Коротко о полимерах в полиграфии
4 — 2007
Николай Дубина info@prodtp.ru
Полимеры (от греч. поли — много и мерос — часть) — это высокомолекулярные, главным образом органические вещества (впрочем, известны и неорганические полимеры, к которым относятся, например, графит, алмаз, стекло, цемент и др.), крупные молекулы которых построены из многократно повторяющихся, совершенно одинаковых для каждого полимера структурных звеньев, образованных из мономеров (от греч. моно — один и мерос — часть). Так, в молекулярной формуле натурального каучука
[—СН2—СН = С(СН3)—СН2—]n,
отображающей молекулярную цепь, в квадратных скобках заключено структурное звено, образованное из мономера изопрена
СН2 = СН—С(СН3) = СН2,
а n — коэффициент полимеризации, или число, показывающее, сколько раз это структурное звено повторяется в молекуле.
n = 10 000. Длина одной макромолекулы каучука, если ее выпрямить в одну линию, составляет около 8 мкм.
По происхождению полимеры можно разделить на природные (целлюлоза, крахмал, каучук и др.) и синтетические (полихлорвинил, полистирол, полиамиды и др.).
В полиграфии наиболее широкое применение нашли следующие природные полимеры: полисахариды (целлюлоза, крахмал, камеди), белки (коллаген, глютин, казеин, альбумин) и полидиены (каучук).
Целлюлоза (клетчатка) — природный полимер полисахарид, принадлежащий к классу углеводов. Это прочное волокнистое вещество, из которого состоит опорная ткань всех растительных клеток. Макромолекула целлюлозы (С6Н10О5)n построена из многократно повторяющихся структурных звеньев — остатков bглюкозы (остатком глюкозы называется то, что остается от ее молекулы после отсоединения молекулы воды).
Коэффициент полимеризации у целлюлозы разного происхождения различен.
Каждое структурное звено молекулы целлюлозы имеет по три спиртовых гидроксила. Поэтому целлюлоза, несмотря на свое волокнистое строение и нерастворимость в воде, все же, подобно спиртам, способна образовывать простые и сложные эфиры и щелочную целлюлозу. Спиртовые гидроксилы в молекуле целлюлозы являются источником возникновения химических водородных связей между молекулярными цепями, обеспечивающих образование технического целлюлозного волокна и формирование на сетке бумагоделательной машины прочного листа бумаги. Водородные связи возникают между электроотрицательными атомами кислорода и почти электрически нейтральными атомами водорода спиртовых гидроксилов при условии их сближения на расстояние около 20 нм.
Целлюлоза нерастворима в воде и органических растворителях, растворяется в сероуглероде CS2 и реактиве Швейцера [Cu(NH3)4]·(OH)2, претерпевая при этом глубокие химические изменения.
Она без разрушения выдерживает нагрев до 150 °С, при более же высокой температуре наблюдается деполимеризация целлюлозы и связанная с этим потеря прочности, а при 270 °С и выше начинается термическое разложение с выделением продуктов распада: уксусной кислоты, метилового спирта, кетонов, при этом в остатке остаются деготь и уголь.
Строение целлюлозного волокна
При гидролизе (реакция обменного разложения между различными веществами и водой) целлюлозы, то есть при ее осахаривании под воздействием воды при нагревании в присутствии катализатора — сверхконцентрированной соляной кислоты, можно получить моносахарид — глюкозу.
Из гидролизной глюкозы спиртовым брожением можно получить гидролизный этиловый спирт. Его производят чаще всего из опилок или путем переработки сульфитных щелоков — побочного продукта при сульфитной варке целлюлозы. Гидролизный спирт не является пищевым, он используется для промышленных целей.
Каждое растительное волокно, например хлопковое, льняное или древесное, — это одна клетка, оболочка которой состоит в основном из целлюлозы.
Внутри клетки волокна имеется канал — капилляр, доступный для проникновения воздуха и влаги. Длина технического волокна целлюлозы из ели, сосны, березы и тополя в среднем составляет 2,53 мм, из льна, хлопка и пеньки — 2025 мм при диаметре около 25 мкм. Структура оболочки целлюлозной клетки очень сложна. Клеточная стенка целлюлозного растительного волокна имеет фибриллярное строение.
Фибриллы представляют собой нитевидные элементарные волокна — пучки молекул целлюлозы, прочно соединенные между собой водородными связями длиной около 300 мкм и диаметром около 30 нм. В промежутках между фибриллами находятся гемицеллюлозы и лигнин, причем содержание их увеличивается от внутренних слоев клеточной стенки к наружным. Межклеточные пространства целлюлозы заполнены преимущественно лигнином.
Абсолютно сухое хлопковое волокно — это чистая целлюлоза. Волокна льна и конопли содержат до 9397% целлюлозы. В абсолютно сухой древесине различных пород деревьев содержание целлюлозы составляет примерно 50%, остальное — гемицеллюлоза (около 20%), лигнин (около 30%), а также некоторое количество минеральных солей, образующих золу при сжигании древесины.
Волокна чистой целлюлозы отличаются белизной, гибкостью, прочностью и упругоэластичностью.
Молекулы гемицеллюлозы (полисахаридов) построены из остатков моносахаридов: маннозы (гексозы) и ксилозы (пентозы). Гемицеллюлоза служит резервным питательным веществом для растений, деревьев и предохраняет их от инфекций. Гемицеллюлоза набухает в воде, сравнительно легко гидролизуется даже очень разбавленными кислотами и растворяется в 18,5%ной щелочи. Древесная целлюлоза с большим содержанием гемицеллюлозы легко поддается размолу, а изготовленная из нее бумага имеет повышенную прочность (особенно поверхностную), так как гемицеллюлоза — очень хорошая естественная проклейка.
Лигнин — вещество химически неустойчивое: под влиянием света, влаги, кислорода и тепла оно разрушается, вследствие чего растительные волокна, содержащие лигнин, теряют прочность и темнеют. В отличие от целлюлозы, лигнин растворяется в разбавленных кислотах и щелочах.
Производными целлюлозы являются щелочная целлюлоза, целлофан, карбоксиметилцеллюлоза, нитро и ацетилцеллюлоза.
Щелочная целлюлоза получается в результате обработки целлюлозы раствором едкого натра. При этом атомы водорода спиртовых гидроксилов частично или полностью заменяются атомами натрия. Щелочная целлюлоза, не теряя своего волокнистого строения, отличается повышенной химической активностью, что используется при получении простых эфиров целлюлозы, например карбоксиметилцеллюлозы.
Карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ) — это простой эфир целлюлозы и гликолевой кислоты.
Целлюлоза не вступает в реакцию с гликолевой кислотой, поэтому промышленный способ изготовления карбоксиметилцеллюлозы основан на взаимодействии щелочной целлюлозы с монохлоруксусной кислотой. При этом в химической реакции участвует только по одному омыленному спиртовому гидроксилу каждого остатка глюкозы в молекуле щелочной целлюлозы.
НОСН2СООН — гликолевая кислота.
СlСН2СООН — монохлоруксусная кислота.
[C 6H7O2(OH)2ONa]n — щелочная целлюлоза.
[C 6H
Натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы хорошо растворяется в воде, образуя при этом устойчивые вязкие, клейкие, прозрачные, бесцветные растворы, которыми можно склеивать бумагу. Поэтому карбоксиметилцеллюлозу применяют как переплетный клей вместо крахмала, а также для проклейки бумаги и для многих других целей, в частности в качестве эмульгатора при получении устойчивых эмульсий типа «вода в масле».
Сложные эфиры образуются при взаимодействии целлюлозы с соответствующими кислотами. При взаимодействии с азотной кислотой получается нитроцеллюлоза, с уксусной — ацетилцеллюлоза.
Добыча латекса из гевеи бразильской
Нитроцеллюлоза выпускается трех видов: спирторастворимая, коллоксилин и пироксилин.
Спирторастворимая нитроцеллюлоза — это мононитроцеллюлоза, применяемая для изготовления бесцветных, прозрачных, очень прочных спиртовых лаков.
Коллоксилин — это динитроцеллюлоза, то есть продукт, в котором из трех спиртовых гидроксилов каждого структурного звена молекулы целлюлозы взаимодействуют с азотной кислотой только два. Коллоксилин хорошо растворяется в спиртоэфирной смеси, амилацетате и других сложных эфирах уксусной кислоты, ацетоне, формальгликоле и тому подобных органических растворителях. Применяется для изготовления кинопленки, фотоподложки, лаков и красок. Спиртоэфирный раствор нитроцеллюлозы, называемый коллодием, применяется в медицине.
Нитроцеллюлоза, смешанная с камфорой (пластификатором), известна как пластическая масса — целлулоид. Нитроцеллюлоза очень огнеопасна.
Пироксилин, или тринитроцеллюлоза (полный эфир целлюлозы и азотной кислоты), плохо растворяется в органических растворителях. Применяется как взрывчатое вещество — бездымный порох.
Ацетилцеллюлоза — прозрачное бесцветное негорючее вещество. Растворяется в сложных эфирах уксусной кислоты, ацетоне и дихлоргидрине, в спиртоэфирной смеси нерастворима. Ацетилцеллюлоза используется для получения негорючих прозрачных пленок и пластин, применяемых для изготовления альбомов наглядных пособий и для придания оттискам глянцевости путем припрессовки — ламинирования, а также в качестве основы для изготовления малотиражных офсетных печатных форм и, наконец, как негорючая фотоподложка.
Сложные кислые смешанные эфиры целлюлозы уксусной и фталевой кислот (ацетофталаты) или уксусной и янтарной кислот (ацетосукцинаты) применяются в качестве фотополимеров при изготовлении форм высокой печати.
Крахмал в виде микроскопических зерен образуется в зеленых частях растений из углекислоты воздуха и влаги под влиянием света и уносится вместе с соками растения в клубни и зерна, где и откладывается как запасное питательное вещество.
Крахмальные зерна разных растений имеют различную форму и величину. Крахмал не растворяется в холодной воде, спирте и эфире. В горячей воде зерна крахмала набухают, увеличиваясь в объеме в сотни раз, затем теряют форму и образуют вязк ий и клейкий раствор. Температура растворения крахмала в воде называется температурой его клейстеризации. Для картофельного крахмала она равна 60 °C, для маисового (кукурузного) — 70 °C, для пшеничного и рисового — 80 °C.
Крахмал очень гигроскопичен, он притягивает влагу из окружающего воздуха и содержит обычно 1020% влаги. С раствором йода крахмальный клейстер дает интенсивное синее окрашивание, исчезающее при кипячении и вновь появляющееся при охлаждении (качественная реакция на крахмал).
Крахмал, так же как и целлюлоза, является природным полимером — полисахаридом, принадлежащим к классу углеводов и соответствующим молекулярной формуле (С6Н10O5)n, но структурным звеном молекулярной цепи крахмала является остаток αглюкозы. Каждые два остатка
αглюкозы в крахмале образуют остаток дисахарида мальтозы, которая является геометрическим изомером целлобиозы.
Крахмал содержит две фракции полисахаридов: амилозу и амилопектин. Амилозой богат картофельный крахмал, амилопектином — кукурузный (маисовый). Амилоза растворяется в воде хорошо, амилопектин — плохо. Этим и объясняется плохое растворение и более высокая температура клейстеризации маисового крахмала.
При растворении крахмала полисахариды извлекаются водой. Молекулы амилозы распрямляются, запутываясь в ответвлениях амилопектина. В результате образуются пачки молекул (флоккулы), соединенные водородными связями и равномерно распределенные в воде.
Минеральные кислоты и ферменты (диастаз, солод) гидролизуют крахмал до конечного продукта
αглюкозы: крахмал —> мальтоза —> αглюкоза.
Крахмал используется в полиграфии в качестве переплетного клея (клейстера), в бумажном производстве — для проклейки бумаги.
К белкам относятся коллаген костей, казеин молока, альбумин куриных яиц, глобулин крови и другие вещества, которые состоят из остатков аминокислот, соединенных между собой амидными группами —NH—СО— в длинные полипептидные молекулярные цепи, то есть в белковые молекулы. Концевыми группами этих цепей (молекул) являются, с одной стороны, аминогруппы, а с другой — карбоксильная группа.
При гидролизе белковая молекула сперва распадается на пептиды, то есть на белковые соединения с меньшей молекулярной массой, а затем на аминокислоты. При взаимодействии карбоксильных групп белковых молекул с солями поливалентных металлов, например хрома и алюминия, наблюдается потеря растворимости — задубливание белков. Также хорошо задубливают белки формалин и уротропин.
Костный клей — твердые хрупкие плитки или клеевой студень (галерта), который состоит в основном из белкового вещества глютина.
Он вываривается из костей животных в виде клеевого бульона, а затем выпаривается и высушивается.
В костях, мездре, рогах и копытах животных содержится белковое вещество — коллаген (от греч. колла — клей и генос — род, происхождение), нерастворимый в воде. Однако под действием длительного нагревания в воде коллаген превращается в другой вид белка — глютин, растворимый в горячей воде и обладающий клеящими свойствами.
Получение плиточного клея, то есть высушивание клея до содержания в нем 83% глютина — дорогой и длительный процесс, поэтому часть клея выпускается в виде клеягалерты, то есть клеевого студня, содержащего не менее 51% глютина, остальное — вода.
Костный плиточный клей и клейгалерта применяются для переплетных работ, а также входят в состав латексных бутадиенстирольных клеев.
Желатин по химическому составу очень близок к костному и мездровому клею, но гораздо выше их по качеству, в частности по чистоте и крепости студня.
Для получения желатина отбирают лучшие сорта свежих кожевенных отходов — мездру, обрезки телячьих шкур и кости крупного рогатого скота. Желатин используется для приготовления фотоэмульсии.
Казеин — это белковое вещество, содержащееся в молоке. Если к молоку добавить кислоты или дать скиснуть, то казеин свертывается и образует осадок, который можно отфильтровать от сыворотки, высушить и измельчить. Сворачивание казеина происходит также при добавлении к молоку сычужного фермента. Соответственно в зависимости от способа изготовления различают два вида казеина: кислотный и сычужный.
В чистом виде казеин — белый творожистый осадок. В воде казеин не растворяется, а только набухает. Однако казеин хорошо растворяется в щелочных растворах, образуя вязкие и липкие растворы, используемые в качестве переплетного клея, при производстве мелованной бумаги и для других промышленных целей.
Для изготовления переплетного клея применяется только кислотный казеин, так как он лучше растворяется и дает более клейкие растворы, чем сычужный.
Последний используется главным образом в производстве белковой пластической массы — галалита.
Высушенный казеин очень гигроскопичен и поглощает влагу из воздуха, поэтому хранить его надо в сухом, хорошо вентилируемом помещении.
Натуральный каучук — полимер изопрена, который производится из латекса — сока некоторых тропических деревьев, главным образом гевеи бразильской, произрастающей в Южной Америке, Индии, Африке и на Цейлоне.
Латекс — это коллоидная система, золь1 из глобул2 молекул каучука в водной среде. При добавлении к латексу кислот или при нагревании устойчивость золя нарушается, и каучук выпадает в виде осадка, который высушивают, вальцуют и нарезают листами.
Очень крупные молекулы каучука длиной около 8 мкм не вытянуты в нитку, а закручены в клубок, поэтому каучук имеет высокую эластичность.
Каучук был давно известен индейцам Южной Америки, которые делали из него сосуды для воды, мячи для игр и отливали на собственных ногах калоши.
Каучук они называли «каочу», что в переводе означает слезы дерева. В Европе каучук стал известен в конце XV века, после возвращения Колумба из Америки, который привез в качестве заморских диковинок калоши и мячи индейцев.
Каучук эластичен и прочен, но он затвердевает на морозе, расплавляется при нагревании, впитывает воду, а также растворяется в бензине и некоторых других органических растворителях. Поэтому каучук в Европе долгое время не находил практического применения. Только в 40х годах XIX века из каучука начали делать резину, после того как Чарльз Гудеар обнаружил, что в результате нагревания с серой каучук твердеет, превращаясь в прочный, теплостойкий и нерастворимый в воде упругоэластичный материал — резину. Процесс взаимодействия каучука с серой при 120150 °C называется вулканизацией. При этом атомы серы присоединяются к молекулам каучука по месту двойных связей, «сшивая» молекулярные цепи каучука в непрерывную трехмерную сетчатую систему.
Кроме смеси каучука с серой, резина содержит ускорители процесса вулканизации, усилители, наполнители, мягчители, противостарители и красочные пигменты.
Ускорители вулканизации (например, каптакс, тиурам и др.) значительно сокращают время вулканизации и одновременно улучшают механические свойства резины.
Усилители (например, сажа) и наполнители (например, мел) увеличивают механическую прочность резины в несколько раз и одновременно позволяют экономить каучук, снижая стоимость резины.
Мягчители (например, минеральные масла) облегчают переработку резиновой смеси и уменьшают твердость готовых резиновых изделий.
Противостарители (например, эджрайт) препятствуют преждевременному отвердеванию резины, потере ею эластичности и упругости.
Красящие вещества придают резине цвет. Функции красящих веществ выполняют сажа, красная окись железа, двуокись титана, окись цинка и др.
Все составные части резиновой массы смешивают на вальцах или в резиносмесителе. После этого резиновой массе придают форму листов каландрированием или «сырых» заготовок нужной формы. Их подвергают вулканизации при 120150 °C во время прессования заготовок давлением 1525 кг/см 2 или при нормальном давлении после формования деталей из заготовок.
В 1928 году в нашей стране был разработан способ изготовления синтетического каучука, а с 1932 года началось его промышленное производство.
1Золь — дисперсная система в коллоидно-устойчивом состоянии; гель — та же система, которая потеряла устойчивость и скоагулировала.
2Глобулы — группы молекул, закрученных в клубок диаметром около 1 нм.
Окончание следует
КомпьюАрт 4’2007
Материал из целлюлозы многократно поменял форму от погружения в воду
Материаловеды
из Германии и Китая предложили
аналог
пластика,
которому можно придать
любую форму, просто опустив в воду.
Новый
материал
состоит из возобновляемого сырья —
целюлозы.
а
изделия из него можно
перерабатывать много раз,
после
причем
после десяти циклов формования
они
даже
становятся
прочнее.
Результаты
исследования опубликованы
в журнале Nature
Sustainability.
Ежегодно человечество производит более 360 миллионов тонн различных изделий из пластика, причем 200 миллионов тонн приходится на упаковку и другие предметы с коротким сроком использования. С переработкой пластиковых изделий у нас все еще большие трудности. Большинство популярных пластиковых материалов — ПЭТ, полиэтилен, полипропилен и некоторые другие — относятся к термопластам, то есть переходят в пластичное состояние при нагревании и снова затвердевают при охлаждении. Чтобы переработать изделия из термопластов, их нагревают до нескольких сот градусов Цельсия. Это требует больших затрат энергии, поэтому такая переработка не всегда экономически выгодна.
Китайские
и немецкие материаловеды под руководством
Кая Чжана
(Kai Zhang) научились
управлять пластичностью полимеров
более простым способом — просто опуская
их в воду. За
основу материала Чжан и его коллеги взяли
природный полимер целлюлозу.
Смешав ее с хлоридом коричной кислоты
в присутствии основания они получили
циннамат
целлюлозы (cellulose
cinnamate, CCi)
— полимер, в
котором часть гидроксильных групп в
целлюлозных фрагментах превратили
в сложноэфирный фрагмент c
остатком
коричной кислоты.
Затем
из CCi
изготовили
прямоугольные
ленты
размером и
толщиной 10-20
микрометров.
В
воде такие ленты
становились
гибкими
и пластичными и
их
можно было
сгибать
и закручивать в любом направлении. А
когда
ленты
извлекали,
из
воды
пластичность
снижалась
и
форма изделия фиксировались.
Такие свойства повышения пластичности в воде есть и у самой целлюлозы, но авторы усилили их, внедрив фрагмент коричной кислоты. Все дело в более эффективном транспорте молекул воды, который позволяет воде быстро проникать внутрь материала. После извлечения из воды молекулы так же быстро продвигаются из глубины материала к поверхности и испаряются — таким образом форма изделий быстро фиксируется.
Авторы работы изготовили
из CCi
лент
пять
изделий разной формы, которые
оказались стабильны
на
воздухе и
сохраняли
свою форму
в течение как
минимум шестнадцати
месяцев. После использования ленты
можно снова сделать пластичным и придать
им
другую форму.
Для этого не
требуется нагревание
— достаточно
опустить изделие
в воду комнатной температуры на пять
минут, причем
цикл с одной лентой можно повторять
много
раз.
Гидропластик имеет отличную механическую прочность: предел прочности на разрыв 92,4 ± 2,2 мегапаскалей, модуль Юнга 2,6 ± 0,1 гигапаскалей и удлинением при разрыве 15,2 ± 1,8 процентов. После пяти циклов формования прочность немного снижается, но затем снова идет вверх, и после десятого цикла становится даже выше, чем в начале: предел прочности на разрыв повышается до 120.9 ± 8.2 мегапаскалей, а модуль Юнга — до 3,0 ± 0,2 гигапаскалей. Такое повышение прочности вызвано релаксацией и перестройкой цепей полимера CСi. После десяти циклов прочность перестает расти и в дальнейшем остается на таком же уровне. Правда есть у Cсi и слабое место — прочность материала заметно снижается при увеличении влажности.
Чжан
и его коллеги полагают, что на
основе CСi
можно будет создавать и
другие
материалы, меняющие
пластичность под действием растворителей.
Такие
материалы
смогут стать альтернативой традиционным
видам
пластика, особенно
если удастся заменить воду на другие
менее распространенные растворители.
Для того, чтобы уменьшить экологический след пластиковой упаковки ученые пробуют разные методы: не только синтезируют новые материалы, но и ищут более эффективные пути переработки для уже известных пластиков. Еще одна альтернатива термомеханической переработке пластика — химическая переработка. В этом случае молекулу полимера разбирают на составные части, превращая его в смесь мономеров. Полученные продукты можно использовать для синтеза новых полимеров или для других целей. Например, в прошлом месяце шотландские химики получили модифицированный штамм кишечной палочки Escherichia coli, который перерабатывает терефталевую кислоту, полученную из ПЭТ-бутылок, в ценное вещество ванилин.
Наталия Самойлова
Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.
Целлюлоза
Представленная выше модель является изображением модели pdb. Вы можете просмотреть
, щелкнув здесь, или просто щелкнув само изображение.
В любом случае, обязательно закройте новое окно, которое открывает
с 3D-моделью, когда будете готовы вернуться сюда.
Целлюлоза является одним из многих полимеров, встречающихся в природе. Дерево, бумага и хлопок все содержат целлюлозу. Целлюлоза — отличное волокно. Дерево, хлопок и пеньковая веревка сделаны из волокнистой целлюлозы. Целлюлоза состоит из повторяющихся звеньев мономера глюкозы. Это та же самая глюкоза, которую ваше тело усваивает, чтобы жить, но вы не можете переваривать ее в виде целлюлозы. Поскольку целлюлоза состоит из мономера сахара, ее называют полисахаридом.
Теперь взгляните на глюкозу в 3D! Или нажмите на модель справа вверху.
Целлюлоза занимает важное место в истории полимеров, потому что она использовалась для изготовления некоторых из первых синтетических полимеров, таких как нитрат целлюлозы, ацетат целлюлозы и искусственный шелк. Нажмите здесь, чтобы узнать больше.
Чистые волосы
Другим производным целлюлозы является гидроксиэтилцеллюлоза.
Он отличается от обычной обычной целлюлозы тем, что некоторые или все гидроксильные группы (показаны красным) повторяющейся единицы глюкозы были заменены группами гидроксиэтилового эфира (показаны синим цветом).
Эти гидроксиэтильные группы мешают полимеру кристаллизоваться. Поскольку гидроксиэтилцеллюлоза не может кристаллизоваться, она растворима в воде. Помимо того, что это отличное слабительное, он также используется для загущения шампуней. Это также делает мыло в шампуне менее пенистым и помогает шампуню лучше очищаться, образуя коллоидов вокруг частиц грязи.
Обычно частицы грязи нерастворимы в воде. Но цепочка гидроксиэтилцеллюлозы (показана синим цветом) может обернуться вокруг частицы грязи (показана красным). Эту массу можно рассматривать как закусочный пирог, с полимерной цепью в качестве пирога и грязью в качестве сливочной начинки. Этот закусочный пирог растворим в воде, поэтому, оборачивая таким образом грязь, гидроксиэтилцеллюлоза обманывает воду, заставляя ее принять грязь.
Таким образом, грязь смывается, а не остается на волосах.
Посетите другой полисахарид
Крахмал — полисахарид, очень похожий на целлюлозу. Чтобы узнать, чем отличаются крахмал и целлюлоза, нажмите здесь.
Другие полимеры, которые используются в качестве волокон, включают:
- Полиэтилен
- Полипропилен
- Нейлон
- Полиэстер
- Кевлар ® и номекс ®
- Полиакрилонитрил
- Полиуретаны
| Вернуться к каталогу второго уровня |
| Вернуться к Справочник Макрогалереи |
Полимеры на основе целлюлозы при разработке аморфных твердых дисперсий
1. Konno H., Taylor L.S. Способность различных полимеров ингибировать кристаллизацию аморфного фелодипина в присутствии влаги. Фарм Рез. 2008;25(4):969–978.
[PubMed] [Google Scholar]
2. Джермейн С.В., Бро К., Уильямс Р.О. Аморфные твердые дисперсии и технологии нанокристаллов для доставки плохо растворимых в воде лекарств – обновление. Инт Дж Фарм. 2018;535(1-2):379–392. [PubMed] [Google Scholar]
3. Tanno F., Nishiyama Y., Kokubo H., Obara S. Оценка сукцината ацетата гипромеллозы (HPMCAS) в качестве носителя в твердых дисперсиях. Фарминдустрия разработки лекарственных средств. 2004;30(1):9–17. [PubMed] [Google Scholar]
4. Арка Х.К., Москера-Хиральдо Л.И., Тейлор Л.С., Эдгар К.Дж. Синтез и характеристика ω-карбоксиэфиров алкилцеллюлозы для аморфной твердой дисперсии. Целлюлоза. 2017;24(2):609–625. [Google Scholar]
5. Алонзо Д.Э., Райна С., Чжоу Д., Гао Ю., Чжан Г.З., Тейлор Л.С. Характеристика влияния гидроксипропилметилцеллюлозы на кинетику роста и зародышеобразования фелодипина из пересыщенных растворов. Рост кристаллов Des. 2012;12(3):1538–1547. [Академия Google]
6. Арка Х.Ч., Москера-Хиральдо Л.
И., Перейра Дж.М., Шриранганатан Н., Тейлор Л.С., Эдгар К.Дж. Стабильность рифампина и повышение концентрации раствора за счет аморфной твердой дисперсии в матрицах ω-карбоксиалканоата целлюлозы. Дж. Фарм. 2018;107(1):127–138. [PubMed] [Google Scholar]
7. Се Т., Тейлор Л.С. Улучшенное высвобождение целекоксиба из аморфных твердых дисперсий с высоким содержанием лекарственного средства, приготовленных с полиакриловой кислотой и производными целлюлозы. Мол Фарм. 2016;13(3):873–884. [PubMed] [Академия Google]
8. Шарма П., Моди С.Р., Бансал А.К. Совместная обработка как средство улучшения диспергируемости эфиров целлюлозы в воде. Фарминдустрия разработки лекарственных средств. 2015;41(11):1745–1758. [PubMed] [Google Scholar]
9. Эдгар К.Дж., Бьюкенен С.М., Дебенхэм Дж.С. Улучшения в производительности и применении сложных эфиров целлюлозы. Прог Полим Науки. 2001;26(9):1605–1688. [Google Scholar]
10. Лю Х., Тейлор Л.С., Эдгар К.Дж. Роль полимеров в повышении пероральной биодоступности; Обзор.
Полимер. 2015;77:399–415. [Google Scholar]
11. Куратоло В.Дж., Найтингейл Дж.А.С., Шанкер Р.М., Саттон С.К. Базовые лекарственные композиции с повышенной биодоступностью. 2003 г., патенты Google, US6548555B1.
12. Кеннеди М., Ху Дж., Гао П. Повышение биодоступности плохо растворимого антагониста VR1 с использованием аморфной твердой дисперсии: тематическое исследование. Мол Фарм. 2008;5(6):981–993. [PubMed] [Google Scholar]
13. Yin L., Hillmyer M.A. Получение и эффективность сложных эфиров гидроксипропилметилцеллюлозы замещенных сукцинатов для in vitro перенасыщение кристаллического гидрофобного лекарственного средства. Мол Фарм. 2013;11(1):175–185. [PubMed] [Google Scholar]
14. Хайнце Т., Кошелла А. Карбоксиметиловые эфиры целлюлозы и крахмала – обзор. Макромол симп. 2005;223(1):13–40. [Google Scholar]
15. Шелтон М.С., Поузи-Доути Дж.Д., Лингерфельт Л., Кирк С.К., Клейн С., Эдгар К.Дж. Улучшение растворения малорастворимых лекарственных средств из твердых дисперсий в матрицах из ацетата карбоксиметилцеллюлозы и бутирата.
Polysacch Mater: Выполнить Des. 2009 г.;1017:93–113. [Google Scholar]
16. Malm C.J., Fordyce C.R. Эфиры целлюлозы и двухосновных органических кислот. Ind Eng Chem. 1940; 32(3):405–408. [Google Scholar]
17. DiNunzio J.C., Miller D.A., Yang W., McGinity J.W., Williams R.O., 3rd Аморфные композиции с использованием повышающих концентрацию полимеров для повышения биодоступности итраконазола. Мол Фарм. 2008;5(6):968–980. [PubMed] [Google Scholar]
18. Кар Н., Лю Х., Эдгар К.Дж. Синтез производных адипатов целлюлозы. Биомакромолекулы. 2011;12(4):1106–1115. [PubMed] [Академия Google]
19. Лю Х., Илевбаре Г.А., Чернявский Б.П., Ритчи Э.Т., Тейлор Л.С., Эдгар К.Дж.. Синтез и оценка структуры и свойств ω-карбоксиэфиров целлюлозы для аморфных твердых дисперсий. Карбогидр Полим. 2014; 100:116–125. [PubMed] [Google Scholar]
20. Chiou W.L., Riegelman S. Фармацевтическое применение твердых дисперсионных систем. Дж. Фарм. 1971; 60 (9): 1281–1302. [PubMed] [Google Scholar]
21.
Qian F., Huang J., Hussain M.A. Растворимость и смешиваемость лекарственного средства и полимера: рассмотрение стабильности и практические проблемы при разработке аморфных твердых дисперсий. Дж. Фарм. 2010;99(7):2941–2947. [PubMed] [Google Scholar]
22. Румондор А.С., Иванишевич И., Бейтс С., Алонзо Д.Е., Тейлор Л.С. Оценка смешиваемости лекарственного средства с полимером в аморфных твердых дисперсионных системах. Фарм Рез. 2009;26(11):2523–2534. [PubMed] [Google Scholar]
23. Гупта П., Какуману В.К., Бансал А.К. Стабильность и растворимость аморфных дисперсий целекоксиб-ПВП: молекулярная перспектива. Фарм Рез. 2004; 21(10):1762–1769. [PubMed] [Google Scholar]
24. Hancock B.C., Zografi G. Характеристики и значение аморфного состояния в фармацевтических системах. Дж. Фарм. 1997;86(1):1–12. [PubMed] [Google Scholar]
25. Каушал А.М., Гупта П., Бансал А.К. Аморфные системы доставки лекарств: молекулярные аспекты, дизайн и эффективность. Crit Rev Ther Drug Carr Syst.
2004;21(3):133–193. [PubMed] [Google Scholar]
26. Гао П., Акрами А., Альварес Ф. Характеристика и оптимизация сверхнасыщаемой самоэмульгирующейся системы доставки лекарств AMG 517 (S-SEDDS) для улучшения перорального всасывания. Дж. Фарм. 2009;98(2):516–528. [PubMed] [Академия Google]
27. Илевбаре Г.А., Лю Х., Эдгар К.Дж., Тейлор Л.С. Ингибирование роста кристаллов ритонавира в растворе полимерами целлюлозы – факторы, влияющие на эффективность полимеров. CrystEngComm. 2012;14(20):6503–6514. [Google Scholar]
28. Илевбаре Г.А., Лю Х., Эдгар К.Дж., Тейлор Л.С. Поддержание пересыщения в водных растворах лекарственных средств: влияние различных полимеров на время индукции. Рост кристаллов Des. 2012;13(2):740–751. [Google Scholar]
29. Chauhan H., Hui-Gu C., Atef E. Корреляция поведения полимеров в растворе в качестве ингибитора осаждения с их аморфной стабилизирующей способностью в твердых дисперсиях. Дж. Фарм. 2013;102(6):1924–1935. [PubMed] [Google Scholar]
30.
Оучериф К.А., Райна С., Тейлор Л.С., Литстер Дж.Д. Количественный анализ ингибирующего действия ГПМЦ на кинетику кристаллизации фелодипина с использованием моделирования популяционного баланса. CrystEngComm. 2013;15(12):2197–2205. [Google Scholar]
31. Чаван Р.Б., Типпарабойна Р., Кумар Д., Шастри Н.Р. Оценка ингибирующего потенциала полимеров ГПМЦ, ПВП и ГПЦ в отношении зародышеобразования и роста кристаллов. RSC Adv. 2016;6(81):77569–77576. [Академия Google]
32. Фризен Д.Т., Шанкер Р., Крю М., Смити Д.Т., Куратоло В.Дж., Найтингейл Дж.А. Высушенные распылением дисперсии на основе ацетата сукцината гидроксипропилметилцеллюлозы: обзор. Мол Фарм. 2008;5(6):1003–1019. [PubMed] [Google Scholar]
33. Riedel A., Leopold C. Разложение омепразола, вызванное энтеросолюбильными растворами полимеров и водными дисперсиями: исследования ВЭЖХ. Фарминдустрия разработки лекарственных средств. 2005;31(2):151–160. [PubMed] [Google Scholar]
34. Schram CJ, Taylor L.S., Beaudoin S.
P. Влияние полимеров на скорость роста кристаллов фелодипина: корреляция покрытия поверхности адсорбированного полимера с ингибированием роста кристаллов в растворе. Ленгмюр. 2015;31(41):11279–11287. [PubMed] [Google Scholar]
35. Schram CJ, Smyth RJ, Taylor L.S., Beaudoin S.P. Понимание кинетики роста кристаллов в отсутствие и в присутствии полимера с использованием устройства с вращающимся диском. Рост кристаллов Des. 2016;16(5):2640–2645. [Google Scholar]
36. Schram C.J., Beaudoin S.P., Taylor L.S. Полимерное ингибирование роста кристаллов путем поверхностного отравления. Рост кристаллов Des. 2016;16(4):2094–2103. [Google Scholar]
37. Schram C.J., Beaudoin S.P., Taylor L.S. Влияние конформации полимера на ингибирование роста кристаллов плохо растворимого в воде лекарственного средства в водном растворе. Ленгмюр. 2014;31(1):171–179.. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
38. Xie T., Taylor L.S. Характеристики растворения аморфных твердых дисперсий целекоксиба с высоким содержанием лекарственного средства, составленных с использованием комбинаций полимеров.
Фарм Рез. 2016;33(3):739–750. [PubMed] [Google Scholar]
39. Уэда К., Хигаси К., Ямамото К., Морибе К. Ингибирующее действие сукцината ацетата гидроксипропилметилцеллюлозы на перекристаллизацию лекарственного средства из перенасыщенного раствора, оцененное с помощью измерений ядерного магнитного резонанса. Мол Фарм. 2013;10(10):3801–3811. [PubMed] [Академия Google]
40. Рикарте Р.Г., Ли З., Джонсон Л.М. Прямое наблюдение наноструктур во время растворения в воде частиц полимера/лекарства. Макромолекулы. 2017;50(8):3143–3152. [Google Scholar]
41. Хуанг В., Мандал Т., Ларсон Р.Г. Многомасштабное компьютерное моделирование наноструктуры твердых дисперсий ацетата сукцината гидроксипропилметилцеллюлозы (HPMCAS) и фенитоина. Мол Фарм. 2017;14(10):3422–3435. [PubMed] [Google Scholar]
42. Илевбаре Г.А., Лю Х., Эдгар К.Дж., Тейлор Л.С. Влияние полимеров на скорость роста кристаллов структурно различных соединений из водного раствора. Мол Фарм. 2013;10(6):2381–2393.
[PubMed] [Google Scholar]
43. Li B., Konecke S., Wegiel L.A., Taylor L.S., Edgar K.J. Как растворимость, так и химическая стабильность куркумина улучшаются за счет твердой дисперсии в матрицах производных целлюлозы. Карбогидр Полим. 2013;98(1):1108–1116. [PubMed] [Google Scholar]
44. Ren F., Sun H., Cui L. Стратегия перекристаллизации с антирастворителем для скрининга соответствующих носителей для стабилизации аморфных твердых дисперсий филготиниба. Дж. Фарм. 2018;107(6):1624–1632. [PubMed] [Академия Google]
45. Васконселос Т., Маркес С., Невес Дж., Сарменто Б. Аморфные твердые дисперсии: рациональный выбор производственного процесса. Adv Drug Deliv Rev. 2016; 100:85–101. [PubMed] [Google Scholar]
46. Чаван Р.Б., Типпарабойна Р., Кумар Д., Шастри Н.Р. Соаморфные системы: перспектива разработки продукта. Инт Дж Фарм. 2016;515(1-2):403–415. [PubMed] [Google Scholar]
47. Сераджуддин А.Т. Твердые дисперсии плохо растворимых в воде лекарств: ранние обещания, последующие проблемы и недавние прорывы.
Дж. Фарм. 1999;88(10):1058–1066. [PubMed] [Google Scholar]
48. Rumondor A.C., Stanford L.A., Taylor L.S. Влияние типа полимера и относительной влажности при хранении на кинетику кристаллизации фелодипина из аморфных твердых дисперсий. Фарм Рез. 2009;26(12):2599. [PubMed] [Google Scholar]
49. Nie H., Su Y., Zhang M. Твердофазное спектроскопическое исследование молекулярных взаимодействий между клофазимином и фталатом гипромеллозы в аморфных твердых дисперсиях. Мол Фарм. 2016;13(11):3964–3975. [PubMed] [Google Scholar]
50. Конно Х., Тейлор Л.С. Влияние различных полимеров на склонность к кристаллизации молекулярно-дисперсного аморфного фелодипина. Дж. Фарм. 2006;95(12):2692–2705. [PubMed] [Google Scholar]
51. Патель Д.Д., Джогупарти В., Ван З., Андерсон Б.Д. Поддержание пересыщения I: Моделирование кинетики роста кристаллов индометацина с использованием онлайн-метода ультрафиолетовой спектроскопии второй производной. Дж. Фарм. 2011;100(7):2623–2641. [PubMed] [Академия Google]
52.
Ли Б., Лю Х., Амин М., Вегель Л.А., Тейлор Л.С., Эдгар К.Дж. Повышение концентрации раствора нарингенина за счет твердой дисперсии в матрицах производных целлюлозы. Целлюлоза. 2013;20(4):2137–2149. [Google Scholar]
53. Одзаки С., Кусида И., Ямасита Т., Хасебе Т., Шираи О., Кано К. Ингибирование зарождения и роста кристаллов водорастворимыми полимерами и его влияние на профили пересыщения аморфные препараты. Дж. Фарм. 2013;102(7):2273–2281. [PubMed] [Академия Google]
54. Ли Б., Конеке С., Харич К., Вегель Л., Тейлор Л.С., Эдгар К.Дж. Твердая дисперсия кверцетина в матрицах производных целлюлозы влияет как на растворимость, так и на стабильность. Карбогидр Полим. 2013;92(2):2033–2040. [PubMed] [Google Scholar]
55. Патель Д.Д., Андерсон Б.Д. Поддержание пересыщения II: кинетика роста кристаллов индометацина 90×106 по сравнению со степенью пересыщения 90×107. Дж. Фарм. 2013;102(5):1544–1553. [PubMed] [Google Scholar]
56. Trasi N.S., Oucherif K.A., Litster J.
D., Taylor L.S. Оценка влияния полимеров на зародышеобразование и рост в пересыщенных растворах ацетаминофена. CrystEngComm. 2015;17(6):1242–1248. [Академия Google]
57. Донг Ю., Москера-Хиральдо Л.И., Тейлор Л.С., Эдгар К.Дж. Амфифильные эфиры целлюлозы, предназначенные для аморфной твердой дисперсии посредством перекрестного метатезиса олефинов. Биомакромолекулы. 2016;17(2):454–465. [PubMed] [Google Scholar]
58. Джексон М.Дж., Кестур Ю.С., Хуссейн М.А., Тейлор Л.С. Характеристика пересыщенных растворов даназола – влияние полимеров на свойства растворов и фазовые переходы. Фарм Рез. 2016;33(5):1276–1288. [PubMed] [Google Scholar]
59. Донг Ю., Москера-Хиральдо Л.И., Траутман Дж., Скогстад Б., Тейлор Л.С., Эдгар К.Дж. Амфифильные производные гидроксиалкилцеллюлозы для аморфной твердой дисперсии, полученные перекрестным метатезисом олефинов. Полим хим. 2016;7(30):4953–4963. [Google Scholar]
60. Гилли А.Д., Арка Х.К., Николс Б.Л.Б. Новые аморфные твердые дисперсии на основе целлюлозы повышают концентрацию раствора кверцетина 90–106 in vitro 90–107 .
Карбогидр Полим. 2017; 157:86–93. [PubMed] [Google Scholar]
61. Се Т., Гао В., Тейлор Л.С. Влияние Eudragit EPO и гидроксипропилметилцеллюлозы на скорость высвобождения лекарственного средства, пересыщение, результат осаждения и скорость повторного растворения дисперсий аморфного твердого вещества индометацина. Инт Дж Фарм. 2017;531(1):313–323. [PubMed] [Академия Google]
62. Winslow C.J., Nichols B.L.B., Novo D.C. Аморфные твердые дисперсии на основе целлюлозы улучшают характеристики доставки рифапентина in vitro . Карбогидр Полим. 2017; 185:149–158. [PubMed] [Google Scholar]
63. Hong S., Nowak S.A., Wah C.L. Влияние физико-химических свойств целлюлозных полимеров на поддержание пересыщения в водных растворах лекарственных средств. AAPS PharmSciTech. 2018;19(4):1860–1868. [PubMed] [Google Scholar]
64. Конно Х., Ханда Т., Алонзо Д.Э., Тейлор Л.С. Влияние типа полимера на профиль растворения аморфных твердых дисперсий, содержащих фелодипин. Евр Джей Фарм Биофарм.
2008;70(2):493–499. [PubMed] [Google Scholar]
65. Алонзо Д.Э., Чжан Г.Г., Чжоу Д., Гао Ю., Тейлор Л.С. Понимание поведения аморфных фармацевтических систем при растворении. Фарм Рез. 2010;27(4):608–618. [PubMed] [Google Scholar]
66. Эрденбруг В., Тейлор Л.С. Методология выбора полимера ab initio для предотвращения кристаллизации в аморфных твердых дисперсиях путем применения принципов кристаллохимии. CrystEngComm. 2011;13(20):6171–6178. [Академия Google]
67. Траси Н.С., Тейлор Л.С. Влияние полимеров на зародышеобразование и рост кристаллов аморфного ацетаминофена. CrystEngComm. 2012;14(16):5188–5197. [Google Scholar]
68. Райна С.А., Алонзо Д.Э., Чжан Г.Г., Гао Ю., Тейлор Л.С. Влияние полимеров на кинетику кристаллизации и фазовых переходов аморфного нифедипина при растворении в водных средах. Мол Фарм. 2014;11(10):3565–3576. [PubMed] [Google Scholar]
69. Се Ю.Л., Бокс К., Тейлор Л.С. Оценка влияния полимеров на рН-индуцированное осаждение плохо растворимых в воде соединений с использованием синхротронного широкоугольного рассеяния рентгеновских лучей.
Дж. Фарм. 2014;103(9): 2724–2735. [PubMed] [Google Scholar]
70. Chen Y., Liu C., Chen Z. Взаимодействие лекарство-полимер-вода и его влияние на характеристики растворения аморфных твердых дисперсий. Мол Фарм. 2015;12(2):576–589. [PubMed] [Google Scholar]
71. Сароде А.Л., Малекар С.А., Кот К., Уортен Д.Р. Гидроксипропилцеллюлоза стабилизирует аморфные твердые дисперсии плохо растворимого в воде препарата фелодипина. Карбогидр Полим. 2014; 112:512–519. [PubMed] [Google Scholar]
72. Raina S.A., Van Eerdenbrugh B., Alonzo D.E. Тенденции осаждения и кристаллизации пересыщенных водных растворов плохо растворимых в воде лекарственных средств, оцененные с помощью синхротронного излучения. Дж. Фарм. 2015;104(6):1981–1992. [PubMed] [Google Scholar]
73. Сато Т., Тейлор Л.С. Хиральная дискриминация полимером целлюлозы: дифференциальное ингибирование кристаллизации энантиомеров в аморфных дисперсиях. CrystEngComm. 2015;17(27):5046–5053. [Google Scholar]
74.
Wegiel L.A., Mosquera-Giraldo L.I., Mauer L.J., Edgar K.J., Taylor L.S. Фазовое поведение твердых дисперсий ресвератрола при добавлении в водную среду. Фарм Рез. 2015;32(10):3324–3337. [PubMed] [Google Scholar]
75. Zhang S., Britten J.S., Chow A.H.L., Lee T.W.Y. Влияние кристаллической структуры и вспомогательных веществ полимера на кинетику кристаллизации расплава полиморфов итраконазола. Рост кристаллов Des. 2017;17(6):3433–3442. [Академия Google]
76. Уеда К., Хигаси К., Морибе К. Прямой ЯМР-мониторинг фазового разделения сильно перенасыщенного раствора нифедипина, стабилизированного производными гипромеллозы. Мол Фарм. 2017;14(7):2314–2322. [PubMed] [Google Scholar]
77. Чаван Р.Б., Лодагекар А., Шастри Н.Р. Определение потенциала ингибирования осаждения полимеров из аморфных твердых дисперсий. Фарминдустрия разработки лекарственных средств. 2018 [PubMed] [Google Scholar]
78. Лемкемпер К., Кирематенг С.О., Бартельс М., Дегенхардт М., Садовски Г. Физическая стабильность аморфных твердых дисперсий смеси апи/полимеров.