Цели. Изучение закономерностей изменения основных физических свойств суспензий после их измельчения в бисерных мельницах с перспективой оптимизации технологии приготовления и распространения полученных результатов на другие дисперсионные фазы.

Методы. Размеры частиц определяли с помощью лазерной дифракции Фраунгофера. Полученные данные по дисперсному составу суспензий качественно проверяли оптической микроскопией. Для оценки реологических свойств полученных суспензий использовали метод определения кажущейся динамической вязкости по Брукфильду. Плотность полученных суспензий измеряли навесным методом с помощью калиброванного пикнометра.

Результаты. Установлены зависимости изменения дисперсного состава после измельчения суспензий в бисерной мельнице. Было обнаружено увеличение вязкости суспензий после процесса размола. Установлены общие закономерности изменения плотности рассматриваемых суспензий.

Выводы. Проведенные исследования показали, что на физико-механические свойства суспензий влияют вид и степень загрузки используемого бисера, время пребывания суспензии в размольной камере, количество операций измельчения, конструкции мельницы.

Цели. Оценить влияние и эффективность использования микроволнового излучения на дихлоркарбенирование полярных олефинов; определить условия (продолжительность реакции и температуру проведения процесса), при которых достигается максимальный выход целевых гем-дихлорциклопропанов.

Методы. Целевые соединения были получены классическими методами органического синтеза — ацетализацией полиолов и дихлоркарбенированием непредельных соединений. Гем-дихлорциклопропаны были получены методом микроволной активации с помощью микроволновой системы для проведения органических синтезов «Sineo» (Китай). Для определения качественного и количественного состава реакционных масс использовались газожидкостная хроматография (на аппаратно-программном комплексе «Кристалл 2000»), масс-спектроскопия (на приборе «Хроматэк-Кристалл 5000М» с базой NIST 2012) и спектроскопия ядерного магнитного резонанса (на приборе «BrukerAM-500» с рабочими частотами 500 и 125 МГц).

Результаты. В условиях микроволнового излучения при 25°С за 2 ч с максимальным выходом (92–98%) получены целевые замещенные гем-дихлорциклопропаны: 2-(2,2-дихлор-3-метилциклопропил)-1,3-диоксолан, 2-(2,2-дихлор-3-фенилциклопропил)-1,3-диоксолан, 8,8-дихлоро-4-изопропил-3,5-диоксабициклооктан, диэтил-2,2-дихлоро-3-фенилциклопропан-1,1-дикарбоксилат и диэтил-2,2-дихлоро-3-изопропилциклопропан-1,1-дикарбоксилат.

Выводы. В предложенных условиях использование метода микроволновой активации при дихлоркарбенировании двойных С=С связей, содержащих полярные заместители, позволяет существенно снизить температуру, уменьшить продолжительность реакции и повысить выход целевых гем-дихлорциклопропанов.

Цели. Разработать методику получения гидрозоля сернокислой соли хитозана — сульфата хитозания (СХ), исследовать влияние различных водорастворимых полисахаридов на его устойчивость во времени и при добавлении индифферентного и неиндифферентного электролитов.

Методы. В качестве полимеров, выполняющих функцию коллоидной защиты наночастиц СХ, были использованы κ-каррагинан, альгинат натрия (АН) и ксантан. Для определения вязкости растворов полимеров, их молекулярной массы и для исследования их адсорбции на СХ использовался метод капиллярной вискозиметрии. Оценка устойчивости золей во времени и при добавлении индифферентного и неиндифферентного электролитов проводилась фотометрически. Размер частиц гидрозоля определялся методом динамического светорассеяния.

Результаты. На поверхности СХ в широком диапазоне концентраций сильнее всего адсорбируется κ-каррагинан. Графики зависимости относительного изменения мутности золей с добавками различных полисахаридов от их массовой концентрации при времени жизни золей 2 суток имеют вид кривых с максимумом. Наибольшей устойчивостью во времени обладают золи с добавками 0.0125% АН и κ-каррагинана в диапазоне 0.04%. По данным динамического светорассеяния средний размер частиц свежеприготовленных золей с добавками полимеров, обеспечивших их наибольшую устойчивость во времени, составил соответственно 10.8 нм и 14.6 нм, тогда как для свежеприготовленных золей без полисахаридов — 24.8 нм. Порог коагуляции гидрозоля индифферентным электролитом (NaСl) в 9.3 раза выше порога коагуляции гидрозоля неиндифферентным электролитом (Na₂SO₄). κ-Каррагинан и АН защищают гидрозоль от коагуляции индифферентным электролитом (NaCl) при всех их использованных количествах. В то же время, при тех же концентрациях полимера защиты от коагуляции неиндифферентным электролитом (Na₂SO₄) не наблюдалось.

Выводы. Разработана методика получения гидрозоля СХ с положительным зарядом частиц. Исследована устойчивость золей СХ во времени как без добавок, так и с добавками АН, κ-каррагинана и ксантана во времени. Определены пороги коагуляции золей индифферентным и неиндифферентным электролитами, а также защитные числа от коагуляции гидрозоля этими электролитами для κ-каррагинана и АН. Для объяснения механизма устойчивости золей при определенных концентрациях водорастворимых полисахаридов использованы полученные данные по адсорбции этих полисахаридов на поверхности хитозана, обработанного раствором серной кислоты. По результатам работы можно сделать вывод, что АН и κ-каррагинан могут использоваться как эффективные стабилизаторы гидрозолей СХ во времени и для его коллоидной защиты от коагуляции хлоридом натрия.

Цели. Разработать новую методику определения аминокислот в лекарственных препаратах методом обращенно-фазовой высокоэффективной жидкостной хроматографии (ОФ ВЭЖХ) с предколоночной дериватизацией фенилизотиоцианатом (ФИТЦ) с применением one-pot пробоподготовки.

Методы. Исходные стандартные растворы аминокислот готовили методом навесок с последующим растворением в воде, после чего готовили рабочие растворы: стандартный, испытуемый и холостой, путем разведения в 20 мМ соляной кислоте. Дальнейшая пробоподготовка осуществлялась в полипропиленовых пробирках Safe-lock (Eppendorf) в реакционном буфере, содержащем подвижную фазу А, ацетонитрил и триэтиламин в соотношении 85 : 10 : 5 с окрашиванием 5% раствором ФИТЦ в ацетонитриле. После тщательного перемешивания в течение 3–5 мин на вортексе пробирки выдерживали в твердотельном термостате с термоизоляционной крышкой в течение 2 ч. Далее пробы охлаждали в течение 10 мин, центрифугировали в течение 1 мин при 13000 об/мин. Надосадочную жидкость переносили в виалы и проводили разделение смеси аминокислот методом ОФ ВЭЖХ с использованием в качестве неподвижной фазы гидрофобного силикагеля с привитыми группами С18. Количественное определение дериватов аминокислот проводили с применением диодно-матричного детектора.

Результаты. Разработана и валидирована новая методика разделения и определения аминокислот в лекарственных препаратах, позволяющая на основе простой one-pot пробоподготовки с использованием доступных реактивов и оборудования проводить исследования без использования коммерческих наборов, например AccQ×Tag Ultra Derivatization Kit, США. На примере анализа смесей гистидина и глицина показано, что при использовании двух подвижных фаз удается достичь приемлемого разделения дериватов аминокислот в градиентном режиме в течение 20 мин со скоростью потока 1.0 мл/мин. Приготовленные по новой методике пробы продемонстрировали высокую стабильность в применении и хранении. Предложен состав подвижных фаз А и Б, состоящий из 10 мМ ацетатного буфера с рН 3.5 и 80% раствора ацетонитрила. Валидация разработанной методики при анализе лекарственного препарата Иннонафактор®, содержащего в качестве вспомогательных веществ глицин и гистидин, продемонстрировала высокую сходимость результатов количественного определения данных аминокислот.

Выводы. Новая методика определения аминокислот в лекарственных препаратах методом ОФ ВЭЖХ с предколоночной дериватизацией ФИТЦ обладает широким диапазоном применения, имеет ряд преимуществ по сравнению с импортными коммерческими наборами для определения аминокислот: низкую стоимость реактивов и материалов, высокую точность и повторяемость, в связи с чем она может быть рекомендована к использованию в лабораториях контроля качества фармацевтических предприятий.

Цели. Сравнение свойств резиновых смесей и резин на основе натурального каучука RSS1 и синтетических изопреновых каучуков, полученных с использованием Ti, Nd, Gd катализаторов, как при индивидуальном использовании в рецептуре резиновых смесей, так и при частичной замене натурального каучука синтетическими аналогами.

Методы. Резиновые смеси изготавливали с использованием лабораторных вальцев и резиносмесителя объемом 100 см3. Для резиновых смесей определяли вязкость по Муни, когезионную прочность и вулканизационные характеристики, для резин — физико-механические показатели, твердость по Шору А, эластичность по упругому отскоку и потерю объема при истирании.

Результаты. На основании результатов испытаний резиновых смесей показано, что смеси на основе всех исследованных синтетических полиизопренов значительно уступают по когезионной прочности смеси на основе натурального каучука, при этом частичная замена натурального каучука синтетическим (независимо от типа каталитической системы) приводит к существенному снижению когезионной прочности смесей. Несмотря на выявленные различия в свойствах резиновых смесей, показатели резин на основе индивидуальных каучуков не имеют значительных различий.

Выводы. Показано влияние «дефектов» структуры (олигомеры, гель, низкомолекулярные фракции, разветвления, 3,4-звенья) синтетических полиизопренов на показатель когезионной прочности резиновых смесей на их основе, из которых решающую роль играет количество 3,4-звеньев. Показана перспективность исследования синтетических полиизопренов в качестве аналога натурального каучука в рецептурах резиновых смесей для решения проблемы импортозамещения в промышленности шин и резинотехнических изделий.

Цели. Целью работы являлось подтверждение соответствия механических и теплофизических свойств титанатно-цирконатных минералоподобных матриц, предназначенных для иммобилизации редкоземельно-актинидной фракции высокоактивных отходов (ВАО) российским требованиям, предъявляемым к конечным формам радиоактивных отходов, направляемых на захоронение. Матрицы имеют структуры пирохлора (Nd₂ZrTiO₇) и орторомбического титаната редкоземельных элементов (Nd₄Ti₉O₂₄+TiO₂). Применительно к фракционированным радиоактивным отходам данный тип матриц более предпочтителен по сравнению с консервативными алюмофосфатными и боросиликатными стеклами благодаря большей емкости и лучшей химической, термической и радиационной устойчивости.

Методы. Синтез минералоподобных матриц осуществляли путем переплавки гранулированного прекурсора, состоящего из минералообразующих оксидов металлов и раствора, имитирующего редкоземельно-актинидную фракцию ВАО, в индукционном плавителе с холодным тиглем. Исследование температуропроводности проводили методом лазерной вспышки; теплоемкость образцов матриц измеряли методом дифференциальной сканирующей калориметрии; пределы прочности на изгиб и сжатие определяли с помощью универсальных испытательных машин; модули упругости (Юнга) измеряли акустическим методом. Температурные коэффициенты линейного расширения находили с помощью высокотемпературного дилатометра.

Результаты. Установлено, что пределы прочности матриц (Nd₂ZrTiO₇) и (Nd₄Ti₉O₂₄+TiO) составляют 150–179 и 20.6–57.8 МПа при сжатии и изгибе соответственно. Модули Юнга варьируются от 3.7 ∙ 10⁷ до 2.15 ∙ 10⁸ кН/м². Значения теплопроводности при повышении температуры от 50 до 500°С имеют выраженную тенденцию к уменьшению от 1.71 до 0.91 Вт/(м∙К). Температурные коэффициенты линейного расширения увеличиваются от 6.96 ∙ 10⁻⁶ до 1.01 ∙ 10⁻⁵ К⁻¹ в том же температурном интервале.

Выводы. Комплексные исследования титанатно-цирконатных минералоподобных матриц показали, что их механические и теплофизические свойства в ряде случаев существенно превосходят минимальные требования нормативной документации, предъявляемые к конечным формам ВАО.

Цели. Рассчитать влияние утечки летучих продуктов реакций карботермического синтеза карбида кремния на массовый выход конечного продукта и развить общую модель синтеза мелкодисперсного карбида кремния в части конкретизации математической модели утечки летучих продуктов химических реакций из реакционного объема установки с ожижающим инертным газом.

Методы. В качестве способа получения SiC рассмотрен процесс его производства в электротермическом кипящем слое. Верификация модели утечки летучих продуктов проведена путем сравнения результатов расчета с имеющимися экспериментальными данными по синтезу SiC в реакторе высокотемпературного кипящего слоя. Параметрами сравнения являлись массовый выход карбида кремния и суммарное время синтеза при последовательных вводах порций диоксида кремния в реакционный объем реактора.

Результаты. Конкретизировано значение параметра p общей модели синтеза SiC в кипящем слое — параметр p равен отношению числа углеродосодержащих частиц, участвующих в образовании SiO, к общему числу частиц диоксида кремния и характеризует состав устойчивых комплексов частиц шихты при разных рабочих температурах псевдоожиженного слоя. Показано, что отклонение расчетных и экспериментальных значений масс карбида кремния, получаемого в результате синтеза, не превышает 15.5% при высокой температуре кипящего слоя (T = 1800°C) и уменьшается при снижении рабочей температуры: 4.7% при T = 1450°C.

Выводы. Общая расчетная модель синтеза карбида кремния с встроенной процедурой расчета утечки летучих продуктов химических реакций позволяет проводить анализ вариантов производства SiC в реакторах электротермического кипящего слоя. Важным при этом является организация энергоэффективного рабочего цикла без предварительных дорогостоящих экспериментальных исследований.