kaz29Вестник Казахстанско-Британского технического университетаHerald of the Kazakh-British Technical University1998-66882959-8109Казахстанско-Британский Технический Университетkaz29-150Research ArticleХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ И ЭКОЛОГИЯCHEMICAL, TECHNOLOGICAL AND ENVIRONMENTAL SCIENCESСИНТЕЗ ГИДРОГЕЛЕЙ НА ОСНОВЕ N,N-ДИМЕТИЛАКРИЛАМИД И ИССЛЕДОВАНИЕ ИХ НАБУХАНИЯSYNTHESIS OF N,N-DIMETHYLACRYLAMIDE BASED HYDROGELS AND INVESTIGATION ITS SWELLING PROPERTIESӘлімбекБ.AlimbekB.

магистрант

АхметжанА.AkhmetzhanA.

PhD

ТоқтарбайЖ.ToktarbayZh.

PhD

ТашеновА.TashenovA.

профессор

НұражеН.NurajeN.

профессор

Казахский Национальный университет им. аль-ФарабиКазахстанЕвразийский Национальный университет им. Л.Н. ГумилеваКазахстанТехасский технический университет, Лаббок, ТехасКазахстан2020071120211727581Copyright © Әлімбек Б., Ахметжан А., Тоқтарбай Ж., Ташенов А., Нұраже Н., 20212021Әлімбек Б., Ахметжан А., Тоқтарбай Ж., Ташенов А., Нұраже Н.Alimbek B., Akhmetzhan A., Toktarbay Z., Tashenov A., Nuraje N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.kbtu.edu.kz/jour/article/view/150

Казахстан – одна из самых больших стран в мире, но 70% нашей Земли находится в пустыне. Кроме того, из-за нехватки водных ресурсов, больше ландшафтов являются пустынями. Структурирование почвы гидрогелем является одним из основных методов, применяемых в настоящее время в вододефицитных странах. Таким образом, исследование гидрогеля с высокой водоемкостью является одной из важнейших задач в мире.В этой работе из мономеров N,N-диметилакриламид и 2-Акриламидо-2-метил-1-пропансульфонной кислоты синтезированы гидрогели методом радикальной полимеризации в присутствии сшивающего реагента N,N-метиленбисакриламида и в присутствии инициатора персульфата аммония. Изучены параметры, влияющие на конверсию сополимеризации, такие как исходная концентрация мономеров, температура, количество инициатора и время взаимодействия. Степень набухания гидрогелей была изучена с добавлением различных количеств сшивающего реагента и инициатора. В результате определены оптимальные параметры конверсии такие как: концентрация инициатора (0,07%), концентрация сшивающего реагента (0,74%), оптимальная температура (60℃) и время сополимеризации.Практические данные четко систематизированы. Полученные гидрогели можно использовать в сельском хозяйстве во многих целях, в упаковке зерна и т.д.

Kazakhstan is one of the biggest country in the world, but approximately 70 % of our land covered by desert. In addition, more landscapes are becoming desert due to lack of water resources. Structuring of soil with hydrogel is one of the known method that currently used in water-lack countries in the world. Thus, investigation of hydrogel with high water absorbing ability is one of the important problem in the world.In this work hydrogels of N,N-dimethyl acrylamide and 2-Acrylamido-2-methyl-1-propanesulfonic acid monomers were synthesized by radical polymerization in presence of N,N-methylene bis acrylamide as a cross-linking agent and ammonium persulfate initiator.The parameters affecting on the conversion of co-polymerization such as initial concentration of monomers, temperature, initiator dose and contact time were investigated. The swelling degree of the hydrogels was determined by adding different amount of cross-linker and initiator. As a result, the optimal conversion parameters were determined, such as the initiator concentration (0.07%), the cross-linker concentration (0,74%), the optimal temperature (60℃), and the co-polymerization time. The experimental data were reasonably described systematically. The resulted hydrogel could be used in different purposes in agriculture and seed coating etc.

гидрогельДМАААМПСстепень набуханиясшивающий реагентhydrogelDMAAAMPSswelling ratiocross-linkerReferencesRaju KM, Raju MP 2001 Polym Int. 50:946–951.Raju KM, Raju MP 2001 Polym Int. 50:946–951.Singh Anisha, Sharma Pramod Kumar, Garg Vipin Kumar, Garg Garima.–2010;4(2):Article 016. ISSN: 0976-044XSingh Anisha, Sharma Pramod Kumar, Garg Vipin Kumar, Garg Garima.–2010;4(2):Article 016. ISSN: 0976-044XHamidi Mehrdad, Azadi Amir, Rafiei Pedram 2009 Adv Drug Deliv Rev. 60:1638–1649.Hamidi Mehrdad, Azadi Amir, Rafiei Pedram 2009 Adv Drug Deliv Rev. 60:1638–1649.Yang L, Chu JS, Fix JA. 2002 Int J Pharm. 235:1–15.Yang L, Chu JS, Fix JA. 2002 Int J Pharm. 235:1–15.Shantha KL, Harding DR 2002 J Appl Polym Sci. 84: 2597–2604.Shantha KL, Harding DR 2002 J Appl Polym Sci. 84: 2597–2604.Park Mi-Ran, Chun Chang Ju, Ahn Sung-Won, Ki Min-Hyo, Cho Chong-Su, Song Soo-Chang 2010 J Controlled Release.147:359-67.Park Mi-Ran, Chun Chang Ju, Ahn Sung-Won, Ki Min-Hyo, Cho Chong-Su, Song Soo-Chang 2010 J Controlled Release.147:359-67.Kashyap N, Kumar N, Kumar M 2005 Crit Rev Ther Drug Carr Syst 22:107–49.Kashyap N, Kumar N, Kumar M 2005 Crit Rev Ther Drug Carr Syst 22:107–49.Chen X, Martin BD, Neubauer TK, Linhardt RJ, Dordick JS, Rethwisch DG 1995 Carbohydr. Polym 28:15–21.Chen X, Martin BD, Neubauer TK, Linhardt RJ, Dordick JS, Rethwisch DG 1995 Carbohydr. Polym 28:15–21.Van der Linden HJ, Herber S, Olthuis W, Bergveld P 2003 Analyst;128:325–31.Van der Linden HJ, Herber S, Olthuis W, Bergveld P 2003 Analyst;128:325–31.Sikareepaisan Panprung, Ruktanonchai Uracha, Supaphol Pitt 2011 Carbohydr Polym. 83:1457-1469Sikareepaisan Panprung, Ruktanonchai Uracha, Supaphol Pitt 2011 Carbohydr Polym. 83:1457-1469M. Lira, L. Santos, J. Azeredo, E. Yebra-Pimentel, M. E. C. D. Real Oliveira 2008 Contact Lens & Anterior Eye 31:89–94M. Lira, L. Santos, J. Azeredo, E. Yebra-Pimentel, M. E. C. D. Real Oliveira 2008 Contact Lens & Anterior Eye 31:89–94A.R. Hernandez-Martнnez, J.A. Lujan-Montelongo, C. Silva-Cuevas, Josue D. Mota-Morales, M. Cortez-Valadez, Бlvaro de Jesus Ruнz-Baltazar, M. Cruze, Jorge Herrera-Ordonez 2018 React. Funct. Polym. 122:75–84A.R. Hernandez-Martнnez, J.A. Lujan-Montelongo, C. Silva-Cuevas, Josue D. Mota-Morales, M. Cortez-Valadez, Бlvaro de Jesus Ruнz-Baltazar, M. Cruze, Jorge Herrera-Ordonez 2018 React. Funct. Polym. 122:75–84A.L. Ramos-Jacques, J.A. Lujan-Montelongo, C. Silva-Cuevas, M. Cortez-Valadez, M. Estevez, A.R. Hernandez-Martнnez 2018 Eur Polym J. 101: 262–272A.L. Ramos-Jacques, J.A. Lujan-Montelongo, C. Silva-Cuevas, M. Cortez-Valadez, M. Estevez, A.R. Hernandez-Martнnez 2018 Eur Polym J. 101: 262–272E.A. Morales-Wiemer, J. Macossay, E. Bucio 2013Radiat. Phys. Chem. 84:166–169E.A. Morales-Wiemer, J. Macossay, E. Bucio 2013Radiat. Phys. Chem. 84:166–169Guiping Ma, Dongzhi Yang, Qianzhu Li, Kemin Wang, Binling Chen, John F. Kennedy, Jun Nie 2010 Carbohydr Polym. 79:620–627Guiping Ma, Dongzhi Yang, Qianzhu Li, Kemin Wang, Binling Chen, John F. Kennedy, Jun Nie 2010 Carbohydr Polym. 79:620–627Melek Pamuk Algi, Oguz Okay 2014 Eur Polym J. 59:113–121Melek Pamuk Algi, Oguz Okay 2014 Eur Polym J. 59:113–121Kaldibek Zh. Abdiyev, Zhexenbek Toktarbay, Akbota Zh. Zhenissova, Mariamkul B. Zhursumbaeva, Raya N. Kainazarova, Nurxat Nuraje 2015 Colloids Surf A Physicochem Eng Asp. 480:228–235Kaldibek Zh. Abdiyev, Zhexenbek Toktarbay, Akbota Zh. Zhenissova, Mariamkul B. Zhursumbaeva, Raya N. Kainazarova, Nurxat Nuraje 2015 Colloids Surf A Physicochem Eng Asp. 480:228–235Olga E. Zaborina, Rashid G. Gasanov, Alexander S. Peregudov, Vladimir I. Lozinsky 2014 Eur Polym J. 61:226–239Olga E. Zaborina, Rashid G. Gasanov, Alexander S. Peregudov, Vladimir I. Lozinsky 2014 Eur Polym J. 61:226–239Contreras-Garcнa A., Bucio E., Concheiro A., Alvarez-Lorenzo C. 2011 J. Bioact. Compat. Polym. 26:405–419.Contreras-Garcнa A., Bucio E., Concheiro A., Alvarez-Lorenzo C. 2011 J. Bioact. Compat. Polym. 26:405–419.Aoki T., Kawashima M., Katono H., Sanui K., Ogata N., Okano T., Sakurai Y 1994 Macromolecules 27:947–952.Aoki T., Kawashima M., Katono H., Sanui K., Ogata N., Okano T., Sakurai Y 1994 Macromolecules 27:947–952.Durmaz S., Okay O 2000 Polymer 41:3693–3704.Durmaz S., Okay O 2000 Polymer 41:3693–3704.S. Beuermann, M. Buback, P. Hesse, T. Junkers, I. Lacik, 2006 Macromolecules 39:509–516.S. Beuermann, M. Buback, P. Hesse, T. Junkers, I. Lacik, 2006 Macromolecules 39:509–516.X. Liu, Z. Tong, O. Hu 1995 Macromolecules 28:3813–3817.X. Liu, Z. Tong, O. Hu 1995 Macromolecules 28:3813–3817.Z. Tong, X. Liu 1994 Macromolecules 27:844–848.Z. Tong, X. Liu 1994 Macromolecules 27:844–848.C. Yang, Z. Liu, C. Chen, K. Shi, L. Zhang, X.-J. Ju, W. Wang, R. Xie, L.Y. Chu 2017 ACS Appl. Mater. Interfaces 9:15758–15767.C. Yang, Z. Liu, C. Chen, K. Shi, L. Zhang, X.-J. Ju, W. Wang, R. Xie, L.Y. Chu 2017 ACS Appl. Mater. Interfaces 9:15758–15767.A. Jones, D. Vaughan 2005 J. Orthop. Nurs. 9:1–11.A. Jones, D. Vaughan 2005 J. Orthop. Nurs. 9:1–11.K. Nalampang, R. Panjakha, R. Molloy, B.J. Tighe 2013 J. Biomater. Sci. Polym. Ed. 24K. Nalampang, R. Panjakha, R. Molloy, B.J. Tighe 2013 J. Biomater. Sci. Polym. Ed. 24Anthony James Paine 1990 Macromolecules 23:3109–3117Anthony James Paine 1990 Macromolecules 23:3109–3117Ye Q, Zhang Z, Jia H, He W, Ge X 2002 J Colloid Interface Sci 253:279-284Ye Q, Zhang Z, Jia H, He W, Ge X 2002 J Colloid Interface Sci 253:279-284K. Zh. Abdiyev, Zh. Toktarbay, A. Zh. Zhenissova, M. B. Zhursumbaeva, and R. N. Kainazarov 2015 Poly Sci, Ser. B 57:217–223.K. Zh. Abdiyev, Zh. Toktarbay, A. Zh. Zhenissova, M. B. Zhursumbaeva, and R. N. Kainazarov 2015 Poly Sci, Ser. B 57:217–223.Xiaona Wang, Qinyan Yue, Baoyu Gao, Xiaohui Si, Xun Sun, Shengxiao Zhang 2011. J Polym Res 18:1067–1072Xiaona Wang, Qinyan Yue, Baoyu Gao, Xiaohui Si, Xun Sun, Shengxiao Zhang 2011. J Polym Res 18:1067–1072J. Tripathy, D.K. Mishra, M. Yadav, K. Behari 2010 Carbohydr. Polym. 79:40–46.J. Tripathy, D.K. Mishra, M. Yadav, K. Behari 2010 Carbohydr. Polym. 79:40–46.Yebol Dauletov, Kaldybek Abdiyev, Zhexenbek Toktarbay, Nurxat Nuraje, Maryamgul Zhursumbaeva, and Bagdaulet Kenzhaliyev 2018 Fiber Polym 19:2023-2029Yebol Dauletov, Kaldybek Abdiyev, Zhexenbek Toktarbay, Nurxat Nuraje, Maryamgul Zhursumbaeva, and Bagdaulet Kenzhaliyev 2018 Fiber Polym 19:2023-2029Xinyu Hu, Liandong Feng, Wei Wei, Aming Xie, Shiming Wang, Jianfa Zhang, Wei Dong 2014 Carbohyd Polym 105:135–144.Xinyu Hu, Liandong Feng, Wei Wei, Aming Xie, Shiming Wang, Jianfa Zhang, Wei Dong 2014 Carbohyd Polym 105:135–144.Tuncer Caykara, Ilkay Akcakaya 2006 Eur Polym J 42:1437–1445.Tuncer Caykara, Ilkay Akcakaya 2006 Eur Polym J 42:1437–1445.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.