НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
Кальцийфосфатный композит октакальцийфосфат/кальцит получали в водной среде при pH 5–7 из суспензии CaCO3/Ca(H2PO4)2 в гальваностатическом режиме при плотности тока 20 мА/см2 в течение 20 мин. Высушивание при 80 °C без стадии созревания осадка приводило к получению порошка, состоящего из брушита, кальцита и малого количества октакальцийфосфата. Длительное созревание на воздухе (2 мес.) приводило к гидролитической трансформации брушита в октакальцийфосфат, стабилизированный кальцитом. Использование электрического тока позволило увеличить количество октакальцийфосфата в составе композитного порошка с морфологией пластинчатых розеток. Термообработка при 800 °C композитных порошков приводила к формированию α/β-трикальцийфосфата, β-пирофосфата кальция, гидроксиапатита и оксида кальция.
КОЛЛОИДНАЯ ХИМИЯ
Синтезирован катионный флокулянт с полимерной матрицей амидного типа путем модификации полиакриламида по реакции Манниха. Использование модифицированного полимера приводит к увеличению адсорбции полимера на частицах твердой фазы в водной дисперсии каолина, росту скорости осаждения каолина в 1,2–1,4 раза и позволяет расширить концентрационную область дестабилизации дисперсии по сравнению с полиакриламидом.
БИООРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
Компьютерный докинг, проведенный с использованием программы Autodock Vina, позволил выявить потенциал нескольких α- и β-дикетонов растений и других природных объектов в качестве ковалентных лигандов ряда белков коронавируса SARS-CoV-2 – возбудителя COVID-19. Выявлено, что энергией связывания (docking score, Ebind, ккал/мол) менее –7,5 с колоколизацией карбонильных групп на расстоянии не более 0,4 нм от атомов азота боковой цепи остатков аргинина белков коронавируса. β-Дикетоны 6-гингердион (код структуры по базе данных Pubchem CID162952), 8-гингердион (CID14440537), тетрагидрокуркумин (CID124072), а также α-дикетон валлитаксан E (CID132967478) обладали такими свойствами. Выявленные in silico взаимодействия указывают на возможность обнаружения их в эксперименте и исследования этих веществ или содержащих их природных материалов как средств борьбы с короновирусной инфекцией.
ХИМИЯ ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
Отработана методика синтеза новых волокнистых анионитов с сильноосновными группами путем алкилирования слабоосновных анионитов на основе полиакрилонитрильного волокна с помощью двух алкилирующих агентов: эпихлоргидрина и этиленхлоргидрина. Исследовано влияние условий получения новых анионитов на их физико-химические свойства. Определены параметры синтеза: мольное соотношение «аминогруппы : алкилирующий агент», концентрация алкилирующего агента, время и температура реакции для получения анионитов с максимальной обменной емкостью по сильноосновным группам. Показаны удовлетворительные механические свойства новых сильноосновных волокон для их переработки в различные текстильные формы.
ТЕХНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ
Рассмотрены особенности процесса химического модифицирования полиаминоамидов на основе адипиновой кислоты и диэтилентриамина канифольно-малеиновыми аддуктами, отличающимися содержанием малеопимаровой кислоты (8,55, 16,46 и 31,12 мас.%). Модифицирование полиаминоамидов канифольно-малеиновыми аддуктами в количестве, равном количеству вторичных аминогрупп в повторяющемся звене полимера, осуществляли в расплаве при температуре 160–180 °С в течение 3 ч при непрерывном перемешивании. Протекание процесса контролировали по изменению кислотного и аминного чисел реакционной массы. Наиболее интенсивно модифицирование полиаминоамидов канифольно-малеиновыми аддуктами с различным содержанием малеопимаровой кислоты протекает в течение часа. Установлено, что в наибольшей степени с полиаминоамидами реагирует канифольномалеиновый аддукт с содержанием малеопимаровой кислоты 16,46 мас.%, при этом степень модифицирования полимера достигает 57,39 %. Структуру синтезированных продуктов изучали методом ИК-спектроскопии. Изученные физико-химические свойства (растворимость, температура размягчения, вязкость растворов, кислотное и аминное числа и др.) полученных продуктов свидетельствуют, что продукты реакций представляют собой сложные смеси, состоящие из химически модифицированных полиаминоамидов, N-замещенных имидов малеопимаровой кислоты и непрореагировавших канифольно-малеиновых аддуктов (свободные смоляные и малеопимаровая кислоты).
Впервые показано, что катионные полиэлектролиты (слабоосновной (полиамидполиаминэпихлоргидриновая смола (ППЭС)) и сильноосновные (полидиметилдиаллиламмоний хлорид (ПДМДААХ) и сополимер акриламида с метиленхлоридом диметиламинопропилакриламида (СА МХ ДМАПА)), широко используемые в технологии бумаги и картона в качестве флокулянтов (существующая технология), дополнительно участвуют в процессах коагуляции и пептизации (предлагаемая технология). Установлено, что коагулирующая способность полиэлектролитов уменьшается в ряду СА МХ ДМАПА > ПДМДААХ > ППЭС, а пептизирующая способность, наоборот, увеличивается. Пептизирующиеся коагуляты, размер и ξ-потенциал которых не превышает 5200 нм и +15 мВ соответственно, образуются в присутствии ППЭС, когда его содержание в дисперсной системе не превышает 0,15 мас. ч./мас. ч. дисперсной фазы канифольной эмульсии (КЭ). Пептизирующиеся коагуляты образуются в обнаруженной нами первой области электролитной коагуляции КЭ (предлагаемая технология), когда соотношение КЭ : электролит находится в диапазоне от 1 : 0,3 до 1 : 0,6, в то время как при повышенном содержании электролита в дисперсной системе (существующая технология), находящемся в диапазоне 1: 2,4 до 1 : 3,0, коагуляционный процесс протекает во второй области (образовавшиеся коагуляты являются электронейтральными и крупнодисперсными (размер превышает 5200 нм) и не способны пептизироваться). Процесс пептизации протекает в дисперсной системе «КЭ (1,0 мас. ч.) – ППЭС (0,04 мас. ч.) – электролит (0,6 мас. ч.)». Присутствие ППЭС способствует повышению ξ-потенциала пептизированных частиц от +35 до +50 мВ. В отличие от коагулятов такие частицы обеспечивают смещение процесса проклейки из традиционного режима гомокоагуляции в более эффективный режим гетероадагуляции. Следствием этого является повышение гидрофобности и прочности бумаги (картона) на 29–36 и 28–38 % соответственно, а также улучшение печатных свойств мелованной продукции на 12–15 %.
Проведен синтез и исследование модельных стекол системы MgO–CaO–Fe2O3–Al2O3–SiO2, которая является базовой для получения непрерывного базальтового волокна. Получены систематизированные данные по влиянию компонентов на структуру стекол и последовательность процессов фазового разделения, протекающих при их термической обработке. Показано, что при фазовом разделении кристаллические фазы выделяются в следующей последовательности: магнетит–пироксен–плагиоклаз с преобладанием анортитовой составляющей. Проведено модифицирование стекол системы MgO–CaO–Fe2O3–Al2O3–SiO2 путем введения В2O3 и показана активная роль данного компонента в процессах стеклообразования и кристаллизации. Установлено соотношение стеклообразующих и модифицирующих компонентов модельных стекол, при которых достигается повышение показателей прочности стекол от 110 до 180 МПа. На основании исследования технологических свойств модельных стекол и прочностных характеристик определены компоненты для модифицирования базальтовых стекол с целью повышения показателей прочности волокна.
Разработана методика формирования тонких пленок желатина и композиционных покрытий с наночастицами диоксида кремния и оксида цинка методом спин-коатинга. Методом атомно-силовой микроскопии получены новые данные о морфологии и структурных характеристиках сформированных желатиновых и нанокомпозиционных пленок. Представлены зависимости параметров шероховатости композиционных покрытий от содержания наночастиц диоксида кремния и оксида цинка в полимерной матрице. Показано, что введение неорганических наночастиц в структуру желатина позволяет формировать нанокомпозиты с более развитой поверхностью. Установлено, что введение наночастиц диоксида кремния приводит к гидрофобизации поверхности полимер-неорганических пленок на основе желатина, в то время как модификация наночастицами оксида цинка (до 8 мг на 1 мг желатина) позволяет улучшить смачиваемость нанокомпозиционных покрытий водой.
ПРОБЛЕМЫ ЭКОЛОГИИ
Формальдегид (HCHO) является ключевым веществом в химии атмосферы, предшественником озона (O3) и важным индикатором фотохимической активности атмосферы. Он также известен как канцероген для человека и животных. Для оценки пространственно-временной изменчивости содержания формальдегида проанализированы многолетние данные (2003–2016 гг.) измерений спектрометра OMI, размещенного на спутнике Aura. Результаты анализа показали, что тропосферное содержание формальдегида над большей частью территории Беларуси за 2003–2016 гг. имело неравномерное пространственное распределение: наблюдается сокращение концентраций в направлении с юго-запада на северо-восток. Крупные города и промышленные центры образуют зоны повышенного загрязнения тропосферы. Содержание формальдегида в ячейках над территорией Беларуси за период исследования находилось в диапазоне до 30,8×1015 мол./см2 и в среднем составило 6,5×1015 мол./см2. В большинстве полученных значений (84,1 %) концентрации формальдегида фиксировались в пределах 2,0–10,0×1015 мол./см2 и только 0,6 % превысили 15,0×1015 мол./см2. Полученные данные сопоставлены с данными наземной системы мониторинга атмосферного воздуха. Содержание формальдегида в тропосфере над территорией Беларуси, как и в приземном слое атмосферы, носит выраженную сезонную динамику с максимумом в теплый период года с наиболее высокими концентрациями в июле и августе. Анализ внутригодовой динамики содержания формальдегида в приземном слое и в столбе тропосферы свидетельствует о наличии общих тенденций как в целом для Беларуси, так и по отдельным городам.
ISSN 2524-2342 (Online)