Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Технология полимерных и композиционных материалов

Диссертационная работа:

Дмитриев, Юрий Александрович. Технология электроформования волокнистых материалов на основе хитозана : диссертация ... кандидата технических наук : 05.17.06 / Дмитриев Юрий Александрович; [Место защиты: Моск. гос. ун-т тонких химических технологий им. М.В. Ломоносова].- Саратов, 2011.- 144 с.: ил. РГБ ОД, 61 12-5/10

смотреть введение
Введение к работе:

Актуальность работы. Нетканые волокнистые материалы, получаемые методом электроформования из растворов полимеров, находят широкое применение в различных отраслях промышленности. Материалы из волокон субмикронного диаметра используются для высокоэффективной фильтрации высокодисперсных аэрозолей в системах очистки газовоздушных выбросов и средствах защиты органов дыхания, аналитических фильтрах для контроля уровня загрязненности воздуха. Полученные методом электроформования слои из нановолокон включаются в композиционные текстильные материалы нового поколения для обеспечения регулируемой водо- и паропроницаемости, антимикробных и антивирусных барьерных свойств. Производство нетканых волокнистых материалов из биосовместимых и биодеградируемых полимеров открывает широкие перспективы для их использования в медицинских приложениях при создании перевязочных средств, заменителей тканей, систем контролируемой доставки лекарственных средств и др.

Одной из актуальных задач современной медицины является лечение обширных ожоговых поверхностей различного генеза, длительно незаживающих ран и трофических язв. К используемым перевязочным средствам предъявляются высокие требования по физико-химическим свойствам, таким как создание оптимальной микросреды для заживления ран, способность предотвращать проникновение микроорганизмов, воздухопроницаемость, эластичность, отсутствие токсического действия, удобство стерилизации и использования и др. Существующие перевязочные средства «раневые покрытия» не удовлетворяют в полной мере всем перечисленным требованиям. Эффективным способом решения данной задачи является применение в качестве полифункциональных «раневых покрытий» нановолокнистых материалов из хитозана, полученных методом электроформования. Хитозан обладает ранозаживляющим действием и бактерицидной активностью, нетоксичен, биосовместим, биодеградируем, а также является промышленно выпускаемым полимером [1, 2]. Недостатком существующих технологий электроформования волокон из хитозана является использование высокотоксичных растворителей и большого количества технологических добавок, что существенно ухудшает биосовместимость готового материала.

На основании вышеизложенного, решение комплексной задачи, включающей в себя разработку формовочного раствора с минимальным содержанием технологических добавок, оптимизацию процесса электроформования волокон, а так же получение нетканых материалов на основе хитозана и исследование их физико-механических свойств позволит максимально эффективно решить проблему создания перевязочного материала нового поколения для лечения обширных ожоговых поверхностей различного генеза, длительно незаживающих ран и трофических язв.

Цель диссертационной работы. Целью работы является разработка способа получения биодеградируемого нетканого материала на основе хитозана методом электроформования по растворно-капиллярной технологии для применения в медицине качестве «раневого покрытия».

Для достижения данной цели было необходимо решить следующие задачи:

1. Исследовать физико-химические свойства растворов хитозана в
смесях уксусная кислота-вода. Разработать оптимальные составы
формовочных растворов для получения нетканых волокнистых материалов
на основе хитозана с заданным диаметром волокна.

2. Исследовать влияние технологических параметров процесса
электроформования для растворов хитозана, хранившихся в течение
различного времени, на динамические характеристики струи, средний
диаметр и распределение волокон по диаметру, а также структуру и свойства
нетканых материалов на основе хитозана.

  1. Провести оптимизацию параметров процесса электроформования для получения однородных бездефектных волокон с заданным диаметром.

  2. Исследовать физико-механические свойства полученных нетканых материалов.

5. Наработать и передать партию материала для проведения
клинических испытаний.

Научная новизна.

  1. Предложена рецептура формовочного раствора на основе хитозана, уксусной кислоты и сверхвысокомолекулярного полиэтиленоксида (ПЭО) в качестве технологической добавки, что позволило осуществлять процесс электроформования волокна на основе хитозана с содержанием технологической добавки в сухом веществе не более 1 мас.%.

  2. На примере формовочного раствора на основе хитозана (ММ 200 кДа, СД 82 мольн.%) установлен предельный срок хранения формовочного раствора (2 суток) в пределах которого сохраняется хорошая волокнообразующая способность при электроформовании волокна.

3. Впервые найдено техническое решение задачи получения
волокнистых наноматериалов на основе хитозана со средним диаметром
волокна 160 нм и содержанием технологической добавки в сухом веществе
не более 1 мас.%. Определены диапазоны изменения параметров процесса
обеспечивающие максимальную производительность процесса
электроформования волокна.

4. Экспериментально найден параметр, определяющий устойчивый
режим процесса электроформования волокна из растворов хитозана в
уксусной кислоте, а именно диапазон значений тока, переносимого струей.

Практическая значимость.

Решена научно-техническая задача создания высокопористого материала на основе хитозана, пригодного для закрытия ожоговых поверхностей и лечения длительно не заживающих ран. Разработан также

способ получения указанного материала методом электроформования из растворов по капиллярной технологии. По разработанному технологическому регламенту, на пилотной установке, произведена опытная партия материала.

Разработан ассортимент нетканых материалов на основе хитозана со средним диаметром волокон 300 нм, 400 нм, 800нм (Приложение к диссертации «Акт об изготовлении опытной партии волокнистого материала из хитозана методом электроформования волокна» стр. 142).

Получен положительный результат клинических испытаний изготовленного ассортимента материалов, представляющих собой нетканое волокнистое полотно со средним диаметром волокон 300 нм, 400 нм, 800нм (Приложение к диссертации «Акт о проведении клинических испытаний» стр. 143).

По результатам работы зарегистрирована заявка на выдачу патента РФ на изобретение. «Биополимерное волокно, состав формовочного раствора для его получения, способ приготовления формовочного раствора, полотно биомедицинского назначения, способ его модификации, биологическая повязка и способ лечения ран».

Апробация работы.

Основные результаты диссертационной работы были представлены на следующих конференциях и выставках: Всероссийской молодежной выставке - конкурсе прикладных исследований, изобретений и инноваций (Саратов 2009); Всероссийской научной школе-семинаре «Методы компьютерной диагностики в биологии и медицине» (Саратов 2009, 2010); Ш-ей сессии Научного совета РАН по механике деформируемого твердого тела (Саратов 2009); Х-ой Всероссийской конференции по Биомеханике (Саратов 2010); Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Прикладные аспекты химической технологии, полимерных материалов и наносистем» (Бийск 2010); XII всероссийской научно-технической конференции «Новые химические технологии: производство и применение» (Пенза 2010); III всероссийской школе-семинаре студентов, аспирантов и молодых ученых по направлению «Наноматериалы» (Рязань 2010); Международной конференции «Инновационные материалы и технологии в химической и фармацевтической отраслях промышленности с элементами научной школы для молодежи» (Москва 2010); IV Международной конференции «Физико-химические основы формирования и модификации микро- и наноструктур» (Харьков 2010); III Всероссийской школе-семинаре для студентов, аспирантов и молодых ученых «Нанобиотехнологии: проблемы и перспективы» (Белгород 2010); Всероссийской научно-практической конференции «Биотехнология растительного сырья, качество и безопасность продуктов питания» (Иркутск 2010); Всероссийской конференции с элементами научной школы «Проведение научных исследований в области синтеза, свойств и переработки высокомолекулярных соединений, а также воздействия

физических полей на протекание химических реакций» (Казань 2010); VI Санкт-Петербургской конференции молодых ученых с международным участием «Современные проблемы науки о полимерах» (СПб 2010); Международной конференции VIII Петряновские чтения (Москва 2011)

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 19 (8 статей в сборниках конференций) печатных работ, в том числе 3 статьи в журналах, рекомендованных ВАК для публикации результатов научных работ, заявка на патент РФ.

Работа выполнена в рамках программ РФФИ (проект № 09-03-12193 офим), Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере («У.М.Н.И.К.» 2010).

Структура и объем диссертации.

Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав, выводов и списка литературы. Материалы диссертации изложены на 143 страницах машинописного текста и включают 64 рис., 15 табл., библ.: 111 наименований.

Достоверность полученных результатов подтверждается взаимной согласованностью результатов, основанных на применении современных методов исследования и применении высокоточных приборов для регулирования параметров исследуемого процесса, а также использовании математико-статистических методов обработки результатов.


© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net