ОТЧЕТ О НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЕ Новые подходы к превращениям макромолекулярных соединений и комплексов растительного происхождения для создания технически значимых и биологически активных систем(промежуточный)

Цель: комплексное изучение общих закономерностей и особенностей строения углеводных цепей растительных полисахаридных комплексов; модификация морфологии и поверхности нанокристаллов целлюлозы, изучение коллоидно-химических и биологических свойств их гидрозолей; изучение скорости реакции диоксида хлора с остаточным лигнином порошковой целлюлозы с применением потенциометрического метода; выявление структурных особенностей соединений титана на поверхности гибридных лигноцеллюлозных материалов методом Ритвельда; получение композитных материалов с новыми свойствами; разработка рациональных и экологичных способов комплексной переработки лигноцеллюлозы для получения линейки целевых биопродуктов, включая биогенный кремнезем и кремнийорганические комплексы. Выявлены структурные элементы пектина древесной зелени ели, экстрагируемого водным раствором соляной кислоты, а именно: линейной и разветвленной областей главной углеводной цепи макромолекулы, боковых углеводных цепей, и определена структура углеводной части макромолекулы арабиногалактановых белков. Наработаны, фракционированы, фрагментированы и очищены пектин-, арабинан- и галактансодержащие полисахариды древесной зелени ели, экстрагируемые водным раствором оксалата аммония. Проведена их частичная идентификация, и дана их характеристика: определено качественное и количественное содержание нейтральных моносахаридов, белка и уроновых кислот, метоксильных и ацетильных групп. Выделены нанокристаллы целлюлозы (НКЦ) с полиморфной структурой целлюлозы II и новой (дискообразной) морфологией, с химическим составом, близким к природному полимеру. Дискообразные кристаллы образуют устойчивые гидрозоли, обладающие неньютоновскими свойствами, характеризующиеся оптической анизотропией под действием сдвиговых напряжений в поле механической нагрузки. Осуществлена модификация поверхности стержнеобразных частиц НКЦ этил- (циано-, карбокси- и амидсодержащими) функциональными группами. Установлена биосовместимость частиц НКЦ разных типов с использованием тестов, определяющих влияние наночастиц и их гидрозолей на компоненты крови.Синтезированы макромолекулярные антиоксиданты на основе ионогенных полисахаридов, и доказана их структура. Установлены гидролитические превращения тетрахлорида титана, протекающие на поверхности гибридных целлюлозных материалов. Изучена кинетика реакций остаточного лигнина лиственной сульфатной порошковой целлюлозы с диоксидом хлора по моделям 1-го и 2-го порядков в забуференной системе с использованием потенциометрического метода, и определено значение константы скорости реакции. Рассмотрены вулканизационные и физико-механические свойства резин на основе синтетических каучуков в присутствии модификаторов - неоргано-лигноцеллюлозных порошков, полученных в системе тетрахлорид титана - гексан. Разработан способ комплексной переработки кремнеземсодержащей растительной биомассы различного ботанического происхождения с выделением ряда целевых продуктов - лигноцеллюлозы, полисахаридных комплексов, лигнинных веществ, кремнийорганических комплексов и изолированием биогенного кремнезема. Показана возможность восстановительного и окислительного облагораживания вторичной лигноцеллюлозы - низкосортной макулатурной массы для использования в производстве бумаг белых видов.