Дипломная работа: Математическое моделирование полимерных синтетических дисперсий медицинского назначения
1. сохранять стабильность при хранении (не менее 6 месяцев);
2. иметь узкое распределение частиц по размерам;
3. иметь средний диаметр частиц в интервале 0,3-5,0 мкм и воспроизводимые свойства от партии к партии.
Промышленностью выпускается большое число полимерных суспензий различного назначения, но все они не удовлетворяют перечисленным выше требованиям. Их получают эмульсионной или суспензионной полимеризацией.
Полимеризацию мономеров проводят в присутствии ПАВ, концентрацию которого выбирают, исходя из требуемых свойств конечного продукта. Концентрация ПАВ всегда выше критической концентрации мицеллобразования.
Как правило, ПАВ – это поверхностно-активные вещества, а именно химические соединения, способные адсорбироваться на границе раздела фаз, одна из которых обычно вода, и снижать поверхностное натяжение.
Молекулы ПАВ состоят из углеводородного радикала (от 4 до 20 СН2 -групп) и полярной группы (ОН, СООН, NH2 , SO3 H и др.).
Таким образом, ПАВ, выпавшие в воду, являются причиной широкого распределения частиц по размерам. Но этот факт, рассмотрен ниже.В качестве носителей биолигандов обычно используется полистирольные микросферы.
Их выбор определяется тем, что полистирольные микросферы не подвергаются разрушению под действием кислот, щелочей, водных растворов солей, характеризуются термостабильностью. Термическая и термоокислительная деструкции полистирола протекают при температуре выше 2000 С и 2600 С.
Полистирол безвреден, используется в пищевой и медицинской промышленности и легко окрашивается в любые цвета.
Полистирольные суспензии с узким распределнием частиц по размерам получают гетерофазной полимеризацией в отсутствие эмульгатора, эмульсионной и осадительной полимеризациями.
Эмульсионной полимеризацией получают полимерные микросферы с диаметрами не более 0,2 мкм, поэтому для решения поставленной в работе цели этот способ не подходит.
Метод гетгрофазной полимеризации в отсутствии ПАВ позволяет получить полимерные микросферы в заданном интервале диаметров с узким распределением по размерам. Однако эти полимерные суспензии неустойчивы в физиологическом растворе и при хранении.
Метод осадительной полимеризации трудоемок и плохо воспроизводим.
В связи с этим проблема получения полимерных микросфер, удовлетворящих выше перечисленными требованиями, оставалась не решенной.
Выбор для синтеза полистирольных суспензий с узким распределением частиц по размерам нерастворимых в воде ПАВ был сделан из предположений о том, что инициировании полимеризации в их присутствии образование частиц будет происходит по одному механизму – из микрокапель мономера. Для этого необходимо было выбрать ПАВ, образующие прямые эмульсии мономера типа «масло в воде». Образование прямых эмульсий мономера в присутствии нерастворимых в воде ПАВ возможно, если они в своем составе содержали объемные заменители, способные образовывать на поверхности капель прочный межфазный слой за счет формирования структурно-механического фактора устойчивости.
В качестве таких ПАВ были использованы:
1. моноэфиры ароматических дикарбоновых кислот (МАФ),
2. ди-п- толил-о-карбалкокстфенилкарбинол (ДТК),
Ди-п- толил-о-карбалкокстфенилкарбинол показан на рис. 11.
Общая формула: C36 H48 O3
Структурная формула:
Рисунок 11. Структурная формула C36 H48 O3
Представляет собой продукт жидкофазного окисления кислородом вохдуха3,3- ди-(п-толил)-фталида и тетрадекана. ДТК практически нерастворим и хорошо растворим в стироле.
Согласно с данными исследования ДТК представляет собой смесь изомеров Mw =288.
3. кремний органичесике поверхностно-активные вещества различного строения, которые используются в качестве диспергаторов и модификаторов.
Моноалкилфталаты имеют следующие строения и различаются друг от друга содержанием гидрофобных групп в молекуле:
