CC BY
31DOI: 10.6060/rcj.2021654.3 УДК: 678.01
ВЛИЯНИЕ ФТОРИРОВАНИЯ НА МИКОСТОЙКОСТЬ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Ф.А. Доронин1, Ю.В. Рудяк1, Г.О. Рытиков1'3, М.А. Савельев2, И.П. Таранец1, В.Г. Назаров1
Московский политехнический университет, ул. Большая Семеновская, д. 38, Москва, Российская Федерация, 107023
E-mail: f.a.doronin@mospolytech.ru, rudyak@mail.ru, qwerty818@mail.ru, 110505n@gmail.com Межведомственный центр аналитических исследований в области физики, химии и биологии при Президиуме РАН, ул. Профсоюзная, д. 65, с. 6, Москва, Российская Федерация, 117342 E-mail: vidogo@yandex.ru
Государственный университет управления, Рязанский пр-т, д. 99, Москва, Российская Федерация, 109542
E-mail: gr-yandex@yandex.ru
Создание полимерных материалов, пригодных для длительного использования в условиях тропического и субтропического климата с воздействием микроорганизмов, возможно на основе различных подходов. Одним из наиболее перспективных является способ промышленно-ориентированной экологически безопасной газофазной модификации с использованием фторав качестве газа-модификатора. В работе представлены результаты сравнения микостойкости исходных и фторированных крупнотоннажных полимеров. В качестве количественной характеристики микостойкости рассматривалась доля площади поверхности образца, заселенной колонией микромицет.
Ключевые слова: фторирование, микостойкость, биостойкость, крупнотоннажный полимер, морфология, характеризация поверхности полимера, микромицет, математическое моделирование
INFLUENCE OF FLUORINATION ON MYCOLOGICAL RESISTANT OF POLYMER MATERIALS
F.A. Doronin1, Yu.V. Rudyak1, G.O. Rytikov13, M.A. Savelev2, I.P. Taranets1, V.G. Nazarov1
'Moscow Polytechnic University, Bolshaya Semyonovskaya str., 38, Moscow, Russian Federation, 107023 E-mail: f.a.doronin@mospolytech.ru, rudyak@mail.ru, qwerty818@mail.ru, 110505n@gmail.com 2Interdepartmental Center for Analytical Research in Physics, Chemistry and Biology at the Presidium of the Russian Academy of Sciences, Profsouznaya str, 65/6, Moscow, Russian Federation, 117342 E-mail: vidogo@yandex.ru
3State University of Management, Ryazansky Prospekt 99, Moscow, Russian Federation, 109542 E-mail: gr-yandex@yandex.ru
The creation of polymer materials suitable for long-term use in tropical and subtropical climates with exposure to microorganisms is possible on the basis of various approaches. One of the most promising is the method of industrial-oriented environmentally safe gas-phase modification using fluorine as a modifier gas. The paper presents the results of comparing the mico resistance of the initial and fluorinated large-capacity polymers. The proportion of the sample surface area populated by a colony of micromycetes was considered as a quantitative characteristic of microstability.
Key words: fluorination, mycological resistant, bio resistant, polymer, morphology, characterization of the polymer surface, micromycetes, mathematical modeling
Для цитирования:
Доронин Ф.А., Рудяк Ю.В., Рытиков Г.О., Савельев М.А., Таранец И.П., Назаров В.Г. Влияние фторирования на микостойкость полимерных материалов. Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. об-ва). 2021. Т. LXV. № 4. С. 16-24
For citation:
Doronin F.A., Rudyak Yu.V., Rytikov G.O., Savelev M.A., ' logical resistant of polymer materials. Ros. Khim. Zh. 2021.
ВВЕДЕНИЕ
Широкое применение в промышленности и в быту изделий из высокомолекулярных соединений обусловлено уникальным сочетанием высокой механической прочности, низкой проницаемости и химической стойкости полимеров в условиях техногенных или природных внешних воздействий [1-3].
Вместе с тем, большинство полимеров подвержено действию различных микроорганизмов, особенно в условиях тропического климата, результатом чего является их полная или частичная деструкция с закономерным ухудшением многих эксплуатационных свойств [4]. Известно, что уровень защиты полимеров от воздействия микроорганизмов определяется, в основном, свойствами поверхности [5]. Как показано в [6] разрушение полимеров значительно ускоряется при воздействии на их поверхность УФ-излучения или окислительных реагентов, в том числе в условиях тропического и субтропического климатов.
Существенность комплексного влияния химического состава и строения, микро- и нанотек-стур поверхности на функциональные свойства полимерных материалов отражена в литературе [7, 8]. В частности, фторсодержащие полимеры обладают высокой химической и биологической стойкостью, обусловленной сочетанием особенностей химического строения и нанотекстуры [9]. Поэтому для защиты полимеров от биологической деструкции целесообразно формировать на их поверхности структуры, по химическому строению подобные фторопластам [10].
Процесс воздействия на поверхность полимеров газовой смесью на основе активного реагента (фтора) и буферного газа (гелия, аргона, азота и т.д.) называется «газофазным фторированием» [10]. Описание оригинальных техник и технологий газофазной поверхностной модификации, обеспечивающих увеличение химической стойкости и механической прочности ряда полимеров, представлено в[11].
Применение методов газофазной модификации с использованием фтора в качестве активного реагента позволяет получать биостойкий модифицированный слой с характерными толщинами от 0,05 до 2 мкм, интегрированный с объемом полимера [9, 10, 12]. Дополнительным достоинством
Taranets I.P., Nazarov V.G. Influence of fluorination on myco-V. 65. N 4. P. 16-24
данного метода является наличие биоцидных свойств [9] у непрореагировавшего фтора и фтористого водорода, медленно диффундирующих из ( объёма полимера к поверхности после модификации. При этом концентрация выделяющегося реагента не превышает предельно допустимой для человека. Возможности и способы формирования и применения химически стойких тонкоплёночных покрытий на основе поверхностно модифицированных полимеров в медицинских, биологических, фармакологических и иных целях ранее были проанализированы в [13].
Для большинства способов модификации существуют оптимальные условия их проведения, обеспечивающие достижение лучших функциональных характеристик создаваемых полимерных композитов [14].
Использование фторирования для решения отдельных задач аналитической химии, в частности при изучении биологических объектов, описано в [15]. Возможность управления рядом физико-химических и биологических свойств потенциально биосовместимых и биоразлагаемых полимеров с помощью фторирования была показана в [16, 17]. Различные способы непосредственного применения фторирования в медицинской химии и клеточной биологии обсуждались в ряде работ [18, 19]. Широкое распространение биосовместимые, в частности, фторированные полимеры получили в стоматологическом протезировании [20]. Также биосовместимые полимеры в медицине используются в качестве хирургических (шовных) нитей [21, 22]. В [23] показано, что в качестве экологически перспективных упаковочных материалов, решающих проблему «полимерного мусора», в некоторых случаях могут использоваться традиционные полимеры со специальными регулирующими степень и скорость разложения добавками.
Учитывая то, что механизмы биологической деструкции связываются исследователями преимущественно с локальным химическим и микромеханическим воздействием биодеструкторов на поверхность материала [24-26], исследование биостойкости полимерных композитов в первую очередь должно быть связано с анализом пригодности их поверхностей для обитания, питания и размножения колоний различных микроорганизмов.
Вху — в00 +
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
В качестве объектов исследования спользо-вали широко применяемые в медицинской, авиационной, судостроительной и автомобильной промышленности отечественные и зарубежные эластомеры (специализированная резина на основе бутадиен-нитриль-ного каучука (СКН-26), бутилкау-чука (БК); сополимер этилена и пропилена (СКЭГТГ) и термопласты по-лиэтилентерефталат (ПЭТФ); поли-винилхлорид (ПВХ); полипропилен (ПП) и полиэтилен низкой плотности (ПЭНП).
Фторированиеэкспериментальных образцов осуществляли в соответствии с методикой [8] газовой смесью 84,5 об.% He + 15 об.% F2, содержащей технологическую примесь 0,5 об.% Оз. С целью уменьшения продол- 2
жительности модификации (за счет В„0 = уменьшения времени подготовительных операций) и повышения качества газофазного фто-рированиябыл использован усовершенствованный малообъёмный (500 мл) реактор из нержавеющей стали с распределителем потока газа. Это устройство позволило значительно снизитьстепень локальной деструкции поверхно-стиза счёт равномеризациипро-цесса обработки всей площади образца.
Контроль результатов модификации осуществляли гравиметрически и рассчитывали среднюю массусвязанного фтора, приходящуюся на единицу площади поверхности образца - степени фторирования Caf, кг/м2. Изменение химического состава и строение образцов вследствие фторирования определяли методом ИК-Фурье спектроскопии (ИК-Фурье спектрометр FT-801 (Simex, Россия)). Нанотекстур- 2
ные трансформации поверхностей экспериментальных образцов в результате модификации наблюдали с помощью высокоразрешающего автоэмиссионного растрового электронного микроскопа (JSM-7500 FA (JEOL, Япония)).
Исследованиемикостойкости полимеров к воздействию смешанной колонии микроскопических грибов (микромицет) Aspergillus niger van Tieghem, Aspergillus terreus Thom, Pénicillium cyclopium Wrestling) проводили в соответствии с ГОСТ 9.049-91 и 9.0 48-89 в течение 29 сут. при температуре 30±2 °С и относительной влажности воздуха - не менее 90%. Степень биозагрязнения
поверхностей исходных и фторированных полимеров оценивали по доле площади поверхности образца, заселённой колонией микромицет.
Для описания как нанотекстур поверхностей экспериментальных образцов, так и микрорельефа, формируемого колонией микромицет, ис-
ак1 соя(2пкх/Ьо) со$(2пку/10) \
II
+Ьк1 cos(2irkx/L0) sin(2тгky/L0) + i ckl sin(2nky/L0) cos(2nky/L0) i | +d.kl sin(2nky/L0) sin(2TTky/L0)
(1)
пользовали универсальное представление совокупностей яркостей пикселей соответствующих изображений в форме разложений в ограниченные двумерные тригонометрические ряды Фурье: здесь Вху - яркость пикселя изображения; х,у - координаты пикселей; к, I - индексы компонент, N -
/'¿■&\" sr^ V1 /2икх\ [2л:ку\
hj Z2/oshr)'coshr)
(2лку\
(2)
t=i 1=1
количество бигармоник, учитываемых в модели; Ь0 -характерный размер изображения.
Средний уровень яркости изображений вычисляли по формуле:
здесь Д - характерный размер пикселя изображения.
(COS, f COS^i
! COS 1 1/2ккх\1 1 sin 1
sinj il ¿0 Л 1 c:os f
VslriJ 1 1 vsinj
m
(3)
Амплитуды компонент бигармоник рассчитывали с помощью выражений:
В качестве универсального инструмента количественной характеризации степени неоднородности разномасштабного рельефа была применена учитывающая фазовые поправки концепция скорректированного морфологического спектра:
= J ■ (V(âfcï + dkly + Сbkl-ckly + V Сa-ki ~ dki)2 + (hi + ckl)2)
(4)
Как было показано ранее [27, 28], такие параметры морфологического спектра, как область локализации и средняя амплитуда бигармоник, обеспечивают возможность количественного описания поверхностных неоднородностей и позволяют прогнозировать некоторые функциональные свойства инновационных материалов на основе полимеров.
МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ФТОРИРОВАННЫХ ПОЛИМЕРОВ
Зависимости степени фторирования образцов Сар от продолжительности модификации t (мин) представлены на рис. 1.
Исходный полимер См-104, кг/м2 т, мин R2
Термопласты
ПЭТФ 33±4 130±20 0,94±0,05
шш 13±2 69±7 0,97±0,02
ПВХ 8,3±0,9 81±8 0,98±0,01
ПЭНП 7,7±0,8 72±7 0,99±0,01
Эластомеры
СКН-26 170±20 310±30 0,95±0,05
СКЭПТ 25±3 70±7 0,97±0,02
БК 17±2 66±7 0,99±0,01
Возможные способы ранжирования образцов по степени модификациии по времени, необходимому для достижения половины от максимально доступной степени модификации, представлены в табл. 2.
60 120 1, мин
Рис. 1. Кинетические зависимости степени фторирования СAF
(а) термопластов (СпэтФF - 1, Сп^ - 2, Сшвх^- 3, Спэн^ - 4) и
(б) эластомеров (Сcкн-26F - 1, Сскэш^ - 2, Сбк1* - 3). Экспериментальные результаты представлены точками, теоретические кривые - непрерывными линиями
Экспериментальные данные хорошо ^2>0,94) аппроксимируются выражением:
с/(0 = с„-(1 -тту (5)
в котором величина Ст имеет смысл предела степени фторирования при стремлении продолжительности модификации к бесконечности, а параметр т характеризует время, в течение которого достигается степень фторирования, соответствующая половине от максимально возможной при полном замещении всех атомов водорода на атомы фтора по всей толщине пленки. Полученная модель носит обобщённый характер и позволяет с высокой точностью прогнозировать значения степени фторирования поверхностных слоёв ряда полимеров, модификация которых производится при одинаковых условиях.
Результаты спецификации параметров кинетических моделей С/(£) представлены в табл. 1.
Таблица 1 Параметры кинетических моделей
Таблица 2
Ранжирование образцов по степени фторирования (слева) и по времени достиженияполовины от максимально доступной степени фторирования (справа)
С/ 104, кг/м2 См-104, кг/м2
Сскн-26р 170±20
Сшэтфр 33±3
Сскэштр 25±3
Сбкр 17±2
Сшшр 13±1
Сшвх1' 8,3±0,8
Сшэншр 7,7±0,7
с/ 104, кг/м2 т, мин
Сбкр 66±7
Сшшр 69±7
Сскэштр 70±7
Сшэншр 72±7
Сшвхр 81±8
Сшэтфр 130±20
СсКН-26Р 310±30
Степень фторирования СКН-26 значительно выше, чем у всех остальных образцов. Максимальной среди рассматриваемых термопластов степенью модификации обладает ПЭТФ. Минимальные степени фторирования характерны для ПВХ и ПЭНП. При этом для достижения полумаксимальной степени фторирования образцам на основе БК, ПП, СКЭПТ, ПЭНП и ПВХ требуется приблизительно одинаковое время (~75 мин), тогда как и ПЭТФ, и СКН-26 необходимо фторировать для достижения аналогичного результата соответственно в ~ 2 и в ~ 4,5 раза дольше. Вышеуказанные особенности, вероятно, обусловлены значительным количеством ненасыщенных связей в составе кар-боцепных каучуков, способствующих протеканию реакций присоединения фтора, и его высокими величинами коэффициента диффузии вглубь полимера по сравнению с полиолефинами.
Рис. 2. Спектры пропускания излучения ИК-диапазона [11]
образцами на основе ПЭНП - (а) и ПЭТФ - (б) спектр исходного образца (1) и фторированного в течение 30 (2) и 180 мин (3)
Изменения химического состава и строе-нияполимеров при фторировании подтверждены результатами ИК-Фурье спектроскопии [11]. Так, ИК-спектры ПЭНП и ПЭТФ (рис. 2) отражают образование в полимерной цепи фторсодержащих фрагментов (СОТ, СF2, СFз), а также карбонил- и карбоксилсодержащих групп, обусловленных наличием кислорода в модифицирующей газовой смеси. Видно, что большая часть образовавшихся С-Р связей приходится на фрагменты СFН.
Аналогичные изменения химического состава и строения поверхностных слоев эластомеров приводит к закономерной трансформации их микрорельефа и нанотекстуры. Так, СЭМ-изображения СКЭПТ и СКН-26 (рис. 3) демонстрируют образование на поверхностях складчатых волнистых структур с характерными размерами 300-800 нм. Эти изменения определяются различной глубиной модификации в аморфных и кристаллических об-
ластях поверхностей эластомеров, а также увеличением мольного объема фторированного поверхностного слоя по сравнению с первоначальным значением [29].
Рис. 3. СЭМ-изображения поверхностей образцов на основе СКЭПТ (а, б) и СКН-26 (в, г): исходных - (а, в) и фторированных в течение 180 мин. - (б, г)
A)
Е)
F)
G)
D)
Н)
M) N) O) P)
Рис. 4. СЭМ-изображения поверхностей (A,B,C,D), соответствующие морфологические спектры (E,F,G,H), области локализации (I,J,K,L) и профилограммы (M,N,O,P) морфологических спектров для исходных (A,C) и фторированных в течение 180 мин
(B,D) образцовна основе СКЭПТ (A,B) и СКН-26 (C,D)
Для количественной характеризации нано-текстур образцов на основе СКЭПТ и СКН-26 были вычислены морфологические спектры, представленные на рис. 4 (Е^^,И). В результате фторирования радиусы локализации соответствующих спектров по уровню границы морфологического шума увеличились в 2 и в 3 раза соответственно. При этом средние амплитуды бигармоник в случае СКЭПТ увеличились в 3, а в случае СКН-26 - в 2 раза, по сравнению с первоначальными значениями. Таким образом, большему абсолютному значению степени фторирования Сд (£) соответствует большая степень «горизонтальной» неоднородности поверхности.
Преобразование модели (5) к виду:
( 0 = С/(0/Сот = 1-(1 + £/т)-1 (6) позволяет ввести безразмерную величину Сд (£),
определяющую относительную степень модификации (фторирования) образца. Согласно полученным результатам, проиллюстрированным рис. 3, большим значениям относительной степени фторирования соответствует большая степень «вертикальной» неоднородности изучаемой поверхности.
МИКОСТОЙКОСТЬ ИСХОДНЫХ И
ФТОРИРОВАННЫХ ПОЛИМЕРОВ
Ранее нами в работе [9] было проведено экспериментальное исследование рассматриваемых исходных полимеров на микостойкость по отношению к развитию и деструктивному воздействию смесевой колонии микромицет. В таблице 3 представлены оптические изображения и морфологические спектры поверхностей исходных полимеров, на которых удалось наблюдать следы развития колонии.
Таблица3
Оптические изображения поверхностей, морфологические спектры и количественные характеристики образцов полимеров, на которых в течение 29 суток развивалась колония микромицет (сторона квадрата _составляет 1 см)_
Тип снимка Материал
ПВХ ПЭНП ПП ПЭТФ СКН-26
Максимально доступная степень модификации исходного образца Слр 8,3±0,9 7,7±0,8 13±2 33±4 170±20
Оптическая фотография микоза-грязнённой поверхности образца 1 1 1 1 1 1
Доля площади поверхности образца, на которой локализована колония микромицет 0,120±0,005 0,091±0,005 0,084±0,005 0,006±0,005 0,019±0,005
Морфологический спектр изображения ми-козагрязнённой поверхности А )Шл А |
Оптические изображения исходных ПВХ-, ПЭНП- и ПП-образцов свидетельствуют об отсутствии микорезистентности у исходных полиолефи-нов. Микозагрязнение ПВХ, ПЭНП и 1111, вероятно, связано с интенсивным заселением рассматриваемых поверхностей полимеров колониями
микромицети культивацией продуктов их жизнедеятельности, повлекших существенные изменение морфологии экспериментальных образцов. В свою очередь, ПЭТФ и СКН-26, по всей видимости, мало пригодны для питания микромицет и характеризуются высокой степенью текстурной гомогенности,
обеспечивающей пониженную вероятность закреп- шению микостойкости. На всех модифицирован-ления спор на соответствующих поверхностях. ных образцах рост микромицет невооруженным
Поверхностное фторирование полимеров в глазом практически не наблюдался (табл. 4). течение 180 мин приводит к существенному повы-
Таблица4
Оптические изображения поверхностей, морфологические спектры и количественные характеристики фторированных образцов, на которых в течение 29 суток развивалась колония микромицет (сторона __квадрата составляет 1 см)_
Тип снимка Материал
ПВХ ПЭНП ПП ПЭТФ СКН-26
Достигнутая относительная степень модификации 0,69±0,07 0,71±0,07 0,72±0,07 0,58±0,06 0,37±0,04
Достигнутая абсолютная степень модификации Слр 5,7±0,6 5,5±0,6 9,4±0,9 19±2 62±6
-И 1 1 1 1
Морфологический спектр м, к 1 1 *
Доля микозагрязнённой площади поверхности образца 0,005±0,002 0,01±0,01 0,02±0,01 0,003±0,001 0,001±0,001
Эффективность фторирования для повышения микорезистентно-сти, отн.ед. 24 9 4 2 19
Видно, что использование подхода, связанного с количественной характеризацией изображений, позволяет выявить даже малозаметные признаки развития колоний микромицет на некоторых модифицированных поверхностях. Возможность микозагрязнений фторированных полимеров обусловлена, по всей видимости, остаточной неоднородностью модификации и/или малозаметной частичной деструкцией полимеров в процессе газофазной обработки. Функциональная эффективность фторирования одних полимеров (ПВХ, СКН-26) зна-
чительно выше, чем других (ПЭНП и 1111). Например, фторирование ПЭТФ практически не оказало влияния на долю площади поверхности, на которой развивалась колония микромицет. При этом наблюдаемое в случае фторированного ПЭТФ снижение степени вертикальной неоднородности (средней величины перепада высот между соседними выпуклой и вогнутой неоднородностями поверхности образца) рассматриваемой поверхности уменьшает вероятность первичного биозагрязнения материала спорами как микромицет, так и других микроорганизмов.
ВЫВОДЫ
Исследования биостойкости исходных и модифицированных полимеров показали, что фторирование газовой смесью 84,5 об.% He + 15 об.% F2, содержащей технологическую примесь ~ 0,5 об.% O2 в течение 180 мин. обеспечивает повышение мико-стойкости, при котором доля площади поверхности образца, на которой локализована колония микромицет, уменьшается в ~ 24 (ПВХ), ~ 19 (СКН-26), ~ 9 (ПЭНП), ~ 4 (ПП) и ~ 2 (ПЭТФ) раза соответственно.
ЛИТЕРАТУРА
1. Huang J., Matyjaszewski K., Koepsel R.R., Murata H., Russell A.J. Antibacterial polypropylene via surface-initiated atom transfer radical polymerization. Biomacromolecules. 2007. V. 8. N 5. P. 1396-1399.
2. Lichter J.A., Van Vlietpa K.J., Rubner M.F. Design of antibacterial surfaces and interfaces: polyelectrolyte multilayers as a multifunctional platform. Macromolecules. 2009. V. 42. N 22. P. 8573-8586.
3. Timofeeva L., Kleshcheva N. Antimicrobial polymers: mechanism of action, factors of activity, and applications. Applied Microbiology and Biotechnology. 2011. V. 89. No. 3. P. 475-492.
4. Jigletsova S.K. Improvement of ecological safety upon application of biocides to control corrosion induced by microorganisms. Прикладнаябиохимия и микробиология. 2000. V. 36. No. 6. P. 694-700.
5. Yebra D.M., Kiil S., Dam-Johansen K. Antifouling technology - past, present and future steps towards efficient and environmentally friendly antifouling coatings. Progress in Organic Coatings. 2004. V. 50. N 2. P. 75-104.
6. Nazarov V.G. Composition and dimensions of the surface and transition layers in modified polymers. Polymer Science. Series B. 1997. V. 39. N 3-4. P. 142-145
7. Boinovich L.B., Emelyanenko A.M. Hydrophobic materials and coatings: principles of design, properties and applications. Russian Chemical Reviews. 2008. V. 77. N 7. P. 583-600.
8. Doronin F.A., Rudyak Yu. V., Rytikov G.O., Evdokimov A.G., Nazarov V.G. 3D-printed planar microfluidic device on ox-yfluorinated PET-substrate. Polymer Testing. 2021. 107209.
9. Rytikov G.O., Doronin F.A., Evdokimov A.G., Rudyak Yu. V., and Nazarov V.G. The effect of the surface morphological inho-mogeneitieson the polymer films' mycological resistance. Pro! Met. Phys. Chem. Surfaces. 2021. V. 57. P. 329-338. DOI: 10.1134/S2070205121020088.
10. Nazarov V.G. Multiple surface structures in polyolefins formed by modification methods. J. Appl. Polym. Sci. 2005. V. 95. P. 1198-1208.
11. Nazarov V.G., Doronin FA, Evdokimov A.G., Rytikov G.O., Stol-yarov V.P. Oxyfluorination- controlled variations in the wettability of polymer film surfaces. Colloid J. 2019. V. 81. P. 146-157.
12. Kharitonov A.P., Taege R., Ferrier G., Piven N.P. The kinetics and mechanism of the direct fluorination of polyethyl-enes, Surf. Coatings Int. Part B Coatings Trans. 2005. DOI: 10.1007/BF02699574.
13. Sevast'yanov V.I., Nemets E.A., Stolyarov V.P., Baranov V.A., Bozhko N.N., Nazarov V.G. Comparative study of the influence of polyethylene film surface modification on interaction with blood components. Inorg. Mater. Appl. Res. 2011. DOI: 10.1134/S2075113311020183.
Таким образом, фторирование демонстрирует высокую эффективность усиления микостой-кости крупнотоннажных эластомеров и термопластов, а разработанный метод количественной ха-рактеризации изображений позволяет обнаруживать даже малозаметные количества микромицет, биозагрязняющих поверхности фторированных полимерных материалов.
Работа выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки России (Государственное задание FZRR-2020-0024, мнемокод 0699-2020-0024).
REFERENCES
1. Huang J., Matyjaszewski K., Koepsel R.R., Murata H., Russell A.J. Antibacterial polypropylene via surface-initiated atom transfer radical polymerization. Biomacromolecules. 2007. V. 8. N 5. P. 1396-1399.
2. Lichter J.A., Van Vlietpa K.J., Rubner M.F. Design of antibacterial surfaces and interfaces: polyelectrolyte multilayers as a multifunctional platform. Macromolecules. 2009. V. 42. N 22. P. 8573-8586.
3. Timofeeva L., Kleshcheva N. Antimicrobial polymers: mechanism of action, factors of activity, and applications. Applied Microbiology and Biotechnology. 2011. V. 89. N 3. P. 475-492.
4. Jigletsova S.K. Improvement of ecological safety upon application of biocides to control corrosion induced by microorganisms. Applied Biochemistry and Microbiology. 2000. V. 36. N 6. P. 694-700.
5. Yebra D.M., Kiil S., Dam-Johansen K. Antifouling technology - past, present and future steps towards efficient and environmentally friendly antifouling coatings. Progress in Organic Coatings. 2004. V. 50. N 2. P. 75-104.
6. Nazarov V.G. Composition and dimensions of the surface and transition layers in modified polymers. Polymer Science. Series B. 1997. V. 39. N 3-4. P. 142-145
7. Boinovich L.B., Emelyanenko A.M. Hydrophobic materials and coatings: principles of design, properties and applications. Russian Chemical Reviews. 2008. V. 77. N 7. P. 583-600.
8. Doronin F.A., Rudyak Yu. V., Rytikov G.O., Evdokimov A.G., Nazarov V.G. 3D-printed planar microfluidic device on ox-yfluorinated PET-substrate. Polymer Testing. 2021. 107209.
9. Rytikov G.O., Doronin FA., EvdokimovA.G., Rudyak Yu. V., and Nazarov V.G. The effect of the surface morphological inhomo-geneitieson the polymer films' mycological resistance. Prot. Met. Phys. Chem. Surfaces. 2021. V. 57. P. 329-338. DOI: 10.1134/S2070205121020088.
10. Nazarov V.G. Multiple surface structures in polyolefins formed by modification methods. J. Appl. Polym. Sci. 2005. V. 95. P. 1198-1208.
11. Nazarov V.G., Doronin FA, Evdokimov A.G., Rytikov G.O., Stolyarov V.P. Oxyfluorination- controlled variations in the wettability of polymer film surfaces. Colloid J. 2019. V. 81. P. 146-157.
12. Kharitonov A.P., Taege R., Ferrier G., Piven N.P. The kinetics and mechanism of the direct fluorination of polyethyl-enes, Surf. Coatings Int. Part B Coatings Trans. 2005. DOI: 10.1007/BF02699574.
13. Sevast'yanov V.I., Nemets E.A., Stolyarov V.P., Baranov V.A., Bozhko N.N., Nazarov V.G. Comparative study of the influence of polyethylene film surface modification on interaction with blood components. Inorg. Mater. Appl. Res. 2011. DOI: 10.1134/S2075113311020183.
14. Varepo L.G., Nagornova I.V., Doronin FA., Gusev S.V., Ba-blyuk E.B., Nazarov V.G. Testing, SEM- characterization and surface modification of gear wheels produced by additive and traditional technics. J. Phys. Conf. Ser. 2019. 1210. 012155.
15. Chen Sh., Li F., Liao Zh., Peng T., Jiang Z. Study on the direct analysis of solid powder biological samples using fluor-ination assisted electrothermal vaporization inductively coupled plasma atomic emission spectrometry with PTFE slurry modifier. Fresenius' Journal of Analytical Chemistry. 1999. V. 364. N 6. P. 556-559.
16. Kharitonov A.P. Practical applications of the direct fluorination of polymers. Journal of Fluorine Chemistry. 2000. V. 103. N 2. P.123-127.
17. Touhara H., Okino F. Property control of carbon materials by fluorination. Carbon. 2000. V. 38. N 2. P. 241-267.
18. Hagmann W.K. The many roles for fluorine in medicinal chemistry. Journal of Medicinal Chemistry. 2008. V. 51. N 15. P. 4359-4369.
19. Jackel C., Koksch B. Fluorine in peptide design and protein engineering. European Journal of Organic Chemistry. 2005. N 21. P. 4483-4503.
20. Калинин А.Л., Митрофанов Е.А., Воронов И.А., Воронов А.П., Каджаева Ф.Т. Систематический обзор: анализ ци-тотоксичности базисных материалов. Российский стоматологический журнал. 2015. V. 19. № 2. С. 52-56.
21. Пехташева Е.Л., Неверов А.Н., Заиков Г.Е., Стоянов О.В., Русанова С.Н. Биоповреждения и защита синтетических полимерных материалов. Вестник Казанского технологического университета. 2012. Т. 15. № 10. С. 166-173.
22. ВасиленяЕ.С., ПахомоваР.А., Кочетова Л.В., Назарьянц Ю.А., Винник Ю.С. Выбор шовного материала в абдоминальной хирургии. Современные проблемы науки и образования. 2016. № 6. С. 80.
23. Подзорова М.В., Тертышная Ю.В., Попов А.А. Экологически безопасные пленки на основе поли-3-гидроксибу-тирата и полилактида (обзор). Химическая физика. 2014. Т. 33. № 9. С. 57.
24. Семенов СА, ГумаргалиеваК.З., ЗаиковГ.Е. Характеристики процессов и особенности повреждения материалов техники микроорганизмами в условиях эксплуатации. Вестник МИТХТ им. М.В. Ломоносова. 2008. Т. 3. № 2. С. 1-21.
25. Елинсон В.М., Русанова Е.В., Василенко И.А., Лямин А.Н., Костюченко Л.Н. Активность антимикробных наноструктурированных барьерных слоев на основе по-лиэтилентерефталата в отношении клинических штаммов микроорганизмов у больных гастроэнтерологического профиля. Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. 2015. № 8 (120). С. 85-89.
26. Калинина И.Г., Гумаргалиева К.З., Семенов С.А. Биокоррозия пластифицированного поливинилхлорида под воздействием микроскопического гриба Aspergillusniger. Коррозия: материалы, защита. 2017. № 2. С. 37-40.
27. Исаев Е.А., Первухин Д.В., Корнилов В.В., Тарасов П.А., Григорьев А.А., Рудяк Ю.В., Рытиков Г.О., Назаров В.Г. Количественная оценка зависимости адгезии тромбоцитов к фторированному полиэтилену от структурных характеристик его поверхности. Математическая биология и биоинформатика. 2019. Т. 14. № 2. С. 420-429.
28. Rudyak Yu.V., Doronin F.A., Rytikov G.O., Filyugina E.K., Nazarov V.G. Nanotexture effect of the fiber surface on the sorption capacity of nonwoven fabrics. Nanosystems: Physics, Chemistry. Mathematics. 2020. V. 11. N 5. P. 553-564.
29. Назаров В.Г., Столяров В.П., Баранов В.А., Евлампиева Л.А. Фторированные резины с улучшенными триботех-ническими свойствами. Российский химический журнал. 2008. Т. 52. № 3. С. 45-55.
14. Varepo L.G., Nagornova I.V., Doronin FA., Gusev S.V., Ba-blyuk E.B., Nazarov V.G. Testing, SEM- characterization and surface modification of gear wheels produced by additive and traditional technics. J. Phys. Conf. Ser. 2019. 1210. 012155.
15. Chen Sh., Li F., Liao Zh., Peng T., Jiang Z. Study on the direct analysis of solid powder biological samples using fluor-ination assisted electrothermal vaporization inductively coupled plasma atomic emission spectrometry with PTFE slurry modifier. Fresenius' Journal of Analytical Chemistry. 1999. V. 364. N 6. P. 556-559.
16. Kharitonov A.P. Practical applications of the direct fluorination of polymers. Journal of Fluorine Chemistry. 2000. V. 103. N 2. P.123-127.
17. Touhara H., Okino F. Property control of carbon materials by fluorination. Carbon. 2000. V. 38. N 2. P. 241-267.
18. Hagmann W.K. The many roles for fluorine in medicinal chemistry. Journal of Medicinal Chemistry. 2008. V. 51. N 15. P. 4359-4369.
19. Jackel C., Koksch B. Fluorine in peptide design and protein engineering. European Journal of Organic Chemistry. 2005. N 21. P. 4483-4503.
20. Kalinin A.L., Mitrofanov E.A., Voronov I.A., Voronov A.P., Kadzhaeva F. T. Systematic review: analysis of cytotoxicity of base materials. Russian dental journal. 2015. V. 19. N 2. P. 52-56.
21. Pekhtasheva E.L., Neverov A.N., Zaikov G.E., Stoyanov O.V., Rusanova S.N. Biodamage and protection of synthetic polymeric materials. Bulletin of Kazan Technological University. 2012. V. 15. N 10. P. 166-173.
22. Vasilenya E.S., Pakhomova R.A., Kochetova L.V., Naz-aryants Yu.A., Vinnik Yu.S. The choice of suture material in abdominal surgery. Modern problems of science and education. 2016. N 6. P. 80.
23. Podzorova M.V., Tertyshnaya Yu.V., Popov A.A. Environmentally friendly films based on poly-3-hydroxybutyrate and pol-ylactide (review). Chemical physics. 2014. V. 33. N 9. P. 57.
24. Semenov SA., Gumargalieva K.Z., Zaikov G.E. Characteristics of processes and features of damage to materials of technology by microorganisms under operating conditions. Bulletin of MITHT them. M.V. Lomonosov. 2008. T. 3. N 2. P. 1-21.
25. Elinson V.M., Rusanova E. V., Vasilenko I.A., Lyamin A.N., Kost-yuchenko L.N. Activity of antimicrobial nanostructured barrier layers based on polyethylene terephthalate against clinical strains of microorganisms in gastroenterological patients. Experimental and Clinical Gastroenterology. 2015. N 8 (120). P. 85-89.
26. Kalinina I.G., Gumargalieva K.Z., Semenov S.A. Biocorrosion of plasticized polyvinyl chloride under the influence of the microscopic fungus Aspergillusniger. Corrosion: materials, protection. 2017. N 2. P. 37-40.
27. Isaev E.A., Pervukhin D.V., Kornilov V.V., Tarasov P.A., Grigoriev A.A., Rudyak Yu.V., Rytikov G.O., Nazarov V.G. Quantitative assessment of the dependence of platelet adhesion to fluorinated polyethylene on the structural characteristics of its surface. Mathematical biology and bioinformatics. 2019. V. 14. N 2. P. 420-429.
28. Rudyak Yu.V., Doronin F.A., Rytikov G.O., Filyugina E.K., Nazarov V.G. Nanotexture effect of the fiber surface on the sorption capacity of nonwoven fabrics. Nanosystems: Physics, Chemistry. Mathematics. 2020. V. 11. N 5. P. 553-564.
29. Nazarov V.G., Stolyarov V.P., Baranov V.A., Evlampieva L.A. Fluorinated rubbers with improved tribotechnical properties. Russian chemical journal. 2008. V. 52. N 3. P. 45-55.
Поступила в редакцию (Received) 01.08.2021 Принята к опубликованию (Accepted) 03.09.2021
