vuzbiochemiИзвестия вузов. Прикладная химия и биотехнологияProceedings of Universities. Applied Chemistry and Biotechnology2227-29252500-1558ИРНИТУ10.21285/achb.896YBABDOvuzbiochemi-1173Research ArticleХИМИЧЕСКИЕ НАУКИCHEMICAL SCIENCESТермомеханические и механические свойства биоцидных материалов на основе полигексаметиленгуанидин гидрохлорида и поливинилового спиртаThermomechanical and mechanical properties of biocidal materials based on polyhexamethylene guanidine hydrochloride and polyvinyl alcoholhttps://orcid.org/0000-0002-0903-8780РябоваВ. О.RyabovaV. O.

Рябова Валерия Олеговна, инженер

670047, г. Улан-Удэ, ул. Сахьяновой, 6

Valeria O. Ryabova, Engineer

6, Sakhyanova St., Ulan-Ude, 670047

lera-okladnikova@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4772-9133АюроваО. Ж.AyurovaO. Zh.

Аюрова Оксана Жимбеевна, к.т.н, заведующий лабораторией; доцент

670047, г. Улан-Удэ, ул. Сахьяновой, 6

670000, г. Улан-Удэ, ул. Смолина 24а

 

Oksana Zh. Ayurova, Cand. Sci. (Engineering), Head of the Laboratory; Associate Professor

6, Sakhyanova St., Ulan-Ude, 670047

24a, Smolin St., Ulan-Ude, 670000

chem88@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2317-4105ОчировО. С.OchirovO. S.

Очиров Олег Сергеевич, к.фарм.н., ведущий инженер

 

Oleg S. Ochirov, Cand. Sci. (Pharmacy), Lead Engineer

6, Sakhyanova St., Ulan-Ude, 670047

   

ochirov.o.s@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4184-2805ГригорьеваМ. Н.Grigor’evaM. N.

Григорьева Мария Николаевна, к.фарм.н., ведущий инженер 

670047, г. Улан-Удэ, ул. Сахьяновой, 6

Maria N. Grigor’eva, Cand. Sci. (Pharmacy), Lead Engineer

6, Sakhyanova St., Ulan-Ude, 670047

   

gmn_07@bk.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3392-5600СтельмахС. А.StelmakhS. A.

Стельмах Сергей Александрович, к.х.н., старший научный сотрудник

670047, г. Улан-Удэ, ул. Сахьяновой, 6

Sergey A. Stelmakh, Cand. Sci. (Chemistry), Senior Researcher

6, Sakhyanova St., Ulan-Ude, 670047

   

s_stelmakh@bk.ruБайкальский институт природопользования СО РАНРоссияBaikal Institute of Nature Management SB RASRussian FederationБайкальский институт природопользования СО РАН; Бурятский государственный университет им. Доржи БанзароваРоссияBaikal Institute of Nature Management SB RAS; Banzarov Buryat State UniversityRussian Federation20242703202414127–34Copyright © Рябова В.О., Аюрова О.Ж., Очиров О.С., Григорьева М.Н., Стельмах С.А., 20242024Рябова В.О., Аюрова О.Ж., Очиров О.С., Григорьева М.Н., Стельмах С.А.Ryabova V.O., Ayurova O.Z., Ochirov O.S., Grigor’eva M.N., Stelmakh S.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vuzbiochemi.elpub.ru/jour/article/view/1173

На разных этапах развития науки о полимерах в центре внимания оказывались области, имеющие научное и практическое значение. Современное внимание к смесям полимеров обусловлено их очевидной практической значимостью. Изучение физико-механических свойств полимерных смесей привело к пересмотру существующих базовых представлений, возникновению новых направлений исследований и решению практических задач. С этой точки зрения смеси полимеров во многом схожи с сополимеризацией как способом достижения заданных свойств путем объединения различных химических структур. Формирование полимерных смесей позволяет быстрее получать материалы с нужными свойствами, чем при синтезе высокомолекулярных соединений. В последние годы встречаются многочисленные исследования в области взаимодействия различных полимеров, особенно водорастворимых и природного происхождения, так как они безопасны для человека и окружающей среды. За счет высокой адгезионной способности поверхности материалов появляется большой интерес исследователей к разработке материалов такого типа. Таким образом, использование данных материалов может привести к получению полимерных пленок с новыми ценными свойствами. Целью проведенной работы являлось исследование возможности модификации полигексаметиленгуанидин гидрохлорида поливиниловым спиртом для улучшения термомеханических и механических показателей пленок с ориентацией на дальнейшее применение их в строительстве в качестве полимерных биоцидных добавок. В качестве объекта исследования в работе были использованы пленки на основе полимер-полимерной смеси полигексаметиленгуанидин гидрохлорида и поливинилового спирта.

During the development of polymer science, attention has been attracted to different research areas. The current focus on polymer mixtures is due to their practical significance. Studying the physical and mechanical properties of polymer mixtures has led to a revision of existing basic concepts, the emergence of new research directions and the solution of practical problems. From this point of view, polymer mixtures are similar to copolymerization in achieving specific properties by combining different chemical structures. The use of polymer mixtures allows materials with the desired properties to be obtained at a faster rate than the synthesis of high-molecular compounds. In recent years, numerous studies have been published on the interaction of various polymers, particularly water-soluble and naturally occurring polymers that are safe for humans and the environment. The development of such materials is of great interest due to their high adhesive strength. These materials can be used to obtain polymer films with new valuable properties. This work investigates the potential of improving the thermomechanical and mechanical properties of films for use in construction as polymer biocidal additives by modifying polyhexamethylene guanidine hydrochloride with polyvinyl alcohol. Films based on a polymer-polymer mixture of polyhexamethylene guanidine hydrochloride and polyvinyl alcohol were used as a research object.

полигексаметиленгуанидин гидрохлоридполивиниловый спиртполимер-полимерные смесикраевой угол смачиваниятермомеханические свойствапленкиpolyhexamethylene guanidine hydrochloridepolyvinyl alcoholpolymer-polymer mixturescontact anglethermomechanical propertiesfilmsИсследование выполнено в рамках государственного задания Байкальского института природопользования Сибирского отделения Российской академии наук № 0273-2021-0007.The study was carried out within the framework of the state task of the Baikal Institute of Nature Management of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences no. 0273-2021-0007.ReferencesПовстугар В.И., Кодолов В.И., Михайлова С.С. Строение и свойства поверхности полимерных материалов. М.: Химия, 1988. 188 с.Povstugar V.I., Kodolov V.I., Mikhailova S.S. Structure and surface properties of polymer materials. Moscow: Khimiya; 1988, 188 p. (In Russian).Ефимов К.М., Гембицкий П.А., Снежко А.Г. Полигуанидины – класс малотоксичных дезсредств пролонгированного действия // Дезинфекционное дело. 2000. N 4. С. 32.Efimov K.M., Gembitskii P.A., Snezhko A.G. Polyguanidines as low-toxic, long-acting disinfectants. Dezinfektsionnoe delo. 2000;4:32. (In Russian).А.с. SU 1687261 А1, СССР, МПК A61L 2/16, A61L 2/18. Бактерицидное средство / Н.А. Поликарпов, П.А Гембицкий, А.Н. Викторов, В.Е. Лиманов, Н.П. Баркова. Заявл. 15.12.1989; опубл. 30.10.1991.Polikarpov N.A., Gembitskij P.A., Viktorov A.N., Limanov V.E., Barkova N.P. Disinfectant agent. Inventor’s certificate of the USSR, no. SU 1687261 А1; 1991. (In Russian).Гвоздяк П.И., Никоненко В.У., Чеховская Т.П., Загорная Н.Б. Ферментативная деструкция гексаметилендиамина // Химия и технология воды. 1987. Т. 9. N 2. С. 172.Gvozdyak P.I., Nikonenko V.U., Chekhovskaya T.P., Zagornaya N.B. Enzymatic degradation of hexamethylenediamine. Khimiya i tekhnologiya vody. 1987;9(2):172. (In Russian).Григорьева М.Н., Стельмах С.А., Астахова С.А., Центер И.М., Базарон Л.У., Батоев В.Б. [и др.]. Синтез сополимеров гидрохлоридов полиалкилгуанидинов и их антибактериальная активность в отношении условно-патогенных микроорганизмов Bacillus cereus и Escherichia coli // Химико-фармацевтический журнал. 2015. Т. 49. N 2. С. 29–33. EDN: TKVKGD.Grigor’eva M.N., Stel’makh S.A., Astakhova S.A., Tsenter I.M., Bazaron L.U., Batoev V.B., et al. Synthesis of polyalkylguanidine hydrochloride copolymers and their antibacterial activity against conditionally pathogenic microorganisms Bacillus cereus and Escherichia coli. Khimiko-farmatsevticheskii zhurnal. 2015;49(2):29-33. (In Russian). EDN: TKVKGD.Воинцева И.И., Гембицкий П.А. Полигуанидины – дезинфекционные средства и полифункциональные добавки в композиционные материалы. М.: ЛКМ-пресс, 2009. 303 с. EDN: QNERHH.Vointseva I.I., Gembitskii P.A. Polyguanidines – disinfectants and multifunctional additives to composite materials. Moscow: LKM-press; 2009, 303 p. (In Russian). EDN: QNERHH.Мэнсон Дж., Сперлинг Л. Полимерные смеси и композиты / пер. с англ. А.П. Коробко, А.В. Вакулы. М.: Химия, 1979. 440 с.Manson J.A., Sperling L.H. Polymer blends and composites; 1976, 513 p. (Russ. ed.: Polimernye smesi i kompozity. Moscow: Khimiya; 1979, 440 p.).He G., Cao J., Wang C., Fan L., Yin Y., Cai W., et al. Physically cross-linked hydrogels with excellent selfhealing, moldability, antibacterial activities and adjustable mechanical properties // Journal of Wuhan University of Technology – Mater. Sci. Ed. 2019. Vol. 34, no. 6. P. 1484– 1494. DOI: 10.1007/s11595-019-2217-5.He G., Cao J., Wang C., Fan L., Yin Y., Cai W., et al. Physically cross-linked hydrogels with excellent selfhealing, moldability, antibacterial activities and adjustable mechanical properties. Journal of Wuhan University of Technology – Mater. Sci. Ed. 2019;34(6):1484-1494. DOI: 10.1007/s11595-019-2217-5.Кочергинская Л.Л., Розенблюм Н.Д., Стасюк Х.А. Получение и свойства ионообменных пленок из привитых сополимеров на основе полиолефинов некоторых мономеров // Высокомолекулярные соединения. 1962. Т. 4. N 5. С. 633–636.Kocherginskaya L.L., Rozenblum N.D., Stasuk Kh.A. Preparation and properties of ion exchanging films of polyolefin-monomers graft copolymers. Vysokomolekulyarnye soedineniya. 1962;4(5):633-636. (In Russian).Ушаков С.Н. Поливиниловый спирт и его производные. В 2 т. М. – Л.: Изд-во АН СССР, 1960. 1419 с.Ushakov S.N. Polyvinyl alcohol and its derivatives. In 2 vol. Moscow – Leningrad: Academy of Sciences of the USSR; 1960, 1419 p. (In Russian).Лозинский В.И. Криотропное гелеобразование растворов поливинилового спирта // Успехи химии. 1998. Т. 67. N 7. С. 641–655. DOI: 10.1070/RC1998v067n07ABEH000399.Lozinskii V.I. Cryotropic gelation of poly(vinyl alcohol) solutions. Uspekhi khimii = Russian Chemical Reviews. 1998;67(7):641-655. (In Russian). DOI: 10.1070/RC1998v067n07ABEH000399.Липатов Ю.С. Физико-химия наполненных полимеров. Киев: Наукова думка, 1967. 233 с.Lipatov Yu.S. Physico-chemistry of filled polymers. Kiev: Naukova dumka; 1967, 233 p. (In Russian).Филимошкин А.Г., Воронин Н.И. Химическая модификация полипропилена и его производных. Томск: Изд-во ТомГУ, 1988. 180 с.Filimoshkin A.G., Voronin N.I. Chemical modification of polypropylene and its derivatives. Tomsk: Tomsk State University; 1988, 180 p. (In Russian).Okladnikova V.O., Ochirov O.S., Grigor’eva M.N., Stelmakh S.A., Mognonov D.M. Obtaining a copolymer of polyhexamethylene guanidine hydrochloride and polyvinyl alcohol // Journal of Physics: Conference Series. 2021. Vol. 1989. P. 012002. DOI: 10.1088/1742-6596/1989/1/012002.Okladnikova V.O., Ochirov O.S., Grigor’eva M.N., Stelmakh S.A., Mognonov D.M. Obtaining a copolymer of polyhexamethylene guanidine hydrochloride and polyvinyl alcohol. Journal of Physics: Conference Series. 2021;1989:012002. DOI: 10.1088/1742-6596/1989/1/012002.Stel’makh S.A., Grigor’eva M.N., Bazaron L.U., Mognonov D.M. Synthesis and pH-sensitivity of guanidine containing hydrogels // Journal of Materials Science and Engineering B. 2012. Vol. 2, no. 8. P. 421–428. EDN: SMPWSJ.Stel’makh S.A., Grigor’eva M.N., Bazaron L.U., Mognonov D.M. Synthesis and pH-sensitivity of guanidine containing hydrogels. Journal of Materials Science and Engineering B. 2012;2(8):421-428. EDN: SMPWSJ.Филиппова Л.С., Акимова А.С., Пикалов Е.С. Защитное полимерное покрытие с повышенными прочностными и адгезионными характеристиками // Инженерный вестник Дона. 2023. N 5. С. 492–504. EDN: LVYWNT.Filippova L.S., Akimova A.S., Pikalov E.S. Protective polymer coating with increased strength and adhesion characteristics. Inzhenernyi vestnik Dona = Engineering journal of Don. 2023;5:492-504. (In Russian). EDN: LVYWNT.Окладникова В.О., Очиров О.С., Григорьева М.Н., Стельмах С.А. Полимер-полимерная смесь поливинилового спирта и полигексаметиленгуанидин гидрохлорида для задач антимикробной защиты поверхностей // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2022. Т. 12. N 4. P. 627–632. DOI: 10.21285/2227-29252022-12-4-627-632. EDN: NCPNGWOkladnikova V.O., Ochirov O.S., Grigor’eva M.N., Stelmakh S.A. Polymer-polymer composition of polyvinyl alcohol and polyhexamethylene guanidine hydrochloride for antimicrobial surface protection. Izvestiya Vuzov. Prikladnaya Khimiya i Biotekhnologiya = Proceedings of Universities. Applied Chemistry and Biotechnology. 2022;12(4):627632. (In Russian). DOI: 10.21285/2227-2925-2022-124-627-632. EDN: NCPNGW.Сясько В.А., Голубев С.С., Смирнова Н.И. Перспективные методы измерения толщины защитных покрытий. Проблемы методов и метрологического обеспечения // Современные методы и приборы контроля качества и диагностики состояния объектов: сб. статей VI Междунар. науч.-техн. конф. (г. Могилев, 19–20 сентября 2017 г.). Могилев: Белорусско-Российский университет, 2017. С. 30–39. EDN: ZOOBUP.Syas’ko V.A., Golubev S.S., Smirnova N.I. Promising methods for measuring the protective coatings thickness. Problems of methods and metrological support. In: Sovremennye metody i pribory kontrolya kachestva i diagnostiki sostoyaniya ob”ektov: methods and instruments for quality control and diagnostics of the objects condition: Proc. of the 6th Int. Sci. Tech. Conf. 19–20 September 2017, Mogilev. Mogilev: Belarusian-Russian University; 2017, p. 30-39. (In Russian). EDN: ZOOBUP.Аскадский А.А., Матвеев Ю.И. Химическое строение и физические свойства полимеров. М.: Химия, 1983. 248 с.Askadskii A.A., Matveev Yu.I. Chemical structure and physical properties of polymers. Moscow: Khimiya; 1983, 248 p. (In Russian).Структура и свойства поверхностных слоев полимеров: сб. статей / отв. ред. Ю.С. Липатов. Киев: Наукова думка, 1972. 295 с.Lipatov Yu.S. Structure and properties of surface layers of polymers. Kiev: Naukova dumka; 1972, 295 p. (In Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.