GIDROLITIChESKAYa DESTRUKTsIYa NANOKOMPOZITOV NA OSNOVE MEZOPORISTOGO POLILAKTIDA I KREMNEZEMA

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

С использованием методологии крейзинга и проведения реакции гидролитической поликонденсации в порах полимерной матрицы получены пленочные нанокомпозиты на основе мезопористого полилактида и кремнезема (6 мас. % SiO2). С привлечением структурно-механических методов и гель-проникающей хроматографии изучены процессы деструкции композитов в различных условиях. Обнаружено, что в нейтральной и слабокислой средах при 37 °C гидролитическая деструкция протекает по механизму объемной деструкции. Значения эффективных констант скорости, рассчитанные в рамках модели Лю, Спарера и Унтерекера, составили (1.5 ± 0.2) × 10−5 и (4.1 ± 0.4) × 10−5л/(моль·сутки) при рН 5 и 7 соответственно. В щелочной среде (рН 9) разложение композита происходит по механизму поверхностной эрозии, кинетика которого описывается реакцией нулевого порядка для гетерогенного процесса на границе раздела фаз со значением эффективной константы скорости 0.0102 ± 0.0005 сутки−1. Полученные результаты позволят целенаправленно подходить к выбору биоразлагаемых композитов для их применения и утилизации.

References

  1. Khouri N.G., Bahd J.O., Blanco-Llamero C., Severino P., Concha V.O.C., Souto E.B. // J. Molec. Struct.2024. V. 1309. 138243.
  2. Freeland B., McCarthy E., Balakrishnan R., Fahy S., Boland A., Rochfort K.D., Dabros M., Marti R., Kelleher S.M., Gaughran J.A. // Materials. 2022. V. 15. № 9. Р. 2989.
  3. Rajendran D.S., Venkataraman S., Jha S.K. // Food Sci. Biotechnol. 2024. V. 33. Р. 1759.
  4. Mathew S.S., Jaiswal A.K., Jaiswal S. // Food Packaging Shelf Life. 2025. V. 48. 101464.
  5. Samir A., Ashour F.H., Hakim A.A.A., Bassyouni M. // Npi Mater. Degrad. 2022. V. 6. 68.
  6. Gobena S.T., Woldeyonnes A.D. // Discov Mater. 2024. V. 4. Р. 52.
  7. Khan A., Iqbal S., Khan M., Iqbal F., Musaddiq S., Masoom W., Sarwar A. // Journal of Nanoscope. 2023. V. 4. № 1. Р. 45.
  8. Nishizawa M., Menon V.P., Martin Ch.R. // Science. 1995. V. 268. Р. 700.
  9. Ma J., Yang Z., Wang X., Qu X., Liu J., Lu Y., Hu Z. // Polymer. 2007. V. 48. Р. 4305.
  10. Fu D., Luan B., Argue S., Bureau M.N., Davidson I.J. // J. Power Sources. 2012. V. 206. Р. 325.
  11. Narisawa I., Yee A. // Materials Science and Technology / Ed. by R.W. Cahn, P. Haasen, E.J. Kramer. Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2006. Р. 701.
  12. Волынский А.Л., Бакеев Н.Ф. Роль поверхностных явлений в структурно-механическом поведении твердых полимеров. М.: Физматпит, 2014.
  13. Trofinchuk E.S., Efimov A.V., Grokhovskaya T.E., Nikonorova N.I., Moskvina M.A., Sedush N.G., Dorovatovskii P.V., Ivanova O.A., Rukhya E.G., Volynskii A.L., Chvalun S.N. // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2017. V. 39. № 39. Р. 34325.
  14. Trofinchuk E.S., Nikonorova N.I., Moskvina M.A., Efimov A.V., Khavpachev M.A., Volynskii A.L. // Polymer. 2018. V. 142. Р. 43.
  15. Khavpachev M., Trofinchuk E., Nikonorova N., Garina E., Moskvina M., Efimov A., Demina V., Bakirov A., Sedush N., Potseleev V., Cherdyntseva T., Chvalun S. // Macromol. Mater. Eng. 2020. V. 305. № 7. 2000163.
  16. Trofinchuk E.S., Moskvina M.A., Nikonorova N.I., Efimov A.V., Garina E.S., Grokhovskaya T.E., Ivanova O.A., Bakirov A.V., Sedush N.G., Chvalun S.N. // Eur. Polym. J. 2020. V. 139. 110000.
  17. Trofinchuk E., Ostrikova V., Ivanova O., Moskvina M., Plutalova A., Grokhovskaya T., Shchelushkin A., Efimov A., Chernikova E., Zhang S., Mironov V. // Polymers. 2023. V. 15. № 19. 4017.
  18. Pyza M., Brzezińska N., Kulińska K., Gabor J., Barylski A., Aniołek K., Garczyk-Mundała Ż., Adebesin K., Swinarew A. // Eng. Biomater. 2022. V. 166. Р. 29.
  19. Kaewpetch Th., Jinkarn T., Muangnapoh T., Kumnorkaew P., Gilchrist J.F. // Materials Today Commun. 2025. V. 45. 112317.
  20. Миронов В.В., Трофимчук Е.С., Загустина Н.А., Иванова О.А., Вантеева А.В., Бочкова Е.А., Острикова В.В., Чжан Ш. // Прикл. биохимия и микробиология. 2022. Т. 58. № 6. С. 537.
  21. Sheikh Z., Najeeb S., Khurshid Z., Verma V., Rashid H., Glogauer M. // Materials. 2015. V. 8. P. 5744.
  22. Ginjupalli K., Shavi G.V., Averineni R.K., Bhat M. // Polym. Degrad. Stab. 2017. V. 144. P.250.
  23. Zaaba N.F., Jaafar M. // Polym. Eng. Sci. 2020. V. 60. P. 2061.
  24. Xu L., Crawford K., Gorman C.B. // Macromolecules. 2011. V. 44. № 12. P. 4777.
  25. Wuisman P.I.J.M., Smit T.H. // Eur. Spine J. 2006. V. 15. № 2. P. 133.
  26. Yuan X., Mak A.F.T., Yao K. // Polym. Degrad. Stab. 2003. V. 79. P. 45.
  27. Proikakis C.S., Mamouzelos N.J., Tarantili P.A., Andreopoulos A.G. // Polym. Degrad. Stab. 2006. V. 91. P. 614.
  28. Trofimchuk E.S., Potseleev V.V., Khavpachev M.A., Moskvina M.A., Nikonorova N.I. // Polymer Science C. 2021. V. 63. № 2. P. 199.
  29. Трофимчук Е.С., Никонорова Н.И., Семенова Е.В., Нестерова Е.А., Музафарова А.М., Мешков Н.Б., Казакова В.В., Волынский А.Л., Бакеев Н.Ф. // Рос. нанотехнологии. 2008. Т. 3. № 3–4. С. 132.
  30. Fischer E.W., Sterzel H.J., Wegner G. // Kolloid-Z. Z. Polymere. 1973. V. 251. P. 980.
  31. Trofimchuk E.S., Moskvina M.A., Ivanova O.A., Potseleev V.V., Demina V.A., Nikonorova N.I., Bakirov A.V., Sedush N.G., Chvalun S.N. // Mendeleev Commun. 2020. V. 30. P. 171.
  32. Potseleev V., Uspenskii S., Trofimchuk E., Bolshakova A., Kasatova A., Kasatov D., Taskaev S. // Int. J. Molec. Sci. 2023. V. 24. № 22. 16492.
  33. Odelius K., Höglund A., Sanjeev K., Hakkarainen M., Ghosh A.K., Bhatnagar N., Albertsson A.-Ch. // Bio- macromolecules. 2011. V. 12. № 4. P. 1250.
  34. Tsuji H. // Poly(Lactic Acid) / Ed. by R.A. Auras, L.-T. Lim, S.E.M. Selke, H. Tsuji. John Wiley & Sons, Inc., 2022. Ch. 21. P. 343.
  35. Lyu S., Sparer R., Untereker D. // J. Polym. Sci., Polym. Phys. 2005. V. 43. P. 383.
  36. Chamas A., Moon H., Zheng J., Qiu Y., Tabassum T., Jang J.H., Abu-Omar M., Scott S., Suh S. // ACS Sustainable Chem. Eng. 2020. V. 8. P. 3494.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).