Problems of efficient processing and use of collagen-containing materials

Collagen is an important biopolymer in numerous applications due to its special characteristics, such as biodegradability and weak antigenecity. Interest recently, has grown in fish collagen. This stems from the fact, that the use of animal collagen is unsafe due to the effects from cattle rabies disease. Furthermore, fish collagen is 96 % identical to human protein. Modern fish production is accompanied by the formation of a large number of protein-containing wastes. Depending on the degree of fish processing waste hydrolysis we obtain different products, such as feed additives or growth accelerators. Available technologies are unacceptable, because they require the consumption of large amounts of time and energy. The enzymatic method of obtaining collagen hydrolysates is the most suitable because it can be implemented under milder conditions and it prevents the destruction of amino acids, carbohydrates and other substances contained in the waste. Application of the alkaline enzymatic hydrolysis method with hydrogen peroxide pretreatment at elevated temperature provides a collagen hydrolysate, which is characterized by a high content of total nitrogen; collagen is amorphous, has fully homogeneous structure and has a balanced amino acid composition

Отримання нетканих матеріалів методом електроформування з біосумісних полімерів з додаванням хітозану

The object of research is biocompatible composite nanofiber nonwoven materials with antiseptic properties, obtained by the electrospinning method. One of the most problematic places is the creation of a nonwoven biocompatible composite material with bactericidal properties; it has not previously been converted into fibers by electrospinning through high energy and financial costs.The composition of biocompatible polymers is used: chitosan, polyvinyl acetate (PVAC) and polyvinyl alcohol (PVA). The electrospinning method on the capillary type laboratory installation with a «bottom-up» solution is proposed for the production of nonwoven polymeric materials.Biocompatible composite nonwovens with antiseptic properties are obtained. This is due to the fact that the proposed method of electrospinning allows to obtain nonwoven materials with a certain statistical distribution of fibers, has several features when a solution of chitosan in lactic acid is introduced into the composition. In particular, for the composition based on PVA, the proportion of fibers with a diameter of 0.5–0.62 μm increased by 9 %, while for compositions based on PVAc it decreased by 21 %. It is established that the optimal voltage of the electric field is 30 kV and the distance between the electrodes is 9–11 cm for the production of fibers from biocompatible PVA and PVAc with the addition of chitosan.As a result of studies of the morphological features of the fibers obtained by optical polarization microscopy, it has been proved that with certain parameters of electrospinning, fibers with a diameter from 0.5 to 1.6 μm are obtained. As a result of determining the statistical distribution of polymer fibers in nonwoven material in diameter, it has been found that 69–94 % of the fibers have a diameter of 0.5–0.72 μm.A part of the fibers obtained in the laboratory installation of capillary electrospinning correspond to the area of nano-dimensions, which opens up prospects for obtaining biocompatible nanofibers with antiseptic and fungicidal properties. Therefore, the production of polymer biocompatible nonwovens by electrospinning can be used to create therapeutic systems.Объектом исследования являются биосовместимые композиционные нановолокнистые нетканые материалы с антисептическими свойствами, полученные методом электроформования. Одним из самых проблемных мест является создание нетканого биосовместимого композиционного материала с бактерицидными свойствами, который ранее не перерабатывался в волокна способом электроформования через высокие энергетические и финансовые затраты.В ходе исследования использовались композиции биосовместимых полимеров: хитозана, поливинилацетата (ПВА) и поливинилового спирта (ПВС). Предложен для получения нетканых полимерных материалов метод электроформования на лабораторной установке капиллярного типа, с подачей раствора «снизу-вверх».Получены биосовместимые композиционные нетканые материалы с антисептическими свойствами. Это связано с тем, что предложенный метод электроформования позволяет получить нетканые материалы с определенным статистическим распределением волокон, которые имеют ряд особенностей при введении в композицию раствора хитозана в молочной кислоте. В частности, для композиции на основе ПВА доля волокон диаметром 0,5–0,62 мкм выросла на 9 %, а для композиций с ПВС – уменьшилась на 21 %. Установлено оптимальное напряжение электрического поля 30 кВ и расстояние между электродами 9–11 см для получения волокон из биосовместимого ПВС и ПВА с добавлением хитозана.В результате исследований морфологических особенностей полученных волокон методом оптической поляризационной микроскопии доказано, что при определенных параметрах электроформования получаются волокна с диаметром от 0,5 до 1,6 мкм. В результате определения статистического распределения полимерных волокон в нетканом материале по диаметру установлено, что 69–94 % волокон имеют диаметр 0,5–0,72 мкм.Часть волокон, полученных на лабораторной установке капиллярного электроформования, соответствуют области наноразмеров, что открывает перспективы получения биосовместимых нановолокон с антисептическими и фунгицидными свойствами. Поэтому производство полимерных биосовместимых нетканых материалов методом электроформования можно использовать при создании терапевтических систем.Об’єктом дослідження є біосумісні композиційні нановолокнисті неткані матеріали з антисептичними властивостями, отримані методом електроформування. Одним з найбільш проблемних місць є створення нетканого біосумісного композиційного матеріалу з бактерицидними властивостями, що раніше не перероблявся в волокна способом електроформування через високі енергетичні і фінансові витрати.В ході дослідження використовувалися композиції біосумісних полімерів: хітозану, полівінілацетату (ПВА) та полівінілового спирту (ПВС). Запропоновано для отримання нетканих полімерних матеріалів метод електроформування на лабораторній установці капілярного типу, з подачею розчину «знизу-вгору».Отримано біосумісні композиційні неткані матеріали з антисептичними властивостями. Це повязано з тим, что запропонований метод електроформування дозволяє отримати неткані матеріали з певними розмірними характеристиками волокон при введенні в композицію розчину хітозану в молочній кислоті. Зокрема, для композиції на основі ПВА частка волокон з діаметром 0,5–0,62 мкм зросла на 9 %, а для композицій з ПВС – зменшилася на 21 %. Встановлено оптимальну напругу електричного поля 30 кВ та відстань між електродами 9–11 см для отримання волокон із біосумісного ПВС та ПВА з додаванням хітозану.В результаті досліджень морфологічних особливостей отриманих волокон методом оптичної поляризаційної мікроскопії доведено, що при визначених параметрах електроформування отримуються волокна з діаметром від 0,5 до 1,6 мкм. В результаті визначення статистичного розподілу полімерних волокон у нетканому матеріалі за діаметром встановлено, що 69–94 % волокон мають діаметр 0,5–0,72 мкм. Частина волокон, отриманих на лабораторній установці капілярного електроформування, відповідають області нанорозмірів, що відкриває перспективи отримання біосумісних нановолокон з антисептичними та фунгіцидними властивостями. Тому виробництво полімерних біосумісних нетканих матеріалів методом електроформування можна використати при створенні терапевтичних систем

Characterisation of electrospun fibers made of PVA or PVAc and collagen derivative

One of the greatest potential in electrospun fiber is the area of bioengineering. For many biomedical applications, the materials used have to be biocompatible, thus natural polymers have a distinct advantage over synthetic materials. In this study, electrospinning of collagen derivative (CD) of porcine skin with polyvinyl alcohol (PVA) and polyvinyl acetate (PVAc) were carried out. We investigated morphology of the prepared fibers. The optimal distance between syringe needle and collector was 9-12 cm. Obtained nonwoven materials from PVAc and PVA with the addition of Gelatin and Collagen derivative have a diameter of fibers in the range of 0.502-0.894 μm and 0.443-0.895 μm for PVAc:CD and PVA:CD composition respectively

Регулювання реологічних та механічних властивостей поліпропіленових композицій для деталей автомобілів

The object of research is the technology of producing filled impact-resistant compositions based on polypropylene for the manufacture of automotive parts. The main problem is the reduction of strength and technical characteristics with an increase in the amount of filler in the compositions. To solve this problem, the injection of a modifier in an amount of 5 mass % is proposed in filled polypropylene compositions.The effect of the filler and modifier on the rheological and mechanical properties of polypropylene-based compositions has been studied. It has been established that the presence of calcite concentrate as a filler and propylene-octenoic block copolymers as a modifier in the composition helps to reduce its viscosity, which is due to the predominant effect of the emulsifying action of calcium stearate over the thickening effect of the mineral filler. An increase in the melt flow index in compositions with 5 % propylene-octenoic block polymer is shown, which is explained by its plasticizing effect and good combination with polypropylene. It is shown that the injection of the filler to 10 mass % increases the impact strength compared to the original polypropylene. A further increase in the filler content to 20 % in the compositions reduces the impact strength to almost the value for the output polypropylene with an uncritical decrease in tensile strength. It is shown that the presence of 5 mass % of the modifier in the compositions increases the value of the relative elongation.It is determined that the developed composition with 5 mass % of the modifier and with varying the amount of filler can be used for the production of parts for cars for various purposes without significant changes in the technological cycle. The advantage of the investigated compositions is the reduction of energy consumption for the processing of highly filled compositions. The implementation of the developed technologies does not require additional capital investments for the re-equipment of the enterprise, since the developed compositions can be processed using conventional extrusion equipment.Объектом исследования являются технологии получения наполненных ударопрочных композиций на основе полипропилена для изготовления деталей автомобилей. Главной проблемой является снижение прочности и технических характеристик с увеличением количества наполнителя в композициях. Для решения этой проблемы предложено введение модификатора в количестве 5 % масс. в наполненные полипропиленовые композиции.Изучено влияние наполнителя и модификатора на реологические и механические свойства композиций на основе полипропилена. Установлено, что наличие концентрата кальцита в качестве наполнителя и пропилен-октенового блоксополимера как модификатора в композиции способствует снижению ее вязкости, что обусловлено преимущественным влиянием эмульгирующего действия стеарата кальция над загущающим эффектом минерального наполнителя. Показано увеличение показателя текучести расплава в композициях с 5 % пропилен-октенового блоксополимера, что объясняется его пластифицирующим действием и хорошим совмещением с полипропиленом. Показано, что введение наполнителя до 10 % масс. повышает ударную вязкость по сравнению с исходным полипропиленом. Дальнейшее увеличение содержания наполнителя до 20 % в композициях снижает ударную вязкость почти до значения для исходного полипропилена при некритическом уменьшении прочности при разрыве. Показано, что наличие 5 % масс. модификатора в композициях повышает значение относительного удлинения. Определено, что разработанные композиции с 5 % масс. модификатора и с варьированием количества наполнителя могут использоваться для производства деталей автомобилей различного назначения без существенных изменений технологического цикла. Преимуществом исследованных композиций является уменьшение энергозатрат на переработку высоконаполненных композиций. Внедрение разработанных технологий не требует дополнительных капиталовложений на переоснащение предприятия, поскольку разработанные композиции могут перерабатываться с использованием обычного экструзионного оборудования.Об’єктом дослідження є технології отримання наповнених удароміцних композицій на основі поліпропілену для виготовлення деталей автомобілів. Головною проблемою є зниження міцності і технічних характеристик зі збільшенням кількості наповнювача в композиціях. Для вирішення цієї проблеми запропоновано введення модифікатору в кількості 5 % мас. до наповнених поліпропіленових композицій.Вивчено вплив наповнювача та модифікатора на реологічні та механічні властивості композицій на основі поліпропілену. Встановлено, що наявність концентрату кальциту як наповнювача та пропілен-октенового блокспівполімеру як модифікатора в композиції сприяє зниженню її в’язкості, що обумовлено переважним впливом емульгуючої дії стеарата кальцію над загущуючим ефектом мінерального наповнювача. Показано збільшення показника текучості розплаву в композиціях з 5 % пропілен-октенового блокспіволімеру, що пояснюється його пластифікуючою дією та хорошим суміщенням з поліпропіленом. Показано, що введення наповнювача до 10 % мас. підвищує ударну в'язкість у порівнянні з вихідним поліпропіленом. Подальше збільшення вмісту наповнювача до 20 % в композиціях знижує ударну в'язкість майже до значення для вихідного поліпропілену при некритичному зменшенні міцності при розриві. Показано, що наявність 5 % мас. модифікатора в композиціях підвищує значення відносного подовження.Визначено, що розроблені композиції з 5 % мас. модифікатора та з варіюванням кількості наповнювача можуть використовуватися для виробництва деталей автомобілів різного призначення без суттєвих змін технологічного циклу. Перевагою досліджених композицій є зменшення енерговитрат на переробку високонаповнених композицій. Впровадження розроблених технологій не вимагає додаткових капіталовкладень на переоснащення підприємства, оскільки розроблені композиції можуть перероблятись з використанням звичайного екструзійного обладнання

Регулювання реологічних та механічних властивостей поліпропіленових композицій для деталей автомобілів

The object of research is the technology of producing filled impact-resistant compositions based on polypropylene for the manufacture of automotive parts. The main problem is the reduction of strength and technical characteristics with an increase in the amount of filler in the compositions. To solve this problem, the injection of a modifier in an amount of 5 mass % is proposed in filled polypropylene compositions.The effect of the filler and modifier on the rheological and mechanical properties of polypropylene-based compositions has been studied. It has been established that the presence of calcite concentrate as a filler and propylene-octenoic block copolymers as a modifier in the composition helps to reduce its viscosity, which is due to the predominant effect of the emulsifying action of calcium stearate over the thickening effect of the mineral filler. An increase in the melt flow index in compositions with 5 % propylene-octenoic block polymer is shown, which is explained by its plasticizing effect and good combination with polypropylene. It is shown that the injection of the filler to 10 mass % increases the impact strength compared to the original polypropylene. A further increase in the filler content to 20 % in the compositions reduces the impact strength to almost the value for the output polypropylene with an uncritical decrease in tensile strength. It is shown that the presence of 5 mass % of the modifier in the compositions increases the value of the relative elongation.It is determined that the developed composition with 5 mass % of the modifier and with varying the amount of filler can be used for the production of parts for cars for various purposes without significant changes in the technological cycle. The advantage of the investigated compositions is the reduction of energy consumption for the processing of highly filled compositions. The implementation of the developed technologies does not require additional capital investments for the re-equipment of the enterprise, since the developed compositions can be processed using conventional extrusion equipment.Объектом исследования являются технологии получения наполненных ударопрочных композиций на основе полипропилена для изготовления деталей автомобилей. Главной проблемой является снижение прочности и технических характеристик с увеличением количества наполнителя в композициях. Для решения этой проблемы предложено введение модификатора в количестве 5 % масс. в наполненные полипропиленовые композиции.Изучено влияние наполнителя и модификатора на реологические и механические свойства композиций на основе полипропилена. Установлено, что наличие концентрата кальцита в качестве наполнителя и пропилен-октенового блоксополимера как модификатора в композиции способствует снижению ее вязкости, что обусловлено преимущественным влиянием эмульгирующего действия стеарата кальция над загущающим эффектом минерального наполнителя. Показано увеличение показателя текучести расплава в композициях с 5 % пропилен-октенового блоксополимера, что объясняется его пластифицирующим действием и хорошим совмещением с полипропиленом. Показано, что введение наполнителя до 10 % масс. повышает ударную вязкость по сравнению с исходным полипропиленом. Дальнейшее увеличение содержания наполнителя до 20 % в композициях снижает ударную вязкость почти до значения для исходного полипропилена при некритическом уменьшении прочности при разрыве. Показано, что наличие 5 % масс. модификатора в композициях повышает значение относительного удлинения. Определено, что разработанные композиции с 5 % масс. модификатора и с варьированием количества наполнителя могут использоваться для производства деталей автомобилей различного назначения без существенных изменений технологического цикла. Преимуществом исследованных композиций является уменьшение энергозатрат на переработку высоконаполненных композиций. Внедрение разработанных технологий не требует дополнительных капиталовложений на переоснащение предприятия, поскольку разработанные композиции могут перерабатываться с использованием обычного экструзионного оборудования.Об’єктом дослідження є технології отримання наповнених удароміцних композицій на основі поліпропілену для виготовлення деталей автомобілів. Головною проблемою є зниження міцності і технічних характеристик зі збільшенням кількості наповнювача в композиціях. Для вирішення цієї проблеми запропоновано введення модифікатору в кількості 5 % мас. до наповнених поліпропіленових композицій.Вивчено вплив наповнювача та модифікатора на реологічні та механічні властивості композицій на основі поліпропілену. Встановлено, що наявність концентрату кальциту як наповнювача та пропілен-октенового блокспівполімеру як модифікатора в композиції сприяє зниженню її в’язкості, що обумовлено переважним впливом емульгуючої дії стеарата кальцію над загущуючим ефектом мінерального наповнювача. Показано збільшення показника текучості розплаву в композиціях з 5 % пропілен-октенового блокспіволімеру, що пояснюється його пластифікуючою дією та хорошим суміщенням з поліпропіленом. Показано, що введення наповнювача до 10 % мас. підвищує ударну в'язкість у порівнянні з вихідним поліпропіленом. Подальше збільшення вмісту наповнювача до 20 % в композиціях знижує ударну в'язкість майже до значення для вихідного поліпропілену при некритичному зменшенні міцності при розриві. Показано, що наявність 5 % мас. модифікатора в композиціях підвищує значення відносного подовження.Визначено, що розроблені композиції з 5 % мас. модифікатора та з варіюванням кількості наповнювача можуть використовуватися для виробництва деталей автомобілів різного призначення без суттєвих змін технологічного циклу. Перевагою досліджених композицій є зменшення енерговитрат на переробку високонаповнених композицій. Впровадження розроблених технологій не вимагає додаткових капіталовкладень на переоснащення підприємства, оскільки розроблені композиції можуть перероблятись з використанням звичайного екструзійного обладнання

Thermally and organomodified montmorillonite as effective regulators of the structure formation process in polypropylene/polystyrene blends

The influence of the concentration of thermally and organomodified montmorillonite on the processes of structure formation in a blend of polypropylene/polystyrene (PP/PS) was studied. It is established that in nanofilled compositions, as well as in the original, is formed a microfibrillar structure, the dimensional characteristics of which depend on the content of the additive and the method of its modification. The investigated clays by content (0.2-2.0) wt. % by weight of polypropylene have a compatibilizing effect in the blend of PP/PS, which reduces the average diameter of microfibers by 1.6 times and increases the homogeneity of their distribution by diameter: statistical indicators decrease (standard deviation, variance, coefficient of variation). The modifying effect of thermally modified clay is higher – the improvement of the dimensional characteristics of PP microfibers is achieved at its minimum content in the blend (0.2 wt. %). The formation of anisotropic PP structures in the PS matrix and the relaxation of the accumulated stresses at the exit of the molding hole is the main factor that causes high values of the coefficient of swelling of the extrudates (4.0-7.7). The change in the microstructure of the extrudates of nanofilled systems during spinning depends on the composition of the blend and the method of modification of montmorillonite. The average diameters of microfibers decrease from 2.2 μm (in the original blend) to (1.3-2.0) μm (in threecomponent) depending on the content of additives. The ability to regulate the microstructure of incompatible polymer blends by introducing additives of thermally and organomodified montmorillonite will contribute to the creation of nanocomposites with controlled morphology, as well as new fine-fiber materials with improved filtering characteristics

Розробка електропровідних полімерних гібридних композитів на основі полівінілхлориду та поліетилену

Interest to electrically conducting polymer composite materials in recent times has grown considerably, which is associated with the design of new branches of science and technology. The existing analogues are different in the complexity of production and high cost. One of the ways of solving the problem may be designing polymer composite materials with a combined filler. The research was carried out on creating electrically conducting hybrid polymer composites, based on emulsion polyvinyl chloride and polyethylene, using fillers of varying nature and dimensions. We studied the dependence of electrical conductivity of mono­ and binary­filled polymer composites on the type and content of fillers. It was found that the binary filling allows designing electrically conducting polymer composites, which are more promising economically compared to mono­filled ones. We defined physical and mechanical characteristics: tensile strength and relative elongation at break of obtained polymer composites. A method to improve them was proposed by introduction of a compatibilizer – graft­polymer of polyethylene with maleic anhydride.Depending on the value of the electrical conductivity, polymer hybrid composites can be used for: at a value of of elecrical conductivity 10–4–10–7Cm/cm as anti­static materials; at 101–10–4 Cm/cm – as scattering anti­static materials, at 101– 104 Cm/cm as current­conducting materials.Разработаны электропроводящие полимерные гибридные композиты на основе эмульсионного поливинилхлорида (ЭПВХ) и линейного полиэтилена (ПЭ). Исследована зависимость электропроводности моно- и бинарнонаполненных полимерных композитов от вида и содержания наполнителей. Определены физико-механические характеристики полученных полимерных композитов и предложен способ их улучшения. Приведены области применения полученных полимерных гибридных композитов (ПГК) в соответствии со свойственными им значениями электропроводности.Розроблено електропровідні полімерні гібридні композити на основі емульсійного полівінілхлориду (ЕПВХ) та лінійного поліетилену (ПЕ). Досліджено залежність електропровідності моно- та бінарнонаповнених полімерних композитів від виду та вмісту наповнювачів. Визначено фізико-механічні характеристики отриманих полімерних композитів та запропоновано спосіб їх покращення. Наведено сфери застосування отриманих полімерних гібридних композитів (ПГК) відповідно до властивих їм значень електропровідності

Розроблення деконтамінаційної системи для знищення N-фосфонометилгліцину

The study has specified the influence of activators on the decomposition of N-(phosphonomethyl)glycine under the effect of hydrogen peroxide and potassium hydroxide. As decontamination systems, potassium hydroxide, hydrogen peroxide, boric acid, cetylpyridinium chloride and monoethanolamine borate were considered. It has been shown that boric acid is an effective activator of hydrogen peroxide as α-nucleophile in the micellar decontamination system of N-(phosphonomethyl)glycine.It has been found that N-(phosphonomethyl)glycine does not enter the splitting reaction at high pH without the involvement of activating agents. At pH 13, the expected half-period of decomposition of the substrate by the nucleophilic mechanism is about 3 hours.The study has shown that hydrogen peroxide, cetylpyridinium chloride, and boric acid provide favorable conditions for nucleophilic attack on the organophosphorus compound at decontamination of N-(phosphonomethyl)glycine in the alkali system due to the formation of micelles and the activation of the mechanism of forming peroxide ions. In this system, the rate constant of the second order is twice higher than in the unactivated system.It has been established that monoethanolamine borate does not have any significant activating effect on micellar nucleophilic catalysis in the degradation of N-(phosphonomethyl)glycine.The optimal conditions of decontaminating N-(phosphonomethyl)glycine in the micellar decontamination system have been determined to be as follows: 0.25 mol/L of the concentration of cythylpyridinium chloride and 0.15 mol/L of the concentration of boric acid. It has been proven that an important condition is the pH of the system, which should be in the range from 10.5 to 11.5.It is concluded that the study of decomposing N-(phosphonomethyl)glycine in soft micellar catalysis has a theoretical and significant application value due to the minimization of risks associated with the production, use and disposal of organophosphorus compounds.Исследовано влияние активаторов на разложение N-фосфонометилглицина под действием пероксида водорода и гидроксида калия. Как системы деконтаминации были изучены смеси гидроксида калия, пероксида водорода, борной кислоты, цетилпиридиний хлорида и бората моноэтаноламина. Показано, что борная кислота является эффективным активатором пероксида водорода как α-нуклеофила в мицеллярной системе деконтаминации N-фосфонометилглицина.Установлено, что N-фосфонометилглицин не вступает в реакции расщепления при высоких значениях рН без участия активирующих агентов. При рН 13 ожидаемый полупериод распада субстрата по нуклеофильному механизму составляет около 3 часов.Показано, что при деконтаминации N-фосфонометилглицина в системе щелочь, пероксид водорода, цетилпиридиний хлорид, борная кислота создаются благоприятные условия для нуклеофильной атаки на фосфорорганическое соединение за счет образования мицелл и активации механизма образования пероксид-ионов. В указанной системе константа скорости реакции второго порядка в 2 раза выше, чем в неактивированной системе.Установлено, что борат моноэтаноламина не оказывает существенного активирующего влияния на мицеллярный нуклеофильный катализ при деструкции N-фосфонометилглицина.Определены оптимальные условия деконтаминации N-фосфонометилглицина в мицеллярной системе обеззараживания: концентрации цетилпиридиния хлорида – 0,25 моль/л и борной кислоты – 0,15 моль/л. Доказано, что важным условием является оптимальный рН системы, который должен находиться в промежутке от 10,5 до 11,5.Сделан вывод, что исследование деконтаминации N-фосфонометилглицина в условиях мягкого мицеллярного катализа имеет теоретическое и весомое прикладное значение, обусловленное минимизацией рисков, связанных с производством, использованием и утилизацией фосфорорганических соединенийДосліджено вплив активаторів на розкладання N-фосфонометилгліцину під дією пероксиду водню та гідроксиду калію. Як системи деконтамінації було вивчено суміші гідроксиду калію, пероксиду водню, борної кислоти, цетилпіридиній хлориду та борату моноетаноламіну. Показано, що борна кислота є ефективним активатором пероксиду водню як α-нуклеофілу в міцелярній системі деконтамінації N-фосфонометилгліцину.Встановлено, що N-фосфонометилгліцин не вступає в реакції розщеплення при високих значеннях рН без участі активуючих агентів. При рН 13 очікуваний полуперіод розпаду субстрату за нуклеофільним механізмом становить біля 3 годин.Показано, що при деконтамінації N-фосфонометилгліцину в системі луг, пероксид водню, цетилпіридиній хлорид, борна кислота створюються сприятливі умови для нуклеофільної атаки на фосфорорганічну сполуку за рахунок утворення міцел та активації механізму утворення пероксид-іонів. У вказаній системі константа швидкості реакції другого порядку у 2 рази вища ніж у неактивованій системі.Встановлено, що борат моноетаноламіну не виявляє суттєвого активуючого впливу на міцелярний нуклеофільний каталіз при деструкції N-фосфонометилгліцину.Визначено оптимальні умови деконтамінації N-фосфонометилгліцину в міцелярній системі знезараження: концентрації цетилпіридинію хлориду – 0,25 моль/л та борної кислоти – 0,15 моль/л. Доведено, що важливою умовою є оптимальний рН системи, який повинен знаходитись у проміжку від 10,5 до 11,5.Зроблено висновок, що дослідження деконтамінації N-фосфонометилгліцину в умовах м’якого міцелярного каталізу має теоретичне та вагоме прикладне значення, обумовлене мінімізацію ризиків, пов’язаних з виробництвом, використанням та утилізацією фосфорорганічних сполу

Розроблення деконтамінаційної системи для знищення N-фосфонометилгліцину

The study has specified the influence of activators on the decomposition of N-(phosphonomethyl)glycine under the effect of hydrogen peroxide and potassium hydroxide. As decontamination systems, potassium hydroxide, hydrogen peroxide, boric acid, cetylpyridinium chloride and monoethanolamine borate were considered. It has been shown that boric acid is an effective activator of hydrogen peroxide as α-nucleophile in the micellar decontamination system of N-(phosphonomethyl)glycine.It has been found that N-(phosphonomethyl)glycine does not enter the splitting reaction at high pH without the involvement of activating agents. At pH 13, the expected half-period of decomposition of the substrate by the nucleophilic mechanism is about 3 hours.The study has shown that hydrogen peroxide, cetylpyridinium chloride, and boric acid provide favorable conditions for nucleophilic attack on the organophosphorus compound at decontamination of N-(phosphonomethyl)glycine in the alkali system due to the formation of micelles and the activation of the mechanism of forming peroxide ions. In this system, the rate constant of the second order is twice higher than in the unactivated system.It has been established that monoethanolamine borate does not have any significant activating effect on micellar nucleophilic catalysis in the degradation of N-(phosphonomethyl)glycine.The optimal conditions of decontaminating N-(phosphonomethyl)glycine in the micellar decontamination system have been determined to be as follows: 0.25 mol/L of the concentration of cythylpyridinium chloride and 0.15 mol/L of the concentration of boric acid. It has been proven that an important condition is the pH of the system, which should be in the range from 10.5 to 11.5.It is concluded that the study of decomposing N-(phosphonomethyl)glycine in soft micellar catalysis has a theoretical and significant application value due to the minimization of risks associated with the production, use and disposal of organophosphorus compounds.Исследовано влияние активаторов на разложение N-фосфонометилглицина под действием пероксида водорода и гидроксида калия. Как системы деконтаминации были изучены смеси гидроксида калия, пероксида водорода, борной кислоты, цетилпиридиний хлорида и бората моноэтаноламина. Показано, что борная кислота является эффективным активатором пероксида водорода как α-нуклеофила в мицеллярной системе деконтаминации N-фосфонометилглицина.Установлено, что N-фосфонометилглицин не вступает в реакции расщепления при высоких значениях рН без участия активирующих агентов. При рН 13 ожидаемый полупериод распада субстрата по нуклеофильному механизму составляет около 3 часов.Показано, что при деконтаминации N-фосфонометилглицина в системе щелочь, пероксид водорода, цетилпиридиний хлорид, борная кислота создаются благоприятные условия для нуклеофильной атаки на фосфорорганическое соединение за счет образования мицелл и активации механизма образования пероксид-ионов. В указанной системе константа скорости реакции второго порядка в 2 раза выше, чем в неактивированной системе.Установлено, что борат моноэтаноламина не оказывает существенного активирующего влияния на мицеллярный нуклеофильный катализ при деструкции N-фосфонометилглицина.Определены оптимальные условия деконтаминации N-фосфонометилглицина в мицеллярной системе обеззараживания: концентрации цетилпиридиния хлорида – 0,25 моль/л и борной кислоты – 0,15 моль/л. Доказано, что важным условием является оптимальный рН системы, который должен находиться в промежутке от 10,5 до 11,5.Сделан вывод, что исследование деконтаминации N-фосфонометилглицина в условиях мягкого мицеллярного катализа имеет теоретическое и весомое прикладное значение, обусловленное минимизацией рисков, связанных с производством, использованием и утилизацией фосфорорганических соединенийДосліджено вплив активаторів на розкладання N-фосфонометилгліцину під дією пероксиду водню та гідроксиду калію. Як системи деконтамінації було вивчено суміші гідроксиду калію, пероксиду водню, борної кислоти, цетилпіридиній хлориду та борату моноетаноламіну. Показано, що борна кислота є ефективним активатором пероксиду водню як α-нуклеофілу в міцелярній системі деконтамінації N-фосфонометилгліцину.Встановлено, що N-фосфонометилгліцин не вступає в реакції розщеплення при високих значеннях рН без участі активуючих агентів. При рН 13 очікуваний полуперіод розпаду субстрату за нуклеофільним механізмом становить біля 3 годин.Показано, що при деконтамінації N-фосфонометилгліцину в системі луг, пероксид водню, цетилпіридиній хлорид, борна кислота створюються сприятливі умови для нуклеофільної атаки на фосфорорганічну сполуку за рахунок утворення міцел та активації механізму утворення пероксид-іонів. У вказаній системі константа швидкості реакції другого порядку у 2 рази вища ніж у неактивованій системі.Встановлено, що борат моноетаноламіну не виявляє суттєвого активуючого впливу на міцелярний нуклеофільний каталіз при деструкції N-фосфонометилгліцину.Визначено оптимальні умови деконтамінації N-фосфонометилгліцину в міцелярній системі знезараження: концентрації цетилпіридинію хлориду – 0,25 моль/л та борної кислоти – 0,15 моль/л. Доведено, що важливою умовою є оптимальний рН системи, який повинен знаходитись у проміжку від 10,5 до 11,5.Зроблено висновок, що дослідження деконтамінації N-фосфонометилгліцину в умовах м’якого міцелярного каталізу має теоретичне та вагоме прикладне значення, обумовлене мінімізацію ризиків, пов’язаних з виробництвом, використанням та утилізацією фосфорорганічних сполу