Министерство науки и образования Республики Казахстан Казахский университет технологий и бизнеса Кафедра химии ГИДРОГЕЛИ НА ОСНОВЕ КАРБОКСИМЕТИЛ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ Выполнил: Мурзахметов Б. С Руководитель: д. т. н. Жатканбаев Е. Е. Астана 2017
Актуальность темы: в последнее время значительный интерес уделяют разработке сверхпоглощающих материалов на основе биоразлагаемых полимеров, свойства которых аналогичны свойствам традиционно применяемых в сельском хозяйстве сверхпоглощающих гидрогелей. Одним из таких перспективных материалов являются системы на основе карбоксеметил целлюлозы. Цель: Синтез и исследование гидрогелей на основе карбоксиметил целлюлозы. Новизна работы определение кинетики выделения минеральных удобрений в настоящее время детально не исследовано, что является новизною данной работы. Также следует отметить, что применение гидрогелей в сельском хозяйстве в нашей стране странах СНГ отсутствует, а в зарубежных странах находится в начальной стадии. Поэтому исследования в данной области являются передовыми не только для стран СНГ, но и в высокоразвитых странах. Практическое применение: так как в настоящее время широко используются в медицине и в повседневной жизни в основном синтетические гидрогели одноразового гигиенического назначения, а также в сельском хозяйстве с длительным временем разложения, то получение биоразлагаемых гидрогелей, свете безопасности для окружающей среды является актуальной и практически значимой.
УСЛОВИЯ СИНТЕЗА ГИДРОГЕЛЕЙ Соотношение полимеров , % Na. КМЦ Желатин Концентрация глутарового альдегида, (%) Время синтеза, час Концентрация полимерного раствора (%) 0 10 4 11, 36 20 80 10 4 11, 36 40 60 10 4 11, 36 60 40 10 4 11, 36 80 20 10 4 11, 36 100 0 10 4 11, 36 60 40 10 3 11, 36 60 40 10 2 11, 36 60 40 10 4 11, 36 60 40 40 4 9, 09 60 40 40 4 7, 41
Реакция химического сшивания Nа–КМЦ и желатина глутаровым альдегидом
ИК СПЕКТРЫ СШИТОГО NA-КМЦ, ЖЕЛАТИНА И ГИДРОГЕЛЯ NA-КМЦ-ЖЕЛАТИН (40: 60)
Время Значения степени набухания гидрогелей различного соотношения Na – КМЦ/Желатин, % 100/0 80/20 60/40 40/60 20/80 0 /100 15 мин 491 206 188 120 190 270 30 мин 722 412 350 201 285 388 1 час 844 555 530 280 337 469 2 час 957 663 657 370 389 549 3 час - 777 803 440 435 619 4 час - 870 940 521 479 696 5 час - 926 1054 578 510 745 6 час - 956 1160 634 540 772 7 час - 984 1250 690 578 798 8 час - 1001 1340 778 623 839
КИНЕТИКА НАБУХАНИЯ ГИДРОГЕЛЕЙ НА ОСНОВЕNA-КМЦ: ЖЕЛАТИН РАЗНОГО СООТНОШЕНИЯ 1600 1400 Степень набухания , % 1200 1000 0 /100 800 100/0 80/20 60/40 600 40/60 20/80 400 200 0 15 мин 30 мин 1 час 2 час 3 час 4 час Время 5 час 6 час 7 час 8 час
ЗАВИСИМОСТЬ СТЕПЕНИ НАБУХАНИЯNА–КМЦ: ЖЕЛАТИН (60: 40) ОТ ИОННОЙ СИЛЫ РАСТВОРА m 1/m 0 3. 5 3 2. 5 2 1. 5 1 0. 5 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 p. H
Сшитый Na-КМЦ Сшитый желатин
ПРИМЕНЕНИЕ ГИДРОГЕЛЯ Применение гидрогеля для растений очень удобно в тех случаях, когда не удаётся вовремя их поливать.
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ПРОИЗВОДСТВА АГРОГЕЛИЙ
10 кг глутарового альдегида по цене 20 $/кг = 200 $ Стоимость 1 тонны агрогеля составит: Накладные 20 % = 500$ Электроэнергия 1061 к. Вт*час * 0, 08 $/ к. Вт*час = 85$ 600 кг КМЦ по цене 800 $/т = 480$ ИТОГО 3155 $/тонну 400 кг желатина по цене 1300 тг/кг 4, 75$ = 1890 $
ЗАКЛЮЧЕНИЕ Были получены гидрогели на основе натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы и желатина различного соотношения, из них гель состава Na-КМЦ: Желатин в соотношение 60: 40% в исходной реакционной смеси является оптимальным. Полученные гидрогели исследованы методом ИКспектроскопии и сканирующей зондовой микроскопии Предложена технологическая схема производства агрогеля на основе целлюлозы. Рассчитаны расходы реагентов и электроэнергии
Скачать презентацию Министерство науки и образования Республики Казахстан Казахский университет
Бахины гидрогели111111.pptx