Битум - полимерлі нанодисперсті жүйелер

Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 7 бет
Таңдаулыға:

ӘЛ ФАРАБИ АТЫНДАҒЫ ҚАЗАҚ ҰЛТТЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ

ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ ФАКУЛЬТЕТІ

Қорытынды емтихан жобаcы

Орындаған: Химия 203 - топ магистранты

Мамыр Қуандық

Алматы, 2021

Кіріспе бөліміЖобаның тақырыбы

Нанодисперсті жүйелердің химиялық қасиеттерінің ерекшеліктері, катализде, биология және медицинада қолдануы.

Тапсырма

Теориялық бөлім.

Нанодисперсті жүйелердің химиялық қасиеттерінің ерекшеліктері, катализде, биология және медицинада қолдануы туралы 5-7 ғылыми мақалаларға шолу жасаңыз және сараптама беріп, талқылаңыз.

2. Практикалық бөлім

Биологиялық объектілердің молекулалық массасын центрифугалау арқылы зерттеу кезінде тұндыру коэффициентің (s) әдетте тығыздыққа сәйкес түзетулермен 20 °C судағы s мәніне сәйкес келетін шөгу константасына (s20, w) келтіріледі. Ақуыздардың седиментация константалары мен молекулалық массаларының кестесін пайдаланып, ақуыздың диффузиялық коэффициенттерін есептеңіз

Негізгі бөлімТеориялық бөлім.

Нанодисперсия, наноэмульсия - бұл 0, 1 - 100 нм өлшемді бөлшектердің бөлшектері мен агломераттары бар сұйықтық. Мұндай сұйықтықтар сұйық еріткіштегі нанобөлшектердің коллоидты ерітінділері болып табылады. Қоспалардың аз мөлшеріне байланысты мұндай жүйелер ерекше физика-химиялық қасиеттерге ие.

Нанодисперсиялар-нашар еритін амфифилді және липофильді заттармен көлік құралдары үшін ыңғайлы. Гидрофильді нанодисперсиялар өте маңызды қасиетке ие: олар жасушаларға өте тез енеді. Нанодисперсиялар косметика құрамында ерекше сенсорлық сипаттамаларды беру үшін қолданылады. Мұнай-газ нанодисперстерінің эволюциясы-кинетикалық бақыланатын процесс, онда аралық құрылымдар тепе-теңдік күйлерінен маңызды кинетикалық кедергілермен бөлінеді. Тоқыма материалдарын соңғы әрлеу кезінде наноэмульсиялар мен нанодисперстер түрінде әртүрлі заттардың нанобөлшектері қолданылады.

Нанодисперстер Жаңа физикалық қасиеттерге ие, бұл оларды микроэлектроника, отын элементтері, фармацевтика, гибридті қозғалтқыштар және т. б. сияқты салаларда пайдалы етеді. Сондай-ақ, салқындатқыш ретінде жоғары сұйылтылған нанодисперстерді қолдану қайнаған типтегі қондырғылардағы критикалық жылу ағынының тығыздығын едәуір арттыруға мүмкіндік беретіні анықталды. Дисперсті фазаның көлемінде біркелкі бөлінген біртекті магниттер болып табылатын магниттік наногидтер де қызықты. [1]

БИТУМДАР ЖӘНЕ ПОЛИМЕРЛІ БИТУМДАР-НАНОДИСПЕРСТІ ЖҮЙЕЛЕР

Бұл жұмыста жол битумдарының элементтік және химиялық топтық құрамына қатысты мәліметтер келтірілген. Битум компоненттерінің қысқаша сипаттамасы - асфальтендер, шайырлар мен майлар. Қасиеттер олар тікелей әсер ететін битумдарға сипатталған. Битумдардың мицеллярлық моделінің сипаттамасы коллоидты химия тұрғысынан берілген.

Талдау битум және мұнай асфальтендеріне арналған басқа авторлардың зерттеу нәтижелері бойынша жүргізілді. Топтық химиялық құрамдар Қазақстан зауыттары өндіретін BND 50/70, 70/100 және BAND 100/130 маркалы битумдарға арналған. Ондағы асфальтендердің құрамы 15, 8% - дан 24, 3% - ға дейін; көп жағдайда асфальтендердің құрамы 20-25% шегінде болады, яғни асфальтендердің нанокласттары массасы бойынша битумның төрттен бірін құрайды.

Битум мен полимерлі битумды нанодисперсті жүйенің бір түрі ретінде қарастыру ұсынылады. Құрылымдар жоғарыда аталған екі топтың полимерлерімен жол битумын модификациялау кезінде пайда болатын полимерлі-битумды нанодисперсті жүйелер үшін сипатталған.

Битум-негізгі жол материалдарының бірі. Оған қажеттілік жол құрылысы мен жөндеу жұмыстары көлемінің ұлғаюына байланысты өсуде. Мысалы, 2020 жылы Қазақстанда 1 миллион тоннадан астам жол битумы пайдаланылған. Қазіргі уақытта жол битумының қасиеттерін болжау үшін сапаны бағалаудың практикалық әдістері де, жобалық модельдер де бар. Бірақ олардың көпшілігі тұтқыр сұйықтықтар және макроөлшемді дисперсті бөлшектері бар коллоидтық жүйелер сияқты битум идеяларына негізделген. Бұл жұмыста битум мен полимерлі битумды нанодисперсті жүйенің бір түрі ретінде қарастыру ұсынылады.

Битумдық нанодисперстік жүйелер. Битум-бұл салыстырмалы түрде аз мөлшерде әртүрлі химиялық құрылымдары бар қалдық жоғары молекулалық көмірсутекті қосылыстардың күрделі қоспасы. Битумның шамамен элементтік құрамы (массасы бойынша) : көміртегі 80-85%; сутегі 8-11, 5%; оттегі 0, 2-4%; күкірт 0, 5-7%; азот 0, 2-0, 5%. Металдар - темір, никель және ванадий-битум құрамында аз мөлшерде болады. Қазіргі уақытта битумдарды олардың құрамына кіретін химиялық қосылыстар тобы бойынша сипаттау әдетке айналған. Сонымен қатар, битумдағы барлық химиялық қосылыстар келесі 3 топқа бөлінеді:

Асфальтендер күкірт көміртегі мен хлороформда еритін және жеңіл алкандарда ерімейтін битумның ең жоғары молекулалық бөлігі болып табылады (н-пентан, н-гексан, н-гептан, мұнай эфирі және т. б. ) ;
шайырлар-Алифатикалық тізбектермен байланысқан циклдік және гетероциклді құрылымдардан тұратын қызыл-қоңыр қатты заттар;
майлар-ашық сары түсті циклді көмірсутектердің қоспасы.

Битумның көптеген қасиеттерін, оның ішінде реологиялық қасиеттерін мицеллярлық модель деп түсіндіруге болады. Ол битумды коллоидтық жүйе ретінде қарастырады. Коллоидтық жүйелер басқа денеде (дисперсті ортада) бір дененің дисперсиясы (дисперсті фаза) екені белгілі. Дисперсті бөлшектер жеке молекулалар емес, коллоидтық жүйелердегі молекулалардың агрегаттары. [4]

Битум-полимерлі нанодисперсті жүйелер. Битуммен араластырғаннан кейін SBS полимерлері топтар (стирол-бутадиен-стирол) битумның балқытылған бөлігінде (шайырлар мен майлар қоспасы) ісінеді; олардың көлемі бастапқы көлеммен салыстырғанда 5-10 есе көп болады. Сонымен қатар, полистирол блоктары резеңке (резеңке тәрізді) полибутадиен тізбектерімен байланысқан қатты домендерге жиналады. Полистирол домендерінің өлшемдері шамамен 10-40 нм құрайды. Осылайша, битумды SBS тобының полимерлерімен битуммен модификациялау кезінде бастапқы нанодомендер жүйесінде қосымша кеңістіктік аморфты наноқұрылымды тор жасалады, оның түйіндерінде бір-бірімен серпімді полибутадиен тізбектерімен байланысқан қатты полистирол нано-домендері болады. Қатты полистирол нано-домендер битумның тұтқырлығын арттырады, осылайша оның жоғары температуралық сипаттамаларын жақсартады, ал полибутадиен тізбектері битумға серпімді қасиеттер береді, бұл олардың төмен температурадағы тұрақтылығын арттырады.

Elvaloy 4170 және Elvaloy AM полимерлерінің бутилакрилатты этилен негізі битум-полимер жүйесіне серпімділік береді. Глицидилметакрилатта эпоксидті топтың болуы битум асфальттарында кездесетін функционалды топтармен (-oh, -COOH, -NH2, -SH және т. б. ) химиялық әсер ету мүмкіндігін тудырады. Осылайша, SBS полимерлерінің орнына асфальт битумы Elvaloy полимерлерімен өзгертілген нанокласттар кеңістіктік серпімді полимер желісімен қатты (химиялық) байланысады. Басқаша айтқанда, дисперсті фаза - асфальтеннің нанокласттары кеңістіктік аморфты серпімді наноқұрылымды тордың түйіндерінде орналасқан нанодисперс жүйесі жасалады. Алынған нанодисперс жүйесі жоғары және төмен температурада жақсартылған сипаттамаларға ие болуы керек.

Нанодисперсті жүйелердің биомедицинада қолданылуы.

Бионанотехнология нанотехнологиядағы нанометрлік өлшемді объектілерді биологиялық объектілерге және олардың әсеріне зерттеу және әсер етумен айналысатын бөлім және нано-фабрикаларды, нанобөлшектерге негізделген диагностикалық жүйелерді құрумен, медициналық нанороботтарды жасаумен және медициналық наноматериалдарды құрумен айналысатын наномедицинаны дамыту үшін қолдану. Наномедицина-әзірленген наноқұрылғылар мен наноқұрылымдарды пайдалана отырып, молекулярлық деңгейде адамның биологиялық жүйелерін қадағалау, түзету, құрастыру және бақылау.

түсіну керек:

Сапа мен тиімділікті жақсарту үшін көптеген ауруларды емдеу және диагностикалау селективті және тиімді дәрі-дәрмектер мен диагностикалық агенттерді қажет етеді. Дәрі-дәрмектер немесе олардың тасымалдаушылары ретінде қолданылатын нанобөлшектер дәрілік терапияда олардың мөлшеріне байланысты ерекше биологиялық, химиялық және физикалық қасиеттеріне байланысты маңызды рөл атқарады. Қазір медицинада қолдану үшін нанобөлшектер қолданылады: Органикалық емес (алтын, силикаттар және т. б. ) және полимерлі (полисахаридтер, полилактидтер, полиакрилаттар) материалдар; полимерлі терапевтік заттар (полимерлі мицеллалар және т. б. ) ; липосомалар. Сарапшылардың пікірінше, жаңа сыныптарды одан әрі зерттеу қажет нанобөлшектер, өйткені қазір белгілі нанобөлшектер қажетті барлық спектрді қамтамасыз ете алмайды. . [3]

Молекулалық визуализация-бұл жасушалық және субжасушалық деңгейдегі тірі организмдердегі биологиялық процестерді сипаттау және сандық талдау. Молекулалық визуализация кезінде мақсатты түйіні бар Молекулалық зондтар (арнайы рецепторлық молекулалар немесе лигандтар) визуалды кескіннің контраст көзі ретінде қолданылады. Егер молекулалық маркер кейбір ауруларға сезімтал болса, онда контрастты орта жинақталады зақымдалған тіндер.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.