ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ ПРОДУКТОВ ПЕРЕРАБОТКИ РИСОВОЙ ШЕЛУХИ В СИНТЕЗЕ КОМПОЗИЦИОННЫХ СУПЕРАБСОРБИРУЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ:

Андрей Викторович Сорокин; Анастасия Валерьевна Скорлуханова; Егор Максимович Циммер; Мария Сергеевна Лавлинская

doi:10.14258/jcprm.20250416512

Андрей Викторович Сорокин Воронежский государственный университет Email: andrew.v.sorokin@gmail.com
Анастасия Валерьевна Скорлуханова Воронежский государственный университет Email: nastya.smolianinova@icloud.com
Егор Максимович Циммер Воронежский государственный университет Email: tujh201930@mail.ru
Мария Сергеевна Лавлинская Воронежский государственный университет Email: maria.lavlinskaya@gmail.com

https://doi.org/10.14258/jcprm.20250416512

Ключевые слова: рисовая шелуха, карбоксиметилирование, суперабсорбенты, равновесная степень набухания, кинетика набухания

Аннотация

Рисовая шелуха – побочный продукт очистки рисового зерна – представляет собой отход сельского хозяйства, содержащий в своем составе полисахаридную и кремниевую фракции. Ее утилизация путем сжигания наносит вред окружающей среде, а также приводит к потере ценного источника сырья для получения различных продуктов химических технологий. Целью работы являлся синтез композиционных суперабсорбентов на основе карбоксиметилированной полисахаридной фракции рисовой шелухи и изучение особенностей водопоглощения полученных полимеров. Полисахаридная фракция выделялась последовательным кислотным и щелочным гидролизом, с последующим карбоксиметилированием для повышения ее водорастворимости. Полученные продукты были охарактеризованы методами ИК-спектроскопии и сканирующей электронной микроскопии. Карбоксиметилированный продукт модификации рисовой шелухи был использован в синтезе композиционных суперабсорбентов, которые по своим водопоглощающим свойствам не уступают аналогам, полученным из товарной карбоксиметилцеллюлозы, а также превосходят по этому параметру коммерчески доступные образцы. Исследования особенностей набухания синтезированных суперабсорбентов показало, что процесс контролируется хемосорбцией. Выявлено, что диффузия молекул воды в фазе полимера медленнее по сравнению образцом, полученным из товарной карбоксиметилцеллюлозы. Таким образом, показано, что продукты переработки рисовой шелухи являются перспективными компонентами для синтеза композиционных суперабсорбентов.

Скачивания

Данные скачивания пока недоступны.

Metrics

Загрузка метрик ...

Биографии авторов

Андрей Викторович Сорокин, Воронежский государственный университет

кандидат биологических наук, старший научный сотрудник кафедры высокомолекулярных соединений и коллоидной химии, старший научный сотрудник кафедры биофизики и биотехнологии

Анастасия Валерьевна Скорлуханова, Воронежский государственный университет

магистрант

Егор Максимович Циммер, Воронежский государственный университет

студент

Мария Сергеевна Лавлинская, Воронежский государственный университет

кандидат химических наук, старший научный сотрудник кафедры биофизики и биотехнологии

Литература

Zelenskiy G.L. Ris: biologicheskiye osnovy selektsii i agrotekhniki. [Rice: biological foundations of selection and agri-cultural technology]. Krasnodar, 2016, 238 p. (in Russ.).

Sergiyenko V.I., Zemnukhova L.A., Yegorov A.G., Shkorina Ye.D., Vasilyuk N.S. Zhurnal Rossiyskogo khimich-eskogo obshchestva im. D.I. Mendeleyeva, 2004, vol. 53, no. 3, pp. 116–124. (in Russ.).

Zohuriaan M., Kabiri K. Iran. Polymer Journal, 2008, vol. 17 (6), pp. 451–477.

Bashari A., Rouhani Shirvan A., Shakeri M. Polym. Adv. Technol., 2018, vol. 29, no. 12, pp. 2853–2867. https://doi.org/10.1002/pat.4290.

Sannino A., Demitry C., Madaghiele M. Materials, 2009, vol. 2, no. 2, pp. 353–373. https://doi.org/10.3390/ma2020353.

Dabhi R., Bhatt N., Pandit B. Int. J. Eng. Res., 2014, vol. 3, pp. 1402–1406.

Sorokin A., Sukhanov P., Popov V., Kannykin S., Lavlinskaya M. Cellulose, 2022, vol. 29, no. 1, pp. 159–173. https://doi.org/10.1007/s10570-021-04326-3.

Buchholz F.L., Graham A.T. Modern superabsorbent polymer technology. New York: Wiley-VCH, 1998, 279 p. https://doi.org/10.5860/choice.35-5664

Po R. Journal of Macromolecular Science, Part C: Polymer Reviews, 1994, vol. 34, no. 4, pp. 607–662. https://doi.org/10.1080/15321799408014168.

Zhang J., Wang A. React. Funct. Polym., 2007, vol. 67, no. 8, pp. 737–745. https://doi.org/10.1016/j.reactfunctpolym.2007.05.001.

Rashidzadeh A., Olad A. Carbohydr. Polym., 2014, vol. 114, pp. 269–278. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2014.08.010.

Guilherme M., Aouada F., Fajardo A., Martins A., Paulino A., Davi M., Rubira A., Muniz E. European Polymer Journal, 2015, vol. 72, pp. 365–385. https://doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2015.04.017.

Klinpituksa P., Kosiyakanon P. Int. J. Polym. Sci., 2017, vol. 2017, pp. 1–6. https://doi.org/10.1155/2017/3476921.

Raju K.M., Raju M.P., Mohan Y.M. J. Appl. Polym. Sci., 2002, vol. 85, no. 8, pp. 1795–1801. https://doi.org/10.1002/app.10731.

Behera S., Mahanwar P.A. Polym.-Plast. Technol. Mater., 2020, vol. 59, no. 4, pp. 341–356. https://doi.org/10.1080/25740881.2019.1647239.

Drury J.L., Mooney D.J. Biomaterials, 2003, vol. 24, no. 24, pp. 4337–4351. https://doi.org/10.1016/S0142-9612(03)00340-5.

Lee W., Lin Y. J. Appl. Polym. Sci., 2001, vol. 81, no. 6, pp. 1360–1371. https://doi.org/10.1002/app.1561.

Bajpai S.K., Bajpai M., Sharma L. Des. Monomers Polym., 2007, vol. 10, no. 2, pp. 181–192. https://doi.org/10.1163/156855507780378285.

Barana D., Salanti A., Orlandi M., Ali S., Luca Z. Ind. Crop. Prod., 2016, vol. 86, pp. 31–39. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2016.03.029.

Nafo N., Zenitova L., Prosvirnikov D., Safin R. Systems. Methods. Technologies, 2019, vol. 3(43), pp. 122–128. https://doi.org/10.18324/2077-5415-2019-3-122-128.

Chen S.-C., Wu Y.-C., Mi F.-L., Lin Y.-H., Yu L.-C., Sung H.-W. Journal of Controlled Release, 2004, vol. 96, no. 2, pp. 285–300. https://doi.org/10.1016/j.jconrel.2004.02.002.

Revellame E., Fortela D., Sharp W., Hernandez R., Zappi M. Cleaner Engineering and Technology, 2020, vol. 1, 100032. https://doi.org/10.1016/j.clet.2020.100032.

Ho S.Y., McKay G. Process biochemistry, 1999, vol. 34, no. 5, pp. 451–465. https://doi.org/10.1016/S0032-9592(98)00112-5.

Peppas N.A., Khare A.R. Advanced drug delivery reviews, 1993, vol. 11, no. 1-2, pp. 1–35. https://doi.org/10.1016/0169-409X(93)90025-Y.

Kostryukov S.G., Malov N.A., Matyakubov Kh.B., Konushkin I.A. Vestnik Permskogo universiteta. Seriya «Khimi-ya», 2022, vol. 12, no. 1, pp. 5–16. https://doi.org/10.17072/2223-1838-2022-1-5-16. (in Russ.).

Reznikov V.M., Sorokina N.F. Obshchaya i prikladnaya khimiya, 1972, no. 4, pp. 107–115. (in Russ.).

Kazitsyna L.A., Kupletskaya N.B. Primeneniye IK-, UF-, YAMR-spektroskopii v organicheskoy khimii: ucheb. posob. dlya vuzov. [Application of IR, UV, NMR spectroscopy in organic chemistry: textbook for universities]. Moscow, 1971, 264 p. (in Russ.).

Shipina O.T., Garayeva M.R., Aleksandrov A.A. Vestnik Kazanskogo tekhnologicheskogo universiteta, 2009, no. 6, pp. 148–151. (in Russ.).

Zarubina A.N., Ivankin A.N., Kuleznev A.S., Kochetkov A.S. Lesnoy vestnik, 2019, vol. 23, no. 5, pp. 116–125. https://doi.org/10.18698/2542-1468-2019-5-116-125. (in Russ.).

Murashkevich A.N., Lavlinskaya A.S., Barannikova T.I., Zharskiy I.M. Zhurnal prikladnaya spektroskopiya, 2008, vol. 75, no. 5, pp. 724–728. (in Russ.).

Markin V.I., Bazarnova N.G., Karpova Ye.V., Skvortsov Ye.V. Khimiya rastitel'nogo syr'ya, 2000, no. 4, pp. 39–47. (in Russ.).

Tarasevich B.N. IK-spektry osnovnykh klassov organicheskikh soyedineniy. Spravochnyye materialy. [IR spectra of the main classes of organic compounds. Reference materials]. Moscow, 2012, 54 p. (in Russ.).

Stojanović Ž., Jeremić K., Jovanović S., Lechner M. Starch, 2005, vol. 57, pp. 79–83. https://doi.org/10.1002/star.200400342.

Kolosov P.V., Bazarnova N.G., Markin V.I. Vysokomolekulyarnyye produkty karboksimetilirovaniya rastitel'nogo sy-r'ya s sorbtsionnymi svoystvami. [High-molecular products of carboxymethylation of plant raw materials with sorption properties]. Barnaul, 2014, 134 p. (in Russ.).

Sorokin A.V., Goncharova S.S., Lavlinskaya M.S., Holyavka M.G., Faizullin D.A., Zuev Y.F., Kondratyev M.S., Artyukhov V.G. International Journal of Molecular Sciences, 2023, vol. 24, 11246. https://doi.org/10.3390/ijms241411246.

Peppas N., Brannon-Peppas L. Journal of Food Engineering, 1994, vol. 22, pp. 189–210. https://doi.org/10.1016/0260-8774(94)90030-2.