Н. Регенерация этилацетата и бутилацетата из маточника лактида / А.Л. Храмцова, И.А. Прохода, В.Н. Глотова // Химия и химическая технология в XXI веке: тез. докл. XIV Всероссийской научно-практической конференции студентов и молодых ученых с международным участием. - Томск: ТПУ. - 2013. - Т. 1. - С. 189 - 191. (1,86 п.л. / 1,12 п.л.).
20. Глотова В.Н. Влияние условий реакции на выход лактида / А.Н. Мирошниченко, В.Н. Глотова // Химия и химическая технология в XXI веке: тез. докл. XIV Всероссийской научно-практической конференции студентов и молодых ученых с международным участием. - Томск: ТПУ. - 2013. - Т. 2. - С. 141 - 142. (1,86 п.л. / 1,3 п.л.).
21. Глотова В.Н. Синтез латида и гликолида для получения биоразлагаемых полимеров / А.Л. Храмцова, И.А. Прохода, В.Н. Глотова // Экология и безопасность в техносфере: проблемы и пути решения: сборник трудов всероссийской научно-практической конференции. - Томск: ТПУ, 2013. - С. 76 - 77. (1,86 п.л. / 0,93 п.л.).
22. Глотова В.Н. Очистка лактида перекристаллизацией / А.Е. Лукьянов, В.Н. Глотова, Т.Н. Иженбина, В.Т. Новиков // Химия и химическое образование: Материалы 6-го Международного симпозиума. - Владивосток: Изд-во ДФВУ. - 2014. - С. 230 - 231. (1,86 п.л. / 0,93 п.л.).
23. Глотова В.Н. Растворимость олигомера молочной кислоты / Н.Г. Титова, В.Н. Глотова, Т.Н. Иженбина // Химия и химическая технология в XXI веке: тез. докл. XVI Международной научно-практической конференции студентов и молодых ученых, посвященной 115-летию со дня рождения профессора Л.П. Кулёв. - Томск: ТПУ. - 2015. - Т. 2 - С. 309-311. (1,86 п.л. / 0,93 п.л.).
24. Глотова В.Н. Растворимость олигомера и циклического эфира молочной кислоты / В.А. Колегов, В.Н. Глотова, Т.Н. Иженбина // Химия и химическая технология в XXI веке: тез. докл. XVI Международной научно¬практической конференции студентов и молодых ученых, посвященной 115- летию со дня рождения профессора Л.П. Кулёва. - Томск: ТПУ. - 2015. - Т. 2 - С. 345 - 346. (0,86 п.л. / 0,93 п.л.).
25. Глотова В.Н. Очистка лактида-сырца методом перекристаллизации / Т.Н. Иженбина, В.Н. Глотова, В.И. Бакулева, М.К. Заманова // Химия и химическая технология в XXI веке: тез. докл. XVI Международной научно¬практической конференции студентов и молодых ученых, посвященной 115- летию со дня рождения профессора Л.П. Кулёва. - Томск: ТПУ. - 2015. - Т. 2 - С. 278 - 280. (1,86 п.л. / 0,74 п.л.).
26. Глотова В.Н. Перекристаллизация лактида из смешанных растворителей / А.Е. Лукьянов, В.Н. Глотова, А.С. Григоровская, М.К. Заманова // Тез. докл. XVI Международной научно-практической конференции студентов и молодых ученых, посвященной 115-летию со дня рождения профессора Л.П. Кулёва. Химия и химическая технология в XXI веке. - Томск: ТПУ. - 2015. - Т. 2 - С. 291 - 293. (1,86 п.л. / 0,93 п.л.).
27. Глотова В.Н. Регенерация растворителей из маточного раствора / Н.Г. Титова, В.Н. Глотова, Т.Н. Иженбина, А.С. Григоровская // Химия и химическая технология в XXI веке: тез. докл. XVI Международной научно¬практической конференции студентов и молодых ученых, посвященной 115- летию со дня рождения профессора Л.П. Кулёва. - Томск: ТПУ. - 2015. - Т. 2 - С. 311 - 313. (1,86 п.л. / 0,93 п.л.).
28. Глотова В.Н. Синтез полилактида методом азеотропной дистилляции / А.Е. Лукьянов, В.Н. Глотова, В.Т. Новиков // Олигомеры - 2015: тез. докл. V Международной конференции-школы по химии и физикохимии олигомеров. - Волгоград: Изд-во ВолгГТУ. - 2015. - С. 52. (0,93 п.л. / 0,5 п.л.).

Работу высылаем на протяжении 30 минут после оплаты.



Подобные работы

Заказать работу

Заявка на оценку стоимости

Это краткая форма заказа. После ее заполнения вы перейдете на полную форму заказа работы

Каталог работ (149774)

Новости

06.01.2018 Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров

Помощь в выполнении учебных и научных работ на заказ ОФОРМИТЬ ЗАКАЗ

дальше

»» Все новости

Заказать работу

Заявка на оценку стоимости

Это краткая форма заказа. После ее заполнения вы перейдете на полную форму заказа работы

Заказать диплом

Приглашаем авторов студенчесчких работ


©2024 Cервис помощи студентам в выполнении работ
.