CC BY
31
ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
УДК 678 https://doi.org/10.24412/2071-8268-2023-1-15-26
современные тенденции в области исследования взаимопроникающих полимерных сеток (обзор)
А.Ф.ЯРУЛЛИН1, Х.С.АБЗАЛЬДИНОВ1, Г.В.МАЛЫШЕВА2, О.В.СТОЯНОВ1
1Казанский национальный исследовательский технологический университет,
г. Казань, Россия
2Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана,
Москва, Россия
В статье представлен обзор современного состояния и тенденций в области исследования взаимопроникающих полимерных сеток. Перспективным направлением в настоящее время является разработка материалов на основе полиуретанов и полисилоксановых эластомеров с их преимущественным применением в области медицинских технологий. Особое внимание уделено анализу способов устранения недостатков, характерных для взаимопроникающих полимерных сеток, в частности деформационно-прочностных свойств и термостойкости.
Ключевые слова: взаимопроникающая полимерная сетка, полиуретан, эластомер, полисилоксано-вый каучук, привитой полимер, фаза.
Для цитирования: Яруллин А.Ф., Абзальдинов Х.С., Малышева Г.В., Стоянов О.В. Современные тенденции в области исследования взаимопроникающих полимерных сеток (обзор) // Промышленное производство и использование эластомеров, 2023, № 1, С. 15-26. DOI: 10.24412/2071-8268-2023-1-15-26.
current trends in the study of interpenetrating polymer
networks (review)
YARULLIN A.F.1, ABZALDINOV Kh.S.1, MALYSHEVA G.V.2, STOYANOV O.V.1
1Kazan National Research Technological University, Kazan, Russia 2Bauman Moscow State Technical University, Moscow, Russia
Abstract. The article presents an overview of the current state and trends in the field of research of interpenetrating polymer networks. A promising direction at present is the development of materials based on polyurethanes and polysiloxane elastomers with their primary use in the field of medical technology. Particular attention is paid to the analysis of ways to eliminate the disadvantages characteristic of interpenetrating polymer networks, in particular, deformation-strength properties and heat resistance.
Key words: interpenetrating polymer network, polyurethane, elastomer, polysiloxane rubber, graft polymer, phase.
For citation: Yarullin A.F., Abzaldinov Kh.S., Malysheva G.V., Stoyanov O.V. Current Trends in the Study of Interpenetrating Polymer Networks (Review). Prom. Proizvod. Ispol'z. Elastomerov, 2023, no. 1, pp. 15-26. DOI: 10.24412/2071-8268-2023-1-15-26. (In Russ.).
Взаимопроникающая полимерная сетка (ВПС) представляет собой комбинацию двух полимеров, по крайней мере один из которых синтезирован и/или сшит в непосредственном присутствии другого полимера.
ВПС отличаются от полу-взаимопроника-ющих сеток (полу-ВПС), поскольку в случае полу-ВПС происходит только диспергирование линейной или разветвленной макромолекулы в полимерной сети (сетках) без фактического образования ВПС, и они могут быть отделены без разрыва химических связей от полимерной сети (сетей) [1-14]. Концепция ВПС была предложена Джонасом Эйлсвортом в 1914 г., который в своем патенте привел пример синтеза улучшенно-
го каучукового материала, содержащего смесь фенолформальдегидных смол, сшитых серой. В 1960 г. Миллар ввел термин ВПС, который был синтезирован с помощью двух идентичных сетей одного и того же химического состава.
Полимеры, относящиеся к категории ВПС, становятся объектом обширных исследований в результате их широкого применения. Классификация ВПС может быть выполнена на основе химической связи и метода синтеза.
Основанный на химической связи ВПС далее классифицируется на ковалентный полу-ВПС, где сшивка осуществляется между двумя различными системами полимеров с получением единичной полимерной сети, и нековалентный
полу-ВПС, в котором происходит поперечное сшивание одиночных полимеров. По способу синтеза различают последовательные, последующие, латексные, термопластические и градиентные ВПС. В последовательном ВПС полимеризация второго полимерного компонента возможна только после завершения полимеризации компонентов первой полимерной сетки. Последующие, или одновременные, ВПС формируются в ходе реакции полимеризации компонентов обеих сетей одновременно. Латексные ВПС включают в себя сети полимеров, образующих единую частицу латекса, как правило, после полимеризации второго мономера в дополнение к сшивающему агенту вместе с активатором в исходном затравочном латексе первого сшитого мономера. Латексные ВПС образованы с использованием смеси двух решеток, периодически демонстрирующих структуры «ядра» и «оболочки». Концепция химических сшивающих агентов полностью исчезла с появлением термопластичных ВПС, и было принято решение использовать физические сшивающие агенты, такие как термопластичные эластомеры. Термопластичные ВПС представляют собой смесь двух полимеров, которые физически сшиты и проявляют свойство текучести при высокой температуре. Этот класс ВПС демонстрирует характеристики от армированной резины до ударопрочного пластика. Градиентные ВПС получают вследствие набухания первой мономерной сети во второй [15-20].
К характерным особенностям ВПС относятся образование неразрывной сети, высокая адгезия и прочность при растяжении. Материалы, выбранные для системы ВПС на основании критериев кинетического исследования обоих полимеров, должны быть одинаковыми, а сшивка и синтез одного должны происходить в присутствии другого.
Исходя из вышесказанного, проблема дальнейшего усовершенствования методов синтеза и создания уникального комплекса свойств ВПС на основе различных полимеров представляется актуальной задачей.
Взаимопроникающие полимерные сетки на основе полисилоксановых эластомеров
Полисилоксаны представляют собой материалы, состоящие из основной цепи ^-О) с двумя одновалентными органическими радикалами, присоединенными к каждому атому кремния (-И2 Si-O-). Они обычно называются «силиконовыми» полимерами. Поскольку основная цепь полимера является «неорганической» по своей природе, а заместители, присоединенные к атому кремния, обычно представляют собой
«органические» радикалы, силиконы образуют важный мостик между неорганическими и органическими полимерами. Из-за двойственной природы их основных цепей другим, широко используемым, названием для описания силиконовых полимеров являются полиорганосилокса-ны [20].
Важнейшей областью применения ВПС стало использование их в области медицинских технологий.
Неспецифическая адсорбция белков является сложной задачей для разработки биосовместимых материалов, а также для противообраста-ющих покрытий, например, для морской промышленности. В работе [21] широко реализуется концепция получения амфифильных систем на основе гидрофобных материалов с низкой поверхностной энергией путем их гидрофильной модификации. Авторами представлен новый двухстадийный способ получения взаимопроникающих полимерных сеток из несовместимых поли(диметилсилоксана) и цвиттерионных полимеров. Исследованы изменения гидрофильно-сти поверхности, а также поверхностного заряда при различных значениях рН. Исследование структуры с использованием атомно-силовой микроскопии дает полное представление об изменениях поверхности при гидрофильной модификации. Белковое обрастание материалов оценивали с использованием фибриногена в качестве модельного белка.
Темплатным методом [22] были получены пористые ВПС полидиметилсилоксана с гидрофильными компонентами, синтезированные радикальной гомополимеризацией и сополиме-ризацией 2-гидроксиэтилметакрилата (ГЭМА) и ^^диметилакриламида (ДМАА). Модификация поверхности шаблонов микросфер СаСО3 улучшила их диспергируемость, что привело к получению пленок ВПС со взаимосвязанной пористой структурой. Результаты показали, что пористые пленки ВПС демонстрируют более высокое набухание и, следовательно, лучшую способность к загрузке лекарственного средства, чем соответствующие непористые пленки. Кроме того, ВПС, состоящие из ДМАА, демонстрировали более высокую скорость высвобождения лекарственного средства, чем те, которые содержали только ГЭМА. Силиконовые гидрогели также были протестированы на их цитоток-сичность в отношении клеток L929, что подтвердило их нетоксичность и потенциальную возможность использования в качестве материалов для биомедицинского назначения.
Силиконовые полимеры имеют недостаточно высокие физико-механические свойства и устой-
чивость к загрязнению из-за неспецифической адсорбции белков, клеток и т.д. В статье [23] представлен новый тип силикон-силиконовой ВПС, синтезируемой в ходе двух реакций отверждения. Первая была радикально-связанной, а вторая — с раскрытием кольца эпоксидной смолы аминогруппами. ВПС были охарактеризованы с помощью ИК-Фурье-спектроскопии (ИКС), динамического механического анализа, сканирующей электронной микроскопии поперечного сечения и исследования физико-механических свойств. ИКС с нарушенным полным внутренним отражением (НПВО), рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия и измерение статических краевых углов смачивания подтвердили, что поверхности ВПС показали гидрофильность, зависящую от поверхностного амино-эпоксидно-го компонента. Статические краевые углы смачивания водой значительно уменьшились до минимального значения 69,3°. Как качественный, так и количественный анализ адсорбции бычьего сывороточного альбумина (БСА) подтвердил, что по сравнению с чистым полидиметилсилок-саном адсорбция БСА на субстратах ВПС была значительно (на 85%) снижена.
В исследовании [24], с использованием процесса фазового разделения, не индуцированного растворителем, была изготовлена новая микропористая мембрана со структурой полу-ВПС, для которой полидиметилсилоксановый (ПДМС) полимер являлся сшиваемым, а поли-винилиденфторидный (ПВДФ) полимер — линейным. Путем изменения массового соотношения ПДМС/ПВДФ изучали структуру и характеристики приготовленных изделий. Мембраны были также исследованы методами НПВО ИКС, сканирующей электронной микроскопии, энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии, рентгеновской дифракции, термогравиметрического анализа, определения краевого угла смачивания водой и т.д. НПВО ИКС подтверждено образование полу-ВПС. В сравнении с полимером ПДМС/ПВДФ без структуры полу-ВПС вязкость раствора для литья со структурой полу-ВПС увеличилась, механические свойства мембраны улучшились, но ее гидрофобность снизилась. При использовании полученных мембран для вакуумной мембранной дистилляции при обессоливании раствора (30 г/л) было получено практически полностью (на 99,9%) обессоленное соединение.
В работе [25] разработан ряд ВПС с использованием силилированного соевого масла и полидиметилсилоксана различных концентраций, которые были сшиты неорганическими силикатами. Серия ВПС была приготовлена
из эмульсий силилированного соевого масла и ПДМС вместе с коллоидным кремнеземом и катализатором дилаурата диоктилолова при рН 10. В этих условиях водорастворимые силикаты реагировали с силанолами в масляной фазе и образовывали силоксановые поперечные связи внутри частиц. После отливки пленок и испарения воды между коагулирующими частицами были получены дополнительные сшивки с образованием сетей соевого масла и ПДМС, которые были дополнительно усилены мелкими частицами кремнезема. Морфология показала удовлетворительное смешение двух несмешивающихся компонентов. Физико-механические свойства зависели от соотношения гибкой фазы ПДМС и жесткой, хрупкой сшитой фазы силилированного соевого масла. Синтезированные ВПС можно использовать в качестве материалов с низким коэффициентом трения или защитных покрытий общего назначения.
В исследовании [26] с использованием последовательного метода синтезированы взаимопроникающие полимерные сетки из ПДМС и полиакриловой кислоты или поли(2-гидроксиэтил-метакрилата) (ПГЭМ). Акриловая кислота или гидроксиэтилметакрилат вводили в сеть ПДМС путем набухания полимера в растворах мономера. Затем проводили полимеризацию мономеров в набухшей сетке. Набухание ВПС исследовали путем изменения концентрации мономера при полимеризации. Большая степень набухания наблюдалась при низких концентрациях мономера из-за преобладания реакций циклизации. Многоступенчатая полимеризация, используемая для получения ВПС с высоким содержанием гидрогеля, не улучшала их водопоглощение. Кинетику полимеризации акриловой кислоты изучали в различных условиях. В частности, при наличии эффектов ограничения, обусловленных сетью ПДМС, наблюдалось значительное снижение скорости реакции. Также изучалось влияние плотности сшивания сети ПДМС на скорость реакции.
Исследовано получение ВПС из силиконового каучука и гидрогелеобразующего ПГЭМ [27]. Мономер полимеризовали с одновременным образованием поперечных связей в присутствии набухшего силиконового каучука. Чтобы свести к минимуму необходимое количество испытаний, использовали метод планирования эксперимента Тагучи, включающий факторы температуры, концентрации мономера, инициатора и сшивающего агента. После удаления растворителя, был получен ВПС, который поглощал воду наподобие гидрогеля, но обладал физико-механическими свойствами, превосходящими аналогичные показатели для гидрогеля.
Новый метод, состоящий из реакции образования ВПС в водном растворе, разработан для улучшения гидрофильности силиконового каучукового субстрата [28]. Метод прост и удобен для получения некоторых чувствительных биомедицинских изделий на основе силиконового эластомера в следствие использования воды в качестве реакционного растворителя. В работе было проведено последовательное формирование взаимопроникающей полимерной сетки на поверхности силиконового каучука с использованием ПГЭМ в качестве второй сетки, что привело к улучшению гидрофильности. Модифицированные поверхности были охарактеризованы с помощью инфракрасной Фурье-спектроскопии с ослабленным полным отражением, измерения контактного угла, атомно-силовой микроскопии, рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии, оценки химического состава и морфологии поверхностно-модифицированного ПДМС. Результаты показали, что метод модификации поверхности предлагает новый и простой подход к улучшению гидрофильности силиконового эластомера без изменения его объемных свойств. Метод может быть пригоден для получения изделий биомедицинского назначения.
В работе [29] продемонстрировано получение полу-ВПС путем смешивания синтетических и природных полимеров, таких как поли(диме-тилсилоксан), поли(виниловый спирт) (ПВС) и хитозан, сшитых глутаровым альдегидом (ГА) или генипином. В мембранной форме эти полимерные сетки успешно сочетают в себе эластичность ПДМС, способность к набуханию ПВС и хорошую адгезию ГА. Более того, за счет сшивающих реагентов полу-ВПС обладают высокими физико-химическими свойствами. Обнаружены шероховатости поверхности в десятки нанометров, краевые углы от 55 до 75 градусов, умеренные коэффициенты набухания до 28% и модули упругости в диапазоне от 0,7 до 1,5 МПа. Биологические характеристики демонстрирует, что полу-ВПС, наполненные или не наполненные многослойными углеродными нанотрубками (МУН), не оказывали цитотоксического действия и повышали адгезию клеток иммортализованных мышиных эмбриональных фибробластов (3Т3-Ы). Результаты показывают, что мембраны ПДС/ГА/ ПВС/Хитозан и ПДС/ГА/ПВС/Хитозан/МУН могут иметь большие перспективы применения в таких областях, как тканевая инженерия, перевязка ран, фототермическая терапия.
Взаимопроникающие полимерные сетки на основе полиуретановых эластомеров
Полиуретановые (ПУ) полимеры обладают уникальными свойствами, в том числе превос-
ходной эластичностью, стойкостью к истиранию, высокой ударной вязкостью и удлинением, которые широко используются в клеях, покрытиях, синтетической коже, строительстве и т.д. Однако при всех его достоинствах имеются и недостатки, которые возможно устранить получением смесей с использованием ВПС из двух полимерных компонентов.
В исследовании [30] успешно получена серия прозрачных материалов с полу-ВПС из полиуретана на основе касторового масла и бензил-крахмала (БК). Смешиваемость, морфология и свойства пленок полу-ВПС были исследованы с помощью инфракрасной спектроскопии нарушенного полного отражения/преобразования Фурье, дифференциальной сканирующей калориметрии, динамического механического термического анализа, сканирующей электронной микроскопии, широкоугольной рентгеновской дифракции, электронного спинового резонанса (ЭПР), УФ-видимой спектроскопии и испытания на физико-механические свойства. Результаты показали, что пленки полу-ВПС имели хорошую смешиваемость в диапазоне концентраций БК 5-70% масс. в результате сильных межмолекулярных взаимодействий между ПУ и БК. С увеличением концентрации БК возрастают предел прочности при растяжении и модуль Юнга. Данные ЭПР подтвердили, что объем сегмента ПУ в полу-ВПС увеличился с добавлением БК. Жесткость цепи увеличивалась в результате сильного взаимодействия между макромолекулами ПУ и БК. Показано, что производные крахмала, содержащие бензильные группы в боковых цепях, легче проникают в сети ПУ с образованием полу-ВПС, чем содержащие алифатические группы, что приводит к улучшению вышеперечисленных свойств.
В работе [31] исследованы особенности кинетики формирования последовательных полу-ВПС на основе сшитого ПУ с различной плотностью сшивки, линейного полистирола (ПС), полибутилметакрилата (ПБМА) и полиметакри-ловой кислоты (ПМАК). Экспериментальные данные показывают зависимость кинетических параметров полимеризации от Мс, причем эта зависимость различна для разных мономеров. Наблюдается резкое несоответствие в молеку-лярно-массовом распределении полимеров, образующихся в различных матрицах. Различия в зависимостях кинетики реакций и молекуляр-но-массового распределения предположительно связаны с различной зависимостью роста и обрыва цепей различных мономеров от плотности сетки, то есть от ограничений, налагаемых внут-рисетевым пространством.
В статье [32] показаны результаты исследования ВПС на основе блокированного полиуретана (БПУ)/фенольной смолы (ФС), полученной методом одновременной полимеризации. ВПС синтезировали из форполимера БПУ с м-ксили-лендиамином (КД) в качестве удлинителя цепи и форполимера ФС с использованием п-толуол-сульфоновой кислоты в качестве катализатора. Из анализа ИКС было обнаружено, что основными реакциями в системе БПУ/ФС являются полимеризация БПУ/КД и самополимеризация ФС. С помощью сканирующей электронной микроскопии было подтверждено, что совместимость сетей с БПУ/ФС улучшилась. Ранее система была гетерогенной и в ВПС существовало более одной фазы. Исследованы свойства при деформациях растяжения, изгиба, удельная ударная вязкость и твердость.
В работе [33] синтезированы ВПС с использованием полиуретана и поли(метилметакрилата) (ПММА), который способствовал возникновению в образцах прозрачности и жесткости, необходимых для использования в ударопрочных материалах, тогда как ПУ способствовал прочности. Были исследованы несколько факторов, влияющих на физические свойства, такие как соотношение ПУ и ПММА, кинетика отверждения, содержание различных изоцианатов в фазе ПУ и ингибитора в фазе ПММА. ВПС синтезированы таким образом, чтобы полимерные сети оставались «запутанными» друг с другом, а размеры доменов каждой системы были уменьшены, что привело к снижению вероятности фазового разделения. Для изучения кинетики реакции и конечной морфологии получены как одновременные ВПС, с полимеризацией мономеров, происходящих в одно и то же время, так и последовательные ВПС, с полимеризацией, происходящей при разных температурах. Оценивали фазовую морфологию, термические и механические свойства полученных образцов. Данные свидетельствуют о том, что образцы, содержащие около 80% масс. ПММА, 1,6-ди-изоцианатогексана (ДЦГ) и ингибитора с мономером ММА, показали удовлетворительные термомеханические и оптические свойства.
Результатом исследования, представленного в [34], являлась разработка высокоэффективного отверждаемого ультрафиолетовым (УФ) излучением полиуретан-акрилатное (ПУА) покрытие, легированное термически отверждаемым поли-бензоксазином (ПБО). Гибридные полимерные сетки ПУА и ПБО были приготовлены методами последовательного отверждения, то есть УФ-отверждения ПУА с последующим термическим отверждением фракции ПБО-а. Эффекты
последовательного отверждения исследованы с точки зрения физико-механических и термических свойств полученных полимерных сплавов. Полностью отвержденные пленки сплава ПУА/ПБО-а показали только одну температуру стеклования (Тс), что свидетельствует о высокой совместимости между двумя полимерными сетками с возможностью образования ВПС. Установлено, что модуль упругости в стеклообразном состоянии и Тс сплавов ПУА/ПБО-а существенно увеличиваются с ростом содержания ПБО-а. Кроме того, температура разложения при 10 %-ной потере массы пленок сплава ПУА/ ПБО-а была относительно высокой, в то время как обнаружено, что выход полукокса при 800С увеличивается с ростом концентрации компонента ПБО-а. Твердость увеличивалась, тогда как водопоглощение и скорость проникновения водяного пара были снижены введением ПБО-а в полимерные сплавы. Как следствие, свойства сеток ПУА, отверждаемых УФ-излучением, могут быть адаптированы и улучшены путем формирования гибридной сетки с ПБО-а.
В исследованиях, опубликованных в работе [35], было охарактеризовано изменение релаксации напряжений взаимопроникающих полимерных сеток на основе акрилового сополимера и полиуретана (АПУ) с помощью динамического механического анализа (ДМА) и реализована модель с использованием метода конечных элементов (МКЭ). Релаксацию напряжений стеклообразных образцов ВПС экспериментально изучали при испытаниях на изгиб, а резинопо-добных образцов ВПС — на растяжение. Изучено влияние изменения содержания стирола в фазе акрилового сополимера, совместимости двух фаз в ВПС и изменения концентрации акрилового сополимера и ПУ. Увеличение содержания стирола в сополимере привело к высокой однородности образцов и уменьшению начального модуля. Кроме того, стеклообразные образцы ВПС с содержанием стирола 90% демонстрируют такой же характер процессов релаксации, как и образцы акрилового сополимера. Экспериментальные результаты использовали для разработки численной модели изучения реакции образцов на релаксацию напряжений. В то время как полимерные системы активно изучаются различными методами вычислений, численное моделирование систем ВПС все еще мало изучено. Трехмерная модель МКЭ разработана с использованием обобщенной модели Максвелла и констант четырехчленного ряда Прони, полученных из экспериментов по релаксации напряжений. Наблюдалась корреляция между экспериментальными наблюдениями и результатами модели МКЭ.
В работе [36] синтезированы последовательные ВПС на основе полиуретана и полибензокса-зина. Инфракрасная спектрометрия с преобразованием Фурье использовалась для контроля кинетики образования, которая указывала на то, что в полученных ВПС существовала только физическая связь. Морфологические исследования выявили небольшое фазовое расслоение во всех исследованных ВПС.
В статье [37] использованы акриловые сополимеры на основе стирола и полиуретана для синтеза прозрачных полиуретано-акриловых взаимопроникающих полимерных сеток. ПУ придает материалу большую гибкость, в то время как акриловый сополимер повышает жесткость и температуру стеклования привитых ВПС. Кинетику синтеза контролировали с помощью инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье и спектроскопии *Н-ЯМР по конверсии изоцианатной группы. Совместимость системы, степень разделения фаз и прозрачность материала оценивали с помощью просвечивающей электронной микроскопии и УФ-видимой спектроскопии. В целом более высокая совместимость наблюдается при большем процентном содержании стирола в акриловом сополимере. Термомеханические свойства ВПС количественно определены с использованием динамического механического анализа для оценки влияния содержания акрилового сополимера на вязкость в результате разрушения полученных привитых ВПС. Высокая стойкость к разрушению привитых ВПС в сочетании с прозрачностью демонстрирует потенциал этих систем для создания широкого спектра высокоэффективных материалов.
В ходе исследования, представленного в [38], получена мембрана из полиуретана на основе полибутадиена с концевыми гидроксильными группами (ПБ-г) и фторполимера. Взаимопроникающая полимерная сетка разработана для улучшения потока проникновения ПУ на основе ПБ-г с целью первапорационного извлечения бутанола. ВПС был охарактеризован с помощью ИКС, ТГА, СЭМ и анализа изменения краевого угла смачивания. При толщине разделительной мембраны 21 мкм материал получил общий поток 7,03 с коэффициентом разделения 452,6 г/м2ч при 70°С. Поток проникновения значительно улучшился, а коэффициент разделения уменьшился по сравнению с ПУ на основе ПБ-г.
В работе [39] исследована кинетика отверждения модифицированных гиперразветвленных взаимопроникающих полимерных сеток на основе полиэфира и полиуретана методом ИКС. Результаты показали, что реакция гиперразвет-
вленного полиэфира со стеаратными концевыми группами (гПЭ) с изофорондиизоцианатом (ИФДИ) соответствует кинетическому механизму второго порядка. Энергия активации уменьшилась с 28,3 до 16,6 кДж/моль, однако гПЭ не оказывает каталитического действия на реакцию между тетрагидрофурановым сополиэфи-ром этиленоксида с концевыми гидроксильны-ми группами и ИФДИ. Основная причина этого различия заключается в том, что внутренняя и внешняя структуры гПЭ были разными. Разные повторяющиеся звенья приводят к различным параметрам растворимости и к обогащению гид-роксилом в ПБ-г и ИФДИ вблизи внутренней структуры гПЭ, при этом основная часть ПБ-г обогащена внешним слоем гПЭ. Однако параметр растворимости тетрагидрофуранового со-полиэфира этиленоксида с концевыми гидрок-сильными группами был близок к внутренней структуре гПЭ, поэтому его основная часть молекулы также была близка к внутренней структуре гПЭ. Результаты показали, что разработанная ВПС благодаря дизайну молекулярной структуры может быть каталитической системой для синтеза полиуретана.
В работе [40] синтезированы неполярные полиуретаны с улучшенными механическими свойствами на основе смеси двух различных полиолов в мягком сегменте, отличающиеся среднегрупповой функциональностью и сред-нечисленной молекулярной массой. Синтезированные ПУ с различным молярным составом полипропиленгликоля и полибутадиена с концевыми гидроксильными группами были охарактеризованы с использованием ИКС, ДМТА, ТГА, механического анализа, измерения твердости и испытания на набухание. Авторами введен нормализованный структурный параметр А, обсуждены характеристики составов на основе его вариаций. Анализ физико-механических свойств составов на основе смесей полиолов показал синергетический эффект по сравнению с синтезированными ПУ на основе одного полиола. Результаты продемонстрировали, что механические свойства были оптимальными при самом низком значении А. Оптимальный молярный состав был определен при мольной доле в 25 % для полибутадиена с концевыми гидрок-сильными группами. Полученные полиуретаны обладают высокими физико-механическими свойствами по сравнению с полиэфирными или сложноэфирными полиолами в мягком сегменте.
Авторами [41] разработаны и исследованы нанокомпозиты на основе последовательных полу-ВПС из сшитого полиуретана и линейного поли(2-гидроксиэтилметакрилата), наполненных
1-15% масс. нанонаполнителя Densil, который используется для уменьшения микрофазового разделения полимерной матрицы за счет взаимодействия полимер-наполнитель. Изучена морфология, физико-механические свойства, термические переходы (методом ДСК) полученных систем. Особое внимание уделено повышению гидратационных свойств и динамики молекул воды в нанокомпозитах с перспективой использования в биомедицинских материалах. Обнаружено, что наночастицы частично агрегируют при содержании наполнителя выше 3 и 5% масс. в полу-ВПС с 17 и 37% масс. ПГЭМА соответственно. Результаты показывают, что хорошие гидратационные свойства матрицы полу-ВПС сохраняются в нанокомпозитах, что в сочетании с результатами термических и диэлектрических методов выявило также наличие взаимодействий полимер-полимер и полимер-наполнитель, которые также приводят к улучшению физико-механических свойств нанокомпозитов по сравнению с чистой матрицей. Улучшение физико-механических свойств в сочетании с гидрофильностью и биосовместимостью нано-композитов перспективно для их использования в биомедицинских целях, а именно в качестве хирургических пленок для лечения ран.
Полиэфирные полиуретаны, полученные из гликолизатов поли(этилентерефталата) (ПЭТ), смешивали с эпоксидной смолой для образования ВПС с улучшенными физико-механическими свойствами [42]. Гликолитическую деполимеризацию ПЭТ с помощью микроволнового излучения проводили в присутствии полиэти-ленгликолей различной молекулярной массы (600-1500). Полученный полиэфир с концевыми гидроксильными группами использовали для синтеза полиуретанового форполимера, который затем подвергали реакции с эпоксидной смолой с образованием привитых структур. Эпоксидно-полиуретановую смесь отверждали триэтилен-тетрамином в нормальных условиях с получением привитых ВПС. Смешивание привело к улучшению физико-механических свойств, параметры которых, как было установлено, зависели как от количества, так и от молекулярной массы используемого полиуретана. Максимальное улучшение наблюдалось в эпоксидных смесях, приготовленных с полиуретаном (ПУ-1000) при загрузке 10% масс., что привело к повышению прочности на растяжение на 60% и повышению ударной вязкости на 200%. Степень упрочнения была количественно определена с помощью исследований на изгиб с одинарным надрезом. По сравнению с немодифицированной эпоксидной смолой вязкость разрушения в режиме 1 (К1С)
и энергия разрушения (G1C) увеличились на ~45% и ~184% соответственно. Лежащие в основе механизмы упрочнения были выявлены с помощью фрактографического анализа, который выявил признаки кавитации резины, микротрещин и отклонения траектории трещины.
В работе [43] изучали чувствительные к температуре и рН взаимопроникающие сетки и по-лу-ВПС, которые были привиты под воздействием рентгеновского излучения к полиуретану (Tecoflex VR; TFX) для получения имплантируемых медицинских устройств с ванкомицино-вым покрытием. N-изопропилакриламид (ИПАА) прививали на катетеры и пленки TFX с помощью окислительного метода до облучения или прямого метода. Сетка ИПАА способствовала включению акриловой кислоты и последующей полимеризации в определенных условиях реакции. Системы ВПС и полу-ВПС были охарактеризованы количеством привитых полимеров, свойствами поверхности (методами НПВО ИК, СЭМ, энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии), теплостойкостью (методом ДСК) и pH-метрии. Также оценивали загрузку и высвобождение ванкомицина для предотвращения роста Staphylococcus aureus. Тесты противомикробной активности и анализы гемо- (гемолиз, адсорбция белка, тромбогенность) и цитосовместимос-ти (жизнеспособность клеток и продукция ци-токинов и NO) показали, что модификация TFX может улучшить характеристики полиуретанов для биомедицинских материалов.
В исследовании [44] изучалось влияние полиуретанов, используемых в качестве модификаторов диглицидилового эфира бисфенола А, которые были получены из 4,4-дифенилметан-диизоцианата (МДИ) и полидиолов различной молекулярной массы (полиэтиленгликоль и по-лиоксипропилендиолы). Прочность на изгиб и относительное удлинение при разрыве измеряли в зависимости от типа и содержания полиуретана. Для структурного и морфологического анализа использовали сканирующую электронную микроскопию, дифференциальную сканирующую калориметрию и инфракрасную спектроскопию. Установлено, что добавление полиуретана с избытком изоцианатных групп к эпоксидной смоле приводит к формированию привитой взаимопроникающей полимерной сетчатой структуры. Механические свойства эпоксидной смолы были улучшены при содержании полиуретана 5 и 10% масс. Более того, было замечено, что композиты, содержащие ПУ на основе более высокой молекулярной массы (ПУ 1002 и ПУ 2002) с длинными гибкими сегментами, проявляли более высокую ударную вязкость, в
то время как ПУ, синтезированный из полиэти-ленгликоля, имел более высокое относительное удлинение при разрыве и модуль упругости при изгибе.
В работе [45] синтезирован ряд привитых ВПС, полученных из эпоксидной смолы (ЭС) и полиуретана на основе касторового масла. Систематически изучались динамические механические свойства, а также прочность на растяжение и ударная вязкость ВПС. Результаты показали, что ВПС из ПУ/ЭС продемонстрировали улучшенные демпфирующие свойства по сравнению с матрицей из ЭС. Кроме того, на демпфирующие свойства ВПС большое влияние оказывали содержание ПУ и частота испытаний. Композиты показали лучшие демпфирующие свойства при более высоком содержании ПУ или при более высоких частотах испытаний. Механический анализ показал, что предел прочности при растяжении композитов ВПС выше, чем у чистой ЭС. Однако более высокое содержание ПУ (более 5% масс.) ухудшало ударную вязкость ВПС. Ожидается, что ВПС из ПУ/ЭС потенциально могут использоваться в качестве конструкционных демпфирующих материалов.
На первой стадии исследования [46] осуществлено одновременное присоединение брома и акрилата к двойным связям касторового масла. Далее бромакрилированное касторовое масло (БАКМ) реагировало с толуолдиизоциа-натом (ТДИ) с образованием форполиуретана (БАКМП), который свободнорадикально реагировал со стиролом, 2-гидроксиэтилметакрила-том, метилметакрилатом и 3-(акрилокси)-2-гид-роксипропилметакрилатом с использованием акрилатной функциональной группы для получения одновременных взаимопроникающих полимерных сеток. В качестве инициатора использовали 2,2-азобис(изобутиронитрил), а сшивающим агентом являлся диметакрилат ди-этиленгликоля. БАКМ и БАКМП были охарактеризованы методами ИКС, :Н-ЯМР и 13С-ЯМР. Синтезированные полимеры характеризовались химической стойкостью и были исследованы термогравиметрическим и динамическим механическим анализами. Полимеры разлагались с потерей массы 6-10% в интервале температур 25-240С. ВПС, содержащий ММА, показал самую высокую Тс (126С), тогда как ВПС на основе стирола обладал самым высоким модулем накопления (8,6x109 Па) при комнатной температуре по сравнению с другими синтезированными ВПС.
В работе [47] исследовались статические механические и демпфирующие свойства блокированных полиуретано-эпоксидных взаимопро-
никающих полимерных сеток. Исследования статических механических свойств ВПС были основаны на свойствах при растяжении, изгибе, твердости. Результаты показывают, что прочность на растяжение, изгиб, модуль упругости при растяжении, изгибе и твердость уменьшаются с увеличением содержания ПУ. Ударная вязкость ВПС увеличивалась с ростом содержания ПУ. Показано, что предел прочности при растяжении и изгибе, модуль упругости при растяжении и изгибе ВПС увеличиваются с содержанием наполнителя (СаС03) до максимального значения при 5, 10, 20 и 25 м.ч соответственно, а затем снижаются. Чем выше содержание наполнителя, тем выше твердость ВПС и ниже ударная вязкость с надрезом по Изоду. Температуры стеклования (Тс) ВПС были ниже по сравнению с температурами ПУ и эпоксидной смолы, что указывает на то, что ПУ/эпоксидные ВПС демонстрируют высокую совместимость. В то же время Тс смещалась в сторону более высоких температур с увеличением содержания наполнителя (СаС03). Динамический модуль накопления ВПС увеличивался с ростом содержания эпоксидной смолы и наполнителя. Чем больше содержание ПУ, тем выше коэффициент набухания ВПС и ниже плотность ВПС. Чем больше содержание наполнителя (СаС03), тем выше плотность и ниже коэффициент набухания ВПС.
В статье [48] представлены результаты разработки ряда полиуретановых /поли(винилиден-хлоридных) (ПВДХ) взаимопроникающих полимерных сеток, синтезированных путем варьирования форполиуретана и мономера винили-денхлорида посредством последовательной полимеризации (80/20, 60/40, 50/50, 40/60, 30/70 и 20/80 ПУ/ПВДХ). Исследованы физико-механические и оптические свойства ВПС. С помощью термогравиметрического анализа изучена их термическая стабильность. Термограммы ТГА показали, что термическая деструкция ВПС протекает в три этапа. Параметры микрокристаллов, такие как размер кристаллов и их порядок в решетке ВПС ПУ/ПВДХ, оценивали с помощью широкоугольного рассеяния рентгеновских лучей.
В [49] представлены синтезированные полу-ВПС, (ПУ/ПАН: 90/10, 70/30, 60/40 и 50/50) из полиуретана и полиакрилонитрила (ПАН) на основе полиэтиленгликоля-400 методом последовательной полимеризации. Приготовленные полу-ВПС охарактеризованы физико-механическими свойствами. Параметры микрокристаллов, такие как размер кристаллов (^>), поверхностный и объемный ф^) взвешенный размер кристаллов полу-ВПС, были оценены с
использованием исследований широкоугольного рассеяния рентгеновских лучей и количественного определения полимера. Параметры микроструктуры были установлены с использованием экспоненциальной, логнормальной и асимметричной функций распределения длин столбцов по Рейнгольду, результаты были скомпилированы.
В данном исследовании [50] полиуретан-(поли)акрилонитрил (ПУ-ПАН) взаимопроникающие полимерные сетки на основе соевого масла были синтезированы реакцией полиола на основе соевого масла, изофорондиизоцианата и акри-лонитрила. Образование ВПС было подтверждено исследованиями с помощью ИКС и дифференциальной сканирующей калориметрии. Было обнаружено, что механические свойства, такие как предел прочности при растяжении, модуль Юнга, твердость и сопротивление истиранию, увеличиваются с ростом содержания ПУ. ВПС показал более высокую термическую стабильность и меньшую скорость горения, чем ПУ. Морфологию поверхности наблюдали с помощью исследований СЭМ и АСМ. ВПС показал более высокую гидрофобность, чем ПУ, что было изучено путем измерения контактного угла смачивания.
В работе [51] полу-ВПС синтезированы из полиуретановых аниономеров и поливинил-хлорида с использованием метода последовательной полимеризации. ВПС были отпрессованы под давлением и получены в виде пленок. Инфракрасной спектрофотометрией с преобразованием Фурье, дифференциальной сканирующей калориметрией и термогравиметрическим анализом изучено образование водородных связей, температура стеклования и термическая стабильность. Морфология ВПС была охарактеризована с помощью сканирующей электронной микроскопии, которая обнаружила образование совместимых ВПС. Прочность на растяжение и твердость увеличиваются с ростом соотношения NCO- к ОН-группам и содержания ионов в полиуретане.
В статье [52] метазамещенный фенол-карда-нол подвергали диазотированию п-хлоранили-ном с получением диазотированного п-хлорани-лин карданолового красителя. Получена серия взаимопроникающих полимерных сеток, синтезированных путем конденсации полиуретана на основе касторового масла с диазотированным п-хлоранилин карданол-фурфуролом в качестве гомополимера с использованием диметакрилата этиленгликоля в качестве сшивающего агента и пероксида бензоила в качестве инициатора. Синтезированные ВПС охарактеризованы с по-
мощью инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье. Термическое поведение ВПС изучали методами термогравиметрического и дифференциального термического анализа, а кинетические параметры, такие как энергия активации (Еа) и коэффициент регрессии (И2) реакции, рассчитывали по методу Коутса-Ред-ферна. Морфологию изучали с помощью рентге-ноструктурных исследований.
В работе [53] получены взаимопроникающие полимерные сетки из винилэфирной (ВЭ) смолы и полиуретана, синтезированные при соотношении смеси 93:7% масс. Биокомпозиты с армированным волокном кенаф в матрице ВПС изготовлены методом ручной укладки. Аналогичные биокомпозиты были приготовлены с кенафом, обработанным винилсиланом (ВС), содержание волокна варьировалось от 15 до 40% масс. в обоих случаях. Приготовлены гибридные композиты, состоящие как из кремнеземного нанонапол-нителя (2% масс. ), так и из 35%-го кенафового волокна в матрице (ВЭ/ПУ) ВПС (93:7% масс.). Анализ композитов показал, что гибридный композит обладает улучшенными показателями прочности при растяжении, модулем Юнга и прочности на межслойный сдвиг на 3, 0,2 и 4% соответственно по сравнению с аналогом без наполнителя. Таким образом, обработка природного волокна силаном привела к улучшению адгезии волокно/матрица в гибридных композитах. Те же свойства улучшились на 9, 19, и 22% соответственно для гибридного композита по сравнению с системой без нанонаполнителя.
В работе [54] получены взаимопроникающие полимерные сетки из полиуретана и эпоксидной смолы с добавлением нанокомпозита на основе соевого масла, синтезированные с использованием природного аттапульгита (н-А) и аттапуль-гита, обработанного кислотой (к-А). Структуру, температуру стеклования, демпфирующие свойства, термостабильность, физико-механические свойства и морфологию нанокомпозитов ПУ/Э ВПС/к-А охарактеризовали методами рентгеноструктурного, динамического механического, термогравиметрического анализов и сканирующей электронной микроскопии. Рентгенофазовый анализ показал, что взаимодействие с ПУ не изменяет кристаллическую структуру н-А. Результаты ДМА показали, что добавление к-А изменило температуру стеклования ПУ/Э ВПС на основе соевого масла, особенно для к-А. Однако включение к-А несколько снизило демпфирующие свойства ПУ/Э ВПС на основе соевого масла. Испытания на растяжение подтвердили, что к-А оказывает значительное упрочняющее действие. Прочность на растяжение
ВПС увеличилась на 56% при добавлении 4% масс. к-А. Метод СЭМ продемонстрировал относительно однородную дисперсию как н-А, так и к-А в матрице ВПС.
Для изучения усиливающих эффектов орга-номонтмориллонита (ОММТ) во взаимопроникающих полимерных сетках из полиуретана и эпоксидной смолы на основе соевого масла, была получена серия ВПС, на их основе [55]. Влияние ОММТ на структуру, морфологию, температуру стеклования, демпфирующие свойства, термическую стабильность и физико-механические свойства ВПС ПУ/ЭС было охарактеризовано с помощью рентгеновской дифракции, сканирующей электронной микроскопии, динамического механического анализа, термогравиметрического анализа и испытаний на растяжение. Результаты показывают, что добавление ОММТ повышает температуру стеклования и термостабильность ВПС ПУ/ЭП, однако демпфирующие свойства при этом снижаются. Физико-механические испытания показывают, что в присутствии ОММТ значительно увеличивается предел прочности при растяжении и модуль упругости разработанных систем. При концентрации ОММТ 4% и 6% предел прочности при растяжении и модуль упругости увеличиваются на 64% и 391% соответственно.
В данном исследовании [56] была проведена модификация коллагена, полученного из медуз, для создания гидрогелей с высокой биосовместимостью. Разработка новых стратегий, позволяющих адаптировать свойства материалов для регенеративной медицины и изделий биомедицинского назначения, является актуальной исследовательской задачей. В работе предлагается создание взаимопроникающих полимерных матриц в гидрогелевом состоянии на основе коллагена медузы (С andromeda) и полиуретана. В качестве взаимопроникающих агентов для цепей морского коллагена используют дисперсии трифункциональных полиуретановых преполи-меров (ТПУ), полученных из этоксилата глицерина и гексаметилендиизоцианата или изофо-рондиизоцианата. Дана оценка структурной модификации, вызванной химической структурой ТПУ, на свойства и биосовместимость матриц в гидрогелевом состоянии. Результаты показывают, что гидрогели ВПС на основе ГМДИ имеют структуру на основе микросферических агломератов со взаимосвязанной пористостью, тогда как гидрогели, полученные из ИФДИ, демонстрируют гладкую структуру с неравномерной пористостью. Взаимопроникновение коллагена медузы с ГМДИ приводит к улучшению модуля накопления на 17%, усиливая набухание в
кислых, физиологических и щелочных средах, а также задерживает протеолитическую деградацию. Материалы не проявляют цитотоксичес-ких эффектов в отношении моноцитов и фиб-робластов, оцениваемых в течение до 48 часов инкубации, что указывает на их высокую биосовместимость, кроме того, они демонстрируют повышенную гемосовместимость и способность ингибировать рост кишечной палочки.
Заключение
В обзоре представлен анализ перспективных на сегодняшний день исследований в области разработки, изучения структуры и свойств взаимопроникающих полимерных сеток.
Установлено, что наиболее динамично развивающимся направлением в настоящее время является разработка ВПС на основе полиуретанов и полисилоксановых эластомеров с их преимущественным применением в области медицинских технологий.
Наибольшее внимание исследователей уделено также применению кислот акрилового ряда и их сополимеров, все чаще используемых в качестве полимерных матриц для взаимопроникающих полимерных сеток на основе полиуретана. Получаемые материалы обладают ценным комплексом свойств, в частности увеличенными деформационно-прочностными и оптическими свойствами, а также термостабильностью.
Что касается полимеров, используемых для синтеза ВПС на основе полисилоксановых эластомеров, то наиболее эффективно, наряду с акрилосодержащими соединениями, продемонстрировали себя фторсодержащие полимеры и поливиниловый спирт.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Ravi Kumar M.N., Kumar N. Polymeric controlled drug-delivery systems: perspective issues and opportunities. // Drug Development and Industrial Pharmacy, 2001, vol. 27, no. 1, pp. 1-30.
2. Liechty W.B., Kryscio D.R., Slaughter B.V., Peppas NA. Polymers for drug delivery systems. // Annnual Review of Chemical and Biomolecular Engineering, 2010, vol. 1, pp. 149173.
3. Giusti P., Lazzeri L, Barbani N, Narducci P., Bonaretti A., Palla M., Lelli L. Hydrogels of poly(vinyl alcohol) and collagen as new bioartificial materials. // Journal of Material in Science: Materials in Medicine, 1993, vol. 4, no. 6, pp. 538542.
4. Cascone M.G. Dynamic-mechanical properties of bioartificial polymeric materials. // Polymer International, 1997, vol. 43, no. 1, pp. 55-69.
5. Sperling L.H. Interpenetrating polymer networks and related materials, New York, Springer New York, 2012, 265 p.
6. Sperling L.H. Interpenetrating polymer networks in biomedical applications. In: Mark H.F. (editor). // Encyclopedia of polymer science and technology, vol. 10. New York, Wiley, 2005, pp. 272-311.
7. Kim S.J., Yoon S.G., Kim S.I. Synthesis and characteristics of interpenetrating polymer network hydrogels composed of alginate and poly(diallydimethylammonium chloride).
// Journal of Applied Polymer Science, 2004, vol. 91, no. 6, pp. 3705-3709.
8. Banerjee S., Chaurasia G., Pal D., Ghosh A.K., Ghosh A., Kaity S. investigation on crosslinking density for development of novel interpenetrating polymer network (IPN) based formulation. // Journal of Scientific and Industrial Research, 2010, vol. 69, pp. 777-784.
9. Jenkins A.D., Kratochvil P., Stepto R.F.T., Suter U.W. Glossary of basic terms in polymer science (IUPAC recommendations 1996). // Pure and Applied Chemistry, 1996, vol. 68, no. 12, pp. 2287-2311.
10. Kulkarni A.R., Soppimath K.S., Aminabhavi T.M., Rudzinski W.E. In-vitro kinetics of cefadroxil-loaded sodium alginate interpenetrating network beads. // European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics, 2001, vol. 51, no. 2, pp. 127-133.
11. Lohani A., Singh G., Bhattacharya S.S., Verma A. Interpenetrating polymer networks as innovative drug delivery systems. // Journal of Drug Delivery, vol. 2014, Article ID 583612, 11 pages, 2014. https://doi. org/10.1155/2014/583612.
12. Patel J.M., Savani H.D., Turakhiya J.M., Akbari B.V., Goyani M., Raj HA. Interpenetrating polymer network (IPN): a novel approach for controlled drug delivery. // Universal Journal of Pharmacy, 2012, vol. 1, pp. 1-11.
13. Itokazu M., Yamamoto K., Yang W.Y., Aoki T., Kato N., Watanabe K. The sustained release of antibiotic from freeze-dried fibrin-antibiotic compound and efficacies in a rat model of osteomyelitis. // Infection, 1997, vol. 25, no. 6, pp. 359363.
14. Sperling L.H. Interpenetrating polymer networks and related materials. // Journal of Polymer Science Macromolecular Review, 1997, vol. 12, pp. 141-180.
15. Chikh L., Delhorbe V., Fichet O. (Semi-)interpenetrating polymer networks as fuel cell membrane. // Journal of Membrane Science, 2011, vol. 368, no. 1-2, pp. 1-17.
16. Sergeeva L.M., Grigoryeva O.P., Zimich O.N., Privalko E.G., Shtompel V.I., Privalko V.P., Kyritsis A. Structure-property relationships in thermoplastic pseudo-interpenetrating polymer networks. I. Phase morphology. // The Journal of Adhesion, 1997, vol. 64, no. 1-4, pp. 161-171.
17. Singh P., Senthil Kumar S.K., Keerthi T.S., Tamizh Mani T., Getyala A. Interpenetrating polymer network (IPN) microparticles an advancement in novel drug delivery system: a review. // Pharma Science Monitor, 2012, vol. 3, no. 4, pp. 1826-1837.
18. Jain N., Banik A., Gupta B.N. Novel IPN microspheres of Lepidium sativum and poly(vinylalcohol) for the controlled release of simvastatin. // International Journal of Pharmaceutical Sciences, 2013, vol. 5, pp. 125-130.
19. Hoffmann AS. Hydrogels for biomedical applications. // Advanced Drug Delivery Reviews, 2002, vol. 64, pp. 18-23.
20. Gonzalez-Calderon JA., Contreras-Lopez D., Perez E., Vallejo J. Polysiloxanes as polymer matrices in biomedical engineering: their interesting properties as the reason for the use in medical sciences. // Polymer Bulletin, 2020, vol. 77, pp. 2749-2817.
21. Dundua A., Franzka S., Ulbricht M. Improved Antifouling Properties of Polydimethylsiloxane Films via Formation of Polysiloxane/Polyzwitterion Interpenetrating Networks. // Macromolecular Rapid Communications, 2016, vol. 37, pp. 2030-2036.
22. Qi Tang, Jun-Rong Yu, Lei Chen, Jing Zhu, Zu-Ming Hu. Porous silicone hydrogel interpenetrating polymer networks prepared using a template method for biomedical use. // Polymer International, 2011, vol. 60, pp. 1136-1141.
23. Yang Xie, Li Wang, Yan Zhang, Houbin Li and Ronghua Huang. An in situ silicone-silicone interpenetrating polymer network (IPN) with higher mechanical property, higher hydrophilicity, and lower protein adsorption // Journal of Material Science, 2018, vol. 53, pp. 9325-9339.
24. Zhao-Tong Qu, Shi-Yuan Duan, Bing-Bing Li, De Sun, Yun-Lei Gu. PDMS/PVDF microporous membrane with semi-
interpenetrating polymer networks for vacuum membrane distillation. // Journal of Applied Polymer Science, 2018, vol. 135, 45792.
25. Dewasthale S., Shi X., Hablot E., Graiver D., Narayan R. Interpenetrating Polymer Networks Derived from Silylated Soybean Oil and Polydimethylsiloxane. // Journal of Applied Polymer Science, 2013, vol. 130, pp. 2479-2486.
26. Alizadeh M., Abbasi F., Farahi M., Jalili K. Silicone-Based Hydrogels Prepared by Interpenetrating Polymer Network Synthesis: Swelling Properties and Confinements Effects on the Formation Kinetics. // Journal of Applied Polymer Science, 2012, vol. 124, pp. 985-992.
27. Abbasi F., Mirzadeh H., Katbab A.A. Sequential Interpenetrating Polymer Networks of Poly(2-Hydroxyethyl Methacrylate) and Polydimethylsiloxane. // Journal of Applied Polymer Science, 2002, vol. 85, pp. 1825-1831.
28. Ghoreishi S.G., Abbasi F., Jalili K. Hydrophilicity improvement of silicone rubber by interpenetrating polymer network formation in the proximal layer of polymer surface. // Journal of Polymer Research, 2016, vol. 23, no. 6, pp. 1-8.
29. Benitez-Martinez JA., Garnica-Palafox I.M., Vazquez-Victorio G., Hautefeuille M., SanchezArevalo F.M. Semi-interpenetrating polymeric networks based on poly(di-methylsiloxane)-chitosan-poly(vinyl alcohol) crosslinked with genipin with possible use in biomedical applications. // Journal of Materials Science, 2021, vol. 56, pp. 5936-5955.
30. Xiaodong Cao, Lina Zhang. Miscibility and Properties of Polyurethane/Benzyl Starch Semi-Interpenetrating Polymer Networks. // Journal of Polymer Science: Part B: Polymer Physics, 2005, vol. 43, pp. 603-615.
31. Alekseeva T., Lipatov Y., Sorochinskaya L., Dudarenko G. Effects of Confinement on the Kinetics of Formation of Sequential Semi-Interpenetrating Polymer Networks. // Macromolecular Symposia, 2007, vol. 254, pp. 146-152.
32. Yun-Yun Sun, Chin-Hsing Chen. Interpenetrating Polymer Network of Blocked Polyurethane and Phenolic Resin. I. Synthesis, Morphology, and Mechanical Properties. // Polymer Engineering and Science, 2011, vol. 51, pp. 285293.
33. Bird S.A., Clary D., Jajam K.C., Tippur H.V, Auad M.L. Synthesis and Characterization of High Performance, Transparent Interpenetrating Polymer Networks With Polyurethane and Poly(methyl methacrylate). // Polymer Engineering and Science, 2013, vol. 53, pp. 716-723.
34. Okhawilai M., Pudhom K., Rimdusit S. Synthesis and Characterization of Sequential Interpenetrating Polymer Networks of Polyurethane Acrylate and Polybenzoxazine. // Polymer Engineering and Science, 2014, vol. 54, pp. 11511161.
35. Alizadeh N., Celestine A.-D.N., Auad M.L., Agrawal V. Mechanical characterization and modeling stress relaxation behavior of acrylic - polyurethane-based graft-interpenetrating polymer networks. // Polymer Engineering and Science, 2021, vol. 61, pp. 1299-1309.
36. Yanjun Cui, Ye Chen, Xinling Wang, Guohua Tian, Xiaozhen Tang. Rapid Report Synthesis and characterization of polyurethane/polybenzoxazine-based interpenetrating polymer networks (IPNs). // Polymer International, 2003, vol. 52, pp. 1246-1248.
37. Alizadeh N., Barde M., Minkler M., Celestine A.-D., Agrawal V., Beckingham B., Auad M.L. High-fracture-toughness acrylic-polyurethane-based graft-interpenetrating polymer networks for transparent applications. // Polymer International, 2021, vol. 70, pp. 636-647.
38. Sun Lishui, Hu Mingjie, FengBingkun, Ma Yanfei, Liao Jun, Huang Chi. Polyurethane-fluoropolymer interpenetrating polymer network membrane for pervaporation recovery of butanol. // Polymer Bulletin, 2017, vol. 74, pp. 2331-2347.
39. Xuejing Song, Yunjun Luo. Curing kinetics study on interpenetrating polymer networks based on modified hyperbranched polyether/polyurethane. // Monatshefte fur Chemie, 2017, vol. 148, pp. 1323-1328.
40. Amrollahi M., Sadeghi G.M.M. Pseudo-semi interpenetrating polyurethane network based on polyalkylene glycols mixture: improving the physical, mechanical, and thermal properties. // Colloid and Polymer Science, 2017, vol. 295, pp. 341-351.
41. Klonos P., Chatzidogiannaki V, Roumpos K., Spyratou E., Georgiopoulos P., Kontou E., Pissis P., Gomza Y., Nesin S., Bondaruk O., Karabanova L. Structure-properties investigations in hydrophilic nanocomposites based on polyurethane/ poly(2-hydroxyethyl methacrylate) semi-interpenetrating polymer networks and nanofiller densil for biomedical application. // Journal of Applied Polymer Science, 2016, vol. 133, 43122.
42. Chaudhary S, Parthasarathy S, Kumar D, Rajagopal C, Kumar Roy P. Graft-Interpenetrating Polymer Networks of Epoxy with Polyurethanes Derived from Poly(ethylene-terephthalate) Waste. // Journal of Applied Polymer Science, 2014, vol. 131, 40490.
43. Munoz-Munoz F., Bucio E, Magarinos B, Concheiro A., Alvarez-Lorenzo C. Temperature- and pH-Sensitive IPNs Grafted onto Polyurethane by Gamma Radiation for Antimicrobial Drug-Eluting Insertable Devices. // Journal of Applied Polymer Science, 2014, vol. 131, 39992.
44. Kostrzewa M., Hausnerova B., Bakar M., Dalka M. Property Evaluation and Structure Analysis of Polyurethane/ Epoxy Graft Interpenetrating Polymer Networks. // Journal of Applied Polymer Science, 2011, vol. 122, pp. 1722-1730.
45. Shoubing Chen, Qihua Wang, Xianqiang Pei, Tingmei Wang. Dynamic Mechanical Properties of Castor Oil-Based Polyurethane/Epoxy Graft Interpenetrating Polymer Network Composites. // Journal of Applied Polymer Science, 2010, vol. 118, pp. 1144-1151.
46. Eren T., Colak S., Kusefoglu S.H. Simultaneous Interpenetrating Polymer Networks Based on Bromoacrylated Castor Oil Polyurethane. // Journal of Applied Polymer Science, 2006, vol. 100, pp. 2947-2955.
47. Chin-Hsing Chen, Yun-Yun Sun. Mechanical Properties of Blocked Polyurethane/Epoxy Interpenetrating Polymer Networks. // Journal of Applied Polymer Science, 2006, vol. 101, pp. 1826-1832.
48. Muneera Begum, Siddaramaiah, Somashekar R., Somashekarappa H. Synthesis and Characterization of Polyurethane/Poly(vinylidene chloride) Interpenetrating
Polymer Networks. // Journal of Applied Polymer Science, 2007, vol. 103, pp. 1375-1381.
49. Kumar H., Siddaramaiah, Somashekar R., Mahesh S.S., Abhishek S., Guru Row T.N., Kini G.S. Structure-Property Relationship of Polyethylene Glycol-Based PU/PAN Semi-Interpenetrating Polymer Networks. // Journal of Applied Polymer Science, 2006, vol. 99, pp. 177-187.
50. Das S., Kalita H., Mohanty S, Nayak S.K. Soybean Oil-Based Polyurethane - (Poly)acrylonitrile Interpenetrating Polymer Networks as Transparent Coating Materials. // Advances in Polymer Technology, 2018, vol. 37, no. 4, pp. 1050-1060.
51. Jaisankar S.N., Lakshminarayana Y, Radhakrishnan G. Semi-Interpenetrating Polymer Networks Based on Polyurethane Ionomer/Poly(vinyl chloride). // Advances in Polymer Technology, 2004, vol. 23, no. 1, pp. 24-31.
52. Jebastin Andrews S.G., Mythili C.V. Thermal and X-ray diffraction studies on interpenetrating polymer networks of castor oil-based polyurethane and diazotized cardanol-based homopolymers. // International Journal of Plastics Technology, 2018, vol. 22, no. 2, pp. 341-364.
53. Goswami S., Ranjan J.K. Study of Mechanical and Thermomechanical Properties of Vinyl Ester/Polyurethane Interpenetrating Polymer Network Based Hybrid Composites. // Fibers and Polymers, 2020, vol.21, no. 5, pp. 1096-1114.
54. Ke Xu, Chaowei Li, Chengshuang Wang, Yongjia Jiang, Ya Liu, Hongfeng Xie. Natural and acid-treated attapulgite reinforced soybean oil-based polyurethane/epoxy resin interpenetrating polymer networks. // Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 2019, vol. 137, pp. 1189-1198.
55. Ke Xu, Ru Chen, Chengshuang Wang, Yifan Sun, Jing Zhang, Ya Liu, Hongfeng Xie, Rongshi Cheng. Organo-montmorillonite-modified soybean oil-based polyurethane/ epoxy resin interpenetrating polymer networks (IPNs). // Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 2016, vol. 126, pp. 1253-1260.
56. Leon-Campos M.I., Claudio-Rizo JA., Rodríguez-Fuentes N., Cabrera-Munguia DA., Becerra-Rodriguez J.J., Herrera-Guerrero A., Soriano-Corral F. Biocompatible interpenetrating polymeric networks in hydrogel state comprised from jellyfish collagen and polyurethane. // Journal of Polymer Research, 2021, vol. 28, 291.
информация об авторах/information about the authors
Яруллин Алексей Фердинандович, кандидат химических наук, доцент кафедры Технологии пластических масс, Казанский национальный исследовательский технологический университет, 420015, г. Казань, ул. К. Маркса, 68, ФГБОУ ВО «КНИТУ», кафедра ТПМ.
E-mail: [email protected]
Абзальдинов Хайдар Сафович, кандидат химических наук, доцент кафедры Технологии пластических масс, Казанский национальный исследовательский технологический университет, 420015, г. Казань, ул. К. Маркса, 68, ФГБОУ ВО «КНИТУ», кафедра ТПМ.
E-mail: [email protected]
Малышева Галина Владленовна, доктор технических наук, профессор, профессор кафедры Ракетно-космических композитных конструкций, Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана, 107005, Москва, Госпитальный пер., д. 10, МГТУ им. Н.Э. Баумана, кафедра Ракетно-космических композитных конструкций.
E-mail: [email protected]
Стоянов Олег Владиславович, доктор технических наук, профессор, директор Института полимеров, заведующий кафедрой Технологии пластических масс, Казанский национальный исследовательский технологический университет, 420015, г. Казань, ул. К. Маркса, 68, ФГБОУ ВО «КНИТУ», кафедра ТПМ.
E-mail: [email protected]
Yarullin Aleksey F., PhD, Associate Professor of Plastics Technologies Department, Kazan National Research Technological University, 68 Karl Marx street, Kazan, 420015, Kazan National Research Technological University, Department of Plastics Technologies.
E-mail: [email protected]
Abzaldinov Khaidar S., PhD, Associate Professor of Plastics Technologies Department, Kazan National Research Technological University, 68 Karl Marx street, Kazan, 420015, Kazan National Research Technological University, Department of Plastics Technologies.
E-mail: [email protected]
Malysheva Galina V., Doctor of Engineering, Full Professor, Professor of Rocket and Space Composite Structures Department, Bauman Moscow State Technical University, 10 Gospitalny pereulok, Moscow, 107005, Bauman Moscow State Technical University, Rocket and Space Composite Structures Department.
E-mail: [email protected]
Stoyanov Oleg Vl., Doctor of Engineering, Full Professor, Director of Institute of Polymers, Chair of Plastics Technologies Department, Kazan National Research Technological University, 68 Karl Marx street, Kazan, 420015, Kazan National Research Technological University, Department of Plastics Technologies.
E-mail: [email protected]
