О проектной работе проведение исследования ОБРАЗЦОВ, полученных полимеризацией молочной кислоты в условиях микроволнового облучения Болдушевский _ Синичкин _ Харитонова _ Научный руководитель проектной деятельности Старший преподаватель кафедры экспериментальной физики _ а. в.



Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

“ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ”



ОТЧЕТ

О ПРОЕКТНОЙ РАБОТЕ


ПРОВЕДЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ОБРАЗЦОВ, ПОЛУЧЕННЫХ ПОЛИМЕРИЗАЦИЕЙ МОЛОЧНОЙ КИСЛОТЫ В УСЛОВИЯХ МИКРОВОЛНОВОГО ОБЛУЧЕНИЯ




Исполни       

 ________________

Исполни       

 ________________

Исполни       

 ________________



Научный руководитель проектной деятельности

Старший преподаватель кафедры экспериментальной физики ________

     "___"___________ 20 г



Томск  2015



Список исполнителей



Ответственный за работу установки

Студент ТПУ ЭНИН теплоэнергетика        ________        

подпись, дата     


Руководитель исследования

Студент ТПУ ЭНИН электроэнергетика    _________         

подпись, дата


Отв. за документацию

Студент ТПУ ИСГТ инноватика        _________       

подпись, дата



Соисполнители:


Студент ТПУ

Магистранты 2 курса ЭТО кафедры ФАХ  ________         Анна Гусар      

подпись, дата     


Руководитель исследования

Студент ТПУ ЭНИН электроэнергетика    _________        Таир Газалиев  

подпись, дата


Отв. за документацию

Студент ТПУ ИСГТ инноватика        _________        Галия Бурумбаева

подпись, дата



Реферат


   Всего 9 с., 5 pисунков, 1 таблица, 4 источника.

   Ключевые слова: полимеризация МК, дегидратация, ик-спектральные исследования, катализатор.

   Цель проекта: Проведение исследования образцов, полученных с помощью полимеризации молочной кислоты в условиях микроволнового облучения до конца 2015 года.

   Задачи для проекта:

  • Научиться работать с химической посудой, оборудованием, работать с баллоном наполненным азотом, ознакомиться с правилами техники безопасности в химической лаборатории.
  • Ознакомиться с литературными данными о применении МВО в органическом синтезе;
  • Собрать установку для микроволнового синтеза;
  • Провести ряд экспериментов (исследовать зависимость температуры образца (молочной кислоты с добавлением катализаторов) от времени при данной мощности СВЧ);
  • Проанализировать полученные результаты;
  • Оценить перспективы проекта;

   План работы:

  • Собрать установку для МВО исследуемых объектов и протестировать ее;
  • Провести серию экспериментов с дегидратацией молочной кислоты;
  • Сделать выводы по проведенным экспериментам, задокументировать результаты;
  • Провести серию экспериментов с разными катализаторами для полимеризации молочной
  • кислоты;
  • Сделать выводы по проведенным экспериментам, задокументировать результаты;
  • Оценить работу проекта с точки зрения перспектив, полученных результатов, и оценить его шансы на возможность применения в повседневной жизни;


Введение


   Трудно переоценить значение полимеров в нашей жизни. Полимеры окружают нас буквально со всех сторон: из них состоят пакеты в супермаркетах и одноразовая посуда, корпуса телефонов и другой бытовой техники, автомобильные шины и оконные рамы. Однако, широкое применение некоторых синтетических полимеров, например, полиэтилена, сопряжено с необходимостью их утилизации. Известно, что разложение обычного полиэтилена под воздействием света и кислорода может длиться не одну сотню лет. В связи с этим большое значение получают исследования биополимеров. Биополимеры (биоразлагаемые полимеры) — класс полимеров, встречающихся в природе в естественном виде, входящие в состав живых организмов: белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды, лигнин. Биополимеры отличаются от остальных пластиков возможностью разложения путем химического или физического воздействия. Именно это свойство новых материалов позволяет решать проблему отходов.

   Полимолочная кислота (ПМК) является наиболее универсальным материалом среди биоразлагаемых полимеров благодаря характерной им степени биологического разложения, биосовместимости, высокой механической прочности, высокой доступности возобновляемых источников сельского хозяйства.

К недостаткам синтеза полимолочной кислоты следует отнести длительное время протекания реакции. Но в настоящее время в различных областях науки и промышленности ведутся активные исследования, направленные на создание ресурсо- и энергосберающих экологически безопасных технологий.

   В этой связи приобретает большое значение микроволновое облучение (МВО), которое позволяет:

•  сократить время проведения в 10-1000 раз;

•  Увеличить выход и молекулярную массу продукта.



Основная часть


Была собрана установка для проведения эксперимента, представленная на рисунке 1.



 



1 – СВЧ-печь; 2 – глицериновый затвор; 3- круглодонная колба для проведения реакции; 4 – круглодонная колба для сбора продуктов реакции; 5– алонж; 6 – обратный холодильник.


   Этап 1. Дегидратация молочной кислоты:

а) Дегидратация молочной кислоты при 80 Вт (проводил – Синичкин Иван)

б) Дегидратация молочной кислоты при 130 Вт (проводила –Харитонова Полина)

в) Дегидратация молочной кислоты при 280 Вт (проводил – Болдушевский Евгений)



   На первой стадии изучали превращения МК при воздействии МВО.(Рисунок 5)



  Этап 2. Построение кинетических кривых по проведенному эксперименту, представленных на рисунке 2 и рисунке 3.






   Этап 3. Проведение ик-спектрального исследования, представленного на рисунке 4.


   Нами проведены также ИК-спектральные исследования образцов   МК после МВО различной мощности в течении 35 мин. В ИК-спектрах 80-% раствора МК наблюдаются полосы поглощения карбонильной группы с максимумом 1727 см-1 и полоса  1230 см-1, которую можно отнести к колебаниям связи С-О. После микроволнового облучения при 80 Вт в ИК-спектрах МК наблюдается полоса поглощения 1727 см-1 , характерная для молочной кислоты, и смещение полосы 1230 см-1 в низкочастотную область (1211 см-1).

   Можно предположить, что при МВО образцов МК при мощности 80 Вт в основном удаляются молекулы воды.

   При повышении мощности МВО до 130 и 280 Вт в ИК-спектрах МК смещение полосы поглощения карбонильных групп до 1745 см-1, а колебания связи С-О смещаются в низкочастотную область (1188 см-1). Полученные данные позволяют предположить, что при МВО МК при мощности 130 – 280 Вт наряду с удалением воды происходят процессы

дегидратации/полимеризации МК.



    Полученные при МВО при 280 Вт олигомеры МК подвергали полимеризации в присутствии катализаторов (см. таблица 1). При полимеризации МК в условиях обычного нагрева реакция протекает в течении нескольких часов . Проведение реакций в условиях МВО позволяет снизить время реакции до нескольких минут.

      

   Этап 4. Исследование катализатора аланина.

   Наличие следов октоата олова недопустимы при использовании ПМК для доставки лекарств, в тканевой инженерии и других медицинских применениях . Поэтому нами был исследован в качестве катализатора аланин. Установлено, что при использовании в качестве катализатора полимеризации аланина существенную роль имеет строение изомера. В присутствии б-аланина реакция протекает в два раза быстрее, чем в случае в-аланина.

   Условия и физико-химические свойства полимолочной кислоты, полученной в условиях микроволнового излучения представлены в таблице 1.



Таблица 1- Условия и физико-химические свойства полимолочной кислот



Заключение


А) Была собрана установка для микроволнового синтеза.

Б) Поведена дегидратация молочной кислоты в условиях микроволнового облучения.

В) Построен рис.3, где представлены результаты потери веса 80% р-ра МК от времени и мощности в условиях МВО. По приведенным кривым сделан вывод, что наиболее быстрое удаление воды происходит в интервале 10 мин.

г) Проведено ик-спектральное исследование. Построен график, который представлен на рисунке 4, из которого был сделан вывод, что молочная кислота теряет молекулы воды, т.е. происходит ее дегидратация.

Д) Были получены полимеры МК из олигомеров МК при МВО при 280 Вт , которые  были подвергнуты полимеризации в присутствии катализаторов.

Е) В перспективе из полученного полимера можно получить пленку и использовать ее, например, для покрытия имплантантов, то есть, как шовный материал.



Список литературы


1. Luc Averous. Synthesis, Properties, Environmental and Biomedical Applications of Polylactic Acid // Handbook of Biopolymers and Biodegradable Plastics. – 2013. P. 171-187.

2. POLIMERY 2013, 58, nr 9, 654-662 KATARZYNA JELONEK1), JANUSZ KASPERCZYK1), Polyesters and polyestercarbonates for controlled drug delivery.

3. Donald Garlotta. A Literature Review of Poly(Lactic Acid)Journal of Polymers and the Environment, Vol. 9, No. 2, April 2001 (q 2002)

4. Alejandro Sosnika,b,∗, Gustavo Gotelli a, Gustavo A. Abrahamb. Microwave-assisted polymer synthesis (MAPS) as a tool in biomaterials science: How new and how powerful. Progress in Polymer Science 36 (2011) 1050–1078.



Подпишитесь на рассылку:

Облучение

Полимеры

Кислоты

Проекты по теме:

Облучье
А
Б
В
Г
Д
Ж
З
И
К
Л
М
Н
О
П
Р
С
Т
У
Ф
Х
Ц
Ч
Э
Основные порталы, построенные редакторами

Домашний очаг

ДомДачаСадоводствоДетиАктивность ребенкаИгрыКрасотаЖенщины(Беременность)СемьяХобби
Здоровье: • АнатомияБолезниВредные привычкиДиагностикаНародная медицинаПервая помощьПитаниеФармацевтика
История: СССРИстория РоссииРоссийская Империя
Окружающий мир: Животный мирДомашние животныеНасекомыеРастенияПриродаКатаклизмыКосмосКлиматСтихийные бедствия

Справочная информация

ДокументыЗаконыИзвещенияУтверждения документовДоговораЗапросы предложенийТехнические заданияПланы развитияДокументоведениеАналитикаМероприятияКонкурсыИтогиАдминистрации городовПриказыКонтрактыВыполнение работПротоколы рассмотрения заявокАукционыПроектыПротоколыБюджетные организации
МуниципалитетыРайоныОбразованияПрограммы
Отчеты: • по упоминаниямДокументная базаЦенные бумаги
Положения: • Финансовые документы
Постановления: • Рубрикатор по темамФинансыгорода Российской Федерациирегионыпо точным датам
Регламенты
Термины: • Научная терминологияФинансоваяЭкономическая
Время: • Даты2015 год2016 год
Документы в финансовой сферев инвестиционнойФинансовые документы - программы

Техника

АвиацияАвтоВычислительная техникаОборудование(Электрооборудование)РадиоТехнологии(Аудио-видео)(Компьютеры)

Общество

БезопасностьГражданские права и свободыИскусство(Музыка)Культура(Этика)Мировые именаПолитика(Геополитика)(Идеологические конфликты)ВластьЗаговоры и переворотыГражданская позицияМиграцияРелигии и верования(Конфессии)ХристианствоМифологияРазвлеченияМасс МедиаСпорт (Боевые искусства)ТранспортТуризм
Войны и конфликты: АрмияВоенная техникаЗвания и награды

Образование и наука

Наука: Контрольные работыНаучно-технический прогрессПедагогикаРабочие программыФакультетыМетодические рекомендацииШколаПрофессиональное образованиеМотивация учащихся
Предметы: БиологияГеографияГеологияИсторияЛитератураЛитературные жанрыЛитературные героиМатематикаМедицинаМузыкаПравоЖилищное правоЗемельное правоУголовное правоКодексыПсихология (Логика) • Русский языкСоциологияФизикаФилологияФилософияХимияЮриспруденция

Мир

Регионы: АзияАмерикаАфрикаЕвропаПрибалтикаЕвропейская политикаОкеанияГорода мира
Россия: • МоскваКавказ
Регионы РоссииПрограммы регионовЭкономика

Бизнес и финансы

Бизнес: • БанкиБогатство и благосостояниеКоррупция(Преступность)МаркетингМенеджментИнвестицииЦенные бумаги: • УправлениеОткрытые акционерные обществаПроектыДокументыЦенные бумаги - контрольЦенные бумаги - оценкиОблигацииДолгиВалютаНедвижимость(Аренда)ПрофессииРаботаТорговляУслугиФинансыСтрахованиеБюджетФинансовые услугиКредитыКомпанииГосударственные предприятияЭкономикаМакроэкономикаМикроэкономикаНалогиАудит
Промышленность: • МеталлургияНефтьСельское хозяйствоЭнергетика
СтроительствоАрхитектураИнтерьерПолы и перекрытияПроцесс строительстваСтроительные материалыТеплоизоляцияЭкстерьерОрганизация и управление производством

Каталог авторов (частные аккаунты)

Авто

АвтосервисАвтозапчастиТовары для автоАвтотехцентрыАвтоаксессуарыавтозапчасти для иномарокКузовной ремонтАвторемонт и техобслуживаниеРемонт ходовой части автомобиляАвтохимиямаслатехцентрыРемонт бензиновых двигателейремонт автоэлектрикиремонт АКППШиномонтаж

Бизнес

Автоматизация бизнес-процессовИнтернет-магазиныСтроительствоТелефонная связьОптовые компании

Досуг

ДосугРазвлеченияТворчествоОбщественное питаниеРестораныБарыКафеКофейниНочные клубыЛитература

Технологии

Автоматизация производственных процессовИнтернетИнтернет-провайдерыСвязьИнформационные технологииIT-компанииWEB-студииПродвижение web-сайтовПродажа программного обеспеченияКоммутационное оборудованиеIP-телефония

Инфраструктура

ГородВластьАдминистрации районовСудыКоммунальные услугиПодростковые клубыОбщественные организацииГородские информационные сайты

Наука

ПедагогикаОбразованиеШколыОбучениеУчителя

Товары

Торговые компанииТоргово-сервисные компанииМобильные телефоныАксессуары к мобильным телефонамНавигационное оборудование

Услуги

Бытовые услугиТелекоммуникационные компанииДоставка готовых блюдОрганизация и проведение праздниковРемонт мобильных устройствАтелье швейныеХимчистки одеждыСервисные центрыФотоуслугиПраздничные агентства

Блокирование содержания является нарушением Правил пользования сайтом. Администрация сайта оставляет за собой право отклонять в доступе к содержанию в случае выявления блокировок.