к.т.н., доцент, кафедра физики и естественнонаучных дисциплин, ул. Чапаева,140, Балаково, 413800, Россия
Cand. Sci. (Engin), Physics and natural science disciplines department, Chapaev street , 140, Balakovo, 413800, Russia,
к.т.н., доцент, кафедра физики и естественнонаучных дисциплин, ул. Чапаева,140, Балаково, 413800, Россия
Cand. Sci. (Engin), associate Professor, Physics and natural science disciplines department, Chapaev street , 140, Balakovo, 413800, Russia,
д.т.н., профессор, кафедра технологии и оборудования химических, нефтегазовых и пищевых производств, площадь Свободы, д.17, г. Энгельс, 413100, Россия
Dr. Sci. (Engin), Professor, Technology and equipment of chemical, oil and gas and food industries, Svobody Sq., 17, Engels, 413100, Russia
д.т.н., ст. научный сотрудник, кафедра биотехнологических и медицинских аппаратов и систем, Политехническая 77, г. Саратов, 410054, Россия
Dr. Sci. (Engin), biotechnological and medical devices and systems department, Politechnicheskaya str., 77, Saratov, 410054, Russia
Повышенные требования к полимерным материалам и расширение областей их применения создают предпосылки создания новыхбиокомпозиционных материалов. Наиболее перспективной матрицей для биокомпозиционного материала является 2-гидроксипропионовая (молочная) кислота, уникальные возможности которой проявляются в результате модификации неорганическими минеральными наполнителями нанометрического размера. Особенно ценным является сочетание в данном полимере таких свойств как биоразлагаемость и биосовместимость. Наноструктурированные композиционные материалы, состоящие из полимолочной кислоты и минеральных наполнителей, приобретают существенное улучшение свойств по сравнению со свойствами чистого полимера.Методом полива формовочных растворов получены биоразлагаемые пленки, содержащие в составе слоистый природный минерал из класса метасиликатов. В качестве растворителя для приготовления формовочного раствора использовали трихлорметан. Изучены структура и свойства наноструктурированного термопластичного композита. Показано, что наполнитель равномерно распределяется в структуре полимера, влияет на размеры кристаллических образований, размеры кристаллитов увеличиваются. Введение наноструктурирующего минерала в биополимер повышает термостойкость композита, что обусловлено высокой устойчивостью к действию повышенных температур исходного микроармирующего минерального наполнителя, который не разлагается до температуры 1000-1100 0С. Установлено влияние слоистого природного минерала из класса метасиликатов на деформационно-прочностные свойства биокомпозита: сохраняется прочность и незначительно снижается относительное удлинение при разрыве материала. Способность к биоразложению и очень низкая токсичность позволяют использовать наноструктурированный композиционный материал на основе 2-гидроксипропионовой (молочной) кислоты в биомедицинских, фармацевтических, экологических и промышленных областях. Разработка биоразлагаемого композиционного материала позволит решить актуальные отечественные проблемы полимеров медицинскогоназначения.
Increased requirements for polymer materials and the expansion of their application fields create the prerequisites for the creation of new composite materials. The most promising matrix for the biocomposite material is 2-hydroxypropionic (lactic) acid, the unique capabilities of which are manifested as a result of modification by inorganic mineral fillers of nanometric size. The combination of such properties as Biodegradability and biocompatibility is particularly valuable in this polymer. Nanostructured composite materials, consisting of polylactic acid and mineral fillers, acquire a significant improvement in properties compared to the properties of a pure polymer. Biodegradable films containing a layered natural mineral from the class of metasilicates were obtained by the method of irrigation of molding solutions. Trichloromethane was used as a solvent for the preparation of molding solution. The structure and properties of a nanostructured thermoplastic composite are studied. It is shown that the filler is evenly distributed in the polymer structure, affects the size of the crystal formations, the size of the crystallites increases. The introduction of a nanostructuring mineral into a biopolymer increases the thermal stability of the composite, which is due to the high resistance to high temperatures of the initial micro-reinforcing mineral filler, which does not decompose to a temperature of 1000-1100 0C. The influence of layered natural mineral from the class of metasilicates on the deformation and strength properties of biocompositeis established: the strength is maintained and the relative elongation at material rupture is slightly reduced. The ability to biodegradation and very low toxicity allow the use of nanostructured composite material based on 2-hydroxypropionic (lactic) acid in biomedical, pharmaceutical, environmental and industrial fields. The development of biodegradable composite material will solve the current domestic problems of polymers for medical purposes.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.