Синтез и свойства сетчатых парных полимеров на основе карбо- и гетероцепных азолсодержащих полимеров

Продемонстрированы универсальные возможности метода введения в структуру полисахаридов N-H незамещенных тетразольных циклов посредством реакций цианоэтилирования исходных полисахаридов акрилонитрилом с последующим азидированием нитрильных групп цианоэтильных прекурсоров. Установлено, что присутствие гетероциклического функционального фрагмента сопровождается критическим изменением свойств природных полимеров: меняется растворимость, приобретаются свойства полиэлектролитов кислотной природы (в случае тетразолированного хитозана – полиамфолитные свойства) и разнообразная реакционная способность, присущая тетразолсодержащим полимерам. Предложена методология универсального подхода формирования полимерных сеток (типа “conetworks), построенных из цепочечных фрагментов, принадлежащих разнородным макромолекулам гидрофильных и гидрофобных, ионизующихся и неионогенных, гибко- и жесткоцепных, а порой, и термодинамически не смешивающихся полимеров. Посредством реакционного смешения полимеров, в структуре которых содержатся «якорные» тетразольные (аминотриазольные) и оксирановые фрагменты, расположенные в разнородных макромолекулах случайным образом, получены сетчатые парные полимеры полиэлектролитной и амфифильной природы. Установлено, что при реакционном смешении термодинамически не смешивающихся полимеров (полистирола с полиалкилметакрилатами, содержащих, соответственно, «якорные» тетразольные и оксирановые циклы) природа растворителя, выбранного для осуществления реакции, обусловливает определенную совместимость полимеров в исходной реакционной смеси, что в свою очередь, определяет количественные параметры процесса формирования парных полимеров, а также структуру и свойства образующейся пространственной сетки. Изучены закономерности реакционного смешения оксирансодержащих поли-N-винилпирролидона и поли-N-винилкапролактама с аминотриазол- и тетразолсодержащими полимерами ионогенной, гидрофильной и гидрофобной природы. Получены водонабухающие сетчатые парные полимеры полиэлектролитной природы (система ПВПД(ВО) – ПВТ(АН)), гидрогели на основе которых проявляют ярко выраженную чувствительность к изменению рН и ионной силы окружающей среды, а также сетки амфифильной природы (системы ПВПД(ВО)–ПС(ВТ), ПВПД(ВО)–ПММА(ВТ) и ПВКЛ(ВО)–ПВАТ), гидрогели которых обладают термочувствительностью. Причем, при определенных условиях переход гидрогелей из набухшего в сколлапсированное состояние протекает в узком температурном диапазоне, что соответствует поведению «умных» полимерных систем. Продемонстрировано, что метод реакционного смешения может быть успешно применен в синтезе гибридных полимерных сеток, сформированных из ковалентно связанных макромолекул синтетических карбоцепных полимеров (ПВПД и ПММА) и макромолекул гетероцепных тетразолированных полисахаридов (ТКРХ, ТХТЗ, ТЭЦ и ТЭД). Гидрогели на основе полученных сетчатых парных полимеров проявляют полиэлектролитный характер с выраженными рН-чувствительными свойствами. Причем, гидрогели парных полимеров на основе ТХТЗ проявляют полиамфолитную природу.