Труды КНЦ (Технические науки вып. 1/2024(15))

на окружающую среду и живые организмы. На данный момент заменой пластику могут стать композитные материалы на основе растительных и животных биополимеров. Такие материалы могут использоваться в медицинской, фармацевтической и пищевой промышленности. В качестве наполнителей для композитных материалов могут быть использованы как органические, так и неорганические соединения. Целлюлоза является природным и наиболее распространённым биополимером. Полимерные композиты, армированные целлюлозным волокном, приобрели большой потенциал в исследованиях за последние несколько лет. Наноцеллюлоза обладает важными свойствами (низкая плотность, неабразивность, горючесть, нетоксичность, биоразлагаемость и меньшая стоимость, чем у других синтетических полимеров), которые можно использовать для приготовления различных полимерных композитов. Помимо производства био- и нанокомпозитов, она может применяться в производстве биоразлагаемых упаковочных материалов, аэрозолей [2], медицинских имплантантов [3] и проч. Хитозан — природный полимер, обладающий такими свойствами, как нетоксичность, биоразлагаемость, биосовместимость и антимикробность. Он может применяться во многих областях, например, упаковка, биомедицина и очистка воды, однако плёнки из хитозана имеют плохие барьерные и механические свойства. Для решения данной проблемы хитозан часто смешивают с армирующим веществом для улучшения его свойств [4]. Существуют различные методы производства композитов из натуральных волокон: литьё под давлением, компрессионное формование, вакуумная упаковка и др. [5], однако для получения нанокомпозитов из целлюлозы более практичным методом является литьё растворителем. Целью данной работы является получение композитных материалов на основе хитозана и изучение их физико-химических характеристик. М атериалы и методы В качестве основных компонентов композитной пленки использовалась наноцеллюлоза, полученная по методике [6], хитозан (хитозан пищевой ТУ 9289-067-00472124-03, Россия), адипиновая кислота (99 %, Millipore, Россия), глицерин (ГОСТ 6259-75). Получены композитные плёнки на основе хитозана и адипиновой кислоты, армированные наноцеллюлозой. Для этого в стеклянном стакане, снабжённом магнитной мешалкой, 1 г хитозана растворяли в 100 мл 0,37 %-го раствора адипиновой кислоты (из расчёта содержания кислотных и аминогрупп 1:1 [7]) при постоянном перемешивание в течение 2 ч. Затем к полученному раствору добавляли 2 г глицерина и заданное количество 1 %-й суспензии наноцеллюлозы, которую предварительно обрабатывали ультразвуком в течение 2 мин, перемешивание продолжали ещё 5 ч. По окончании процесса раствор обрабатывали ультразвуком и переносили в фторопластовую чашу методом простого литья. Плёнку высушивали при комнатной температуре 5 сут. Для облегчения отделения полученной плёнки от чаши её заливали 50 мл спирта на 10 мин. Плёнки хранили в чашах в холодильнике при температуре не выше 10 °С. Полученные композитные плёнки были охарактеризованы методами ИК, СЭМ и ТГА. Регистрацию спектров в области 4000-400 см-1 выполняли на ИК-Фурье спектрометре (Tensor 27, Bruker, Германия). Обработка спектральной информации проведена с использованием пакета программы OPUS, версия 5.0. Образцы плёнок для регистрации спектра разрушению не подвергали. Изучение морфологии поверхности наноцеллюлозных образцов осуществляли с помощью сканирующего электронного микроскопа (СЭМ) TM-3000 (Hitachi, Япония), оснащённого приставкой энергодисперсионного анализатора SwiftED3000 (Oxford Instruments Analytical Ltd), с ускоряющим напряжением 15 кВ, разрешением 20 мкм. Термогравиметрический анализ проводили с помощью прибора STA 449 F1 Jupiter (NETZSCH, Германия). Образцы плёнок анализировали в аргоне при скорости нагрева 10 °С/мин-1 от 30 до 900 °С. Обработка результатов измерений проводилась с помощью пакета программ NETZSCH. ProteusThermalAnalysis.5.1.0. Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2024. Т. 15, № 1. С. 160-164. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2024. Vol. 15, No. 1. P. 160-164. © Жихарева Е. А., Судакова И. Г., Патрушева А. А., Мазурова Е. В., Фетисова О. Ю., Казаченко А. С., 2024 161