Біосумісні структуровані полімери та композиційні матеріали (Літературний огляд)

ЗМІСТ

ВСТУП

У ХХ столітті було розроблено величезну кількість різноманітних синтетичних полімерних матеріалів у різних формах, таких як пластики, волокна, синтетичні каучуки. Такі матеріали широко використовуються практично в усіх галузях господарства. Безсумнівно, що ці синтетичні полімерні матеріали виконують дуже важливу роль в повсякденному житті і в наш час. Однак зазвичай використовувані синтетичні полімери, такі як поліетилен, поліпропілен, полістирол, поліметилметакрилат не є біодеградабельними, і їх утилізація або повторне використання є дуже складним завданням. Тому в усьому світі утворюється величезна кількість відходів, які не піддаються біохімічному розкладанню. Композити, отримані з цих полімерів, також стають частиною цих відходів. Переробка полімерних відходів є прямим і популярним підходом до зменшення кількості таких відходів. Проте, розробка та використання біодеградабельних полімерів розглядається в якості найбільш перспективного способу для вирішення проблеми полімерних відходів. В зв’язку з цим розробка біодеградабельних полімерів привертає зростаючу увагу, починаючи з останнього десятиліття 20-го століття. Створено велику кількість різноманітних біодеградабельних полімерних матеріалів, і досить багато з них вже випускаються промисловістю[^[1]-^[2]]  Відповідно до їх походження, біодеградабельні полімери поділяються на три основні категорії: (1) синтетичні полімери, зокрема, аліфатичні поліестери, такі як полі (L-лактид) (ПЛК) [^[3]-^[4]], полі (ε-капролактон) (ПКЛ ) [^[5] [6] -^[7]], полі (п-діоксанон) (ППДО) [^[8], ^[9]], полі (бутилен) сукцинат (ПБС) [^[10], ^[11]] і полі (етилен) сукцинат (ПЕС) [^[12], ^[13]], (2) поліестери, які синтезуються за допомогою мікроорганізмів –  в основному різні типи полі(гідроксіалканоатів), в тому числі полі (β-гідроксибутират) (ПГБ) і полі(3-гідроксибутират-ко-3-гідроксивалерат) (ПГБВ) [^[14]-^[15]]; (3) полімери, що отримуються з природних ресурсів, включаючи крохмаль, целюлозу, хітин, хітозан, лігнін і білки [^[16]-^[17]].

Однак, хоча в області розробки біодеградабельних полімерів зроблено суттєвий поступ і ситуація в цій галузі є дуже перспективною, такі полімери на даний час ще не стали повноцінним замінником традиційних полімерів. Основною причиною цього є незадовільні властивості цих матеріалів, зокрема погані механічні властивості, висока гідрофільність і низька термостійкість і здатність до переробки, які обмежують їх застосування. Виходячи з вищесказаного, очевидною стає необхідність і актуальність функціоналізації і модифікації таких полімерів.

БІОСУМІСНІ СТРУКТУРОВАНІ ПОЛІМЕРИ ТА КОМПОЗИЦІЙНІ МАТЕРІАЛИ

1.1 Структурування біосумісних полімерів

Одним з методів модифікації біосумісних полімерів є їх структурування, що забезпечує покращення фізико-механічних характеристик, дозволяє регулювати їх бар’єрні властивості, термостійкість, розчинність у водному середовищі, біодеградабельність. В залежності від природи полімеру та області його застосування використовується багато різних способів структурування біосумісних полімерів і, відповідно, структуруючих агентів: глутаровий альдегід [^[18], ^[19]], фосфати, наприклад, тринатрійтриметафосфат [^[20], ^[21]], іони полівалентних металів (Al3+, Fe3+, Са2+, Ва2+) [^[22]-^[23]], епіхлорогідрин [^[24]], багатоосновні карбонові кислоти, зокрема цитратна кислота [^[25]32], пероксиди [^[26]]. Також структурування може відбуватись в результаті УФ- або γ-випромінювання [^[27], ^[28]].