ВЛИЯНИЕ СРЕДЫ НА ПРОЦЕСС НАБУХАНИЯ ГИДРОГЕЛЕВЫХ ПЛЕНОК НА ОСНОВЕ АЛЬГИНАТА И СОПОЛИМЕРА 2,2-ДИАЛЛИЛ-1,1,3,3-ТЕТРАЭТИЛГУАНИДИНИЙ ХЛОРИДА С НЕПРЕДЕЛЬНЫМИ КИСЛОТАМИ
Копылов Д.Д.(1), Горбунова М.Н.(1,2)
(1) Пермский государственный национальный исследовательский университет
614097, Пермь, ул. Букирева, д. 15
(2) Институт технической химии УрО РАН
614068, г. Пермь, ул. Академика Королева, д. 3
Исследовано влияние среды на процесс набухания физически сшитых гидрогелевых пленок на основе альгината и сополимеров 2,2-диаллил-1,1,3,3-тетраэтилгуанидиний хлорида (АГХ) с метакриловой (МАК) и винилуксусной (ВУК) кислотами.
Методом ионного сшивания бурой и хлоридом кальция были получены гидрогелевые пленки на основе гуанидиниевого сополимера и альгината натрия. Структура сшитых пленок установлена методом ИК спектроскопии и РФА.
Образцы пленок демонстрируют степень набухания за 2 ч при комнатной температуре в водной среде 1.12 и 2.48, а в раневой жидкости – 2.71 и 2.97 для MAК и ВУК, соответственно. Более высокие значения степени набухания пленок на основе альгинат/AГХ-ВУК связаны с более слабыми ионными взаимодействиями в данных гидрогелях.
Показано, что набухание значительно зависит от pH среды. Исследования были проведены при pH 1.5, 6.5, 7.4 и 12.1. Для всех гидрогелей более высокие значения степени набухания наблюдались при pH среды 7.4.
Пленки содержат карбоксильные, гуанидиниевые, гидроксильные и сульфогруппы, которые могут находиться в протонированном/депротонированном состоянии. Хорошо известно, что гидрогели с высокой концентрацией заряженных ионных групп значительно набухают за счет осмоса и отталкивания зарядов. При pH 1.5 и 12.1 в течение 2 ч набухание было менее выраженным. В случае pH 1.5 большая часть карбоксилатных анионов протонирована, и электростатическое отталкивание между карбоксилатными группами ограничено, что снижает способность гидрогелей к набуханию. В щелочной среде концентрация заряженных ионных групп также снижается. При pH 6.5 и особенно при рН 7.4 в первые 2 часа процесс набухания происходит постепенно, требуется больше времени для достижения равновесия, которое достигается через 24 ч. В данном случае степень протонирования карбоксилатных анионов мала и набухание пленки в основном включает диффузию воды и релаксацию полимеров.
Работа выполнена в рамках Государственного задания (тема № 124021400012-1).
Авторы благодарят Центр коллективного пользования ПФИЦ УрО РАН «Исследование материалов и вещества» за спектральные и аналитические исследования.