Синтез сополимеров молочной кислоты и капролактама в условиях микроволнового облучения
|
Введение 17
Глава 1 Литературный обзор 1 9
1.1 Общие сведения о сополимерах молочной кислоты и 19
капролактама
1.1.1 Физико-химические свойства полимолочной кислоты 20
1.1.2 Полимеризация капролактама 20
1.1.3 Синтез полимолочной кислоты 24
1.1.4 Синтез сополимеров олигомеров молочной кислоты и 29
капролактама
1.2 Катализаторы синтеза сополимеров олигомеров молочной 31
кислоты и капролактама
1.3 Применение сополимеров молочной кислоты в медицине 32
1.4 Теоретические основы микроволнового синтеза 32
1.5 Микроволновой синтез биоразлагаемых полимеров 33
Глава 2 Экспериментальная часть 36
2.1 Характеристика объектов обследования 36
2.2.1 Микроволновой метод синтеза олигомера молочной 38
кислоты и капролактама
2.2.2 Микроволновой метод синтеза сополимеров олигомера 38
молочной кислоты и капролактама
2.2.3 Вискозиметрический метод определения молекулярной 39
массы полимеров
2.2.4 Метод инфракрасной спектроскопии 42
2.2.5 Метод 1Н ЯМР-спектроскопии 44
2.2.6 Методика гидролитической устойчивости 44
Глава 3 Результаты и их обсуждения 45
3.1 Влияние времени, природы сокатализатора и мощности 45
микроволнового облучения (МВО) на сополимеризацию ОМК и КПЛ
3.2 Изучение ИК спектральных и !И ЯМР характеристик 47
сополимеров олигомеров молочной кислоты и капролактама
3.3 Гидролитическая устойчивость сополимеров олигомеров 53
молочной кислоты и капролактама
Глава 4 Социальная ответственность 54
4.1 Анализ выявленных вредных и опасных факторов 55
проектируемой производственной среды
4.1.1 Микроклимат производственной зоны 5 8
4.1.2 Система освещения 5 9
4.1.3 Электробезопасность на рабочем месте 61
4.1.4 Виброаккустические факторы 62
4.1.5 Правила безопасности при проведении эксперимента 63
4.1.6 Пожарная безопасность 63
4.2 Безопасность жизнедеятельности при чрезвычайных 65
ситуациях
4.3 Охрана окружающей среды 66
Глава 5 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и 68
ресурсосбережение
5.1 Потенциальные потребители результатов исследования 68
5.2 Анализ конкурентных технических решений с позиции 69
ресурсоэффективности и ресурсосбережения
5.3 SWOT-анализ 71
5.4 Оценка готовности проекта к коммерциализации 72
5.5. Методы коммерциализации результатов научно-технического 75
исследования
5.6 Диаграмма Исикава 75
5.7 Планирование управления научно-техническим проектом 77
5.7.1 Организационная структура проекта 77
5.7.2 План проекта 77
5.8 Бюджет научного исследования 79
5.9 Оценка ресурсоэффективности 85
5.9.1 Оценка сравнительной эффективности исследования 85
Выводы 90
Список используемых источников 91
Глава 1 Литературный обзор 1 9
1.1 Общие сведения о сополимерах молочной кислоты и 19
капролактама
1.1.1 Физико-химические свойства полимолочной кислоты 20
1.1.2 Полимеризация капролактама 20
1.1.3 Синтез полимолочной кислоты 24
1.1.4 Синтез сополимеров олигомеров молочной кислоты и 29
капролактама
1.2 Катализаторы синтеза сополимеров олигомеров молочной 31
кислоты и капролактама
1.3 Применение сополимеров молочной кислоты в медицине 32
1.4 Теоретические основы микроволнового синтеза 32
1.5 Микроволновой синтез биоразлагаемых полимеров 33
Глава 2 Экспериментальная часть 36
2.1 Характеристика объектов обследования 36
2.2.1 Микроволновой метод синтеза олигомера молочной 38
кислоты и капролактама
2.2.2 Микроволновой метод синтеза сополимеров олигомера 38
молочной кислоты и капролактама
2.2.3 Вискозиметрический метод определения молекулярной 39
массы полимеров
2.2.4 Метод инфракрасной спектроскопии 42
2.2.5 Метод 1Н ЯМР-спектроскопии 44
2.2.6 Методика гидролитической устойчивости 44
Глава 3 Результаты и их обсуждения 45
3.1 Влияние времени, природы сокатализатора и мощности 45
микроволнового облучения (МВО) на сополимеризацию ОМК и КПЛ
3.2 Изучение ИК спектральных и !И ЯМР характеристик 47
сополимеров олигомеров молочной кислоты и капролактама
3.3 Гидролитическая устойчивость сополимеров олигомеров 53
молочной кислоты и капролактама
Глава 4 Социальная ответственность 54
4.1 Анализ выявленных вредных и опасных факторов 55
проектируемой производственной среды
4.1.1 Микроклимат производственной зоны 5 8
4.1.2 Система освещения 5 9
4.1.3 Электробезопасность на рабочем месте 61
4.1.4 Виброаккустические факторы 62
4.1.5 Правила безопасности при проведении эксперимента 63
4.1.6 Пожарная безопасность 63
4.2 Безопасность жизнедеятельности при чрезвычайных 65
ситуациях
4.3 Охрана окружающей среды 66
Глава 5 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и 68
ресурсосбережение
5.1 Потенциальные потребители результатов исследования 68
5.2 Анализ конкурентных технических решений с позиции 69
ресурсоэффективности и ресурсосбережения
5.3 SWOT-анализ 71
5.4 Оценка готовности проекта к коммерциализации 72
5.5. Методы коммерциализации результатов научно-технического 75
исследования
5.6 Диаграмма Исикава 75
5.7 Планирование управления научно-техническим проектом 77
5.7.1 Организационная структура проекта 77
5.7.2 План проекта 77
5.8 Бюджет научного исследования 79
5.9 Оценка ресурсоэффективности 85
5.9.1 Оценка сравнительной эффективности исследования 85
Выводы 90
Список используемых источников 91
Объект исследования: олигомер молочной кислоты, капролактам,
октаноат олова, бензиловый спирт, третбутиловый спирт.
Предмет исследования: исследование влияние мощности микроволнового
облучения (МВО), времени синтеза, природы сокатализатора на
сополимеризацию олигомера молочной кислоты и капролактама.
Изучение физико-химические свойства синтезированных продуктов.
Цель работы – Синтез сополимеров полимолочной кислоты (ПМК) с
капролактамом (КПЛ) в условиях микроволнового облучения для
медицинского применения.
В процессе работы проводились эксперименты по синтезу сополимеров
олигомеров полимолочной кислоты и капролактама в условиях МВО при
различных мощностях под влиянием катализаторов разной природы.
Результаты исследования могут быть использованы для дальнейшей
разработки технологии получения сополимера олигомера полимолочной
кислоты и капролактама медицинского назначения.
Выпускная квалификационная работа выполнена на кафедре ФАХ.
Руководители: к.х.н, Г.Я. Губа.
Выполнил: бакалавр группы 2Д2Г Р.О. Гуляев.
Введение
Производство и потребление биоразлагаемых полимеров на основе
возобновляемых ресурсов растительного происхождения безусловно имеют
высокую социальную, техническую и экономическую эффективность [1-3].
Биоразлагаемые полимеры на основе полимолочной кислоты (ПМК)
широко используются в медицинских целях, в частности, для контролируемой
доставки лекарств, тканевой инженерии и т.д [ 7 ].
Сополимеризация мономеров является одним из методов синтеза
полимеров с заданными свойствами и улучшенными физико-химическими
характеристиками [8].
Применение сополимеров ПМК в медицине обусловлено, в первую
очередь, такими уникальными свойствами, как биосовместимость и
биодеградация.
Наличие хирального атома углерода в сополимере ПМК приводит к
образованию стереоизомеров, обладающих различными физико-химическими и
биологическими свойствами [1, 3-4].
Следует отметить, что для применения в медицинских целях и в
фармакологии не всегда требуется высокий молекулярный вес полимеров [1,
5,6].
Процесс синтеза ПМК в обычных термических условиях является
длительным процессом и требует повышенных температур [6].
Микроволновой синтез (МВО) стремительно развивается в настоящее
время и является одной из основных тем в «зеленой химии», поскольку
позволяет исключить использование растворителей [32]. При использовании
МВО в процессах полимеризации наблюдается многократное сокращение
времени протекания химических реакций и увеличение молекулярного веса [ 9].
Цель данной работы Синтез сополимеров полимолочной кислоты
(ПМК) с капролактамом (КП) в условиях микроволнового облучения.
Основные задачи:18
-Провести сополимеризацию олигомеров молочной кислоты с
капролактамом в условиях микроволнового облучения.
Исследовать влияние на сополимеризацию олигомера молочной кислоты
и капролактама:
- мощности микроволнового облучения (МВО);
- времени синтеза;
- природы сокатализатора.
Изучить физико-химические свойства синтезированных продуктов.
Научная новизна
Впервые показана возможность синтеза сополимеров молочной кислоты с
капролактамом в условиях микроволнового облучения.
Установлено, что процесс получения олигомера и последующая реакция
полимеризации молочной кислоты в условиях микроволнового облучения
протекает в 10-15 раз быстрее, чем при обычном термическом нагревании.
Показано, что при использовании в качестве катализатора октата олова
третбутиловый спирт является более эффективным сокатализатором в
реакциях сополимеризации олигомера молочной кислоты и капролактама в
условиях микроволнового облучения по сравнению с бензиловым.
Изучена гидролитическая устойчивость синтезированных сополимеров в
воде с рН 5,5. Показано, что рН воды не изменяется в течение 22 дней, а
образец сополимера ОМК-КПЛ при этом поглощает воду.
Практическая значимость.
Полученные результаты представляют значительную практическую
ценность для синтеза образцов сополимера ОМК-КПЛ в условиях МВО,
требуемого для медицинских целей и фармакологии. Для этого необходимо
провести дополнительные исследования для определения оптимальных условий
синтеза.
Разработка и внедрение методов синтеза сополимера ОМК-КПЛ в
условиях МВО могут ста
октаноат олова, бензиловый спирт, третбутиловый спирт.
Предмет исследования: исследование влияние мощности микроволнового
облучения (МВО), времени синтеза, природы сокатализатора на
сополимеризацию олигомера молочной кислоты и капролактама.
Изучение физико-химические свойства синтезированных продуктов.
Цель работы – Синтез сополимеров полимолочной кислоты (ПМК) с
капролактамом (КПЛ) в условиях микроволнового облучения для
медицинского применения.
В процессе работы проводились эксперименты по синтезу сополимеров
олигомеров полимолочной кислоты и капролактама в условиях МВО при
различных мощностях под влиянием катализаторов разной природы.
Результаты исследования могут быть использованы для дальнейшей
разработки технологии получения сополимера олигомера полимолочной
кислоты и капролактама медицинского назначения.
Выпускная квалификационная работа выполнена на кафедре ФАХ.
Руководители: к.х.н, Г.Я. Губа.
Выполнил: бакалавр группы 2Д2Г Р.О. Гуляев.
Введение
Производство и потребление биоразлагаемых полимеров на основе
возобновляемых ресурсов растительного происхождения безусловно имеют
высокую социальную, техническую и экономическую эффективность [1-3].
Биоразлагаемые полимеры на основе полимолочной кислоты (ПМК)
широко используются в медицинских целях, в частности, для контролируемой
доставки лекарств, тканевой инженерии и т.д [ 7 ].
Сополимеризация мономеров является одним из методов синтеза
полимеров с заданными свойствами и улучшенными физико-химическими
характеристиками [8].
Применение сополимеров ПМК в медицине обусловлено, в первую
очередь, такими уникальными свойствами, как биосовместимость и
биодеградация.
Наличие хирального атома углерода в сополимере ПМК приводит к
образованию стереоизомеров, обладающих различными физико-химическими и
биологическими свойствами [1, 3-4].
Следует отметить, что для применения в медицинских целях и в
фармакологии не всегда требуется высокий молекулярный вес полимеров [1,
5,6].
Процесс синтеза ПМК в обычных термических условиях является
длительным процессом и требует повышенных температур [6].
Микроволновой синтез (МВО) стремительно развивается в настоящее
время и является одной из основных тем в «зеленой химии», поскольку
позволяет исключить использование растворителей [32]. При использовании
МВО в процессах полимеризации наблюдается многократное сокращение
времени протекания химических реакций и увеличение молекулярного веса [ 9].
Цель данной работы Синтез сополимеров полимолочной кислоты
(ПМК) с капролактамом (КП) в условиях микроволнового облучения.
Основные задачи:18
-Провести сополимеризацию олигомеров молочной кислоты с
капролактамом в условиях микроволнового облучения.
Исследовать влияние на сополимеризацию олигомера молочной кислоты
и капролактама:
- мощности микроволнового облучения (МВО);
- времени синтеза;
- природы сокатализатора.
Изучить физико-химические свойства синтезированных продуктов.
Научная новизна
Впервые показана возможность синтеза сополимеров молочной кислоты с
капролактамом в условиях микроволнового облучения.
Установлено, что процесс получения олигомера и последующая реакция
полимеризации молочной кислоты в условиях микроволнового облучения
протекает в 10-15 раз быстрее, чем при обычном термическом нагревании.
Показано, что при использовании в качестве катализатора октата олова
третбутиловый спирт является более эффективным сокатализатором в
реакциях сополимеризации олигомера молочной кислоты и капролактама в
условиях микроволнового облучения по сравнению с бензиловым.
Изучена гидролитическая устойчивость синтезированных сополимеров в
воде с рН 5,5. Показано, что рН воды не изменяется в течение 22 дней, а
образец сополимера ОМК-КПЛ при этом поглощает воду.
Практическая значимость.
Полученные результаты представляют значительную практическую
ценность для синтеза образцов сополимера ОМК-КПЛ в условиях МВО,
требуемого для медицинских целей и фармакологии. Для этого необходимо
провести дополнительные исследования для определения оптимальных условий
синтеза.
Разработка и внедрение методов синтеза сополимера ОМК-КПЛ в
условиях МВО могут ста
В данной работе впервые синтезированы сополимеры олигомера
молочной кислоты с капролактамом в условиях микроволнового облучения.
2) Установлено,
–что скорость сополимеризации олигомера молочной кислоты с
капролактамом протекает с заметной скоростью при мощности 360 Вт.
– При проведении сополимеризации ОМК и КПЛ при 360 Вт через 25
мин начинается деструкция сополимера и образец начинает приобретать
коричневый цвет.
– Скорость протекания реакции сополимеризации ОМК и КПЛ в
условиях МВО увеличивается в 12-15 раз по сравнению с обычным
термическим нагревом.
- – При использовании в качестве катализатора Sn(Oct)2 третбутиловый
спирт является более эффективным сокатализатором в реакциях
сополимеризации ОМК и КПЛ в условиях МВО по сравнению с
бензиловым.
- 3) Изучена гидролитическая устойчивость синтезированных
сополимеров в воде с рН 5,5. Показано, что рН воды не изменяется в
течение 22 дней, а образец сополимера ОМК-КПЛ при этом поглощает
воду.
молочной кислоты с капролактамом в условиях микроволнового облучения.
2) Установлено,
–что скорость сополимеризации олигомера молочной кислоты с
капролактамом протекает с заметной скоростью при мощности 360 Вт.
– При проведении сополимеризации ОМК и КПЛ при 360 Вт через 25
мин начинается деструкция сополимера и образец начинает приобретать
коричневый цвет.
– Скорость протекания реакции сополимеризации ОМК и КПЛ в
условиях МВО увеличивается в 12-15 раз по сравнению с обычным
термическим нагревом.
- – При использовании в качестве катализатора Sn(Oct)2 третбутиловый
спирт является более эффективным сокатализатором в реакциях
сополимеризации ОМК и КПЛ в условиях МВО по сравнению с
бензиловым.
- 3) Изучена гидролитическая устойчивость синтезированных
сополимеров в воде с рН 5,5. Показано, что рН воды не изменяется в
течение 22 дней, а образец сополимера ОМК-КПЛ при этом поглощает
воду.
Подобные работы
- Синтез полимолочной кислоты в присутствии п-толуолсульфокислоты в условиях
микроволнового облучения
Главы к дипломным работам, технология производства продукции. Язык работы: Русский. Цена: 6400 р. Год сдачи: 2016