Пластификатор Полипласт СП-1Б (С-3) 5кг.
Полипласт СП-1Б (С-3) — суперпластификатор для сборного и товарного бетона на основе полинафталинсульфонатовОбласть применения
Универсальная добавка для приготовления строительных растворов
Подходит для теплых полов, цементных стяжек, фундаментов и др.
Возможности и преимущества
1. Увеличивает подвижность бетонной смеси от П1 до П5
2. Снижает количество воды затворения до 20…25%
3. Увеличивает конечные прочностные характеристики бетона на 25%
4. Увеличивает морозостойкость и водонепроницаемость бетона
5. Позволяет снизить расход цемента до 20%
6. В 1,5 – 1,6 раза увеличить сцепление бетона с закладной арматурой и металлоизделиями
Рекомендуемая дозировка
Рабочая концентрация выбирается потребителем, исходя из требований технологии, условий применения и удобства в использовании в пропорции 1,2%-3% от массы цемента.
Дозирование
Введение добавки «ПОЛИПЛАСТ СП-1Б» производится:
-вместе с расчетным (на замес) количеством воды затворения;

Требования безопасности
Добавка «ПОЛИПЛАСТ СП-1Б» является малоопасным веществом и относится к IV-му классу опасности по ГОСТ 12.1.007. Добавка не образует токсичных соединений в воздушной среде и сточных водах. При работе с добавкой следует применять средства индивидуальной защиты для предотвращения попадания на кожу, в глаза, органы дыхания и пищеварения.
Нормативно-техническая документация
Выпускается по ТУ BY 190679156.001-2010, Техническое свидетельство №ТС 03.0070.13; Декларация о соответствии № BY/112 11/01; ТР013 063 00422; Свидетельство ГУ «Республиканского научно-исследовательского центра гигиены»
BY.70.71.01.008.Е.000255.03.14 от 13.03.2014г.
Гарантийный срок хранения — 12 месяцев при температуре не мене +10 С. При замерзании не снижает своих качественных показателей, при длительном хранении перед употреблением перемешать
Суперпластификатор С-3. «ХИМПЭК» — Крупный поставщик химического сырья и реагентов для всех отраслей промышленности и агропромышленного комплекса
Требования безопасности
Класс опасности по степени воздействия на организм человека | 3 |
Виды опасности | |
Взрыво- и пожароопасность | Добавка в форме раствора пожаровзрывобезопасна.![]() |
Опасность для человека | При длительном поступлении в организм в условиях превышения ПДК добавка действует на ЦНС, кровь, печень. Оказывает раздражающее действие на слизистые оболочки и незащищенную кожу. Кумулятивные свойства выражены умеренно. |
Средства индивидуальной защиты | Спецодежда, спецобувь, защитные рукавицы или резиновые перчатки, средства индивидуальной защиты органов дыхания (респираторы ШБ-1 «Лепесток»). |
Гарантийный срок хранения продукта — 1 год с даты изготовления.
«Полипласт СП-1» используют при производстве бетонов любых классов — от B15 и выше, включая марки с предварительно напряженным армированием. Также продукт применяют при выпуске тонкостенных ЖБИ, конструкций с большим количеством арматуры. Суперпластификатор С-3 добавляют в бетонные смеси, предназначенные для создания сложных архитектурных форм и элементов мощения. Наконец, продукт востребован в монолитном домостроении.
Соединение относят к классу суперпластифицирующих суперводоредуцирующих добавок, предназначенных для применения с бетонами и строительными растворами. В состав суперпластификатора С-3, также известного под торговой маркой «Полипласт СП-1», входят модифицированные высокомолекулярные натриевые полинафталинметилсульфонаты. Продукт не содержит хлоридов. Использование добавки способствует увеличению ранней и марочной прочности бетона, а также повышает удобоукладываемость. Среди причин купить пластификатор для бетона:
- возможность получить литые бетонные смеси со способностью к самоуплотнению, не нуждающиеся в вибрации при укладке;
- в равноподвижных смесях – снижение расхода цемента до 22 %;
- получение товарного бетона, сочетающего высокую подвижность с отсутствием расслоения и водоотведения. Такой раствор легко перекачивается насосами для последующей укладки в опалубочную систему;
- возможность производить смеси повышенной подвижности с увеличенной прочностью, достигаемой за счет уменьшения водоцементного соотношения.
Суперпластификатор С-3 имеет вид порошка или раствора, окрашенного в цвет от коричневого до темно-коричневого.
Пластификатор для бетона разрешено транспортировать любым транспортом. Тара – полипропиленовые мешки с вкладышем из полиэтилена, бочки или кубоконтейнеры. Хранить «Полипласт СП-1» надлежит в герметичной упаковке в сухих помещениях, не допуская попадания прямых солнечных лучей и заморозки. Продукт гарантированно сохраняет свойства в течение года с даты изготовления.
Суперпластификатор ПОЛИПЛАСТ СП-1 (аналог С-3)
УНИВЕРСАЛЬНЫЙ СУПЕРПЛАСТИФИКАТОР «ПОЛИПЛАСТ СП-1» Описание ПОЛИПЛАСТ СП-1 – представляет собой нафталинформальдегидный суперпластификатор для бетонов и строительных растворов. По своим потребительским свойствам добавка Полипласт СП-1 отвечает требованиям к пластифицирующим и водоредуцирующим добавкам по ГОСТ 24211, EN 934-2, а также требованиям ТУ 5870-005-58042865-2005. Добавка производится двух типов: с ненормируемым воздухововлечением и с пониженным (нормируемым) воздухововлечением (Полипласт СП-1ВП). Область применения Полипласт СП-1 является универсальной добавкой, применяемой при производстве товарного бетона, сборных и монолитных железобетонных конструкций из тяжелого, легкого и ячеистого бетона в гражданском, промышленном, транспортном и дорожном строительстве. Рекомендуется применять для производства самоуплотняющихся бетонов (при использовании заданного количества микронаполнителей). Возможности и преимущества Применение добавки ПОЛИПЛАСТ СП-1 в товарном бетоне позволяет достичь следующих показателей: — Улучшить смачивание и равномерность диспергирования цемента; — Улучшить удобоукладываемость бетонной смеси без снижения прочности бетона в нормируемые сроки; — За счет водопонижения повысить раннюю прочность, водонепроницаемость и долговечность бетона или снизить расход цемента при неизменных характеристиках бетона; — Сократить трудозатраты и энергозатраты при укладке бетона и формовании изделий; — Снизить водопотребность бетонной смеси; Суперпластификатор Полипласт СП-1 не содержит хлоридов и может применяться при изготовлении армированных и предварительно напряженных железобетонных конструкций.
Нормативная и техническая документация — Сертификат соответствия стандарту EN 934-2; — Сертификат соответствия системы ГОСТ Р; — Санитарно-эпидемиологическое заключение на продукт; — Заключение НИИЖБ о влиянии добавки Полипласт СП-1 на защитные свойства бетона по отношению к стальной арматуре согласно СТ СЭВ 4421-83; — Заключение ЦНИИС по применению добавки Полипласт СП-1 для конструкций транспортного строительства; — Заключение РОСДОРНИИ по применению добавок ОАО «Полипласт» в дорожных бетонах; — Паспорт безопасности вещества. Инструкция по применению Дозировка: — для подвижных бетонных и растворных смесей 0,4 — 0,8% от массы вяжущего в пересчете на сухое вещество; — для самоуплотняющихся бетонов 0,8 – 1,2% от массы вяжущего в пересчете на сухое вещество. Дозирование: В жидком виде добавка Полипласт СП-1 вводится вместе с водой затворения, добавка в сухом виде предварительно разводится в воде. После введения Полипласт СП-1 в бетонную смесь необходимо обеспечить достаточное время перемешивания с целью равномерности распределения добавки в соответствии с нормативными требованиями.
Замечания/ограничения: При применении добавки в технологии бетона следует выполнять требования нормативной документации. При изменении инертных или вяжущих составляющих бетонной смеси рекомендуется корректировка состава бетона в лаборатории.
Пластификатор Мономах С-3 Premium в Арзамасе за 443.81 руб. в наличии
Суперпластификатор С-3 (СП) — разработка российских специалистов НИИЖБа. Является аналогом зарубежных суперпластификаторов типа «Майти 100» (Япония), сикамент, мельмент (Германия), не уступая им по качеству. Суперпластификатор С-3 в количестве 0,2 — 0,7% от массы цемента позволяет получать литые самоуплотняющиеся, практически не требующие вибрации бетонные смеси, а при снижении расхода воды затворения — бетоны повышенной прочности при неизменной подвижности смеси. Можно использовать оба эти эффекта частично, т. е. получать смеси повышенной подвижности по сравнению с исходной и одновременно несколько увеличивать прочность бетона за счет снижения расхода воды. Наиболее эффективные области применения суперпластификатора С-3 — производство железобетонных изделий (плит, панелей, напорных труб и т. д.) и массивных густоармированных конструкций, возведение монолитных железобетонных сооружений, изготовление бетонных полов и покрытий с высокими эксплуатационными свойствами и отличным внешним видом.
Эффекты от применения добавки:
- Увеличение текучести бетонных и растворных смесей в 6-7 раз, что позволяет бетонировать густоармированные и обычные конструкции практически без применения вибраторов.
- Снижение водопотребности бетонной смеси на 15% для получения равно подвижного бетона.
- Повышение прочности (на 10-15 МПа), плотности и однородности бетона, улучшение его структуры.
- Увеличение сцепления нового бетона со старым.
- Получение гладкой высококачественной лицевой поверхности изделий различной формы.Увеличение водонепроницаемости, морозо- и коррозионной стойкости бетона в 2-4 раза.
- Снижение трудозатрат при укладке бетона.
- Эффект пластификации при введении С-3 позволяет снизить расход цемента (на 20%), длительность тепловлажностной обработки или срок распалубки конструкций, твердеющих в естественных условиях, а также время передачи натяжения арматуры на бетон для преднапряженных элементов.
- Легко смешивается с другими добавками (гидрофобизаторы, ускоряющие, замедляющие, воздухововлекающие и др. добавки), не вступая в химическую реакцию с ними и сохраняя свои свойства.
- В процессе эксплуатации не оказывает вредного воздействия на организм человека и окружающую среду. Разрешен Минздравом РФ для использования в железобетонных конструкциях, в том числе контактирующих с питьевой водой (трубы).
Способы применения:
1. Смешивание с цементом и песком при приготовлении сухих растворных смесей.
2. Добавление порошка непосредственно в бетоносмеситель с водой затворения.
3. Растворение в воде до 15-30% концентрации и затем добавление приготовленного раствора в бетоносмеситель после введения основной массы воды.
Дозировка — 0,25-0,7% от массы цемента (250-700 грамм на 100 кг цемента) в зависимости от области применения: литьевая технология — 0,5-0,7% от массы цемента.Бетонирование сводится к применению литой смеси, которая легко заполняет форму или опалубку и образует ровную гладкую поверхность, не требующую отделки.Штукатурные растворы 0,1-,3% от массы цемента (100-300 грамм на 100 кг цемента). Использование СП для оштукатуривания наклонных и вертикальных поверхностей возможно при его добавлении не более 0,3% от массы цемента. При концентрации СП более 0,3% возможно сползание раствора.
Пластификатор для бетона с 3
87 ₴ Пластификатор СП-1 С-3 добавка к бетону+380 (66) 72… показатьиз Киева в Запорожье
Купить
201 ₴ Пластификатор SP1-vp для укрепления бетона 3 кг на 75 кв. м.+380 (93) 17… показатьиз Киева в Запорожье
Купить
-30%
84 ₴ 120 ₴ Пластификатор СП-1 С-3 добавка к бетону+380 (95) 01… показатьиз Киева в Запорожье
Купить
-30%
84 ₴ 120 ₴ Пластификатор СП-1 С-3 добавка к бетону+380 (99) 17.
из Киева в Запорожье
Купить
-20%
81 ₴ 101 ₴Оптовые цены от 3 шт. 77 ₴/шт.
из Киева в Запорожье
Купить
590 ₴/канистраОптовые цены от 10 канистра 570 ₴/канистра
из Николаева в Запорожье
Купить
71 ₴ Пластификатор для бетона С-3 Hormusend HLV-72 1 л+380 (99) 60… показатьиз Киева в Запорожье
Купить
570 ₴ Пластификатор для бетона С-3 Hormusend HLV-72 10 л+380 (99) 60… показатьиз Киева в Запорожье
Купить
300 ₴ Пластификатор для бетона С-3 Hormusend HLV-72 5 л+380 (99) 60… показатьиз Киева в Запорожье
Купить
135 ₴ Мягкие Капсулы С Омегой 3-6-9 Добавка Диетическая+380 (66) 77… показатьпо г. Запорожье
Купить
904,20 ₴ Добавка для подводного бетонирования Mapeplast UW ( 3 кг ), MapeiПод заказ+380 (66) 36… показатьпо г. Запорожье
Купить
85 ₴ Пластификатор СП-1 С-3 добавка к бетону+380 (98) 56… показатьиз Киева в Запорожье
Купить
-35%
84 ₴ 129 ₴ Пластификатор СП-1 С-3 добавка к бетону+380 (66) 18… показатьиз Киева в Запорожье
Купить
-34%
117 ₴ 176 ₴ Пластификатор СП-1 С-3 добавка к бетону 800 г+380 (50) 31… показатьиз Львова в Запорожье
Купить
-23%
295,37 ₴ 384 ₴ Пластификатор SP1-vp, для укрепления бетона, 3 кг на 75 кв. м.+380 (67) 62… показатьиз Днепра в Запорожье
Купить
1 199 ₴ Шарф из 100% кашемира женский 30×180см, настоящий оригинал без добавок — Бордовый+380 (97) 00… показатьиз Львова в Запорожье
Купить
105,79 ₴ Набор DIY Slime 6778 (96шт|2) колба для изготовления лизуна, добавки, 3 вида, в коробке 17*8,9*18,1+380 (93) 44… показатьиз Киева в Запорожье
Купить
57 ₴ Реологическая добавка CA-3 Матирующая добавка Устраняет блеск 100гр+380 (67) 65… показатьпо г. Запорожье
Купить
325 ₴ Реологическая добавка CA-3 Матирующая добавка Устраняет блеск 1кг+380 (67) 65.
по г. Запорожье
Купить
5 827 ₴ Реологическая добавка CA-3 Матирующая добавка Устраняет блеск 20кг+380 (67) 65… показатьпо г. Запорожье
Купить
120 ₴ Аминокислота Треонин кормовой 98%фасовка25 кг), кормовая добавка+380 (97) 37… показатьиз Тернополя в Запорожье
Купить
168 ₴Оптовые цены от 6 шт. 142 ₴/шт.
из Киева в Запорожье
Купить
-43%
170,01 ₴ 299 ₴ Консилер-добавка для закрашивания седины от 3 до 6 уровня Conceal Gray Coverage Additives Conceal Levels 3 — 6+380 (99) 48… показатьиз Одессы в Запорожье
Купить
185,35 ₴ Микофикс Селект 3.Е кормовая добавка для птицы, свиней и жвачных, а также рыбы и креветок+380 (97) 37… показатьиз Тернополя в Запорожье
Купить
207,32 ₴ Биотроник ТОП 3 (підсилена формула) кормовая добавка, подкислитель+380 (97) 37… показатьиз Тернополя в Запорожье
Купить
395 ₴ Canal Toys Набор ароматных слаймов с добавками 277068 So Slime DIY Slime’licious Scented Slime 3-Pack+380 (97) 85.
из Киева в Запорожье
Купить
-43%
170,01 ₴ 299 ₴ Консилер-добавка для закрашивания седины от 3 до 6 уровня Conceal Gray Coverage Additives Conceal Levels 3 — 6+380 (73) 44… показатьиз Киева в Запорожье
Купить
99 ₴ Набор DIY Slime 6778 (96шт|2) колба для изготовления лизуна, добавки, 3 вида, в коробке 17*8,9*18,1+380 (98) 56… показатьиз Броваров в Запорожье
Купить
93 ₴ Набор DIY Slime 6778 (96шт|2) колба для изготовления лизуна, добавки, 3 вида, в коробке 17*8,9*18,1+380 (98) 56… показатьиз Броваров в Запорожье
Купить
314 ₴ Консилер-добавка для закрашивания седины от 3 до 6 уровня Conceal Gray Coverage Additives Conceal Levels 3 — 6+380 (50) 08… показатьиз Николаева в Запорожье
Заказать
199 ₴ Добавка диетическая — Экстракт по Болотову №3 Уксус Болотова — Диабетический 250мл+380 (50) 08… показатьиз Николаева в Запорожье
Купить
199 ₴ Добавка диетическая — Лактофит по Болотову №3 Фермент желтушника по Болотову 250 мл+380 (50) 08.
из Николаева в Запорожье
Купить
119 ₴ Шейный платок с добавкой натурального шёлка цвет пудра с рисунком+380 (67) 60… показатьиз Каменского в Запорожье
Купить
119 ₴ Шейный платок с добавкой натурального шёлка цвет бежевый и серый с рисунком+380 (67) 60… показатьиз Каменского в Запорожье
Купить
110 ₴ Шу Пу-Эр « Мини Туо Ча Императорский » 3-3,4 грамма, Китайский Чай+380 (95) 14… показатьиз Одессы в Запорожье
Купить
57 ₴ Реологическая добавка RH-3 Понижение вязкости продуктов на основе орган растворителей 100мл+380 (67) 65… показатьпо г. Запорожье
Купить
325 ₴ Реологическая добавка RH-3 Понижение вязкости продуктов на основе орган растворителей 1л+380 (67) 65… показатьпо г. Запорожье
Купить
5 827 ₴ Реологическая добавка RH-3 Понижение вязкости продуктов на основе орган растворителей 20л+380 (67) 65… показатьпо г. Запорожье
Купить
-43%
170,01 ₴ 299 ₴ Консилер-добавка для закрашивания седины от 3 до 6 уровня Conceal Gray Coverage Additives Conceal Levels 3 — 6+380 (99) 60.
из Киева в Запорожье
Купить
102 ₴ Набор DIY Slime 6778 (96шт|2) колба для изготовления лизуна, добавки, 3 вида, в коробке 17*8,9*18,1+380 (95) 51… показатьиз Ровно в Запорожье
Купить
55 597,82 ₴ Насос пищевых добавок PDM-D AA 150/7,5 400/3/50 0,25Под заказ+380 (362) 6… показатьиз Ровно в Запорожье
Купить
Пластификатор С-3, инструкция по применению и характеристики.
В строительстве с целью улучшения свойств, показателей бетонов и экономии цемента применяется специальная химическая добавка – пластификатор С-3. Рассмотрим характеристики и преимущества использования этого соединения.
Структура и области применения
По химическому составу пластификатор С-3 представляет собой соединение натриевых солей нафталин сульфокислот различной молекулярной массы, служащей добавкой при изготовлении бетона.
Образованный при органическом соединении поверхностно-активный состав воздействуют на получение экономически выгодной цементной смеси.
Суперпластификатор С-3 служит для следующего:
- улучшения качества бетонных соединений;
- уменьшения потребления цемента до 14% без ущерба для прочности конечных изделий;
- лучшей формовки, укладки бетонов, что уменьшает затраты на труд, увеличивает объёмы выработки;
- снижения потребления воды на 35%;
- основы при изготовлении различных добавок.
Пластикатор позволяет без добавления жидкости поднять пластичность, текучесть бетона, усилить адгезию с арматурой, твёрдыми наполнителями и сократить потребление энергоресурсов из-за сокращения времени на выпуск конструкций.
Комплексный универсальный пластикатор используют для следующих сфер:
- 1) изготовления колонн, ферм, опор, плит, других железобетонных изделий на основе шлакопортландцемента, портландцемента;
- 2) сооружения монолитных изделий из тяжёлого бетона от М200;
- 3) приготовления смеси с использованием мелкого песка или других нестандартных фракций, а также минеральных расширяющих добавок;
- 4) строительства из монолитных конструкций сложной конфигурации, густого армирования, изготовленных с применением бетонов М100 с пористыми заполнителями и М150 с мелкозернистыми структурами.
Состав пластификатора С-3 регламентируются ТУ 5745-001-97474489-2007.
Технические параметры
Суперпластификатор С-3 выпускают в виде:
- 1) жидкости цвета кофе с вязкой консистенцией в канистрах 20, 10, 5 л или в ёмкостях от 0,5 до 10 л;
- 2) коричневого порошка в полиэтиленовых мешках 0,8—25 кг.
Характеристики пластификатора С3 приведены в таблице.
№ | Наименование показателей | Количество | Примечание |
---|---|---|---|
1 | Плотность (г/см³) | 1,16–1,2 | При концентрации 30–36% и t=20 °C |
2 | Активных веществ (%) | 69 | Расчёт на сухой состав |
3 | Содержание воды (%) | 10 | Максимальное значение |
4 | pH раствора | 7–9 | При 2,5% жидком составе |
5 | Количество золы (%) | 38 | Пересчёт на сухое состояние |
6 | Срок хранения жидкого/порошкообразного (месяцев) | 6/24 | В сухом помещении |
Использование пластикатора обеспечивает бетонной смеси:
- повышение морозостойкости и подвижности состава до П-5;
- возрастание прочности на 40%, что соответствует классу В45;
- замедление схватывания при дальней транспортировке;
- снижение усадки;
- увеличение адгезии с арматурой в 1,6 раза, а водонепроницаемости до показателя W12.
Руководство по применению добавки
Ежегодно строительная отрасль использует 36 тысяч тонн этого вещества, которое сочетается с замедлителями или ускорителями схватывания, гидрофобизаторами, что делает его универсальным средством при изготовлении бетонных смесей.
Надлежит внимательно следовать требованиям инструкции по применению пластификатора С-3.
Метод использования сухого пластикатора
Такую добавку вносят в цементно-песчаный состав в жидком состоянии.
Как разводить пластификатор С-3 — порошок указывается в паспорте средства. Для приготовления бетона с этой добавкой следует:
- Перемешать постепенно воду с порошком в чистой ёмкости до концентрации 15–35% учитывая удобства пользования, условия эксплуатации, требования технологии. Для ускорения процесса температура жидкости рекомендована +30 — +90 °C. Расход пластификатора С-3 для приготовления 1 кг такого раствора составляет 366 г, а воды — 634 г.
- Полученное соединение настоять 24 часа, после чего добавить в ёмкость вместе с основной жидкостью и остальными ингредиентами, когда перемешивается бетонный состав.
Способ использования водянистого суперпластификатора
В зависимости от количества добавки в бетоне зависит время его схватывания. Перед внесением пластикатора его следует перемешать в чистой ёмкости до однородного состояния. Согласно инструкции пластификатора для бетона С-3 его дозируют из расчёта:
- 1—2 л на 100 кг цементной смеси для изготовления монолитных конструкций, фундаментов.
Жидкую добавку вливают вместе с водой при вращении бетономешалки. Потом добавляют другие наполнители, дорабатывают раствор до состояния готовности.
В частном домостроении часто возникает вопрос — сколько пластификатора С-3 потребуется на ведро цемента. Ответ прост: 0,05—0,1 л.
Во время приготовления бетона с добавлением суперпластификатора следует руководствоваться инструкцией по его применению. Только в этом случае товарный бетон и строительные конструкции получат соответствующие положительные характеристики и преимущества перед другими изделиями.
Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie
Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.
Настройка вашего браузера для приема файлов cookie
Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:
- В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
- Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
- Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
- Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
- Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.
Почему этому сайту требуются файлы cookie?
Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.
Что сохраняется в файле cookie?
Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.
Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.
Сравнительная токсичность пластификатора дибутилфталата по отношению к двум пресноводным водорослям
Сложные эфиры фталевой кислоты (ПАЭ), семейство новых загрязнителей окружающей среды, часто обнаруживаются в почвах и воде. Однако интенсивные исследования токсичности ПАЭ были сосредоточены на реакции роста наземных и водных животных, тогда как водным растениям, особенно фитопланктону, главному продуценту водных экосистем, уделялось лишь ограниченное внимание.Поэтому были исследованы острые токсические эффекты и лежащие в основе механизмы дибутилфталата (ДБФ) в различных концентрациях (0-20 мгл -1 ) на двух типичных пресноводных водорослях (Scenedesmus obliquus и Chlorella pyrenoidosa). Рост S. obliquus и C. pyrenoidosa заметно подавлялся воздействием ДАД в дозе 2-20 мг / л -1 . Средние значения эффективной концентрации через 96 часов (96h-EC 50 ) составляли 15,3 мгл -1 и 3,14 мгл -1 для S. obliquus и C.pyrenoidosa, соответственно, подразумевая, что сферический C. pyrenoidosa более чувствителен к ДАД, чем веретенообразный S. obliquus. Как и ожидалось, из-за повреждения клеточных органелл (то есть клеточных мембран, хлоропластов и белковых колец) плотность клеток и содержание хлорофилла заметно снизились при лечении DBP. Более того, ингибирование роста водорослей было тесно связано с увеличением производства внутриклеточных активных форм кислорода и содержания малонового диальдегида, что указывает на окислительный стресс и перекисное окисление липидов в обеих водорослях.Это было доказано повышенной активностью антиоксидантных ферментов, таких как супероксиддисмутаза и каталаза. Наши результаты будут способствовать пониманию токсичных механизмов в ПАЭ и оценке экологических рисков для основных продуцентов в водных экосистемах.
Ключевые слова: Водная экосистема; Перекисное окисление липидов; Окислительный стресс; Эфиры фталевой кислоты; Первичный производитель.
Гераниол и коричный альдегид как природные антибактериальные добавки для поли (молочной кислоты) и их пластифицирующее действие
Список литературы
[1] Эри Эри, Салими К., Эри С., Пышкин Э., Рзаев ЗМО. Carbohydr. Polym. 2016, 137, 111–118. Поиск в Google Scholar
[2] Маквана В.А., Лизундия Э., Ларраньяга А., Вилас Д.Л., Шейвер М.П. Green Mater. 2018, 6, 85–96. Поиск в Google Scholar
[3] Yallew TB, Aregawi S, Kumar P, Singh I. Int. J. Plast. Technol. 2018, 22, 56–72. Поиск в Google Scholar
[4] Javidi Z, Hosseini SF, Rezaei M. LWT — Food Sci. Technol. 2016, 72, 251–260. Поиск в Google Scholar
[5] Шейк С., Нагараджа Г.К., Наик Дж., Бхаджантри РФ. Внутр. J. Plast. Technol. 2017, 21, 108–122. Поиск в Google Scholar
[6] Лим Л-Т, Аура Р., Рубино М. Прог. Polym. Sci. 2008, 33, 820–852. Поиск в Google Scholar
[7] Икада Й., Цуджи Х. Macromol. Rapid Commun. 2000, 21, 117–132. Поиск в Google Scholar
[8] Мехта Р., Кумар В., Бхуния Х., Упадхьяй С.Н. J. Macromol. Sci. Часть C Polym. Rev. 2005, 45, 325–349. Поиск в Google Scholar
[9] Amass W, Amass A, Tighe B. Polym. Int. 1998, 47, 89–144. Поиск в Google Scholar
[10] Ван Х, Лю Х, Чу Ц., Ше Й, Цзян С., Чжай Л., Цзян С., Ли Х. Food Bioproc. Technol. 2015, 8, 1657–1667. Поиск в Google Scholar
[11] Шамели К., Ахмад МБ, Юнус WMZW, Ибрагим Н.А., Рахман Р.А., Джокар М., Дарроуди М. Int. J. Nanomed. 2010, 5, 573–579. Поиск в Google Scholar
[12] Сатиямурти Э., Искандарани Б., Салунке Б.К., Ким Б.С. Green Mater. 2018, 6, 48–57.Искать в Google Scholar
[13] Yu JP, Guan YX, Yao SJ, Zhu ZQ. Ind. Eng. Chem. Res. 2011, 50, 13813–13818. Поиск в Google Scholar
[14] Прапруддивонг С., Сомбатсомпоп Н. Compos. Часть B англ. 2012, 43, 2730–2737. Поиск в Google Scholar
[15] Цинь Й, Ли В., Лю Д., Юань М., Ли Л. Prog. Орг. Пальто. 2017, 103, 76–82. Поиск в Google Scholar
[16] Лю Д., Ли Х, Цзян Л., Чуан И, Юань М., Чен Х. Молекулы 2016, 21, 695–708.Искать в Google Scholar
[17] Celebi H, Gunes E. J. Appl. Polym. Sci. 2018, 135, 1–9. Поиск в Google Scholar
[18] Haghighi-Manesh S, Azizi MH. J. Food Proc. Англ. 2017, 40, e12542. Искать в Google Scholar
[19] Цинь И, Ян Дж, Сюэ Дж. Mater. Sci. 2015, 50, 1150–1158. Поиск в Google Scholar
[20] Вальдес А., Меллинас А.С., Рамос М., Бургос Н., Хименес А., Гарригос М.К. RSC Adv. 2015, 5, 40324–40335. Поиск в Google Scholar
[21] Каплан С., Аслан С. Внутр. J. Cloth Sci. Tech. 2016, 28, 300–310. Поиск в Google Scholar
[22] Де Силва Р.Т., Пасбахш П., Ли С.М., Кит А.Ю. Заявл. Clay Sci. 2015, 111, 10–20. Поиск в Google Scholar
[23] Соуза А.С., Гото GEO, Майнарди Дж. А., Коэльо ACV, Тадини С.К. LWT — Пищевая наука. Technol. 2013, 54, 346–352. Искать в Google Scholar
[24] Аволио Р., Кастальдо Р., Джентиле Дж., Амброджи В., Фиори С., Авелла М., Кокка М., Эррико М.Э. Eur. Polym. J. 2015, 66, 533–542.Искать в Google Scholar
[25] Yuan Y, Hu Z, Fu X, Jiang L, Xiao Y, Hu K, Yan P, Lei J. J. Appl. Polym. 2016, 133, 1–9. Поиск в Google Scholar
[26] Виллегас С., Торрес А., Риос М., Рохас А., Ромеро Дж., Де Дикастильо С.Л., Валенсуэла X, Галотто М.Дж., Гуарда А. Food Res. Int. 2017, 99, 650–659. Поиск в Google Scholar
[27] Егин Ю., Перес-Льюис К.Л., Чжан М., Акбулут М., Тейлор TM. J. Food Eng. 2016, 170, 64–71. Поиск в Google Scholar
[28] Gressier P, De Smet D, Behary N, Campagne C, Vanneste M. Ind. Crops Prod. 2019, 136, 11–20. Поиск в Google Scholar
[29] Каплан С., Аслан С., Улусой С., Орал А. J. Appl. Polym. Sci. 2020, 137, 48302. Поиск в Google Scholar
[30] Цинь И, Ян Дж, Сюэ Дж. J. Mater. Sci. 2015, 50, 1150–1158. Поиск в Google Scholar
[31] Юань Й, Ху З, Фу Х, Цзян Л., Сяо Й, Ху К., Янь П., Лей Дж. J. Прил. Polym. Sci. 2016, 133, 21–28. Искать в Google Scholar
[32] Ян Й, Сюн З, Чжан Л., Тан З, Чжан Р., Чжу Дж. Mater. Des. 2016, 91, 262–268. Поиск в Google Scholar
[33] Hwang SW, Park DH, Kang DH, Lee SB, Shim JK. J. Appl. Polym. Sci. 2016, 133, н / д-н / д. Поиск в Google Scholar
[34] Шираи М.А., Мюллер, директор по маркетингу, Гроссманн М.В., Ямашита Ф. J. Polym. Environ. 2015, 23, 54–61. Поиск в Google Scholar
[35] Яхьяуи М., Гордобил О., Эррера Диас Р., Абдеррабба М., Лабиди Дж. React. Функц. Polym. 2016, 109, 1–8. Поиск в Google Scholar
[36] Майза М., Бенаниба М.Т., Куинтард Дж., Массардье-Наджотт В. Polimeros 2015, 25, 581–590. Поиск в Google Scholar
[37] Mohammad S, Kaffashi B, Torabinejad B, Zamanian A, Sey J, Hejazi I. Carbohydr . 2016, 90, 232–241.Поиск в Google Scholar
[38] Ван Х, Чжан Р., Ченг Дж., Лю Х., Чжай Л., Цзян С. RSC Adv. 2015, 5, 98946–98954. Поиск в Google Scholar
[39] Чу З, Чжао Т., Ли Л., Фань Дж., Цинь Ю. Материалы (Базель). 2017, 10, 1–13. Поиск в Google Scholar
[40] Fabiana C, Suellen F, Oliveira M De, Caetano VF, Vinhas GM. Полимерос . 2018, 5169, 332–338. Поиск в Google Scholar
[41] Пельтцер М., Вагнер Дж., Хименес А. Food Addit. Contam. 2009, 26, 938–946. Поиск в Google Scholar
[42] Роберто А., Рэйчел С., Дженнаро Дж., Вероника А., Стефано Ф., Маурицио А., Мариакристина С., Мария Э. Eur. Polym. J. 2015, 66, 533–542. Поиск в Google Scholar
Справочник пластификаторов: третье издание
Справочник пластификаторов, третье издание, является важным профессиональным справочником, предоставляющим информацию, которая позволяет ученым, занимающимся НИОКР, химикам-технологам и инженерам информация, необходимая им для более эффективного использования пластификаторов и исключения использования некоторых пластификаторов в приложениях, где они могут вызвать проблемы со здоровьем или долговечностью материала.Пластификаторы жизненно важны для индустрии пластмасс, особенно для улучшения свойств таких материалов, как ПВХ. Пластификаторы обычно добавляют к сложным смесям, содержащим различные материалы, поэтому успешное включение требует широкого понимания механизмов действия пластификатора и совместимости с различными материалами и смесями. Существует большой выбор коммерческих пластификаторов и различные экологические проблемы, которые влияют на решения о выборе. В книге обсуждаются новые и исторические подходы к использованию пластификаторов, объясняются механизмы действия пластификаторов и их поведение в пластифицированных системах.В нем подробно рассказывается об использовании пластификаторов в ряде конкретных полимеров, полимерных смесях и других промышленных продуктах. Это включает покрытие влияния пластификаторов на обработку. Джордж Выпич предоставляет данные и ноу-хау из самых последних источников и обновленную информацию, необходимую инженерам и ученым, работающим в индустрии пластмасс, а также во многих отраслях промышленности, которые используют пластики в своей продукции. Книга охватывает использование, преимущества и недостатки пластификаторов, исторические и теоретические основы, их влияние на условия процесса, а также вопросы здоровья, безопасности и окружающей среды.Позволяет материаловедам, химикам и инженерам более эффективно использовать пластификаторы и избегать рисков для здоровья, безопасности или производительности. Включает подробное описание воздействия пластификаторов на полимеры и методы обработки. Предоставляет обширную информацию, необходимую для выбора подходящего пластификатора для любого применения. Охватывает использование, преимущества и недостатки пластификаторов, включая исторические и теоретические основы.
Границы | Пластификаторы и здоровье сердечно-сосудистой системы: роль дисфункции жировой ткани
Введение
Сердечно-сосудистые заболевания (ССЗ) приводят к примерно 17 заболеваниям.9 миллионов смертей ежегодно, что делает их одной из основных причин смерти во всем мире. 1 Существенное глобальное воздействие сердечно-сосудистых заболеваний — одна из наиболее серьезных проблем общественного здравоохранения нашего времени. Один из самых сильных предикторов сердечно-сосудистых заболеваний — ожирение. Хотя ожирение считается независимым фактором риска сердечно-сосудистых заболеваний, оно часто возникает в сочетании с другими факторами риска, включая гипертензию, инсулинорезистентность и дислипидемию (Kachur et al., 2017), при так называемом метаболическом синдроме (МетС).Наличие MetS увеличивает риск смерти от сердечно-сосудистых заболеваний примерно в 2 раза (Ju et al., 2017).
Учитывая, что ожирение является основной движущей силой сердечно-сосудистых заболеваний, стратегии профилактики зависят от понимания экологических и социально-экономических факторов, лежащих в основе мировых тенденций в отношении показателей ожирения. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), в 2016 году более 1,9 миллиарда взрослых имели избыточный вес (ИМТ> 20) и 650 миллионов взрослых страдали ожирением (ИМТ> 30), что составляет 39 и 13% населения мира соответственно.Если тенденции сохранятся, к 2030 году примерно половина взрослого населения США будет страдать ожирением, причем каждый четвертый будет иметь тяжелые заболевания (Ward et al., 2019). За последние десятилетия показатели ожирения у детей росли быстрее, чем у взрослых (Biro et al., 2016), в результате чего в настоящее время одна треть детей в Северной Америке страдает от одного или нескольких факторов риска сердечно-сосудистых заболеваний (Tremblay и Willms, 2000; Biro et al., 2016). Примерно три четверти детей с избыточным весом или ожирением будут страдать ожирением во взрослом возрасте и иметь риск сердечно-сосудистых осложнений (Ward et al., 2019).
Высокая заболеваемость ожирением объясняется множеством факторов окружающей среды и образа жизни, в первую очередь изменениями в производстве и поставке продуктов питания, а также снижением физической активности. Хотя потребление высококалорийной пищи и малоподвижный образ жизни действительно являются движущими силами в патогенезе кардиометаболических заболеваний, есть некоторые данные, позволяющие предположить, что они не полностью объясняют эпидемию ожирения (Huo et al., 2016). В начале 2000-х Паула Бэйли Гамильтон синтезировала экологические данные, чтобы выявить корреляцию между ростом показателей ожирения в Соединенных Штатах и увеличением производства синтетических химикатов (Baillie-Hamilton, 2002).Это наблюдение совпало с появившейся теорией эндокринного нарушения, которая объясняет разрушающие гомеостаз эффекты экзогенных химических веществ вмешательством в синтез, высвобождение, транспортировку, метаболизм или удаление эндогенных гормонов организма. В 2006 году Грун и Блумберг выдвинули «гипотезу экологического ожирения», предложив причинную связь между экологическими токсинами и эпидемией ожирения (Grün and Blumberg, 2006).
Химические вещества, разрушающие эндокринную систему (EDC), мешают передаче сигналов гормонов, имитируя эндогенные лиганды ядерных рецепторов и действуя как агонисты или антагонисты в зависимости от дозы, вида и типа клеток.Пластификаторы относятся к числу наиболее распространенных EDC из-за их высокой продуктивности, медленного разложения и выщелачивания в окружающую среду. Существует две основные группы пластификаторов: 1) бисфенолы, придающие жесткость твердым поликарбонатным пластмассам, и 2) фталаты, придающие гибкость мягким пластмассам и продуктам из поливинилхлорида (ПВХ). Большое количество доказательств указывает на то, что эти пластмассы препятствуют дифференцировке адипоцитов и функции жировой ткани. Поскольку жировая ткань является важным регулятором здоровья сердечно-сосудистой системы, влияние пластификаторов на биологию адипоцитов может лежать в основе их связи с ожирением и сердечно-сосудистыми заболеваниями.Таким образом, в этом обзоре будут обсуждаться бисфенолы и фталаты, их связь с MetS и их влияние на развитие и функцию жировой ткани.
Пластификаторы
Бисфенолы
Бисфенолы являются одними из наиболее широко производимых синтетических химикатов во всем мире. Они используются в производстве поликарбонатных пластиков и покрытий из эпоксидной смолы в контейнерах для пищевых продуктов и напитков. Дополнительные продукты, содержащие бисфенолы, включают медицинские и стоматологические устройства, строительные материалы, термобумагу и детские игрушки (Chen et al., 2016). Наиболее распространенный и известный бисфенол — это 2,2-бис (4-гидроксифенил) пропан или бисфенол А (BPA). Мировое производство BPA увеличилось примерно на 2,3 миллиона тонн в период с 2003 по 2011 год (Flint et al., 2012), и ожидается, что его потребление будет расти со скоростью 3,6% в год до 2023 года. 2 . Воздействие на человека в основном происходит через прием пищи, напитков и питьевой воды, загрязненных в результате вымывания из-за неполной полимеризации или разложения полимера.Исследование, проведенное среди студентов Гарварда, показало, что после периода вымывания, в течение которого воздействие BPA было ограниченным, 1 неделя употребления воды из поликарбонатных бутылок с водой повысила уровень BPA в моче почти на 70% (Carwile et al., 2009). В Национальном обследовании здоровья и питания (NHANES) участники, которые потребляли один или несколько консервов в течение 24 часов, уровни BPA в моче были более чем на 50% выше, чем у тех, кто не употреблял консервы (Hartle et al., 2016). Бисфенолы могут попадать в организм не через прием внутрь (Stojanoska et al., 2017), поскольку они повсеместно распространены в нашей окружающей среде, обнаружены в поверхностных водах, твердых биологических веществах, почве и воздухе (Corrales et al., 2015).
Проглоченный BPA быстро конъюгируется в печени и выводится с желчью или мочой, с примерным периодом полувыведения 6 часов (Völkel et al., 2008; Genuis et al., 2012). Несмотря на быстрый метаболизм и клиренс, BPA устойчив в нашей окружающей среде и обнаруживается более чем в 92% проб мочи (Calafat et al., 2008). Результаты недавнего исследования, в котором использовался новый прямой метод измерения уровней BPA и его конъюгированных метаболитов, предполагают, что традиционные косвенные методы, используемые регулирующими органами для оценки риска для здоровья людей, возможно, занижали экспозицию более чем в 40 раз (Gerona et al., 2020). Исследования показывают, что бисфенолы проникают через плаценту и накапливаются в тканях плода на более высоких уровнях, чем в сыворотке крови матери (Ikezuki et al., 2002; Gerona et al., 2013). Это может быть связано с незрелой защитой от детоксикации, что приводит к более медленному выведению бисфенолов из фетального компартмента, как показали исследования на беременных овцах (Corbel et al., 2015; Gingrich et al., 2019). Плод особенно уязвим к разрушающим эндокринную систему эффектам бисфенолов и других ксенобиотиков, поскольку он проходит критические стадии развития — созревание органов и установление эндокринных осей.
К 2005 году в десятках лабораторий в США, Японии и Европе было проведено более 100 исследований, показывающих побочные эффекты BPA на уровне или ниже стандарта безопасности. В 2008 году правительство Канады объявило BPA токсичным веществом, а в 2010 году запретило весь импорт и продажу детских товаров, содержащих BPA 3 , действия, которым следовали Европейский Союз в 2011 году и FDA в 2012 году. Развитие токсикологии и токсикокинетических данных вызвало обеспокоенность потребителей, что вынудило промышленность заменить BPA химическими заменителями.Аналоги BPA разделяют две гидроксифенольные функциональности (Chen et al., 2016). Бисфенол S (BPS), бисфенол F (BPF) и бисфенол AF (BPAF) являются наиболее распространенными аналогами и содержатся в продуктах с пометкой «без BPA» (Rochester and Bolden, 2015). Увеличение производства и потребления аналогов BPA привело к увеличению воздействия на окружающую среду и человека. По данным NHANES, BPA, BPS и BPF были обнаружены в 96, 84 и 67% проб мочи взрослых в США соответственно (Lehmler et al., 2018).Другое исследование Liao et al. сообщили о наличии BPS в 81% проб мочи, собранных в США (Lehmler et al., 2018). Wang et al. определили, что уровни воздействия аналогов BPA различаются в зависимости от страны, что, вероятно, отражает производственную практику или источники воздействия. Суточное потребление BPS у человека было самым высоким в Саудовской Аравии, Франции и Вьетнаме, тогда как ежедневное потребление BPF у человека было самым высоким в Саудовской Аравии, Нидерландах и Канаде (Wang et al., 2020). В Канаде, стране, которая первой ограничила использование BPA, было самое низкое потребление BPA, но самое высокое потребление BPF (Wang et al., 2020). Несмотря на то, что было проведено обширное исследование воздействия BPA на здоровье, относительно мало исследований изучали аналоги, которые его заменили. Токсичность аналогов BPA не была изучена в достаточной степени перед выпуском на рынок, и имеющиеся данные указывают на то, что они проявляют аналогичные свойства, разрушающие эндокринную систему, и могут приводить к таким же неблагоприятным последствиям для здоровья.
Фталаты
Фталаты представляют собой диэфиры 1,2-бензендикарбоновой кислоты, которые используются в качестве пластификаторов в полимерных продуктах, пластификаторов в пластиках ПВХ и стабилизаторов ароматов в гигиенических и косметических продуктах (Stojanoska et al., 2017; Wang et al., 2019). Воздействие фталатов широко распространено, поскольку они обнаруживаются во многих потребительских товарах, включая клеи, моющие средства, автомобильные пластмассы, одежду, контейнеры для хранения и предметы личной гигиены. Воздействие на человека в первую очередь происходит при приеме внутрь, вдыхании или абсорбции через кожу, поскольку фталаты могут мигрировать из продуктов в пищу, воздух, пыль и воду (Wang et al., 2019). Примерно 60% фталатов, попавших в организм, метаболизируются в течение 24 часов и выводятся с мочой; однако метаболиты были обнаружены в крови, слюне, околоплодных водах и грудном молоке (Stojanoska et al., 2017).
Ди (2-этилгексил) фталат (ДЭГФ) — это высокомолекулярный фталат, который чаще всего встречается в пластмассах и после попадания в организм превращается в несколько различных метаболитов. Первичные моноэфирные метаболиты DEHP включают: моно (2-этилгексил) фталат (MEHP), ди-н-октилфталат (DnOP), ди-н-бутилфталат (DnBP), бензилбутилфталат (BBzP) и диэтилфталат (Lang и др., 2008). Метаболиты вторичного окисления включают: моно-2-этил-5-гидроксигексилфталат (MEHHP), моно-2-этил-5-оксогексилфталат (MEOHP) и моно-2-этил-5-карбоксипентилфталат (MECPP) среди многих других. (Микер и др., 2012). Согласно данным NHANES за 1999–2000 гг., MEHP обнаруживался в моче у> 75% участников, а MEP, MBP и MBzP выявлялись у> 97% участников в США (Silva et al., 2004). В Обследовании показателей здоровья в Канаде 2007–2009 гг. Отслеживалось 11 метаболитов, и результаты показали, что MEP, MnBP, MBzP, MCPP, MEHP, MEOHP и MEHHP были обнаружены у> 90% канадцев (Saravanabhavan et al., 2013).
В конце 1990-х годов возникла озабоченность по поводу неблагоприятного воздействия фталатов на человека, первоначально сосредоточенная на DEHP и DINP и их возможной репродуктивной токсичности и токсичности для развития.Группы, сформированные Американским советом по науке и здоровью (ACSH) и Центром оценки риска для репродукции человека NTP (NTP-CERHR), оценили токсичность ряда фталатов (Kamrin, 2009). В 2008 году Закон США о повышении безопасности потребительских товаров (CPSIA) установил ограничения на использование шести фталатов в детских товарах. В соответствии с этим законом индивидуальный предел концентрации DEHP, DBP и BBP ограничен 1000 ppm в детских игрушках и товарах для детей младше 3 лет (Smith et al., 2020). Принимая во внимание, что DINP, DIOP и DnOP ограничены концентрациями не более 1000 ppm в детских игрушках, которые достаточно малы, чтобы попасть в рот ребенка, и в продуктах для детей в возрасте до трех лет (Smith et al., 2020). Правительства Канады и Европы ввели аналогичные ограничения на эти шесть фталатов. Консультативная группа по хроническим опасностям, созванная в 2010 году, рекомендовала агентствам США дальнейшие действия по расширению ограничений для DBP, BBP и DEHP с целью включения дополнительных потребительских товаров.Эти правила инициировали движение к более безопасным альтернативам, побуждая некоторые компании добровольно использовать заменители с предположительно более низкой токсичностью.
Воздействие пластификаторов и риск метаболического синдрома: эпидемиологические данные
Бисфенолы
Современные эпидемиологические исследования, изучающие связь между концентрацией бисфенола в моче и развитием ожирения и других факторов риска сердечно-сосудистых заболеваний, в основном сосредоточены на BPA. Многие из этих исследований были проведены в поперечном сечении, в основном с использованием данных NHANES (LaKind et al., 2012). Используя данные за 2003–2008 годы, исследователи определили, что более высокие уровни BPA в моче тесно связаны с окружностью веса (WC) и ИМТ у мужчин и женщин старше 20 лет (Shankar et al., 2012). Cai et al. использовали данные NHANES за 2003–2014 гг., чтобы определить, что более высокие уровни BPA были связаны с увеличением общего бремени ССЗ у мужчин; однако в женских группах результатов не было (Cai et al., 2020). Анализируя данные за 2003–2004 гг., Lang et al. Аналогичным образом продемонстрировали, что сердечно-сосудистые заболевания связаны с относительно высокими уровнями BPA по сравнению с более низкими квартилями и что увеличение сердечно-сосудистых заболеваний связано с увеличением на одно стандартное отклонение BPA (Lang et al., 2008). Хотя приведенные выше результаты указывают на связь между бисфенолами и MetS, ведутся споры относительно аналитических методов и пригодности данных NHANES для определения ассоциаций. Применяя различные критерии включения, методы и определения случаев, Lankind et al. не удалось найти связи между концентрациями BPA и сердечно-сосудистыми заболеваниями в нескольких наборах данных NHANES (LaKind et al., 2012).
Данные, полученные от когорт, отличных от NHANES, предоставляют дополнительные доказательства, подтверждающие связь между воздействием бисфенола и MetS.В поперечном исследовании Wang et al. проанализировали популяцию взрослых старше 40 лет из общины в Шанхае, Китай ( n = 3390). Были определены положительные ассоциации между высшими квартилями воздействия BPA и инсулинорезистентностью, а также общим и абдоминальным ожирением (Wang et al., 2012). Исследование случай-контроль, проведенное Duan et al. выявили положительную корреляцию между концентрациями BPS или BPAF в моче и диабетом 2 типа (T2D) (Duan et al., 2018). Другое исследование было направлено на определение риска развития СД2 в течение 9-летнего периода во французской когорте под названием «Данные эпидемиологического исследования синдрома инсулинорезистентности» (Д.E.S.I.R). Из 755 участников был диагностирован 201 случай диабета, и результаты показали, что участники из более высоких квартилей воздействия BPA имели почти вдвое больший риск развития T2D (Rancière et al., 2019). В целом, имеющиеся данные предоставляют убедительные доказательства связи между воздействием бисфенола и MetS.
Фталаты
В нескольких эпидемиологических исследованиях изучалась взаимосвязь между воздействием фталатов и риском ожирения и связанных с ним метаболических нарушений.Используя данные NHANES (1992–2002 гг.), В двух исследованиях была выявлена взаимосвязь между метаболитами фталата в моче и ожирением. Hatch et al. обнаружили, что ИМТ и WC были положительно связаны с воздействием шести фталатов у мужчин в возрасте от 20 до 59 лет: самая сильная связь возникает с MBzP, MEHHP и MEOHP (Hatch et al., 2008). Однако только MEP достоверно предсказал BMI и WC у девочек-подростков, но не у взрослых женщин. Stahlhut et al. сообщили о связях между MBzP, MEHHP, MEOHP, MEP и WC (Stahlhut et al., 2007). Оба исследования определили, что MEHP не имеет значимой корреляции с WC, что может быть объяснено более коротким периодом полураспада по сравнению с другими изученными метаболитами.
Поперечное исследование с использованием данных Корейского национального исследования состояния окружающей среды II за 2012–2014 гг. ( n = 5 251) показало значительную связь между уровнями MEHHP в моче и MetS, определенными критериями NCEP ATP III (Shim et al., 2019). В соответствии с этими результатами Джеймс-Тодд и др. Использовали данные NHANES с 2001 по 2010 год ( n = 2719) и обнаружили, что более высокие концентрации метаболитов DEHP, включая MEHP, MEHHP и MEOHP, увеличивают вероятность развития MetS. у мужчин (Shim et al., 2019). Подобно результатам, полученным Hatch et al. (2008), у взрослых самок не было обнаружено никаких корреляций. Гастон и Тулв провели перекрестное исследование с данными NHANES с 2003 по 2013 год у американских подростков ( n = 918) и обнаружили сильную связь между MnBP и MetS (Gaston and Tulve, 2019). Небольшое исследование, в котором изучались пациенты с метаболическим синдромом в больнице в Праге ( n = 168), выявило значительно более высокие уровни в моче четырех метаболитов фталата (MnBP, MEHHP, MEOHP, MECPP) у пациентов с СД2 по сравнению с пациентами без диабета, но нет никакой связи с гипертония или дислипидемия (Piecha et al., 2016). Аналогичным образом, другое исследование отметило значительно повышенные концентрации DEHP и MECPP у мексиканских женщин с СД2; однако корреляция между DEHP и IR была отмечена только для пациентов, не страдающих диабетом (Svensson et al., 2011). Наконец, Хуанг и др. (2014) определили, что существует значимая корреляция между MnBP, MiBP, MCPP и DEHP с IR, гликемией и инсулинемией (Huang et al., 2014). Таким образом, текущая литература поддерживает связь между воздействием фталатов и MetS.
Понимание связи между пластификаторами и сердечно-сосудистыми заболеваниями: роль жировой ткани
Считается, что жировая ткань является основной мишенью для неблагоприятных онтогенетических и функциональных эффектов пластификаторов и других EDC, поскольку она имеет тенденцию связывать липофильные токсины.Многочисленные исследования показали, что дисфункция жировой ткани играет центральную роль в развитии ССЗ, связанных с ожирением. Метаболические последствия дисфункции жировой ткани, которые включают, среди прочего, инсулинорезистентность, дислипидемию и повышенное висцеральное ожирение, являются определяющими характеристиками метаболического синдрома.
Адипогенез
Жировая ткань является крупнейшим эндокринным органом и основным резервуаром энергии (Berry et al., 2013). Растет понимание важности «качества» жировой ткани по сравнению с ее массовым количеством в выполнении своей роли в регуляции системного метаболического гомеостаза (Ikeoka et al., 2010; Акумианакис и др., 2017). В качестве основного запаса энергии в организме жировая ткань подвергается динамическому ремоделированию, расширяясь или сокращаясь в ответ на колебания энергетического баланса (Chait and den Hartigh, 2020). В состоянии длительного положительного энергетического баланса подкожные жировые отложения служат «метаболическим стоком», который накапливает избыточную энергию. Здоровое расширение жировой ткани зависит от динамического баланса между гипертрофическим ростом существующих адипоцитов и гиперпластическим ростом, который увеличивает количество адипоцитов за счет адипогенеза (Chatterjee et al., 2014; Choe et al., 2016; Джеффри и др., 2016). Адипогенез — это процесс, при котором стволовые клетки адипоцитов связываются и дифференцируются в зрелые, накапливающие липиды адипоциты. Когда адипогенез недостаточен, расширение зависит от гипертрофии, которая за пределами порогового значения приводит к перетеканию липидов в кровообращение и набуханию адипоцитов, которые гипоксичны, воспалены и устойчивы к антилиполитическим эффектам инсулина (Kim et al., 2015; Jang et al. ., 2016). Таким образом, неудачное расширение жировой ткани лежит в основе инсулинорезистентности, гиперлипидемии и воспаления слабой степени, которое вызывает возникновение сердечно-сосудистых заболеваний, вызванных ожирением (Medina-Gomez et al., 2007; Chatterjee et al., 2014).
Во взрослых депо новые адипоциты рекрутируются из резидентной популяции предшественников, которые коммитируются in utero , как показали основополагающие исследования группы Gaffe (Jiang et al., 2014). Следовательно, нарушение в критическом окне in utero приверженности адипоцитов клону не только влияет на постнатальную жировую массу, но также может иметь последствия в более позднем возрасте для доступности преадипоцитов для дифференцировки и тем самым буферной способности жировой ткани.Адипогенез in vitro увеличивается в ответ на BPA, что подтверждается большим количеством доказательств (Sargis et al., 2010; Boucher et al., 2014; Ohlstein et al., 2014; Ariemma et al., 2016). Гораздо меньше известно о влиянии заменителей BPA на адипогенез in vitro и , но имеющиеся на сегодняшний день данные указывают на аналогичные проадипогенные свойства. Немонотонный ответ на воздействие BPS, когда усиление адипогенеза наблюдалось при более низких дозах, был зарегистрирован в стволовых клетках, выделенных из подкожных депо женщин-доноров (Boucher et al., 2016). В фибробластах мышей 3T3-L1 проадипогенные эффекты были более выражены после лечения BPS по сравнению с BPA (Ahmed and Atlas, 2016). Недавно опубликованное исследование с использованием той же клеточной линии показало, что адипогенный ответ на BPS, BPF и BPB возникает при более низких дозах, чем у BPA (Ramskov Tetzlaff et al., 2020). Молекулярные пути, опосредующие усиление адипогенеза, индуцированное бисфенолом, неясны, хотя несколько исследований продемонстрировали участие эстрогена (Boucher et al., 2014) или глюкокортикоидов (Sargis et al., 2010).
Фталаты и их метаболиты изучены гораздо меньше, чем BPA, в отношении их влияния на дифференцировку преадипоцитов; однако имеющиеся данные указывают на аналогичные проадипогенные свойства. Feige et al. показали повышенную дифференцировку посредством активации PPARγ в клетках 3T3-L1, подвергнутых воздействию MEHP, моноэфирного метаболита DEHP (Feige et al., 2007). В согласии с этим более недавнее исследование показало, что MEHP способствует дифференцировке в той же клеточной линии (Qi et al., 2019). Работа Pomatto et al. оценили четыре пластификатора (DiNP, DiDP, DEGDB и TMCP), обычно используемые в производстве упаковки для пищевых продуктов в качестве заменителей фталата DEHP. Все заменители DEHP увеличивают адипогенез в клетках 3T3-L1, хотя максимальный ответ ниже, чем у BPA (Pomatto et al., 2018). В другом исследовании сообщалось об увеличении дифференцировки 3T3-L1 в ответ на длительное воздействие заменителя DEHP, DiNP, эффекта, который предотвращался антагонизмом PPARγ (Zhang et al., 2019).В целом, эти данные свидетельствуют о том, что фталаты и их заменители усиливают дифференцировку in vitro и предшественников адипоцитов.
В то время как проадипогенные эффекты пластификаторов в изолированных стволовых клетках хорошо задокументированы, остается неясным, приводит ли это к усилению in vivo адипогенеза во время критических окон развития жировой ткани. У потомства, рожденного от беременных крыс, получавших низкие дозы BPA во время беременности, масса тела обоих полов увеличивалась при рождении, а при отъеме от груди увеличивалась общая масса и размер адипоцитов только в жировых депо самок (Somm et al., 2009). Однако авторы изучали только висцеральный жир, который вносит незначительный вклад в общую массу жира у грызунов при отъеме, поскольку эти вторичные депо развиваются в основном после рождения (Wang and Scherer, 2014). В более позднем послеродовом периоде не было различий в массе тела между потомками, рожденными от BPA или маток, обработанных транспортным средством; однако потомство, подвергшееся воздействию BPS, было более уязвимо к увеличению веса, вызванному диетой (Somm et al., 2009). Мыши и крысы не являются идеальными видами для изучения влияния воздействия in utero на адипогенез, поскольку они рождаются с очень небольшим количеством жира по сравнению с людьми, овцами и морскими свинками.У плодов овец, подвергшихся воздействию BPA, но не подвергнутых воздействию BPS, наблюдалось зависимое от пола увеличение дифференцировки изолированных преадипоцитов без изменений массы тела и размера периренальных адипоцитов (Pu et al., 2017). Однако воздействие было ограничено серединой беременности (Gd 30–100), несмотря на накопление жировой массы, происходящее преимущественно на поздних сроках беременности у овец и других скороспелых видов. В то время как некоторые исследования изучали пренатальное воздействие бисфенола, меньшее количество исследовали влияние внутриутробного воздействия фталата на накопление жира в раннем возрасте.Одно исследование обнаружило более высокую массу тела и висцеральное ожирение у 8-недельного потомства, рожденного от беременных самок мышей C57BL / 6J, подвергшихся воздействию низкой дозы метаболита DEHP, MEHP (Hao et al., 2012).
На людях исследования взаимосвязи между воздействием пластификатора и жировой массой в молодом возрасте дали противоречивые результаты. Что касается бисфенолов, некоторые исследования показали отрицательную связь между воздействием на мать и массой тела при рождении (Miao et al., 2011; Troisi et al., 2014), в то время как другие обнаружили положительную связь (Lee et al., 2014). Исследование Vafeiadi et al. изучили когорту из 1363 беременностей в Греции и показали, что уровни BPA в моче матери в первом триместре отрицательно связаны с ИМТ у девочек в возрасте от 1 до 4 лет, но положительно связаны с ИМТ у мальчиков (Vafeiadi et al., 2016). То же исследование показало, что уровни BPA в моче у матерей были ниже, чем у их детей, и что уровни BPA у детей в возрасте 4 лет предсказывали более высокий ИМТ и распространенность ожирения. Уровни BPA в точечных образцах мочи, собранных у небольшой группы беременных женщин, были отрицательно связаны с ИМТ у 9-летних девочек без влияния на мальчиков, в то время как уровни BPA у детей обоих полов были выше у детей с большим ИМТ (Harley et al. ., 2013). В испанской когорте пренатальные уровни BPA не влияли на рост в первые 6 месяцев, но были коррелированы с более высокими WC и BMI в 4-летнем возрасте (Valvi et al., 2013). В целом, эти данные свидетельствуют о том, что ожирение связано с постнатальным, а не пренатальным воздействием бисфенолов.
Подобно данным о бисфенолах, текущие данные не подтверждают взаимосвязь между пренатальным воздействием фталатов и массой тела при рождении (Shoaff et al., 2016; Chiu et al., 2018). Прибавка в весе в первые 6 месяцев и ИМТ в возрасте от 1 до 7 лет были положительно связаны с материнскими метаболитами ДЭГФ, измеренными в первом и третьем триместре, в то время как более высокая концентрация внутриутробно и уменьшала прибавку в весе в раннем возрасте у мальчиков (Valvi et al.2015). Бакли и др. (2016b) не сообщили о взаимосвязи между воздействием метаболитов ДЭГФ на мать и жировой массой у детей в возрасте 4–9 лет. В объединенном анализе трех когорт пренатальное воздействие MCPP, неспецифического метаболита высокомолекулярных фталатов, было связано с двукратным увеличением детского ожирения, в то время как воздействие метаболитов, специфичных для DEHP, было обратно пропорционально детскому ожирению ( Бакли и др., 2016а). Влияние воздействия детского возраста на ожирение более очевидно: исследования показывают высокие уровни, особенно низкомолекулярных фталатов, для прогнозирования детского ожирения (Hatch et al., 2008; Trasande et al., 2013; Deierlein et al., 2016). Вместе вышеперечисленные исследования подчеркивают важность выбора времени воздействия по отношению к стадиям развития. Более медленный клиренс у плода из-за незрелой защиты от детоксикации может сместить немонотонную кривую доза-ответ вправо и, кроме того, токсическое воздействие на плаценту может отрицательно повлиять на рост плода. Кроме того, эффекты низких доз трудно выделить из эпидемиологических исследований из-за повсеместного воздействия. Кроме того, исследования обычно рассматривают EDC изолированно, когда воздействие на человека происходит в смесях.Таким образом, хотя исследований in vitro и демонстрируют проадипогенный эффект пластификаторов, необходимы дополнительные исследования, чтобы определить, приводит ли ускоренное накопление жира из-за воздействия в раннем возрасте к развитию ожирения и его кардиометаболических осложнений.
Производство адипокинов
Жировая ткань регулирует системный метаболический гомеостаз частично за счет секреции адипокинов, группы гормонов, белков и цитокинов, происходящих из адипоцитов, с аутокринным, паракринным и эндокринным действием на энергетический баланс, метаболизм липидов и глюкозы, аппетит, инсулин чувствительность и воспаление (Ahima and Lazar, 2008).Нарушение регуляции секреции адипокинов является признаком гипертрофической дисфункции адипоцитов и вносит свой вклад в патогенез ССЗ, связанных с ожирением.
Многие пластификаторы могут изменять функцию жировой ткани, нарушая эндокринную передачу сигналов в жировой ткани. Эффекты ожирения, приводящие к гипертрофии и дисфункции адипоцитов, могут быть причиной дисрегуляции высвобождения адипокина, или EDC может напрямую влиять на эндокринную функцию жировой ткани. В эксплантатах жировой ткани человека обработка BPA ингибировала высвобождение гормона адипонектина, когда он присутствует в наномолярных концентрациях (Hugo et al., 2008). Сам адипонектин представляет собой белок 30 кДа, способный образовывать несколько мультимеров, синтез которых регулируется рецепторами PPARy (Trujillo and Scherer, 2006). После высвобождения из адипоцитов физиологические эффекты адипонектина варьируются в зависимости от конкретного мультимера адипонектина и тканеспецифического рецептора, с которым связывается белок. Например, адипонектин увеличивает окисление жирных кислот и метаболизм глюкозы в мышцах, когда он связан со скелетным AdipoR1. Однако при связывании с печеночным AdipoR2 адипонектин стимулирует повышенную чувствительность к инсулину.Адипонектин также может стимулировать противовоспалительные и антиатерогенные эффекты и считается ключевым регулятором чувствительности к инсулину (Trujillo and Scherer, 2006). Было показано, что BADGE, продукт синтеза BPA, противодействует рецепторам PPARy, потенциально подавляя экспрессию адипонектина посредством этого механизма (Wright et al., 2000). Более того, BPA может напрямую ингибировать синтез адипонектина, нарушая действие протеин-дисульфид-изомеразы, фермента, критически важного для сборки и удержания адипонектина (Hiroi et al., 2006). Также было показано, что другие бисфенолы, включая BPF, подавляют выработку адипонектина (Rochester and Bolden, 2015). Кроме того, было показано, что фталат DEHP ингибирует экспрессию адипонектина у самок мышей (Schmidt et al., 2012; Klöting et al., 2015). Подобно бисфенолам, этот фталат и его метаболиты подавляют экспрессию рецепторов PPARy (Schmidt et al., 2012).
Пластификаторы также нарушают выработку адипокина лептина в жировой ткани, который является сигнальным белком, участвующим в регулировании чувства голода и сытости.Воздействие BPA было положительно связано с уровнями лептина в сыворотке как у людей, так и у крыс, хотя это увеличение не коррелировало с изменением жировой массы у людей (Wei et al., 2011). В этих исследованиях было показано, что повышение уровня лептина частично связано с воздействием BPA на новорожденных (Rönn et al., 2014). Пластификатор ДЭГФ, фталат, также повышает уровень лептина в преадипоцитах человека, хотя в этом исследовании наблюдалось снижение накопления липидов (Wei et al., 2011; Рённ и др., 2014; Haq et al., 2020). В отличие от противовоспалительных свойств адипонектина, лептин стимулирует выработку провоспалительных цитокинов, а дисбаланс в соотношении секреции лептина и адипонектина был связан с ожирением и его сердечно-сосудистыми последствиями (López-Jaramillo et al. , 2014).
Адипоциты ответственны за производство ряда других адипокинов, хотя влияние пластификаторов на эти соединения менее изучено. Чемерин — это белок, продуцируемый адипоцитами, который связан с воспалением, метаболической дисфункцией и канцерогенезом (Hoffmann et al., 2018). Было показано, что BPA и его галогенированные производные снижают уровни экспрессии мРНК этого пептида в модели раковых клеток (Hoffmann et al., 2018). Резистин, адипокин, который мешает передаче сигналов инсулина, также демонстрирует повышенную экспрессию in vitro в присутствии BPA (Jamaluddin et al., 2012; Menale et al., 2017). Фталат ДЭГФ не влиял на уровни резистина у крыс, в то время как увеличение циркулирующего резистина наблюдалось у самок мышей после перинатального воздействия ДЭГФ (Campioli et al., 2014; Neier et al., 2019). Пластификатор дибутилфталат (ДБФ) также отрицательно коррелировал с уровнями адипокина оментина в сыворотке крови (Zhang et al., 2017). Влияние пластификаторов на другие адипокины, такие как висфатин и дипептидилпептидаза 4, изучено недостаточно. Висфатин, однако, регулируется передачей сигналов PPARγ (Choi et al., 2005). Учитывая ранее обсуждавшееся влияние пластификаторов на эти рецепторы, можно предположить, что пластификаторы могут влиять на экспрессию висфатина.
Воспаление жировой ткани и окислительный стресс
Воспаление и окислительный стресс являются основными механизмами, лежащими в основе прогрессирования дисфункции жировой ткани и сердечно-сосудистых заболеваний. Было показано, что BPA стимулирует высвобождение воспалительных адипоцитокинов, включая IL-6 и TNF-α, из преадипоцитов, адипоцитов и макрофагов в жировой ткани (Heinrich et al., 2003; Ben-Jonathan et al., 2009). Также было показано, что фталаты, такие как DEHP, стимулируют TNF-α в жировой ткани (Campioli et al., 2014). Хотя оба цитокина проявляют сильные воспалительные эффекты, IL-6 является плейотропным цитокином, который, как известно, стимулирует липолиз, ингибирует липопротеинлипазу и снижает захват глюкозы в жировой ткани. Этот цитокин, кроме того, подавляет высвобождение адипонектина (Kamimura et al., 2003). TNF-α стимулирует липолиз в жировой ткани и подавляет чувствительность к инсулину, подавляя экспрессию транспортера глюкозы, вмешиваясь в передачу сигналов инсулина и ингибируя факторы транскрипции, участвующие в чувствительности к инсулину (Ben-Jonathan et al., 2009).
Сообщалось об усилении окислительного стресса в ответ на BPA в нескольких типах клеток (Gassman, 2017). Была продемонстрирована взаимосвязь между воспалением, вызванным BPA, и окислительным стрессом (Ferguson et al., 2016). В воспалительном состоянии иммунные клетки, такие как макрофаги, привлекаются к жировой ткани; эти клетки генерируют активные формы кислорода (АФК) и формы азота, которые способствуют хроническому воспалению и повреждают клетки. Кроме того, было показано, что окислительный стресс, вызванный BPA, играет важную роль в активации NOD-подобного рецепторного белка 3 (NLRP3) инфламмасомы в жировых клетках (Ahmed and Atlas, 2016).Активация воспалительного ответа окислительным стрессом, вызванным BPA, вызывает привлечение дополнительных иммунных клеток, генерирующих АФК, в жировую ткань, что приводит к устойчивому циклу воспаления и окислительного стресса (Meli et al., 2020). В качестве альтернативы, BPA может индуцировать продукцию ROS напрямую, ингибируя действие антиоксидантных ферментов, включая супероксиддисмутазу, каталазу, глутатионредуктазу (GR) и глутатионпероксидазу (GSH-Px) (Meli et al., 2020). Кроме того, воздействие BPA приводит к истощению АТФ, высвобождению цитохрома с, потере митохондриальной массы и потере мембранного потенциала (Lin et al., 2013). Таким образом, дисфункция митохондрий может быть как причиной, так и следствием окислительного стресса, вызванного BPA. Воздействие фталатов также было связано с окислительным стрессом в жировой ткани (Schaedlich et al., 2018). Было высказано предположение, что окислительный стресс, вызванный фталатом, опосредуется активацией рецепторов PPAR или изменениями митохондриальной функции (Trasande and Attina, 2015). Приведенные выше данные подчеркивают окислительный стресс и воспаление как важные патогенные механизмы, связывающие воздействие пластификатора с дисфункцией жировой ткани и сердечно-сосудистыми заболеваниями.
Заключение
Обычно используемые пластификаторы, бисфенолы и фталаты являются одними из самых распространенных экологических токсинов в нашей окружающей среде. Многочисленные исследования показали, что воздействие этих синтетических химикатов может привести к нарушениям репродуктивной системы и развития, включая бесплодие и раннее половое созревание. Совсем недавно воздействие было связано с патогенезом кардиометаболических заболеваний, таких как ожирение, диабет и сердечно-сосудистые заболевания. Учитывая, что жировая ткань связывает токсины окружающей среды и играет центральную роль в развитии сердечно-сосудистых заболеваний, связанных с ожирением, она может играть решающую роль в опосредовании воздействия пластификаторов на здоровье сердечно-сосудистой системы (рис. 1).Здесь мы выделяем текущие данные о потенциальных механизмах, с помощью которых воздействие пластификатора модулирует развитие и функцию жировой ткани. Описанные данные включают данные недавних исследований, показывающих, что синтетические аналоги, продаваемые как более безопасные альтернативы, оказывают аналогичное влияние на адипогенез, окислительный стресс и функцию жировой ткани. Эти результаты подчеркивают необходимость дальнейшего научного исследования синтетических аналогов и их предполагаемой безопасности, а также постоянных усилий по ограничению воздействия на окружающую среду или разработке более безопасных альтернатив, таких как появляющиеся биополимеры.
РИСУНОК 1 . В изолированных предшественниках адипоцитов дифференциация усиливается при воздействии обычных пластификаторов, фталатов и бисфенолов. Следовательно, воздействие пластификаторов во время критических окон развития адипогенеза может привлекать большее количество предшественников к терминальной дифференцировке. Повышенный адипогенез в молодом возрасте приводит к развитию ожирения и может преждевременно истощить пул предшественников, который защищает от связанной с ожирением дисфункции жировой ткани.Дисфункция жировой ткани, характеризующаяся нарушением буферной способности энергии, гипертрофией адипоцитов и воспалением, является ключевым патогенетическим событием в развитии факторов риска сердечно-сосудистых заболеваний, таких как дислипидемия и инсулинорезистентность. Изображение сделано в Biorender.
Вклад авторов
Все авторы участвовали в поиске литературы, анализе и написании рукописи. JT отредактировал все разделы рукописи. Небольшие компоненты дипломной работы, написанной SA-H, были включены в рукопись с разрешения, предоставленного SA-H.
Финансирование
JT, MC, LC и RS финансируются Институтом сердечно-сосудистой системы им. Либина. LC финансируется за счет стипендии для выпускников в области сердечно-сосудистого здоровья женщин, RS финансируется за счет стипендии Kertland. MC финансировался за счет летней стажировки от Национального совета по научным и инженерным исследованиям Канады (NSERC). MC также получил стипендию от Исследовательского института детской больницы Альберты (ACHRI).
Конфликт интересов
Авторы заявляют, что исследование проводилось в отсутствие каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.
Сноски
1 https://www.who.int/health-topics/cardiovascular-diseases#tab=tab_1.
2 https://ihsmarkit.com/products/bisphenol-chemical-economicshandbook.html
3 https://www.canada.ca/en/health-canada/services/chemical-substances/challenge /batch-2/bisphenol-a.html
Ссылки
Ахмед, С., и Атлас, Э. (2016). Адипогенез преадипоцитов мышей, индуцированный бисфенолом S и бисфенолом A, происходит посредством прямой гамма-активации рецептора, активируемого пролифератором пероксисом. Внутр. J. Obes. 40, 1566–1573. doi: 10.1038 / ijo.2016.95
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Akoumianakis, I., Akawi, N., and Antoniades, C. (2017). Изучение взаимосвязи между жировой тканью и сердечно-сосудистой системой. Korean Circ. J. 47, 670–685. doi: 10.4070 / kcj.2017.0041 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Ariemma, F., D’esposito, V., Liguoro, D., Oriente, F., Cabaro, S., Liotti, A., et al. (2016).Низкие дозы бисфенола-A ухудшают адипогенез и генерируют дисфункциональные адипоциты 3T3-L1. PLoS One 11, e0150762. doi: 10.1371 / journal.pone.0150762 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Бэйли-Гамильтон, П. Ф. (2002). Химические токсины: гипотеза, объясняющая глобальную эпидемию ожирения. J. Альтернатива Compl. Med. 8, 185–192. doi: 10.1089 / 107555302317371479
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Бен-Джонатан, Н., Хьюго, Э. Р., и Брандебург, Т. Д. (2009). Влияние бисфенола А на высвобождение адипокина из жировой ткани человека: последствия для метаболического синдрома. Мол. Клетка. Эндокринол. 304, 49–54. doi: 10.1016 / j.mce.2009.02.022 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Биро, С., Барбер, Д., Уильямсон, Т., Моркем, Р., Хан, С., и Янссен, И. (2016). Распространенность избыточного веса и ожирения у малышей, детей и подростков по данным электронных медицинских карт первичной медико-санитарной помощи: обсервационное исследование. CMAJ Открыть 4, E538 – e544. doi: 10.9778 / cmajo.20150108 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Баучер, Дж. Г., Ахмед, С., и Атлас, Э. (2016). Бисфенол S индуцирует адипогенез в первичных преадипоцитах человека от женщин-доноров. Эндокринология 157, 1397–1407. DOI: 10.1210 / en.2015-1872 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Баучер, Дж. Г., Будро, А., и Атлас, Э. (2014). Бисфенол А вызывает дифференцировку преадипоцитов человека в отсутствие глюкокортикоидов и ингибируется антагонистом рецепторов эстрогена. Nutr. Диабет 4, e102. doi: 10.1038 / nutd.2013.43 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Бакли, Дж. П., Энгель, С. М., Браун, Дж. М., Уайатт, Р. М., Дэниелс, Дж. Л., Мендес, М. А. и др. (2016a). Пренатальное воздействие фталатов и индекс массы тела среди детей в возрасте от 4 до 7 лет: объединенный анализ. Эпидемиология 27, 449–458. doi: 10.1097 / EDE.0000000000000436
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Бакли, Дж. П., Энгель, С. М., Мендес, М. А., Ричардсон, Д. Б., Дэниелс, Дж. Л., Калафат, А. М. и др. (2016b). Пренатальное воздействие фталатов и детская жировая масса в когорте Нью-Йорка. Environ. Перспектива здоровья. 124, 507–513. doi: 10.1289 / ehp.1509788
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Cai, S., Rao, X., Ye, J., Ling, Y., Mi, S., Chen, H., et al. (2020). Взаимосвязь между уровнями бисфенола а в моче и сердечно-сосудистыми заболеваниями у взрослого населения США, 2003-2014 гг. Ecotoxicol. Environ. Saf. 192, 110300. doi: 10.1016 / j.ecoenv.2020.110300 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Калафат, А. М., Йе, X., Вонг, Л. Ю., Рейди, Дж. А., и Нидхэм, Л. Л. (2008). Воздействие бисфенола А и 4-трет-октилфенола на население США: 2003-2004 гг. Environ. Перспектива здоровья. 116, 39–44. doi: 10.1289 / ehp.10753 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Campioli, E., Мартинес-Аргуэльес, Д. Б., и Пападопулос, В. (2014). Внутриутробное воздействие эндокринного разрушителя ди- (2-этилгексил) фталата способствует локальному жировому и системному воспалению у взрослых потомков мужского пола. Nutr. Диабет 4, e115. doi: 10.1038 / nutd.2014.13 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Carwile, J. L., Luu, H. T., Bassett, L. S., Driscoll, D. A., Yuan, C., Chang, J. Y., et al. (2009). Использование бутылок из поликарбоната и концентрации бисфенола А в моче. Environ. Перспектива здоровья. 117, 1368–1372. doi: 10.1289 / ehp.04 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Chait, A., and Den Hartigh, L.J. (2020). Распределение жировой ткани, воспаление и его метаболические последствия, включая диабет и сердечно-сосудистые заболевания. Фронт Кардиоваск. Med. 7, 22. doi: 10.3389 / fcvm.2020.00022 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Чаттерджи, Т. К., Басфорд, Дж.E., Knoll, E., Tong, W. S., Blanco, V., Blomkalns, A. L., et al. (2014). Мыши с нокаутом HDAC9 защищены от дисфункции жировой ткани и системных метаболических заболеваний во время кормления с высоким содержанием жиров. Диабет 63, 176–187. doi: 10.2337 / db13-1148 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Chen, D., Kannan, K., Tan, H., Zheng, Z., Feng, Y. L., Wu, Y., et al. (2016). Аналоги бисфенола, кроме бисфенола А: наличие в окружающей среде, воздействие на человека и токсичность — обзор А. Environ. Sci. Technol. 50, 5438–5453. doi: 10.1021 / acs.est.5b05387 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Chiu, Y. H., Bellavia, A., James-Todd, T., Correia, K. F., Valeri, L., Messerlian, C., et al. (2018). Оценка влияния пренатального воздействия смесей фталатов на массу тела при рождении: сравнение трех статистических подходов. Environ. Int. 113, 231–239. doi: 10.1016 / j.envint.2018.02.005 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Choe, S.С., Ха, Дж. Й., Хван, И. Дж., Ким, Дж. И., и Ким, Дж. Б. (2016). Ремоделирование жировой ткани: его роль в энергетическом обмене и метаболических нарушениях. Фронт. Эндокринол. 7, 30. doi: 10.3389 / fendo.2016.00030
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Choi, K. C., Ryu, O. H., Lee, K. W., Kim, H. Y., Seo, J. A., Kim, S. G., et al. (2005). Влияние агониста PPAR-альфа и -гамма на экспрессию висфатина, адипонектина и TNF-альфа в висцеральном жире крыс OLETF. Biochem.Биофиз. Res. Commun. 336, 747–753. doi: 10.1016 / j.bbrc.2005.08.203 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Corbel, T., Perdu, E., Gayrard, V., Puel, S., Lacroix, M. Z., Viguié, C., et al. (2015). Реакции конъюгации и деконъюгации в фетоплацентарном компартменте на модели овцы: ключевой фактор, определяющий воздействие бисфенола А на плод. Drug Metab. Dispos. 43, 467–476. doi: 10.1124 / dmd.114.061291 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Corrales, J., Кристофко, Л. А., Стил, В. Б., Йейтс, Б. С., Брид, К. С., Уильямс, Е. С. и др. (2015). Глобальная оценка бисфенола А в окружающей среде: обзор и анализ его появления и биоаккумуляции. Доза реакция 13, 1559325815598308. doi: 10.1177 / 1559325815598308 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Deierlein, A. L., Wolff, M. S., Pajak, A., Pinney, S. M., Windham, G. C., Galvez, M. P., et al. (2016). Продольные ассоциации воздействия фталатов в детстве и размеров тела девочек. Эпидемиология 27, 492–499. doi: 10.1097 / EDE.0000000000000489 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Duan, Y., Yao, Y., Wang, B., Han, L., Wang, L., Sun, H., et al. (2018). Связь концентрации бисфенолов в моче с сахарным диабетом 2 типа: исследование случай-контроль. Environ. Загрязнение. 243, 1719–1726. doi: 10.1016 / j.envpol.2018.09.093 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Feige, J.Н., Гельман, Л., Росси, Д., Зоте, В., Метивье, Р., Тюдор, К. и др. (2007). Моноэтил-гексилфталат, разрушающий эндокринную систему, представляет собой селективный гамма-модулятор рецептора, активируемого пролифератором пероксисом, который способствует адипогенезу. J. Biol. Chem. 282, 19152–19166. doi: 10.1074 / jbc.M702724200 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Фергюсон, К. К., Кантонвайн, Д. Э., Макелрат, Т. Ф., Мукерджи, Б., и Микер, Дж. Д. (2016). Повторный анализ измерений ассоциации между концентрацией бисфенола-A в моче и биомаркерами воспаления и оксидативного стресса во время беременности. Репродукция. Toxicol. 66, 93–98. doi: 10.1016 / j.reprotox.2016.10.002 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Флинт, С., Маркл, Т., Томпсон, С., и Уоллес, Э. (2012). Воздействие, эффекты и политика бисфенола А: взгляд на дикую природу. J. Environ. Manag. 104, 19–34. doi: 10.1016 / j.jenvman.2012.03.021
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Гастон, С.А., и Тулв, Н.С. (2019). Метаболиты фталата в моче и метаболический синдром при U.S. подростки: перекрестные результаты Национального обследования здоровья и питания (2003–2014 гг.). Внутр. J. Hyg Environ. Здравоохранение 222, 195–204. doi: 10.1016 / j.ijheh.2018.09.005 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Genuis, S.J., Beesoon, S., Birkholz, D., and Lobo, R.A. (2012). Экскреция бисфенола А человеком: исследование крови, мочи и пота (BUS). J Environ Public Health , 2012, 185731. doi: 10.1155 / 2012/185731 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Gerona, R., Вом Саал, Ф. С., и Хант, П. А. (2020). BPA: не повлияли ли ошибочные аналитические методы на оценку рисков? Ланцет Диабет Эндокринол 8, 11–13. DOI: 10.1016 / S2213-8587 (19) 30381-X |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Gerona, R. R., Woodruff, T. J., Dickenson, C. A., Pan, J., Schwartz, J. M., Sen, S., et al. (2013). Бисфенол-A (BPA), глюкуронид BPA и сульфат BPA в сыворотке пуповины в середине беременности у жителей Северной и Центральной Калифорнии. Environ. Sci. Technol. 47, 12477–12485. doi: 10.1021 / es402764d |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Gingrich, J., Pu, Y., Ehrhardt, R., Karthikraj, R., Kannan, K., and Veiga-Lopez, A. (2019). Токсикокинетика бисфенола A, бисфенола S и бисфенола F на модели беременных овец. Химия 220, 185–194. doi: 10.1016 / j.chemosphere.2018.12.109 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Grün, F., и Блумберг, Б. (2006). Ожирение в окружающей среде: оловоорганические соединения и эндокринные нарушения посредством передачи сигналов ядерных рецепторов. Эндокринология 147, S50 – S55. DOI: 10.1210 / en.2005-1129 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Hao, C., Cheng, X., Xia, H., and Ma, X. (2012). Моно (2-этилгексил) фталат, разрушающий эндокринную систему, способствует дифференцировке адипоцитов и вызывает ожирение у мышей. Biosci. Rep. 32, 619–629. doi: 10.1042 / BSR20120042 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Хак, М.Э. У., Акаш, М. С. Х., Рехман, К., и Махмуд, М. Х. (2020). Хроническое воздействие бисфенола А нарушает углеводный и липидный обмен, изменяя соответствующие ферментативные и метаболические пути. Environ. Toxicol. Pharmacol. 78, 103387. doi: 10.1016 / j.etap.2020.103387 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Harley, K. G., Aguilar Schall, R., Chevrier, J., Tyler, K., Aguirre, H., Bradman, A., et al. (2013). Пренатальное и послеродовое воздействие бисфенола А и индекс массы тела в детстве в когорте CHAMACOS. Environ. Перспектива здоровья. 121, 514–520. doi: 10.1289 / ehp.1205548 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Хартл, Дж. К., Навас-Асьен, А., и Лоуренс, Р. С. (2016). Потребление консервированных продуктов и напитков, а также концентрация бисфенола А в моче в NHANES 2003-2008 гг. Environ. Res. 150, 375–382. doi: 10.1016 / j.envres.2016.06.008 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Hatch, E. E., Nelson, J.W., Qureshi, M.M., Weinberg, J., Moore, L.L., Singer, M., et al. (2008). Связь концентраций метаболитов фталата в моче с индексом массы тела и окружностью талии: перекрестное исследование данных NHANES, 1999-2002 гг. Environ. Здоровье 7, 27. doi: 10.1186 / 1476-069X-7-27 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Heinrich, P. C., Behrmann, I., Haan, S., Hermanns, H. M., Müller-Newen, G., and Schaper, F. (2003). Принципы передачи сигналов цитокинов интерлейкина (IL) -6-типа и ее регуляция. Biochem. J. 374, 1–20. doi: 10.1042 / BJ20030407 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Hiroi, T., Okada, K., Imaoka, S., Osada, M., and Funae, Y. (2006). Бисфенол А связывается с протеиндисульфидизомеразой и ингибирует ее ферментативную и гормоносвязывающую активность. Эндокринология 147, 2773–2780. doi: 10.1210 / en.2005-1235 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Hoffmann, M., Rak, A., and Ptak, A.(2018). Бисфенол А и его производные снижают экспрессию хемерина, что отменяет его стимулирующее действие на клетки рака яичников. Toxicol. Lett. 291, 61–69. doi: 10.1016 / j.toxlet.2018.04.004 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Хуанг, Т., Саксена, А. Р., Исганайтис, Э., и Джеймс-Тодд, Т. (2014). Гендерные и расовые / этнические различия в ассоциациях метаболитов фталата в моче с маркерами риска диабета: национальное обследование здоровья и питания 2001-2008 гг. Environ. Здравоохранение 13, 6. doi: 10.1186 / 1476-069X-13-6 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Хьюго, Э. Р., Брандебург, Т. Д., Ву, Дж. Г., Лофтус, Дж., Александр, Дж. У. и Бен-Джонатан, Н. (2008). Бисфенол А в экологически значимых дозах подавляет высвобождение адипонектина из эксплантатов жировой ткани человека и адипоцитов. Environ. Перспектива здоровья. 116, 1642–1647. doi: 10.1289 / ehp.11537 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Икеока, Д., Мадер, Дж. К., и Пибер, Т. Р. (2010). Жировая ткань, воспаление и сердечно-сосудистые заболевания. Ред. Доц. Med. Бюстгальтеры. (1992) 56, 116–121. doi: 10.1590 / s0104-42302010000100026 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Ikezuki, Y., Tsutsumi, O., Takai, Y., Kamei, Y., and Taketani, Y. (2002). Определение концентрации бисфенола А в биологических жидкостях человека показывает значительное раннее пренатальное воздействие. Гум. Репрод. 17, 2839–2841.DOI: 10.1093 / humrep / 17.11.2839 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Джамалуддин, М. С., Уикли, С. М., Яо, К., и Чен, К. (2012). Резистин: функциональные роли и терапевтические соображения при сердечно-сосудистых заболеваниях. руб. J. Pharmacol. 165, 622–632. doi: 10.1111 / j.1476-5381.2011.01369.x |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Jang, H., Kim, M., Lee, S., Kim, J., Woo, D. C., Kim, K. W., et al. (2016).Гиперплазия жировой ткани с повышенной активностью адипоцитных стволовых клеток у мышей, удаленных Tc1 (C8orf4). Sci. Rep. 6, 35884. doi: 10.1038 / srep35884 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Jeffery, E., Wing, A., Holtrup, B., Sebo, Z., Kaplan, J. L., Saavedra-Peña, R., et al. (2016). Микроокружение жировой ткани регулирует депо-специфический адипогенез при ожирении. Cell Metab. 24, 142–150. doi: 10.1016 / j.cmet.2016.05.012 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Jiang, Y., Берри, Д. К., Танг, В., и Графф, Дж. М. (2014). Независимые линии стволовых клеток регулируют органогенез жировой ткани и гомеостаз жировой ткани. Cell Rep. 9, 1007–1022. doi: 10.1016 / j.celrep.2014.09.049 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Джу, С. Ю., Ли, Дж. Ю. и Ким, Д. Х. (2017). Связь метаболического синдрома и его компонентов с общей смертностью и смертностью от сердечно-сосудистых заболеваний у пожилых людей: метаанализ проспективных когортных исследований. Медицина (Балтим.) 96, e8491. doi: 10.1097 / MD.0000000000008491
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Качур, С., Лави, К. Дж., Де Шуттер, А., Милани, Р. В., и Вентура, Х. О. (2017). Ожирение и сердечно-сосудистые заболевания. Minerva Med. 108, 212–228. doi: 10.23736 / S0026-4806.17.05022-4 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Камимура Д., Исихара К. и Хирано Т. (2003). Передача сигнала IL-6 и его физиологические роли: модель оркестровки сигналов. Rev. Physiol. Биохим. Pharmacol. 149, 1–38. DOI: 10.1007 / s10254-003-0012-2 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Kim, J. I., Huh, J. Y., Sohn, J. H., Choe, S. S., Lee, Y.S, Lim, C. Y., et al. (2015). Перегруженные липидами увеличенные адипоциты вызывают инсулинорезистентность независимо от воспаления. Мол. Cell Biol. 35, 1686–1699. doi: 10.1128 / MCB.01321-14 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Klöting, N., Hesselbarth, N., Gericke, M., Kunath, A., Biemann, R., Chakaroun, R., et al. (2015). Ди- (2-этилгексил) -фталат (ДЭГФ) вызывает нарушение функции адипоцитов и изменяет метаболиты в сыворотке крови. PLoS One 10, e0143190. doi: 10.1371 / journal.pone.0143190 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Лопес-Харамильо, П., Гомес-Арбелаес, Д., Лопес-Лопес, Х., Лопес-Лопес, К., Мартинес-Ортега, Х., Гомес-Родригес, А. и др. (2014). Роль соотношения лептин / адипонектин в метаболическом синдроме и диабете. Horm. Мол. Биол. Clin. Инвестировать. 18, 37–45. doi: 10.1515 / hmbci-2013-0053
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Лакинд, Дж. С., Гудман, М., и Найман, Д. К. (2012). Использование данных NHANES для установления связи между воздействием химических веществ и хроническими заболеваниями: предостережение. PLoS One 7, e51086. doi: 10.1371 / journal.pone.0051086 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Лэнг, И.А., Галлоуэй, Т.С., Скарлетт, А., Хенли, У.Э., Депледж, М., Уоллес, Р. Б. и др. (2008). Связь концентрации бисфенола А в моче с заболеваниями и лабораторными отклонениями у взрослых. JAMA 300, 1303–1310. doi: 10.1001 / jama.300.11.1303 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Ли, Б. Э., Пак, Х., Хонг, Ю. К., Ха, М., Ким, Ю., Чанг, Н. и др. (2014). Пренатальный бисфенол А и исходы родов: исследование MOCEH (состояние окружающей среды матери и ребенка). Внутр. J. Hyg. Environ. Здравоохранение 217, 328–334.doi: 10.1016 / j.ijheh.2013.07.005 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Лемлер, Х. Дж., Лю, Б., Гадогбе, М., и Бао, В. (2018). Воздействие бисфенола A, бисфенола F и бисфенола S у взрослых и детей в США: национальное обследование состояния здоровья и питания за 2013-2014 гг. ACS Omega 3, 6523–6532. doi: 10.1021 / acsomega.8b00824 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Lin, Y., Sun, X., Qiu, L., Wei, J., Хуанг, К., Фанг, К., и др. (2013). Воздействие бисфенола А вызывает дисфункцию секреции инсулина и апоптоз из-за повреждения митохондрий в клетках инсулиномы крысы (INS-1). Cell Death Dis. 4, e460. doi: 10.1038 / cddis.2012.206 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Медина-Гомес, Г., Грей, С. Л., Йетукури, Л., Шимомура, К., Вирту, С., Кэмпбелл, М., и др. (2007). PPAR гамма 2 предотвращает липотоксичность, контролируя растяжимость жировой ткани и метаболизм периферических липидов. PLoS Genet. 3, e64. doi: 10.1371 / journal.pgen.0030064 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Микер, Дж. Д., Калафат, А. М., и Хаузер, Р. (2012). Метаболиты фталата в моче и продукты их биотрансформации: предикторы и временная изменчивость среди мужчин и женщин. J. Expo. Sci. Environ. Эпидемиол. 22, 376–385. doi: 10.1038 / jes.2012.7 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Meli, R., Монноло, А., Аннунциата, К., Пироцци, К., и Ферранте, М. С. (2020). Окислительный стресс и токсичность бисфенола А: антиоксидантный подход для лечения мужской и женской репродуктивной дисфункции. Антиоксиданты 9, 405. doi: 10.3390 / antiox05
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Menale, C., Grandone, A., Nicolucci, C., Cirillo, G., Crispi, S., Di Sessa, A., et al. (2017). Бисфенол А связан с инсулинорезистентностью и модулирует экспрессию гена адипонектина и резистина у детей с ожирением. Педиатр ожирения 12, 380–387. doi: 10.1111 / ijpo.12154 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Miao, M., Yuan, W., Zhu, G., He, X., and Li, D. K. (2011). Воздействие бисфенола-А в утробе матери и его влияние на массу потомства при рождении. Репродукция. Toxicol. 32, 64–68. doi: 10.1016 / j.reprotox.2011.03.002 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Neier, K., Cheatham, D., Bedrosian, L.D., Gregg, B.E., Song, P.X. К., Долиной Д. С. (2019). Продольные метаболические последствия перинатального воздействия фталатов и смесей фталатов на мышей. Эндокринология 160, 1613–1630. DOI: 10.1210 / en.2019-00287 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Ольштейн, Дж. Ф., Стронг, А. Л., Маклахлан, Дж. А., Гимбл, Дж. М., Буроу, М. Е., и Баннелл, Б. А. (2014). Бисфенол А усиливает адипогенную дифференцировку стромальных / стволовых клеток жировой ткани человека. J. Mol. Эндокринол. 53, 345–353. doi: 10.1530 / JME-14-0052 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Piecha, R., Svačina, Š., Malý, M., Vrbík, K., Lacinová, Z., Haluzík, M., et al. (2016). Уровни в моче метаболитов фталата и бисфенола А по отношению к основным компонентам метаболического синдрома: дислипидемии, гипертонии и диабету 2 типа. Пилотное исследование. Cent. Евро. J. Publ. Здравоохранение 24, 297–301. doi: 10.21101 / cejph.a4704
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Поматто, В., Cottone, E., Cocci, P., Mozzicafreddo, M., Mosconi, G., Nelson, E.R., et al. (2018). Пластификаторы, используемые в материалах, контактирующих с пищевыми продуктами, влияют на адипогенез в клетках 3T3-L1. J. Steroid Biochem. Мол. Биол. 178, 322–332. doi: 10.1016 / j.jsbmb.2018.01.014 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Pu, Y., Gingrich, J. D., Steibel, J. P., and Veiga-Lopez, A. (2017). Специфическая для пола модуляция адипогенеза плода гестационным воздействием бисфенола А и бисфенола S. Эндокринология 158, 3844–3858. DOI: 10.1210 / en.2017-00615 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Qi, W., Zhou, L., Zhao, T., Ding, S., Xu, Q., Han, X., et al. (2019). Влияние пути TYK-2 / STAT-3 на накопление липидов, индуцированное моно-2-этилгексилфталатом. Мол. Клетка. Эндокринол. 484, 52–58. doi: 10.1016 / j.mce.2019.01.012 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Rönn, M., Lind, L., Örberg, J., Куллберг, Дж., Седерберг, С., Ларссон, А., и др. (2014). Бисфенол А связан с циркулирующими уровнями адипонектина, лептина и грелина, но не с жировой массой или распределением жира у людей. Химия 112, 42–48. doi: 10.1016 / j.chemosphere.2014.03.042 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Рамсков Тецлафф, К. Н., Свинген, Т., Винггаард, А. М., Розенмай, А. К., и Таксвиг, К. (2020). Бисфенолы B, E, F и S и 4-кумилфенол вызывают накопление липидов в адипоцитах мышей аналогично бисфенолу A. Environ. Toxicol. 35, 543–552. doi: 10.1002 / tox.22889 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Рансьер, Ф., Боттон, Дж., Слама, Р., Лакруа, М. З., Дебраувер, Л., Чарльз, М. А. и др. (2019). Воздействие бисфенола A и бисфенола S и случайный диабет 2 типа: когортное исследование во французской когорте D.E.S.I.R. Environ. Перспектива здоровья. 127, 107013. doi: 10.1289 / EHP5159 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Rochester, J.Р., Болден А. Л. (2015). Бисфенол S и F: систематический обзор и сравнение гормональной активности заменителей бисфенола А. Environ. Перспектива здоровья. 123, 643–650. doi: 10.1289 / ehp.1408989 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Сараванабхаван, Г., Гуай, М., Ланглуа, Э., Жиру, С., Мюррей, Дж., И Хейнс, Д. (2013). Биомониторинг метаболитов фталата у населения Канады посредством обследования состояния здоровья в Канаде (2007–2009 годы). Внутр. J. Hyg Environ. Здравоохранение 216, 652–661. doi: 10.1016 / j.ijheh.2012.12.009 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Саргис Р. М., Джонсон Д. Н., Чоудхури Р. А. и Брэди М. Дж. (2010). Экологические разрушители эндокринной системы способствуют адипогенезу в клеточной линии 3T3-L1 за счет активации рецепторов глюкокортикоидов. Ожирение 18, 1283–1288. doi: 10.1038 / oby.2009.419 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Schaedlich, K., Гебауэр, С., Хунгер, Л., Байер, Л.С., Кох, Х.М., Вабитч, М. и др. (2018). ДЭГФ нарушает регуляцию уровня адипокина и ухудшает накопление жирных кислот в SGBS-адипоцитах человека. Sci. Rep. 8, 3447. doi: 10.1038 / s41598-018-21800-4 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Schmidt, J. S., Schaedlich, K., Fiandanese, N., Pocar, P., and Fischer, B. (2012). Влияние ди (2-этилгексил) фталата (ДЭГФ) на фертильность самок и адипогенез у мышей C3H / N. Environ.Перспектива здоровья. 120, 1123–1129. doi: 10.1289 / ehp.1104016 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Шанкар А., Теппала С. и Сабанаягам К. (2012). Уровни бисфенола А в моче и показатели ожирения: результаты национального обследования состояния здоровья и питания за 2003–2008 гг. ISRN Endocrinol. 2012, 965243. DOI: 10.5402 / 2012/965243 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Шим, Ю. Х., Ок, Дж.В., Ким, Ю. Дж., Ким, Ю., Ким, С. Ю., и Канг, Д. (2019). Связь между тяжелыми металлами, бисфенолом А, летучими органическими соединениями и фталатами и метаболическим синдромом. Внутр. J. Environ. Res. Publ. Health 16, 671. doi: 10.3390 / ijerph26040671
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Шоафф, Дж. Р., Романо, М. Э., Йолтон, К., Ланфер, Б. П., Калафат, А. М., и Браун, Дж. М. (2016). Пренатальное воздействие фталатов и размер младенца при рождении и сроке гестации. Environ.Res. 150, 52–58. doi: 10.1016 / j.envres.2016.05.033 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Сильва, М. Дж., Барр, Д. Б., Рейди, Дж. А., Малек, Н. А., Ходж, К. С., Кодилл, С. П. и др. (2004). Уровни семи метаболитов фталата в моче у населения США по данным национального обследования здоровья и питания (NHANES) 1999-2000 гг. Environ. Перспектива здоровья. 112, 331–338. doi: 10.1289 / ehp.6723 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Смит, М.Н., Коэн Хубал, Э. А., Фаустман, Э. М. (2020). Пример использования инструментов прогнозирующей токсикологии в оценке альтернатив опасных химических веществ в потребительских товарах для детей. J. Expo. Sci. Environ. Эпидемиол. 30, 160–170. doi: 10.1038 / s41370-019-0165-y |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Somm, E., Schwitzgebel, V. M., Toulotte, A., Cederroth, C. R., Combescure, C., Nef, S., et al. (2009). Воздействие бисфенола А в перинатальном периоде изменяет ранний адипогенез у крыс. Environ. Перспектива здоровья. 117, 1549–1555. doi: 10.1289 / ehp.11342 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Stahlhut, R. W., Van Wijngaarden, E., Dye, T. D., Cook, S., and Swan, S.H. (2007). Концентрации метаболитов фталата в моче связаны с увеличением окружности талии и инсулинорезистентностью у взрослых мужчин в США. Environ. Перспектива здоровья. 115, 876–882. doi: 10.1289 / ehp.9882 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Стояноска, М.М., Милошевич Н., Милич Н. и Абенаволи Л. (2017). Влияние фталатов и бисфенола А на развитие ожирения и нарушения обмена глюкозы. Эндокринная 55, 666–681. doi: 10.1007 / s12020-016-1158-4 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Свенссон, К., Эрнандес-Рамирес, Р. У., Бургете-Гарсия, А., Себриан, М. Э., Калафат, А. М., Нидхэм, Л. Л. и др. (2011). Воздействие фталатов, связанное с самооценкой диабета среди мексиканских женщин. Environ. Res. 111, 792–796. doi: 10.1016 / j.envres.2011.05.015 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Trasande, L., and Attina, T. M. (2015). Связь воздействия замены ди-2-этилгексилфталата с повышением артериального давления у детей и подростков. Гипертония 66, 301–308. doi: 10.1161 / HYPERTENSIONAHA.115.05603 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Trasande, L., Attina, T.М., Сатьянараяна, С., Спаниер, А. Дж., И Бластейн, Дж. (2013). Расовые / этнические ассоциации фталатов мочи с массой тела у детей в репрезентативной на национальном уровне выборке. Environ. Перспектива здоровья. 121, 501–506. doi: 10.1289 / ehp.1205526 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Tremblay, M. S., and Willms, J. D (2000). Светские тенденции изменения индекса массы тела канадских детей. CMAJ 163 (11), 1429–1433.
Google Scholar
Troisi, J., Микельсон, К., Ричардс, С., Саймс, С., Адэр, Д., Зулло, Ф. и др. (2014). Концентрации бисфенола А в плаценте и масса тела при рождении на юго-востоке США. Плацента 35, 947–952. doi: 10.1016 / j.placenta.2014.08.091 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Völkel, W., Kiranoglu, M., and Fromme, H. (2008). Определение свободного и общего бисфенола А в моче человека для оценки суточного поглощения в качестве основы для достоверной оценки риска. Toxicol.Lett. 179, 155–162. doi: 10.1016 / j.toxlet.2008.05.002 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Vafeiadi, M., Roumeliotaki, T., Myridakis, A., Chalkiadaki, G., Fthenou, E., Dermitzaki, E., et al. (2016). Связь воздействия бисфенола А в раннем возрасте с ожирением и кардиометаболическими особенностями в детстве. Environ. Res. 146, 379–387. doi: 10.1016 / j.envres.2016.01.017 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Valvi, D., Касас, М., Мендес, М.А., Бальестерос-Гомес, А., Луке, Н., Рубио, С. и др. (2013). Пренатальная концентрация бисфенола в моче и ранний быстрый рост и риск избыточного веса у потомства. Эпидемиология 24, 791–799. doi: 10.1097 / EDE.0b013e3182a67822 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Valvi, D., Casas, M., Romaguera, D., Monfort, N., Ventura, R., Martinez, D., et al. (2015). Пренатальное воздействие фталатов, рост и кровяное давление в детстве: данные испанского когортного исследования INMA-sabadell. Environ. Перспектива здоровья. 123, 1022–1029. doi: 10.1289 / ehp.1408887 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Ван, Х., Лю, З. Х., Чжан, Дж., Хуанг, Р. П., Инь, Х. и Данг, З. (2020). Воздействие бисфенола А и его аналогов на человека: данные о выделении человека с мочой и эпидемиология сточных вод. Environ. Sci. Загрязнение. Res. Int. 27, 3247–3256. doi: 10.1007 / s11356-019-07111-9 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Ван, Т., Li, M., Chen, B., Xu, M., Xu, Y., Huang, Y., et al. (2012). Концентрация бисфенола А (BPA) в моче связана с ожирением и инсулинорезистентностью. J. Clin. Эндокринол. Метаб. 97, E223 – E227. doi: 10.1210 / jc.2011-1989 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Wang, Y., Zhu, H., and Kannan, K. (2019). Обзор биомониторинга воздействия фталатов. Toxics 7, 21. doi: 10.3390 / toxics7020021
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Ward, Z.J., Bleich, S. N., Cradock, A. L., Barrett, J. L., Giles, C. M., Flax, C., et al. (2019). Прогнозируемая распространенность ожирения и тяжелого ожирения среди взрослых на уровне штата США. N. Engl. J. Med. 381, 2440–2450. doi: 10.1056 / NEJMsa11 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Wei, J., Lin, Y., Li, Y., Ying, C., Chen, J., Song, L., et al. (2011). Перинатальное воздействие бисфенола А в эталонной дозе предрасполагает потомство к метаболическому синдрому у взрослых крыс на диете с высоким содержанием жиров. Эндокринология 152, 3049–3061. doi: 10.1210 / en.2011-0045 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Райт, Х. М., Клиш, К. Б., Миками, Т., Хаузер, С., Янаги, К., Хирамацу, Р. и др. (2000). Синтетический антагонист гамма-рецептора, активируемого пролифератором пероксисом, ингибирует дифференцировку адипоцитов. J. Biol. Chem. 275, 1873–1877. doi: 10.1074 / jbc.275.3.1873 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Zhang, L., Сун, В., Дуань, X., Дуань, Ю., и Сун, Х. (2019). Содействие дифференцировке и метаболизму липидов являются основными эффектами воздействия DINP на преадипоциты 3T3-L1. Environ. Загрязнение. 255, 113154. doi: 10.1016 / j.envpol.2019.113154 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Zhang, M., Tan, X., Yin, C., Wang, L., Tie, Y., and Xiao, Y. (2017). Уровни оментина-1 в сыворотке повышаются после потери веса и особенно связаны с повышением у детей с ожирением с метаболическим синдромом. Acta Paediatr. 106, 1851–1856. doi: 10.1111 / apa.14026 |
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Полимеры
Полимеры
1. Введение
До начала 1920-х годов химики сомневались в существовании молекул с молекулярной массой больше нескольких тысяч. Это ограничивающее мнение было оспорено Германом Штаудингером, немецким химиком, имеющим опыт изучения природных соединений, таких как каучук и целлюлоза.В отличие от преобладающего рационализации этих веществ как агрегатов небольших молекул, Штаудингер предположил, что они состоят из макромолекул , состоящих из 10 000 или более атомов. Он сформулировал полимерную структуру для каучука на основе повторяющегося изопренового звена (называемого мономером). За свой вклад в химию Штаудингер получил Нобелевскую премию 1953 года. Термины полимер и мономер произошли от греческих корней поли (много), моно (один) и мерос (часть).
За признанием того, что полимерные макромолекулы составляют многие важные природные материалы, последовало создание синтетических аналогов, обладающих множеством свойств. Действительно, применение этих материалов в качестве волокон, гибких пленок, клеев, стойких красок и твердых, но легких твердых тел изменило современное общество. Некоторые важные примеры этих веществ обсуждаются в следующих разделах.
2. Написание формул для полимерных макромолекул
Повторяющаяся структурная единица большинства простых полимеров не только отражает мономер (ы), из которых состоят полимеры, но также предоставляет краткие средства для рисования структур, представляющих эти макромолекулы.Для полиэтилена, возможно, самого простого полимера, это демонстрируется следующим уравнением. Здесь этилен (этен) является мономером, а соответствующий линейный полимер называется полиэтиленом высокой плотности (HDPE). HDPE состоит из макромолекул, в которых n находится в диапазоне от 10 000 до 100 000 (молекулярная масса от 2 * 10 5 до 3 * 10 6 ).
Если Y и Z представляют собой моль мономера и полимера соответственно, Z составляет приблизительно 10 -5 Y. Этот полимер называется полиэтиленом, а не полиметиленом, (-CH 2 -) n , потому что этилен является стабильным соединением. (метилен не является), и он также служит синтетическим предшественником полимера.Две открытые связи, оставшиеся на концах длинной цепи атомов углерода (окрашенные в пурпурный цвет), обычно не указываются, потому что атомы или группы, обнаруженные там, зависят от химического процесса, используемого для полимеризации. Синтетические методы, используемые для получения этого и других полимеров, будут описаны позже в этой главе.
В отличие от более простых чистых соединений, большинство полимеров не состоят из идентичных молекул. Например, все молекулы HDPE представляют собой длинные углеродные цепи, но длина может варьироваться на тысячи мономерных единиц.По этой причине молекулярные массы полимеров обычно являются средними. Обычно используются два экспериментально определенных значения: M n , среднечисленная молекулярная масса, рассчитывается из распределения мольных долей молекул разного размера в образце, и M w , средневесовая молекулярная масса, равна рассчитывается из распределения массовых долей молекул разного размера. Они определены ниже. Поскольку более крупные молекулы в образце весят больше, чем молекулы меньшего размера, среднее значение M w обязательно смещено в сторону более высоких значений и всегда больше, чем M n .Когда весовая дисперсия молекул в образце сужается, M w приближается к M n , и в маловероятном случае, когда все молекулы полимера имеют одинаковый вес (чистый монодисперсный образец), отношение M w / M n становится единицей.
Влияние различных распределений масс на M n и M w можно проверить с помощью простого калькулятора массы. |
---|
Известно много полимерных материалов, имеющих цепочечную структуру, подобную полиэтилену. Полимеры, образованные прямым соединением вместе мономерных звеньев без потери или увеличения количества материала, называются аддитивными полимерами или полимерами роста цепи . Список некоторых важных аддитивных полимеров и их предшественников мономеров представлен в следующей таблице.
Имя (я) | Формула | Мономер | Свойства | Использует | |
---|---|---|---|---|---|
Полиэтилен24E низкой плотности ( 2DPE) CH 2 ) n — | этилен CH 2 = CH 2 | мягкая, воскообразная твердая пленка | пленка, полиэтиленовые пакеты | ||
Полиэтилен высокой плотности (HDPE) | — (CH 2 -CH 2 ) n — | этилен CH 2 = CH 2 | жесткий, полупрозрачный твердый | электрическая изоляция бутылки, игрушки | |
Полипропилен (PP) разные марки | — [CH 2 -CH (CH 3 )] n — | пропилен CH 2 = CHCH 3 | 9101 6 атактический : мягкий, эластичный твердый изотактический : твердый, прочный твердый | аналогичный LDPE ковер, обивка | |
Поли (винилхлорид) (ПВХ) | — (CH 2 — CHCl) n — | винилхлорид CH 2 = CHCl | прочный твердый массив | трубы, сайдинг, пол | |
Поли (винилиденхлорид) (Saran A) | — (CH 2 -CCl 2 ) n — | винилиденхлорид CH 2 = CCl 2 | плотные, тугоплавкие | чехлы на сиденья, пленки | |
полистирол ( PS) | — [CH 2 -CH (C 6 H 5 )] n — | стирол CH 2 = CHC 6 H 5 | жесткий, жесткий, прозрачное твердое вещество растворим в органических растворителях 9 1124 | игрушки, шкафы упаковка (вспененная) | |
Полиакрилонитрил (PAN, Orlon, Acrilan) | — (CH 2 -CHCN) n — | CHCN 40 900 25 CH | акрилонитрил 910 | тугоплавкое твердое вещество , растворимое в органических растворителях | коврики, одеяла одежда |
Политетрафторэтилен (ПТФЭ, тефлон) | — (CF 2 -CF12 n 2 — ) | тетрафторэтилен CF 2 = CF 2 | устойчивые, гладкие твердые | антипригарные поверхности электроизоляция | |
поли (метилметакрилат) (PMMA, Lucite, Plexiglas) 91 CH 2 -C (CH 3 ) CO 2 CH 3 ] n — | метилметакрилат CH 2 = C (CH 3 ) CO 2 CH 3 | твердый, прозрачный сплошной | кожухи для освещения, вывески световые люки | ||
Поли (винилацетат) (PVAc) | — (CH 2 -CHOCOCH 3 ) n — | винил ацетат CH 2 = CHOCOCH 3 | мягкое, липкое твердое вещество | латексные краски, клеи | |
цис-полиизопрен натуральный каучук | — [CH 2 -CH = C (CH 2 -CH = C (CH 2 -CH = C (CH 2 -CH = C) 3 ) -CH 2 ] n — | изопрен CH 2 = CH-C (CH 3 ) = CH 2 | мягкое, липкое твердое вещество | для практического использования требуется вулканизация | |
Полихлоропрен (цис + транс) (неопрен) | — [CH 2 -CH = CCl-CH 2 ] n — | хлоропрен CH 2 = CH-CCl = CH 2 | твердый, эластичный материал d | синтетический каучук маслостойкий |
3.Свойства макромолекул
Поучительно сравнение свойств полиэтилена (как LDPE, так и HDPE) с натуральными полимерами, каучуком и целлюлозой. Как отмечалось выше, синтетические макромолекулы HDPE имеют массы в диапазоне от 10 5 до 10 6 а.е.м. (молекулы LDPE более чем в сто раз меньше). Молекулы каучука и целлюлозы имеют одинаковые диапазоны масс, но меньше мономерных звеньев из-за большего размера мономера. Физические свойства этих трех полимерных веществ отличаются друг от друга и, конечно, от их мономеров.
• HDPE представляет собой твердое полупрозрачное твердое вещество, которое размягчается при нагревании выше 100 ° C, и ему можно придавать различные формы, включая пленки. Он не так легко растягивается и деформируется, как ПВД. HDPE нерастворим в воде и большинстве органических растворителей, хотя при погружении в последний может наблюдаться некоторое набухание. HDPE — отличный электроизолятор.
• LDPE — это мягкое полупрозрачное твердое тело, которое плохо деформируется при температуре выше 75 ° C. Пленки из LDPE легко растягиваются и обычно используются для упаковки.LDPE нерастворим в воде, но размягчается и набухает при воздействии углеводородных растворителей. И LDPE, и HDPE становятся хрупкими при очень низких температурах (ниже -80 ° C). Этилен, обычный мономер для этих полимеров, представляет собой газ с низкой температурой кипения (-104 ° C).
• Натуральный (латексный) каучук — непрозрачное, мягкое, легко деформируемое твердое вещество, которое становится липким при нагревании (выше 60 ° C) и хрупким при охлаждении ниже -50 ° C. В неполярных органических веществах он набухает более чем в два раза. растворители, такие как толуол, со временем растворяются, но непроницаемы для воды.Изопрен C 5 H 8 является летучей жидкостью (точка кипения 34 ° C).
• Чистая целлюлоза в форме хлопка — это мягкое гибкое волокно, практически не меняющееся при колебаниях температуры в диапазоне от -70 до 80 ° C. Хлопок легко впитывает воду, но на него не влияет погружение в толуол или большинство других органических растворителей. . Волокна целлюлозы могут изгибаться и скручиваться, но перед разрывом они не сильно растягиваются. Мономером целлюлозы является C 6 H 12 O 6 альдогексоза D-глюкоза.Глюкоза представляет собой водорастворимое твердое вещество с температурой плавления ниже 150 ° C.
Чтобы учесть отмеченные здесь различия, нам необходимо рассмотреть природу агрегированной макромолекулярной структуры или морфологии каждого вещества. Поскольку полимерные молекулы настолько велики, они обычно упаковываются вместе неоднородным образом, с упорядоченными или кристаллическими областями, смешанными вместе с неупорядоченными или аморфными доменами. В некоторых случаях все твердое тело может быть аморфным, полностью состоящим из свернутых и запутанных макромолекулярных цепей.Кристалличность возникает, когда линейные полимерные цепи структурно ориентированы в однородной трехмерной матрице. На диаграмме справа кристаллические домены окрашены в синий цвет.
Повышенная кристалличность связана с увеличением жесткости, прочности на разрыв и непрозрачности (из-за светорассеяния). Аморфные полимеры обычно менее жесткие, более слабые и легче деформируются. Часто они прозрачные.
Три фактора, которые влияют на степень кристалличности:
i) Длина цепи
ii) Разветвление цепи
iii) Межцепочечное связывание
Важность первых двух факторов хорошо иллюстрируется различиями между LDPE и HDPE.Как отмечалось ранее, HDPE состоит из очень длинных неразветвленных углеводородных цепей. Они легко упаковываются вместе в кристаллические домены, которые чередуются с аморфными сегментами, и полученный материал, хотя и является относительно прочным и жестким, сохраняет определенную степень гибкости. Напротив, ПЭНП состоит из более мелких и более разветвленных цепей, которые не легко принимают кристаллическую структуру. Таким образом, этот материал мягче, слабее, менее плотен и легче деформируется, чем HDPE. Как правило, механические свойства, такие как пластичность, прочность на разрыв и твердость, повышаются и в конечном итоге выравниваются с увеличением длины цепи.
Природа целлюлозы подтверждает вышеприведенный анализ и демонстрирует важность третьего фактора (iii). Во-первых, цепочки целлюлозы легко принимают стабильную стержнеобразную конформацию. Эти молекулы выстраиваются бок о бок в волокна, которые стабилизируются за счет межцепочечных водородных связей между тремя гидроксильными группами на каждой мономерной единице. Следовательно, кристалличность высока, и молекулы целлюлозы не перемещаются и не скользят друг относительно друга. Высокая концентрация гидроксильных групп также объясняет легкое водопоглощение, характерное для хлопка.
Натуральный каучук — полностью аморфный полимер. К сожалению, потенциально полезные свойства сырого латексного каучука ограничены температурной зависимостью; однако эти свойства могут быть изменены путем химического изменения. Цис-двойные связи в углеводородной цепи образуют плоские сегменты, которые делают цепь более жесткой, но не выпрямляют ее. Если эти жесткие сегменты полностью удалить гидрогенизацией (катализатор H 2 & Pt), цепи теряют всякую ограниченность, и продукт представляет собой низкоплавкое парафиноподобное полутвердое вещество с низкой температурой плавления.Если вместо этого цепи молекул каучука будут слегка сшиты атомами серы, процесс, названный вулканизацией , который был открыт Чарльзом Гудиером в 1839 году, значительно улучшит желаемые эластомерные свойства каучука. При сшивании от 2 до 3% получается полезный мягкий каучук, который больше не страдает проблемами липкости и хрупкости при нагревании и охлаждении. При сшивании от 25 до 35% образуется продукт из твердой твердой резины. На следующем рисунке показан поперечно сшитый разрез аморфного каучука.При нажатии на диаграмму она изменится на отображение соответствующего растянутого участка. Более высокоупорядоченные цепи в растянутой конформации энтропийно нестабильны и возвращаются в свое исходное свернутое состояние, когда им позволяют расслабиться (щелкните второй раз).
При нагревании или охлаждении большинство полимеров претерпевают тепловые превращения, которые позволяют понять их морфологию. Они определяются как переход плавления , T m , и переход стеклования , T g .
T m — температура, при которой кристаллические домены теряют свою структуру или плавятся. По мере увеличения кристалличности увеличивается и T m . |
T г часто зависит от истории образца, особенно от предыдущей термообработки, механических манипуляций и отжига.Иногда ее интерпретируют как температуру, при превышении которой значительные участки полимерных цепей могут скользить мимо друг друга в ответ на приложенную силу. Введение относительно больших и жестких заместителей (таких как бензольные кольца) будет мешать этому движению цепи, таким образом увеличивая T g (обратите внимание на полистирол ниже). Введение в полимерную матрицу низкомолекулярных соединений, называемых пластификаторами, увеличивает расстояние между цепями, позволяя цепям двигаться при более низких температурах.что привело к снижению Т г . Выделение газов из пластификаторов, используемых для модификации пластиковых деталей салона автомобилей, производит «запах нового автомобиля», к которому мы привыкли.
Значения T м и T г для некоторых распространенных аддитивных полимеров приведены ниже. Обратите внимание, что у целлюлозы нет ни T m , ни T g .
Полимер | LDPE | HDPE | PP | PVC | PS | PS | PS | PAN Резина | |||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
T м (ºC) | 110 | 130 | 175 | 180 | 175 | > 200 | 330 | 180 | 30 | ||
T г (ºC) | _ 110 | _ 100 | _ 104124 911 911 90 | 95 | _ 110 | 105 | _ 70 |
Каучук входит в важную группу полимеров, называемых эластомерами .Эластомеры — это аморфные полимеры, которые обладают способностью растягиваться, а затем возвращаться к своей исходной форме при температурах выше T g . Это свойство важно для таких применений, как прокладки и уплотнительные кольца, поэтому разработка синтетических эластомеров, которые могут работать в суровых или сложных условиях, остается практической целью. При температурах ниже T г эластомеры становятся твердыми стекловидными телами и теряют всю эластичность. Трагическим примером этого стала катастрофа космического корабля «Челленджер».Термостойкие и химически стойкие уплотнительные кольца, используемые для герметизации секций твердотопливных ракет, имели, к сожалению, высокую T g , близкую к 0 ºC. Неожиданно низкие температуры утром перед запуском были ниже T g , что позволяло горячим ракетным газам выходить через уплотнения.
4. Регио и стереоизомеризация в макромолекулах
Симметричные мономеры, такие как этилен и тетрафторэтилен, могут соединяться вместе только одним способом. С другой стороны, монозамещенные мономеры могут соединяться вместе двумя организованными способами, описанными на следующей диаграмме, или третьим случайным образом.Большинство мономеров этого типа, включая пропилен, винилхлорид, стирол, акрилонитрил и сложные эфиры акриловой кислоты, предпочитают соединяться «голова к хвосту» с некоторой случайностью, возникающей время от времени. Причины такой региоселективности будут обсуждены в разделе синтетических методов.
Если полимерная цепь нарисована зигзагообразно, как показано выше, каждая из групп заместителей (Z) обязательно будет расположена выше или ниже плоскости, определяемой углеродной цепью.Следовательно, мы можем выделить три конфигурационных изомера таких полимеров. Если все заместители лежат на одной стороне цепи, конфигурация называется изотактической . Если заместители чередуются с одной стороны на другую регулярным образом, конфигурация называется синдиотактической . Наконец, случайное расположение групп заместителей обозначается как атактический . Примеры этих конфигураций показаны здесь.
Многие обычные и полезные полимеры, такие как полистирол, полиакрилонитрил и поливинилхлорид, являются атактическими, как и обычно.Были разработаны индивидуализированные катализаторы, которые влияют на стереорегулярную полимеризацию полипропилена и некоторых других мономеров, и улучшенные свойства, связанные с повышенной кристалличностью этих продуктов, сделали эту важную область исследований. Сообщалось о следующих значениях T г .
Полимер | T г атактический | T г изотактический | PP g | 0 ºC | –8 ºC |
---|---|---|---|---|---|
PMMA | 100 ºC | 130 ºC | 120 ºC |
Свойства данного полимера будут значительно различаться в зависимости от тактики.Таким образом, атактический полипропилен бесполезен в качестве твердого строительного материала и используется в основном как компонент клея или как мягкая матрица для композитных материалов. Напротив, изотактический полипропилен представляет собой тугоплавкое твердое вещество (около 170 ºC), из которого можно формовать или обрабатывать конструкционные компоненты.
Синтез аддитивных полимеров
Все мономеры, из которых получают аддитивные полимеры, представляют собой алкены или функционально замещенные алкены. Наиболее распространенными и термодинамически предпочтительными химическими превращениями алкенов являются реакции присоединения.Известно, что многие из этих реакций присоединения протекают ступенчатым образом с участием реакционноспособных промежуточных продуктов, и это механизм, которому следует большинство полимеризаций. Здесь представлена общая диаграмма, иллюстрирующая эту сборку линейных макромолекул, которая поддерживает название «полимеры роста цепи «. Поскольку пи-связь в мономере превращается в сигма-связь в полимере, реакция полимеризации обычно экзотермична на 8-20 ккал / моль. Действительно, сообщалось о случаях взрыво-неконтролируемой полимеризации.
Полезно выделить четыре процедуры полимеризации, соответствующие этому общему описанию.
• Радикальная полимеризация Инициатор представляет собой радикал, а место распространения реакционной способности (*) представляет собой углеродный радикал.
• Катионная полимеризация Инициатор представляет собой кислоту, а место распространения реакционной способности (*) представляет собой карбокатион.
• Анионная полимеризация Инициатор представляет собой нуклеофил, а сайт размножения реактивности (*) представляет собой карбанион.
• Координационная каталитическая полимеризация Инициатор представляет собой комплекс переходного металла, а центр роста реакционной способности (*) представляет собой терминальный каталитический комплекс.
1. Радикальная полимеризация с ростом цепи
Практически все описанные выше мономеры подвержены радикальной полимеризации. Поскольку это может быть вызвано следами кислорода или других незначительных примесей, чистые образцы этих соединений часто «стабилизируются» небольшими количествами ингибиторов радикалов, чтобы избежать нежелательной реакции.Когда желательна радикальная полимеризация, она должна быть начата с использованием радикального инициатора , такого как пероксид или некоторые азосоединения. Формулы некоторых распространенных инициаторов и уравнения, показывающие образование радикальных частиц из этих инициаторов, представлены ниже.
Используя небольшие количества инициаторов, можно полимеризовать широкий спектр мономеров. Одним из примеров этой радикальной полимеризации является превращение стирола в полистирол, показанное на следующей диаграмме.Первые два уравнения иллюстрируют процесс инициирования , а последние два уравнения являются примерами распространения цепи . Каждая мономерная единица добавляется к растущей цепи таким образом, чтобы генерировать наиболее стабильный радикал. Поскольку углеродные радикалы стабилизируются заместителями многих видов, предпочтение региоселективности «голова-к-хвосту» в большинстве аддитивных полимеризаций понятно. Поскольку радикалы толерантны ко многим функциональным группам и растворителям (включая воду), радикальная полимеризация широко используется в химической промышленности.
Чтобы увидеть анимированную модель радикальной полимеризации с ростом цепи винилхлорида
В принципе, после начала радикальной полимеризации можно ожидать продолжения бесконтрольной полимеризации с образованием нескольких полимеров с чрезвычайно длинной цепью. На практике образуется большее количество цепей среднего размера, что указывает на то, что должны иметь место реакции обрыва цепи. Наиболее распространенные процессы прерывания — это Радикальная комбинация и Диспропорционирование .Эти реакции иллюстрируются следующими уравнениями. Растущие полимерные цепи окрашены в синий и красный цвет, а атом водорода, переносимый при диспропорционировании, окрашен в зеленый цвет. Обратите внимание, что в обоих типах терминации два реактивных радикальных центра удаляются одновременным превращением в стабильный продукт (продукты). Поскольку концентрация радикальных частиц в реакции полимеризации мала по сравнению с другими реагентами (например, мономерами, растворителями и терминированными цепями), скорость, с которой происходят эти радикально-радикальные реакции обрыва, очень мала, и большинство растущих цепей достигают умеренной длины до обрыва. .
Относительная важность этих обрывов зависит от природы мономера, подвергаемого полимеризации. Для акрилонитрила и стирола основным процессом является комбинация. Однако образование метилметакрилата и винилацетата прекращается главным образом за счет диспропорционирования.
Другая реакция, которая отвлекает радикальную полимеризацию с ростом цепи от образования линейных макромолекул, называется передача цепи . Как следует из названия, эта реакция перемещает углеродный радикал из одного места в другое посредством межмолекулярного или внутримолекулярного переноса атома водорода (окрашено в зеленый цвет).Эти возможности демонстрируются следующими уравнениями
Реакции передачи цепи особенно распространены при радикальной полимеризации этилена под высоким давлением, которая является методом, используемым для производства LDPE (полиэтилена низкой плотности). 1º-радикал на конце растущей цепи превращается в более стабильный 2º-радикал путем переноса атома водорода. Дальнейшая полимеризация в новом радикальном сайте генерирует радикал боковой цепи, что, в свою очередь, может привести к образованию других боковых цепей за счет реакций передачи цепи.В результате морфология LDPE представляет собой аморфную сеть из сильно разветвленных макромолекул.
2. Катионная полимеризация с ростом цепи
Полимеризация изобутилена (2-метилпропена) следами сильных кислот является примером катионной полимеризации. Полиизобутилен представляет собой мягкое каучукоподобное твердое вещество, T г = _ 70 ° C, которое используется для внутренних труб. Этот процесс аналогичен радикальной полимеризации, что демонстрируется следующими уравнениями.Рост цепи прекращается, когда концевой карбокатион соединяется с нуклеофилом или теряет протон, давая концевой алкен (как показано здесь).
Мономеры, содержащие катионостабилизирующие группы, такие как алкил, фенил или винил, могут быть полимеризованы катионными процессами. Обычно они инициируются при низкой температуре в растворе хлористого метилена. Сильные кислоты, такие как HClO 4 или кислоты Льюиса, содержащие следы воды (как показано выше), служат в качестве инициирующих реагентов. При низких температурах реакции передачи цепи при такой полимеризации редки, поэтому получаемые полимеры являются чисто линейными (неразветвленными).
3. Анионная полимеризация с ростом цепи
Обработка холодного раствора стирола в ТГФ 0,001 эквивалентом н-бутиллития вызывает немедленную полимеризацию. Это пример анионной полимеризации, протекание которой описывается следующими уравнениями. Рост цепи может быть остановлен водой или углекислым газом, и передача цепи происходит редко. Только мономеры, имеющие заместители, стабилизирующие анион, такие как фенил, циано или карбонил, являются хорошими субстратами для этого метода полимеризации.Многие из полученных полимеров в значительной степени изотактичны по конфигурации и имеют высокую степень кристалличности.
Разновидности, которые использовались для инициирования анионной полимеризации, включают щелочные металлы, амиды щелочных металлов, алкиллитий и различные источники электронов. Практическое применение анионной полимеризации происходит при использовании суперклея. Этот материал представляет собой метил-2-цианоакрилат, CH 2 = C (CN) CO 2 CH 3 . Под воздействием воды, аминов или других нуклеофилов происходит быстрая полимеризация этого мономера.
4. Каталитическая полимеризация Циглера-Натта
Эффективная и стереоспецифическая процедура каталитической полимеризации была разработана Карлом Циглером (Германия) и Джулио Натта (Италия) в 1950-х годах. Их открытия впервые позволили синтез неразветвленного высокомолекулярного полиэтилена (HDPE), лабораторный синтез натурального каучука из изопрена и контроль конфигурации полимеров из концевых алкенов, таких как пропен (например, чистые изотактические и синдиотактические полимеры).В случае этилена быстрая полимеризация происходила при атмосферном давлении и температуре от умеренной до низкой, давая более прочный (более кристаллический) продукт (HDPE), чем продукт радикальной полимеризации (LDPE). За это важное открытие эти химики получили Нобелевскую премию по химии 1963 года.
Катализаторы Циглера-Натта получают реакцией определенных галогенидов переходных металлов с металлоорганическими реагентами, такими как реагенты алкилалюминий, литий и цинк. Катализатор, образованный реакцией триэтилалюминия с тетрахлоридом титана, широко изучался, но другие металлы (например,грамм. V & Zr) также оказались эффективными. На следующей диаграмме представлен один из механизмов этой полезной реакции. Были предложены и другие варианты с изменениями для учета неоднородности или гомогенности катализатора. Полимеризация пропилена под действием титанового катализатора дает изотактический продукт; тогда как катализатор на основе ванадия дает синдиотактический продукт.
Сополимеры
Синтез макромолекул, состоящих из более чем одной повторяющейся мономерной единицы, был исследован как средство управления свойствами получаемого материала.В этом отношении полезно различать несколько способов, которыми различные мономерные звенья могут быть включены в полимерную молекулу. Следующие ниже примеры относятся к двухкомпонентной системе, в которой один мономер обозначен как A , а другой B .
Статистические сополимеры | Также называемые статистическими сополимерами. Здесь мономерные звенья распределены в полимерной цепи случайным образом, а иногда и неравномерно: ~ ABBAAABAABBBABAABA ~. |
---|---|
Чередующиеся сополимеры | Здесь мономерные звенья распределены регулярным чередованием, с почти эквимолярным количеством каждого в цепи: ~ ABABABABABABABAB ~. |
Блок-сополимеры | Вместо смешанного распределения мономерных единиц длинная последовательность или блок одного мономера присоединяется к блоку второго мономера: ~ AAAAA-BBBBBBB ~ AAAAAAA ~ BBB ~ BBB ~ BBB ~ BBB ~ BBB ~ BBB ~ BBB ~ BBB ~ BBB ~ BBB . |
Привитые сополимеры | Как следует из названия, боковые цепи данного мономера присоединены к основной цепи второго мономера: ~ AAAAAAA (BBBBBBB ~) AAAAAAA (BBBB9 ~) AAA ~ AAA. |
1. Аддитивная сополимеризация
Большинство прямых сополимеризаций эквимолярных смесей различных мономеров дают статистические сополимеры, или, если один мономер намного более реакционноспособен, почти гомополимер этого мономера.Сополимеризация стирола, например, с метилметакрилатом, например, протекает по-разному в зависимости от механизма. Радикальная полимеризация дает статистический сополимер. Однако продуктом катионной полимеризации в основном является полистирол, а анионная полимеризация способствует образованию полиметилметакрилата. В случаях, когда относительная реакционная способность различна, состав сополимера иногда можно контролировать путем непрерывного введения в реакцию смещенной смеси мономеров.
Образование чередующихся сополимеров благоприятно, когда мономеры имеют разные полярные заместители (например, один электроноакцепторный, а другой электронодонорный), и оба имеют одинаковую реакционную способность по отношению к радикалам. Например, сополимеризация стирола и акрилонитрила в значительной степени чередуется.
Мономер А | Мономер В | Сополимер | Использует |
---|---|---|---|
H 2 C = CHCl 91 CC124 | H11 | 9114 | H11 9000 4 пленки и волокна |
H 2 C = CHC 6 H 5 | H 2 C = C-CH = CH 2 | SBR бутадиен-стирольный каучук | шины |
H 2 C = CHCN | H 2 C = C-CH = CH 2 | Нитрил-каучук | клеи шланги |
H 2 C = C (CH 3 ) 2 | H 2 C = C-CH = CH 2 | Бутилкаучук | внутренние трубы |
F 2 C = CF (CF 3 ) | H 2 C = CHF | Viton | прокладки |
Тройной сополимер акрилонитрила, бутадиена и стирола, называемый АБС-каучуком, используется для изготовления ударопрочных емкостей, труб и прокладок.
2. Блок-сополимеризация
Было разработано несколько различных методов получения блок-сополимеров, многие из которых используют реакции конденсации (следующий раздел). На этом этапе наше обсуждение будет ограничено применением анионной полимеризации. В описанной выше анионной полимеризации стирола реактивный центр остается на конце цепи до тех пор, пока она не будет погашена. Непогашенный полимер был назван живым полимером , и если добавляется дополнительный стирол или другой подходящий мономер, образуется блок-полимер.Это проиллюстрировано для метилметакрилата на следующей диаграмме.
Конденсационные полимеры
Большое количество важных и полезных полимерных материалов не образуется в результате процессов роста цепей с участием реакционноспособных частиц, таких как радикалы, а происходит вместо этого путем обычных преобразований функциональных групп полифункциональных реагентов. Эти полимеризации часто (но не всегда) происходят с потерей небольшого побочного продукта, такого как вода, и обычно (но не всегда) объединяют два разных компонента в чередующейся структуре.Полиэфир дакрон и полиамид нейлон 66, показанные здесь, являются двумя примерами синтетических конденсационных полимеров, также известных как полимеры ступенчатого роста . В отличие от полимеров с цепным ростом, большинство из которых растут за счет образования углерод-углеродных связей, ступенчатые полимеры обычно растут за счет образования углерод-гетероатомных связей (C-O и C-N в дакроне и нейлоне соответственно). Хотя полимеры такого типа можно рассматривать как чередующиеся сополимеры, повторяющееся мономерное звено обычно определяется как комбинированный фрагмент.
Примерами встречающихся в природе конденсационных полимеров являются целлюлоза, полипептидные цепи белков и поли (β-гидроксимасляная кислота), полиэфир, синтезируемый в большом количестве некоторыми почвенными и водными бактериями. Формулы для них будут отображены ниже при нажатии на диаграмму.
1. Характеристики конденсационных полимеров
Конденсационные полимеры образуются медленнее, чем аддитивные полимеры, часто требуют тепла, и их молекулярная масса обычно ниже.Концевые функциональные группы в цепи остаются активными, так что группы более коротких цепей объединяются в более длинные цепи на поздних стадиях полимеризации. Присутствие полярных функциональных групп в цепях часто усиливает притяжение цепей к цепям, особенно если они включают водородные связи и, следовательно, кристалличность и прочность на разрыв. Следующие ниже примеры конденсационных полимеров являются иллюстративными.
Следует отметить, что для промышленного синтеза компоненты карбоновой кислоты могут фактически использоваться в форме производных, таких как простые эфиры.Кроме того, реакции полимеризации нейлона 6 и спандекса не протекают путем удаления воды или других небольших молекул. Тем не менее, очевидно, что полимер образуется в процессе ступенчатого роста.
Разница в T g и T m между первым полиэфиром (полностью алифатическим) и двумя нейлоновыми полиамидами (5-я и 6-я записи) показывает влияние внутрицепочечных водородных связей на кристалличность. Замена гибких алкилиденовых звеньев жесткими бензольными кольцами также делает полимерную цепь более жесткой, что приводит к усилению кристаллического характера, как показано для полиэфиров (позиции 1, 2 и 3) и полиамидов (позиции 5, 6, 7 и 8).Высокие значения T g и T m для аморфного полимера Lexan соответствуют его блестящей прозрачности и жесткости, подобной стеклу. Кевлар и номекс — чрезвычайно прочные и стойкие материалы, которые находят применение в пуленепробиваемых жилетах и огнестойкой одежде.
Многие полимеры, как аддитивные, так и конденсационные, используются в качестве волокон. Основные методы формования синтетических полимеров в волокна — из расплавов или вязких растворов. Сложные полиэфиры, полиамиды и полиолефины обычно получают из расплава при условии, что T m не слишком высока.Полиакрилаты подвергаются термическому разложению и поэтому формуются из раствора в летучем растворителе. Холодная вытяжка — важная физическая обработка, улучшающая прочность и внешний вид этих полимерных волокон. При температурах выше T g волокно толще, чем требуется, может быть принудительно растянуто во много раз своей длины; при этом полимерные цепи распутываются и стремятся выровняться параллельно. Эта процедура холодной вытяжки организует произвольно ориентированные кристаллические домены, а также выравнивает аморфные домены, чтобы они стали более кристаллическими.В этих случаях физически ориентированная морфология стабилизируется и сохраняется в конечном продукте. Это контрастирует с эластомерными полимерами, для которых растянутая или выровненная морфология нестабильна по сравнению с морфологией аморфной случайной спирали.
При нажатии на следующую диаграмму изображение этих изменений будет переключаться из одной крайности в другую. Эту обработку холодной вытяжкой можно также использовать для обработки полимерных пленок (например, майлара и сарана), а также волокон.
Ступенчатая полимеризация также используется для получения класса адгезивов и аморфных твердых веществ, называемых эпоксидными смолами.Здесь ковалентное связывание происходит в результате реакции S N 2 между нуклеофилом, обычно амином, и концевым эпоксидом. В следующем примере тот же промежуточный бисфенол A, который используется в качестве мономера для Lexan, служит бифункциональным каркасом, к которому присоединены эпоксидные кольца. Бисфенол А получают путем катализируемой кислотой конденсации ацетона с фенолом.
2.Термореактивные и термопластичные полимеры
Большинство описанных выше полимеров относятся к термопластам .Это отражает тот факт, что выше T g им можно придавать форму или прессовать в формы, формовать или отливать из расплавов или растворять в подходящих растворителях для последующего формования. Кевлар и Номекс из-за их высокой температуры плавления и плохой растворимости в большинстве растворителей оказались проблемой, но в конечном итоге она была решена.
Другая группа полимеров, характеризующихся высокой степенью сшивки, сопротивляется деформации и растворению после достижения их окончательной морфологии. Такие полимеры обычно получают в формах, которые позволяют получить желаемый объект.Поскольку эти полимеры, однажды сформированные, не могут быть изменены при нагревании, они называются реактопластами . Частичные формулы для четырех из них будут показаны ниже при нажатии соответствующей кнопки. Первым экспонатом является бакелит, один из первых полностью синтетических пластиков, получивших коммерческое использование (около 1910 г.).
Природный смолистый полимер, называемый лигнин, имеет сшитую структуру, аналогичную бакелиту. Лигнин — это аморфная матрица, в которой ориентированы целлюлозные волокна древесины.Дерево — это натуральный композитный материал, природный эквивалент композитов из стекловолокна и углеродного волокна. Частичная структура лигнина показана здесь
Эпоха пластмасс
Исторически сложилось так, что многие эпохи характеризовались материалами, которые тогда были важны для человеческого общества (например, каменный век, бронзовый век и железный век). ХХ век приобрел несколько таких ярлыков, в том числе ядерный век и нефтяной век ; тем не менее, лучшим названием, вероятно, является пластмассовый век .В течение этого периода никакие технологические достижения, кроме подачи электроэнергии в каждый дом, не повлияли на нашу жизнь больше, чем широкое использование синтетических пластиков в нашей одежде, посуде, строительных материалах, автомобилях, упаковке и игрушках, и это лишь некоторые из них. . Разработка материалов, которые мы сейчас называем пластмассами, началась с вискозы в 1891 году, продолжилась бакелитом в 1907 году, полиэтиленом в 1933 году, нейлоном и тефлоном в 1938 году, полипропиленом в 1954 году, кевларом в 1965 году и продолжается.
Многие типы полимеров, которые мы объединяем в пластики, в целом недорогие, легкие, прочные, долговечные и, при желании, гибкие. Пластмассы могут обрабатываться экструзией, литьем под давлением, вакуумным формованием и сжатием, превращаясь в волокна, тонкие листы или предметы определенной формы. Они могут быть окрашены по желанию и усилены стекловолокном или углеродными волокнами, а некоторые могут быть расширены в пенопласт с низкой плотностью. Многие современные клеи предполагают образование пластичного связующего вещества.Пластмассы заменяют все большее количество натуральных веществ. При производстве клавиш пианино и бильярдных шаров пластмассы заменили слоновую кость, что помогло выжить слону. Примечательно, что предприятие по производству синтетического волокна занимает гораздо меньшую площадь земли, чем было бы необходимо для производства такого же количества натуральных волокон, как хлопок, шерсть или шелк. При всех этих преимуществах неудивительно, что многое из того, что вы видите вокруг, сделано из пластика. В самом деле, низкая стоимость, легкий вес, прочность и адаптируемость конструкции пластмасс к различным областям применения привели к значительному годовому росту их производства и использования, который, вероятно, будет продолжаться.Действительно, многие пластмассы используются в одноразовых изделиях, предназначенных только для одноразового использования.
Закон непредвиденных последствий
Успешные решения технологических проектов часто достигаются путем сосредоточения внимания на ограниченном наборе переменных, которые напрямую связаны с желаемым результатом. Однако у природы часто есть способ вознаградить такой успех, выявив неожиданные проблемы, возникшие «вне рамок» определенного проекта. В случае пластмасс их выгодная долговечность и относительно низкая стоимость привели к серьезному загрязнению окружающей среды, поскольку использованные предметы и упаковки случайно выбрасываются и заменяются в бесконечном цикле.Мы видим это каждый день на улицах и полях в наших кварталах, но проблема гораздо серьезнее. Чарльз Мур, американский океанограф, в 1997 году обнаружил огромную массу мусора, оцениваемую почти в 100 миллионов тонн, плавающую в Тихом океане между Сан-Франциско и Гавайями. Названный «Большой тихоокеанский мусорный полигон», этот тушеный мусор состоит в основном (80%) из кусочков и кусков пластика, который превышает планктон в соотношении 6: 1, в регионе, который в два раза больше Техаса. Хотя часть обломков происходит с кораблей в море, по крайней мере 80% приходится на мусор, образующийся на суше.Информация, представленная здесь, и иллюстрация слева взяты из статьи Сьюзан Кейси в
BestLife
Циркуляция течений по часовой стрелке, создаваемая глобальной ветровой системой и ограниченная окружающими континентами, образует вихрь или круговорот, сравнимый с большим водоворотом. Каждый крупный океанский бассейн имеет большой круговорот в субтропическом регионе с центром около 30º северной и южной широты. Североатлантический субтропический круговорот известен как Саргассово море. Более крупный субтропический круговорот в северной части Тихого океана, называемый депрессией, представляет собой зону конвергенции, в которой пластик и другие отходы смешиваются вместе.Подобные области есть в южной части Тихого океана, Северной и Южной Атлантике и Индийском океане.
Помимо отвратительного внешнего вида, мусорное пятно представляет собой серьезную проблему для окружающей среды и здоровья. Никто не знает, сколько времени потребуется, чтобы некоторые из этих пластиков разложились или вернулись в составные молекулы. Устойчивые объекты, такие как кольца из шести упаковок и выброшенные сети, служат ловушкой для морских животных. Меньшие пластиковые отходы принимают за пищу морские птицы; и часто обнаруживаются непереваренными в кишечнике мертвых птиц.Нурдлы, гранулы пластика размером с чечевицу, в изобилии встречающиеся там, где производятся и распространяются пластмассы, разносятся ветром по биосфере. Они достаточно легкие, чтобы развевать их, как пыль, и смывать в гавани, ливневые стоки и ручьи. Сбежавшие гранулы и другой пластиковый мусор мигрируют в океанический круговорот в основном с суши. В таких отдаленных местах, как Раротонга, на островах Кука, они обычно смешаны с пляжным песком. Попав в океан, гранулы могут поглощать в миллион раз больше любых органических загрязнителей, обнаруженных в окружающих водах.Морские нянечки легко принимают за икру рыбы существа, которым очень хочется перекусить. Попав внутрь тела большеглазого тунца или королевского лосося, они становятся частью нашей пищевой цепи.
Переработка и утилизация
Большинство пластмасс рассыпается на все более мелкие фрагменты, когда они подвергаются воздействию солнечного света и элементов. За исключением небольшого количества, которое было сожжено — а это очень небольшое количество — каждый кусок пластика, когда-либо сделанный, все еще существует, если только молекулярная структура материала не предназначена для содействия биоразложению.К сожалению, очистка участка от мусора — нереальный вариант, и, если мы не изменим наши привычки по утилизации и переработке мусора, он, несомненно, станет больше. Одно из разумных решений потребует от производителей по возможности использовать натуральные биоразлагаемые упаковочные материалы, а от потребителей — добросовестно утилизировать свои пластиковые отходы. Таким образом, вместо того, чтобы отправлять весь пластиковый мусор на свалку, часть его может давать энергию путем прямого сгорания, а часть преобразовываться для повторного использования в качестве заменителя первичного пластика.Последний особенно привлекателен, поскольку большинство пластмасс производится из нефти — ресурса, который сокращается, а цена колеблется.
Энергетический потенциал пластиковых отходов относительно значителен и колеблется от 10,2 до 30,7 МДж / кг, что предполагает их применение в качестве источника энергии и стабилизатора температуры в муниципальных мусоросжигательных заводах, тепловых электростанциях и цементных печах. Использование пластиковых отходов в качестве источника топлива могло бы стать эффективным средством снижения требований к захоронению отходов при рекуперации энергии.Однако это зависит от использования соответствующих материалов. Неадекватный контроль горения, особенно для пластмасс, содержащих хлор, фтор и бром, представляет собой риск выделения токсичных загрязнителей.
Пластиковые отходы, используемые в качестве топлива или в качестве источника вторичного пластика, необходимо разделять на разные категории. С этой целью в 1988 году Общество производителей пластмасс (SPI) разработало систему идентификационного кодирования, которая используется во всем мире. Этот код, показанный справа, представляет собой набор символов, размещенных на пластмассах для определения типа полимера с целью обеспечения эффективного разделения различных типов полимеров для вторичной переработки.Сокращения кода поясняются в следующей таблице.
|
Несмотря на использование символа рециркуляции при кодировании пластмасс, потребители не понимают, какие пластики можно легко перерабатывать. В большинстве сообществ по всей территории Соединенных Штатов ПЭТЭ и ПЭВП — единственные пластмассы, собираемые в рамках муниципальных программ утилизации. Однако в некоторых регионах ассортимент собираемых пластмасс расширяется по мере появления рынков. (Лос-Анджелес, например, перерабатывает весь чистый пластик, пронумерованный от 1 до 7). Теоретически большинство пластмасс подлежат переработке, и некоторые типы могут использоваться в сочетании с другими.Однако во многих случаях существует несовместимость между разными типами, что требует их эффективного разделения. Поскольку пластмассы, используемые в данном секторе производства (например, электроника, автомобилестроение и т. Д.), Обычно ограничиваются несколькими типами, эффективная переработка часто лучше всего достигается с помощью целевых потоков отходов.
Пластиковый мусор из большинства домашних хозяйств, даже с некоторым разделением пользователей, представляет собой смесь неопознанных частей. Переработка таких смесей — сложная проблема.Процесс плавания / погружения оказался полезным в качестве первого шага. При помещении в среду промежуточной плотности частицы разной плотности разделяются — частицы с более низкой плотностью плавают, а частицы с более высокой плотностью опускаются. Были использованы различные разделительные среды, включая воду или водные растворы известной плотности (спирт, NaCl, CaCl 2 или ZnCl 2 ). Как показано в следующей таблице, плотности обычных пластиков различаются в достаточной степени, чтобы их можно было различать таким образом.Цилиндроконический циклон, показанный справа, обеспечивает непрерывную процедуру подачи, при которой разделяемый материал закачивается в емкость одновременно с разделяющей средой. Некоторые полимеры, такие как полистирол и полиуретан, обычно превращаются в вспененные твердые вещества, которые имеют гораздо более низкую плотность, чем твердый материал.
|
Одна серьезная проблема при вторичной переработке связана с множеством добавок, содержащихся в пластиковых отходах.К ним относятся пигменты для окрашивания, твердые волокна в композитах, стабилизаторы и пластификаторы. В случае ПЭТФ (или ПЭТ), который обычно используется для изготовления бутылок, некоторые отходы могут подвергаться механической и термической обработке для производства низкосортных упаковочных материалов и волокон. Чтобы повысить ценность регенерированного ПЭТФ, его можно деполимеризовать перегретым метанолом в диметилтерефталат и этиленгликоль. Затем эти химические вещества очищаются и используются для производства чистого ПЭТФ. Углеводородные полимеры, такие как полиэтилен и полипропилен, могут быть расплавлены и экструдированы в гранулы для повторного использования.Однако наличие красителей или пигментов ограничивает ценность этого продукта.
Биоразлагаемые полимеры
Пластмассы, полученные из природных материалов, таких как целлюлоза, крахмал и гидроксикарбоновые кислоты, легче разлагаются под воздействием кислорода, воды, почвенных организмов и солнечного света, чем большинство полимеров на нефтяной основе. Гликозидные связи в полисахаридах и сложноэфирные группы в сложных полиэфирах представляют собой точки атаки ферментов микроорганизмов, которые способствуют их разложению.Такие биоразлагаемые материалы можно компостировать, расщеплять и возвращать земле в качестве полезных питательных веществ. Однако важно понимать, что правильное компостирование необходимо. Размещение таких материалов на свалке приводит к более медленному анаэробному разложению, в результате которого образуется метан, парниковый газ.
Производные целлюлозы, такие как ацетат целлюлозы, издавна служат для изготовления пленок и волокон. Наиболее полезным ацетатным материалом является диацетат, в котором две трети гидроксильных групп целлюлозы этерифицированы.Волокна ацетата теряют прочность при намокании, поэтому одежду из ацетата необходимо подвергать химической чистке. Другой основной полисахарид, крахмал, менее устойчив, чем целлюлоза, но в гранулированной форме он теперь заменяет полистирол в качестве упаковочного материала.
Два природных полиэфира, которые находят все более широкое применение в качестве замены пластмасс на нефтяной основе, — это полилактид (PLA) и полигидроксиалканоаты (PHA), последние чаще всего представляют собой сополимеры с полигидроксибутиратом (PHB). Структуры этих полимеров и их предшественников мономеров показаны ниже.
PLA на самом деле является полимером молочной кислоты, но димерный лактид используется в качестве предшественника, чтобы избежать образования воды, которая могла бы образоваться при прямой полиэтерификации. Бактериальное брожение используется для производства молочной кислоты из кукурузного крахмала или тростникового сахара. После димеризации до лактида осуществляется полимеризация с раскрытием цикла очищенного лактида с использованием соединений двухвалентного олова в качестве катализаторов. PLA, как и большинство термопластов, можно перерабатывать в волокна и пленки.В ситуациях, когда требуется высокий уровень ударной вязкости, вязкость PLA в его первоначальном состоянии часто бывает недостаточной. Смеси PLA с полимерами, такими как ABS, обладают хорошей стабильностью формы и визуальной прозрачностью, что делает их полезными для упаковочных приложений низкого уровня. Материалы PLA в настоящее время используются в ряде биомедицинских приложений, таких как швы, стенты, диализные среды и устройства для доставки лекарств. Однако одним из недостатков полилактидов для биомедицинского применения является их хрупкость.
Молочная кислота имеет хиральный центр, причем (S) (+) — энантиомер является распространенной природной формой (L-молочная кислота). Из-за хиральной природы молочной кислоты существует несколько различных форм полилактида. Поли-L-лактид (PLLA) является продуктом полимеризации (S, S) -лактида. PLLA имеет кристалличность около 37%, температуру стеклования от 50 до 80 ºC и температуру плавления от 173 до 178 ºC. Температура плавления PLLA может быть увеличена на 40-50 ºC, а температура тепловой деформации может быть увеличена примерно с 60 ºC до 190 ºC путем физического смешивания полимера с PDLA (поли-D-лактидом).PDLA и PLLA образуют очень регулярный стереокомплекс с повышенной кристалличностью.
PHA (полигидроксиалканоаты) синтезируются такими микроорганизмами, как Alcaligenes eutrophus , которые выращиваются в подходящей среде и питаются соответствующими питательными веществами, чтобы быстро размножаться. Как только популяция увеличивается, изменяется состав питательных веществ, заставляя микроорганизм синтезировать PHA. Собранные количества PHA из организма могут достигать 80% от сухого веса организма.Самая простая и наиболее часто встречающаяся форма PHA — это поли (R-3-гидроксибутират), PHB или P (3HB)). Чистый ПОБ, состоящий из от 1000 до 30000 единиц гидроксикислоты, относительно хрупкий и жесткий. В зависимости от микроорганизмов, многие из которых созданы для этой цели с помощью генной инженерии, и условий культивирования могут быть получены гомо- или сополиэфиры с различными гидроксиалкановыми кислотами. Такие сополимеры могут иметь улучшенные физические свойства по сравнению с гомо Р (3НВ). В настоящее время эти PHA стоят примерно в два раза дороже пластмасс на нефтяной основе.Также была создана искусственная трава, которая выращивает PHA внутри своих листьев и стеблей, что дает возможность избежать некоторых затрат, связанных с крупномасштабной бактериальной ферментацией.
В отличие от P (3HB), полимер 4-гидроксибутирата, P (4HB), эластичен и гибок с более высокой прочностью на разрыв. Сополимеры P (3HB) и P (4HB) синтезируются Comamonas acidovarans . Молекулярный вес остается примерно таким же (400 000-700 000 Да), но термические свойства коррелируют с соотношением этих мономерных звеньев.MP уменьшается с 179 до 130 (или ниже) с увеличением 4HB, а при увеличении 4HB от 0% до 100% Tg уменьшается с 4 до -46. 4-гидроксибутират (4HB) производится из 1,4-бутандиола такими микроорганизмами, как Aeromonas hydrophila , Escherichia coli или Pseudomonas putida . Затем ферментационный бульон, содержащий 4HB, был использован для производства гомополимера P (4HB), а также сополимеров с P (3HB), [P (3HB-4HB)]. В следующей таблице перечислены некоторые свойства этих гомополимеров и сополимеров.
| ||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
3HV = 3-гидроксивалерат, 3HD = 3-гидроксидеканоат |
Остается открытым вопрос, является ли это более энергоэффективно и экономически выгодно использовать биоразлагаемый пластик или переработать пластик на нефтяной основе.Однако нет никаких сомнений в том, что биоразлагаемые материалы приводят к меньшему загрязнению окружающей среды, если их выбрасывают в случайном порядке после использования, как это часто бывает.
Комбинации пластификаторов и характеристики нитей для 3D-печати из древесной муки и поли (молочной кислоты) :: BioResources
Се, Г., Чжан, Ю., Линь, В. (2017). «Комбинации пластификаторов и характеристики нитей для 3D-печати из древесной муки и поли (молочной кислоты)», BioRes. 12 (3), 6736-6748.Abstract
Нити для 3D-печати из древесной муки и поли (молочной кислоты) были получены методом экструзии из расплава.В качестве сырья использовались мука из древесины тополя и поли (молочная кислота) (PLA), а в качестве пластификаторов использовались различные комбинации глицерина и трибутилцитрата (TBC) (4% глицерина, 2% глицерина + 2% TBC, 4% TBC). . 3D-принтер был использован для печати из нитей стандартных образцов для испытаний с размерами 150 мм × 10 мм × 0,2 мм при температуре печати 220 ° C. Характеристики волокон для 3D-печати из древесной муки и поли (молочной кислоты) с точки зрения их межфазной совместимости, механических свойств, индекса расплава (MI), водопоглощения и термостойкости были протестированы при различных комбинациях пластификаторов.Результаты показали, что при одинаковой дозировке пластификатора порядок MI для 3D-печатных нитей от высокого к низкому составлял 4% глицерина> 2% глицерина + 2% TBC> 4% TBC, что указывает на то, что глицерин был более благоприятным. для экструзионной обработки композитных волокон. Однако с точки зрения совместимости, механических свойств, водопоглощения и термостойкости нити для 3D-печати с 4% TBC показали лучшие характеристики по сравнению с другими группами.
Скачать PDF
Полная статья
Комбинации пластификаторов и характеристики древесной муки и поли (молочной кислоты) волокна для 3D-печати
Guangqiang Xie, a Yanhua Zhang, b и Wenshu Lin a, *
Нити для 3D-печати из древесной муки и поли (молочной кислоты) были приготовлены с помощью методом экструзии из расплава.В качестве сырья использовались мука из древесины тополя и поли (молочная кислота) (PLA), а в качестве пластификаторов использовались различные комбинации глицерина и трибутилцитрата (TBC) (4% глицерина, 2% глицерина + 2% TBC, 4% TBC). . 3D-принтер был использован для печати из нитей стандартных образцов для испытаний с размерами 150 мм × 10 мм × 0,2 мм при температуре печати 220 ° C. Характеристики филаментов для 3D-печати из древесной муки и поли (молочной кислоты) с точки зрения их межфазной совместимости, механических свойств, индекса расплава (MI), водопоглощения и термостойкости были протестированы при различных комбинациях пластификаторов.Результаты показали, что при одинаковой дозировке пластификатора порядок MI для 3D-печатных нитей от высокого к низкому составлял 4% глицерина> 2% глицерина + 2% TBC> 4% TBC, что указывает на то, что глицерин был более благоприятным. для экструзионной обработки композитных волокон. Однако с точки зрения совместимости, механических свойств, водопоглощения и термостойкости нити для 3D-печати с 4% TBC показали лучшие характеристики по сравнению с другими группами.
Ключевые слова: 3D-печать; Пластификатор; Полимолочная кислота; Древесно-пластиковые композиты; Производительность
Контактная информация: a: Инженерно-технический колледж Северо-Восточного лесного университета, Харбин, Китай, 150040; b: Колледж материаловедения и инженерии Северо-Восточного лесного университета, Харбин, Китай, 150040; * Автор, ответственный за переписку: linwenshu @ nefu.edu.cn
ВВЕДЕНИЕ
Трехмерная (3D) печать — это новый тип технологии, объединяющий цифровое моделирование, механическое и электрическое управление, информационные технологии, материаловедение, химию и многие другие области передовых технологий, которые известны как основная технология в третьем. промышленная революция (Du et al. 2014). В настоящее время он используется для быстрого прототипирования, а также для некоторых конечных продуктов с индивидуальными требованиями. 3D-печать превосходит традиционные производственные технологии в аспектах оптимизации структуры, экономии материалов и энергосбережения в производственном процессе (Choonara et al. 2016). Однако с этим связаны и некоторые недостатки. Изделие, напечатанное на 3D-принтере, состоит из множества капель полимера из нити для печати, которые плохо прилипают, оставляя пустоты внутри изделия и, таким образом, ухудшая механические и другие свойства изделия. Как улучшить эти свойства и расширить область применения 3D-печати в аэрокосмической сфере, биологической медицине, строительстве и других сферах, стало предметом горячих исследований. Было проведено множество исследований для улучшения механических свойств изделий, напечатанных на 3D-принтере (Stevanovic et al .2013; Slapnik и др. . 2016). Наряду с развитием и зрелостью технологии 3D-печати, сочетание 3D-печати с традиционным производственным процессом может постоянно способствовать преобразованию и модернизации традиционной обрабатывающей промышленности.
Используемые в настоящее время материалы для 3D-печати в основном включают инженерные пластмассы, светочувствительные полимеры и резиновые материалы, металлические материалы и керамические материалы. Кроме того, цветной гипсовый материал, искусственный костный порошок, клеточные биологические материалы и пищевой материал, такой как сахарный песок, также применялись в 3D-печати (Leong et al. 2003; Гарсия и др. 2012; Wang et al. 2015; Тиан и др. 2016). Однако у современных материалов для 3D-печати есть и недостатки с точки зрения производительности, стоимости и защиты окружающей среды.
Пластмассы, используемые в традиционных древесно-пластиковых композитных материалах, обычно включают нефтехимические продукты, которые не являются биоразлагаемыми материалами. С ростом осведомленности об охране окружающей среды использование возобновляемых природных ресурсов для разработки новых композитных материалов стало одной из горячих тем в исследовании композитных материалов.Нити для 3D-печати на основе композитной древесной муки / полимолочной кислоты (PLA) в качестве нового типа нитей для 3D-печати могут не только объединить биоразлагаемые свойства PLA и низкую стоимость древесной муки, но также могут облегчить полную переработку остатков деревообработки. , таким образом уменьшая бесполезную трату ресурсов. Таким образом, это новый тип биоразлагаемой нити для 3D-печати с широкими перспективами дальнейшего развития. Однако следует отметить, что, хотя древесная мука и PLA могут быть смешаны равномерно, а древесная мука может быть покрыта молекулами полимолочной кислоты, межфазная совместимость и прочность композитных материалов неудовлетворительны (Oksman et al. 1998; Lai et al. 2003). Более того, добавление древесной муки может ограничивать движение макромолекулярной цепи PLA и снижать стереотактичность PLA, что приводит к значительному снижению способности PLA к кристаллизации (Liu et al .2013).
Чтобы улучшить совместимость композитов древесной муки и пластика PLA, необходимо изменить рецептуру. Обычно используется метод добавления пластификатора, эластомера или силанового связующего агента в смесь древесной муки / PLA (Li et al .2011). Было проведено несколько исследований для анализа характеристик древесно-пластиковых композитов с различными пластификаторами или связующими. Например, Ян и др. . (2014) приготовили композиты из древесной муки и полимолочной кислоты с использованием этиленгликоля, глицерина и полиэтиленгликоля 400 (PEG400) в качестве пластификаторов и проанализировали влияние различных пластификаторов на свойства композитных материалов. Фалуди и др. . (2013) применили два реактивных связующих агента, N, N- (1,3-фенилендималеимид) (BMI) и 1,1- (метиленди-4,1-фенилен) бисмалеимид (DBMI) для улучшения межфазной адгезии в PLA / древесине. композиты.Следует отметить, что большинство исследований древесно-пластикового композита в основном сосредоточено на самом материале и его составе. Тем не менее, исследований по характеристикам филаментов для 3D-печати из древесной муки и поли (молочной кислоты) с пластификаторами не проводилось.
Таким образом, целью данного исследования является определение оптимального пластификатора путем анализа вариаций характеристик филаментов для 3D-печати из древесной муки и поли (молочной кислоты) с точки зрения межфазной совместимости, механических свойств, индекса расплава (MI), водопоглощения и термостойкость при различных комбинациях пластификаторов.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ
Материалы
Использованные материалы: древесная мука тополя (древесная мука была просеяна до порошка размером от 140 до 160 меш) и PLA. В качестве экспериментальных реагентов использовали глицерин (Shangqiu Liangfeng Health Products Co., Ltd., Шанцю, Китай), трибутилцитрат (TBC) (Shanghai Macklin Biochemical Co., Ltd., Шанхай, Китай) и дистиллированная вода. В общей сложности 270 г древесной муки и 630 г PLA были использованы для приготовления волокон через раствор трех видов, и конкретные этапы описаны ниже.
Приготовление пластифицированных композитов
Древесная мука и PLA были поровну разделены на три группы. В первой группе добавляли 4% глицерина (от общей массы), во второй группе добавляли 2% глицерина и 2% TBC (от общей массы), а в третьей группе 4% TBC от общей массы. был добавлен. Затем эти смеси были запечатаны в пластиковые пакеты и выдержаны в течение 18 часов для обеспечения эффективного диспергирования пластификатора в смеси (Zuo et al .2015).
Подготовка нитей
Двухшнековый экструдер (SHJ-20, Nanjing Giant Machinery, Нанкин, Китай) использовался для гранулирования, а температура экструзии для секций, пронумерованных от входа материала (I) до выхода (V), была установлена на 135 ° C, 150 ° C, 170 ° C, 170 ° C и 135 ° C соответственно. Затем небольшой одношнековый экструдер (Kunshan Huanxinyang Electrical Equipment Co., Ltd., Куньшань, Китай) был использован для экструзионного формования, чтобы получить образцы нитей для 3D-принтеров диаметром 1.75 мм при температуре экструзии 170 ° C (рис. 1 (а)).
Стандартный образец
На 3D-принтере (MakerBot Replicator 2, Makerbot Company, Нью-Йорк, США) изготовленные нити были напечатаны в стандартные образцы для испытаний с размерами 150 мм × 10 мм × 0,2 мм при температуре печати 220 ° C (рис. 1 (б)).
Рис. 1. Изображения нитей для 3D-печати (а) и стандартного образца (б)
Методы
Оценка конструкции
Рентгеновский дифрактометр D / max-220 производства Rigaku (Токио, Япония) использовался в XRD-тестировании, и условия тестирования были следующими: напряжение 40 кВ, ток 30 мА, начальный угол 5 °, окончание 40 ° угол и 0.Ширина шага постепенного сканирования 02 °. Путем анализа картины дифракции рентгеновских лучей (XRD) и состава материала были оценены изменения кристалличности образцов. Совместимость древесной муки и PLA в первую очередь сравнивалась между тремя группами образцов.
СЭМ Quanta-200 (FEI, Хиллсборо, Орегон, США) использовался для наблюдения сечения волокон. Хрупкое разрушение нитей проводилось в жидком азоте, затем на участок сначала напыляли металл, а затем испытывали.Коэффициент усиления для нитей составлял 500, а испытательные образцы, напечатанные на 3D-принтере, были усилены на 1000. Наблюдая за сильно усиленным профилем сечения, были проведены дальнейшие сравнения различной совместимости между тремя группами.
Механические свойства
Свойство растяжения печатных образцов древесной муки / PLA было протестировано в соответствии с национальным стандартом GB / T 1040-92 (1992) с использованием всесильного механического тестера CMT-5504 (Shenzhen Suns Technology Stock LLC., Шэньчжэнь, Китай). Каждый образец для испытаний был протестирован 5 раз, и было применено его среднее значение. Т
Путем сравнения прочности на разрыв и удлинения при разрыве стандартных образцов для испытаний было определено решение с лучшими механическими характеристиками среди трех групп.
Индекс расплава (MI)
MI был измерен в соответствии с национальным стандартом GB / T 3682-2000 (2000) при температуре 170 ° C и весе 2,16 кг с использованием измерителя индекса расплава RLS-400 (Chengde Kecheng Testing Machine LLC., Чэндэ, Китай). Сравнивая ликвидность трех групп, можно определить уровень сложности экструзии древесно-пластиковых композитных волокон для 3D-печати.
Водопоглощение
В соответствии с требованиями GB / T 1034-98 (1998) испытуемый образец разрезали на размеры 50 мм × 10 мм × 0,2 мм, а затем сушили в вакууме в течение 24 часов при 50 ° C, а затем взвешивали (записывали как м 1 , г). При комнатной температуре (25 ° C) испытуемый образец погружали в дистиллированную воду и вымачивали на 24 часа.Затем образец удаляли, протирали фильтровальной бумагой и снова взвешивали (записано как м 2 , г). Скорость водопоглощения рассчитывалась по формуле. 1.
Водопоглощение (%) = ( м 2 — м 1 ) / м 1 × 100 (1)
Сравнение результатов по степени расширения водопоглощения среди трех испытательных групп может отражать степень совместимости между древесной мукой и PLA.
Термостойкость
Термогравиметрический анализатор (ТГА) 209-F3 (Netzsch, Free State of Bavaria, Германия) применяли для проведения испытания на термостабильность композитных нитей.
Температуру повышали от комнатной до 600 ° C со скоростью 10 ° C / мин, поток азота устанавливали на 30 мл / мин, а объем подачи пробы поддерживали на уровне 5 мг.
Анализируя ТГА и производные термогравиметрические (ДТГ) изображения, можно сравнить термическую стабильность нитей в трех группах.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Влияние различных пластификаторов на совместимость композитных нитей и образцов
Использование пластификатора в композите может снизить межфазную энергию, способствовать диспергированию древесной муки, предотвратить агломерацию дисперсной фазы и улучшить межфазную адгезию (Liu et al. 2013). Таким образом, это повысит межфазную совместимость двух фаз. Диаграммы дифракции рентгеновских лучей 3D-печатных образцов древесной муки / PLA, изготовленных с использованием различных пластификаторов, показаны на рис.2.
Рис. 2. Дифрактограммы образцов с различными пластификаторами
Известно, что пик при 2 θ = 17 ° является характерным пиком PLA (Zhang 2012). Как показано на рис. 2, при 2 θ = 17 ° порядок интенсивности пика кристаллизации стандартных образцов для 3D-печати с различными комбинациями пластификаторов от сильного до слабого был следующим: 4% глицерина> 2% глицерина + 2% Подтверждено> 4% ОКОНЧАТЕЛЬНО. Исходя из данных на рис.2 была рассчитана степень кристалличности, и результаты показаны в таблице 1. По сравнению с образцами из двух других групп, степень кристалличности для группы с 4% TBC в качестве пластификатора была относительно ниже, что указывает на то, что межфазная совместимость композита древесная мука-поли (молочная кислота) была лучше. В этом случае кристаллическая структура PLA была повреждена TBC, и древесная мука может попасть в кристаллическую область, , поэтому степень кристалличности была уменьшена.Кроме того, поверхность древесной муки была покрыта PLA, что препятствовало молекулярному зарождению, а также улучшало совместимость двух фаз.
Таблица 1. Степень кристалличности композитов с различными пластификаторами
Для дальнейшего анализа влияния трех видов пластификаторов на межфазную совместимость древесной муки и PLA, SEM был использован для тестирования композитных нитей из древесной муки / PLA и стандартных образцов для 3D-печати, и результаты показаны на рис.3 и 4.
Рис. 3. СЭМ для нитей (Magn 500x): (а) 4% глицерина; (б) 2% глицерина + 2% ОКЧ; и (c) 4% TBC
Рис. 4. СЭМ-изображения образцов для 3D-печати (Magn 1000x): (а) 4% глицерина; (б) 2% глицерина + 2% ОКЧ; и (c) 4% TBC
Взаимодействие между гидрофильной древесной мукой и гидрофобным PLA было в целом худшим, поскольку они принадлежат к двум несовместимым системам. Как показано на рис. 3 и 4 видно, что на изображениях сечений групп 1 и 2 была очень четкая граница раздела между древесной мукой и подложкой из PLA.Граница раздела выглядела неровной, и явление неравномерности в группе 1 было более серьезным, чем во второй группе, что указывало на плохую совместимость между древесной мукой и PLA и что комбинированный эффект между волокнами древесной муки и частицами PLA был не удовлетворены. СЭМ-изображения группы 3 (4% TBC) показали, что не было четкой границы между древесной мукой и PLA, и не было обнаружено четких выступающих частиц древесины и PLA, что позволяет предположить, что прочность сцепления двух материалов была высокой, и их взаимозависимость была хорошей.Следовательно, порядок совместимости между древесной мукой / композитом PLA для волокон и 3D-печатными образцами от высокого к низкому был следующим: 4% TBC> 2% глицерина + 2% TBC> 4% глицерина.
Влияние различных пластификаторов на механические свойства образцов, напечатанных на 3D-принтере
Механические свойства композитов были тесно связаны с морфологической структурой древесной муки в подложке из PLA, в то время как состояние ее дисперсии зависело от пластификатора (Liu et al. 2005). С одной стороны, пластификатор реагировал с гидроксильными группами, присутствующими на поверхности древесной муки, снижая полярность поверхности древесной муки; с другой стороны, пластификатор позволял погружать субстрат из PLA на поверхность древесной муки и повышать их совместимость. Кроме того, это способствовало образованию механической блокирующей структуры, которая увеличивала межфазное взаимодействие между подложкой из PLA и древесной мукой.
На рис. 5 показано влияние различных пластификаторов на механические свойства образцов древесной муки / PLA, напечатанных на 3D-принтере.Как показано на рис. 5, значения прочности на разрыв трех групп составляли 18,53 МПа, 21,18 МПа и 24,60 МПа соответственно; в то время как относительное удлинение при разрыве составило 1,14%, 1,54% и 1,77% соответственно. Порядок воздействия механических свойств на образцы, напечатанные на 3D-принтере, от высокого к низкому: 4% ОКЧ> 2% глицерина + 2% ОКЧ> 4% глицерина. На прочность на разрыв в основном повлияла межфазная совместимость композитных образцов. В условиях стресса концентрация напряжения будет происходить на границе раздела между древесной мукой и PLA.Если совместимость лучше, взаимозависимость между древесной мукой и PLA будет сильнее, что может привести к большему стрессу. Картины XRD и SEM-изображения трех групп показали, что совместимость композитных образцов с 4% TBC была наилучшей, поэтому предел прочности на разрыв был наибольшим. На удлинение при разрыве влияет степень кристалличности. Группа с 4% TBC имела наименьшую степень кристалличности, поэтому прочность композитных образцов была наилучшей, а относительное удлинение при разрыве было наибольшим.
(а)
Рис. 5 (а). Механические свойства образцов, напечатанных на 3D-принтере с различными пластификаторами; (а) удлинение при разрыве, (б) предел прочности при растяжении
(б)
Рис. 5 (б). Механические свойства образцов, напечатанных на 3D-принтере с различными пластификаторами; (а) удлинение при разрыве, (б) предел прочности при растяжении
Влияние различных пластификаторов на МИ нитей
Композитные волокна древесной муки / PLA были приготовлены с помощью методом экструзии из расплава в условиях течения расплава.Поэтому требовалось, чтобы обрабатываемый материал имел надлежащую сыпучесть. Если сыпучесть была слишком низкой, это было бы неблагоприятным для заполнения формы, и экструзия стала бы затруднительной. Однако, если текучесть была слишком большой, было трудно сформировать достаточное давление экструзии; это также неблагоприятно для формования продукта и приводит к дефектам прочности конечных продуктов (Maiti and Hassan 1989). Молекулярная цепь древесной муки содержит большое количество гидроксильных групп и, следовательно, ее поверхность может проявлять сильную полярность.Когда древесная мука была объединена с неполярным PLA, композитные волокна, образованные в состоянии расплава, принадлежали сложной реологической системе. Следовательно, было необходимо оценить текучесть расплава композитных волокон древесной муки / PLA, полученных с использованием различных пластификаторов.
Как показано на рис. 6, MI трех групп составлял 14,70 г / мин, 9,70 г / мин и 7,09 г / мин, соответственно, что соответствует требованиям обработки. Порядок ИМ нитей, напечатанных на 3D-принтере, от высокого к низкому: 4% глицерина> 2% глицерина + 2% TBC> 4% TBC.Влияние глицерина на значения MI было больше, чем влияние TBC, что указывало на то, что глицерин был более подходящим для экструзионной обработки композитных волокон. Температура плавления древесной муки с высокой степенью кристаллизации была выше, чем температура ее разложения, что затрудняло переработку. Чтобы повысить сыпучесть расплавленной древесной муки, необходимо добавить пластификатор. Под действием тепла и сдвигающей силы экструдера глицерин может эффективно разрушать водородные связи и кристалличность древесной муки, а также снижать ее межмолекулярную силу.Следовательно, по сравнению с TBC, глицерин легче пластифицирует древесную муку. Когда пластифицированная древесная мука смешивалась с PLA, текучесть расплава композита улучшалась.
Рис. 6. Индекс расплава композитных нитей с различными пластификаторами
Влияние различных пластификаторов на водопоглощение образцов, отпечатанных на 3D-принтере
Когда древесную муку и PLA смешивали напрямую, сила межфазного сцепления была хуже, и продукт был более чувствительным к влаге.Поскольку на водопоглощение материала для 3D-печати могла напрямую влиять среда его эксплуатации, необходимо было измерить водопоглощение 3D-печатных образцов, и результат показан на рис. 7.
Рис. 7. Водопоглощение 3D-печатных образцов с различными пластификаторами
Как показано на рис. 7, уровни водопоглощения трех групп составляли 9,51%, 7,27% и 3,01% соответственно. Водопоглощение образцов, напечатанных на 3D-принтере, было больше при добавлении 4% глицерина, чем смесь глицерина и TBC или сама TBC.Это связано с тем, что глицерин содержал больше гидрофильных гидроксильных групп, чем ТВС. Кроме того, открытые гидроксильные группы в глицерине значительно увеличивают скорость водопоглощения образцов, напечатанных на 3D-принтере. Таким образом, основными факторами, влияющими на водопоглощение образцов, напечатанных на 3D-принтере, были влияние пластификатора на совместимость древесной муки / PLA и количество гидрофильных гидроксильных групп в молекуле пластификатора, , т.е. , чем больше гидроксильных групп на поверхности тем больше становилось водопоглощение.
Влияние различных пластификаторов на термостойкость нитей
Тепловые характеристики филаментов для 3D-печати являются важным параметром для оценки температуры обработки материала и диапазона рабочих температур. Кроме того, он также отражает термостойкость материала. Следовательно, он имеет большое влияние на анализ термических свойств композитных волокон. На рисунке 8 показаны кривые TGA и DTG композитных волокон древесной муки / PLA с различными комбинациями пластификаторов.
Рис. 8. Кривые ТГА и ДТГ волокон древесной муки / ПЛА с различными пластификаторами: (а) кривые ТГА; и (б) кривые ДТГ
Как показано на рис. 8 (а), трехмерные волокна с различными комбинациями пластификаторов начали разлагаться при 250 ° C, и весь процесс был деградацией первого порядка, происходящей между 250 ° C и 500 ° C. Термостабильность трех групп была разные из-за разной начальной температуры разложения и порядок от высокой к низкой: 4% ОКБ> 2% ОКЧ + 2% глицерина> 4% глицерина.Кривые DTG на рис. 8 (b) показали, что температуры, соответствующие максимальным скоростям термического разложения композитных нитей в трех группах с различными комбинациями пластификаторов, были разными, и порядок от высокого к низкому был: 4% TBC> 2 % ОКЧ + 2% глицерина> 4% глицерина. Эти результаты показали, что 4% TBC может эффективно улучшить термостабильность композитных нитей по сравнению с двумя другими группами. TBC может улучшить межфазную адгезию между древесной мукой и PLA, поэтому потребуется больше энергии, чтобы нарушить адгезию в процессе разрушения волокна, что привело к повышению термостойкости.
ВЫВОДЫ
- Дозировка 4% TBC может эффективно разрушить кристаллическую структуру PLA и улучшить межфазную совместимость нитей для 3D-печати из древесной муки и поли (молочной кислоты) по сравнению с двумя другими комбинациями пластификаторов (4% глицерина, 2% глицерина + 2% Уточняется).
- С точки зрения совместимости, механических свойств, водопоглощения и термостойкости нити для 3D-печати с 4% TBC показали лучшие характеристики по сравнению с двумя другими комбинациями пластификаторов; однако индекс MI был относительно ниже.Поэтому необходимо провести дальнейшие исследования, чтобы улучшить текучесть расплава нитей для 3D-печати из древесной муки и поли (молочной кислоты).
БЛАГОДАРНОСТИ
Авторы хотели бы выразить признательность Харбинскому муниципальному фонду исследований науки и технологий «Новаторские таланты» за поддержку (2015RAQXJ050).
ССЫЛКИ
Чунара, Ю. Э., дю Туа, Л. К., Кумар, П., Кондиа, П. П., и Пиллэй, В.(2016). «3D-печать и ее влияние на медицинские расходы: новая эра?» Экспертный обзор фармакоэкономических исследований и результатов исследований 16 (1), 23-32. DOI: 10.1586 / 14737167.2016.1138860.
Du, Y. L., Sun, F. F., Yuan, G., Qu, S. S., and Qu, H. P. (2014). «Состояние разработки материалов для 3D-печати», Журнал Технологического института Сюйчжоу (издание естественных наук) 29 (1), 20-24. DOI: 10.15873 / j.cnki.jxit.2014.01.006
Фалуди, Г., Дора, Г., Реннер, К., Móczó, J., and Pukánszky, B. (2013). «Улучшение межфазной адгезии в биокомпозитах PLA / дерево», Composites Science and Technology 89, 77-82. DOI: 10.1016 / j.compscitech.2013.09.009
Гарсия, К. Р., Корреа, Дж. Б., Эспалин, Д., Бартон, Дж. Х., Рампф, Р. К., Викер, Р. Б., и Гонсалес, В. (2012). «3D-печать анизотропных метаматериалов», Progress in Electromagnetics Research Letters 34, 75-82. DOI: 10.2528 / PIERL12070311
Оксман К., Линдберг Х., и Холмгрен, А. (1998). «Природа и расположение компатибилизатора SEBS-MA в композитах из полиэтиленовой древесной муки», журнал Journal of Applied Polymer Science 69 (1), 201-209. DOI: 10.1002 / (SICI) 1097-4628 (19980705) 69: 1 <201 :: AID-APP23> 3.0.CO; 2-0
ГБ / Т 1040-92 (1992). «Пластмассы — определение свойств при растяжении», Управление по стандартизации Китая, Пекин, Китай.
ГБ / Т 3682-2000 (2000). «Термопласты — Определение массового расхода расплава и объемного расхода расплава», Управление по стандартизации Китая, Пекин, Китай.
ГБ / Т 1034-98 (1998). «Пластмассы — метод испытания на водопоглощение», Управление по стандартизации Китая, Пекин, Китай.
Лай, С.М., Йе, Ф., Ван, Ю., Чан, Х., и Шен, Х. (2003). «Сравнительное исследование малеинированных полиолефинов в качестве компатибилизаторов для композитов полиэтилен / древесная мука», журнал Journal of Applied Polymer Science 87 (3), 487-496. DOI: 10.1002 / app.11419
Леонг, К. Ф., Чеа, К. М., и Чуа, К. (2003). «Изготовление твердой произвольной формы трехмерных каркасов для инженерных замен тканей и органов», Биоматериалы 24 (13), 2363-2378.DOI: 10.1016 / S0142-9612 (03) 00030-9
Ли, Б., Донг, Р., Гао, Л., Янг, Дж., Ши, QF, и Го, WH (2011). «Поведение композитной муки из поли (молочной кислоты) и древесины при закалке и кристаллизации», Полимерное материаловедение и инженерия 27 (2), 33-36. DOI: 10.16865 / j.cnki.1000-7555.2011.02.010
Лю Т., Хун Ф. Х. и Ву Д. З. (2005). «Влияние обработки поверхности древесной муки на свойства композита ПВХ / древесная мука», China Plastics, 19 (1), 27-30.DOI: 10.3321 / j.issn: 1001-9278.2005.01.007
Лю, Дж. У., Ян, Б., Ма, Д. Х., Ся, Р., Цянь, Дж. С., и Чен, П. (2013). «Прогресс в области упрочняющей модификации древесины из полимолочной кислоты — пластмассовых композитов», Наука и технологии в области пластмасс, (3), 66-69. DOI: 10.15925 / j.cnki.issn1005-3360.2013.03.009
Маити, С. Н., и Хассан, М. (1989). «Расплавьте теологические свойства композитов полипропилен-древесная мука», Журнал прикладной науки о полимерах, 37 (7), 2019-2032 гг.DOI: 10.1002 / app.1989.070370721
Слапник, Дж., Бобовник, Р., Мешл, М., и Болка, С. (2016). «Модифицированные полилактидные нити для 3D-печати с улучшенными механическими свойствами», Contemporary Materials VII − 2 142-150.
Стеванович, С., Шаванн, П., Брайссан, О., Пьелес, У., Грюнер, П., и Шумахер, Р. (2013). «Улучшение механических свойств каркасов из гидроксиапатита, напечатанных на 3D-принтере, путем полимерной инфильтрации», Разработка и применение биокерамики S1: 012.DOI: 10.4172 / 2090-5025.S1-012
Тиан, X. Y., Лю, Т. Ф., Ян, К. К., Ван, К. Р., и Ли, Д. Х. (2016). «Интерфейс и характеристики напечатанных на 3D-принтере непрерывных композитов PLA, армированных углеродным волокном», Composites Part A: Applied Science and Manufacturing 88, 198-205. DOI: 10.1016 / j.compositesa.2016.05.032
Ван К., Чанг, Ю. Х., Чен, Ю. В., Чжан, К., и Ван, Б. (2015). «Конструируемые двухкомпонентные ауксетические метаматериалы с использованием трехмерной печати», Материалы и дизайн 67, 159-164.DOI: 10.1016 / j.matdes.2014.11.033
Ян, Л., Цзо, Ю. Ф., Гу, Дж. Ю., Тан, Х. Ю., и Чжан, Ю. Х. (2014). «Влияние различных компатибилизаторов на свойства композита древесная мука / полимолочная кислота», Полимерное материаловедение и инженерия 30 (8), 91-95. DOI: 10.16865 / j.cnki.1000-7555.2014.08.019
Zhang, Q. (2012). Исследование модификации полилактида , магистерская работа, Пекинский химико-технологический университет, Пекин, Китай.