Сайт лаборатории

История лаборатории

Лаборатория высокомолекулярных соединений создана в 1964 г. Организатором и первым заведующим лабораторией был д.х.н., профессор Ю.Г. Кряжев. Позднее лабораторией руководили д.х.н., профессор В.А. Лопырев (1972-1987 гг.), д.х.н., профессор А.К. Халиуллин (1987-2002 гг.) и д.х.н. Г.Ф. Прозорова (2002 г.). Основными направлениями научных исследований лаборатории были: полисопряженные, водорастворимые, фото- и электропроводящие полимеры, перспективные для офтальмологии, электрофотографии, медицины, пищевой и оборонной промышленности. Лабораторией были организованы четыре Всесоюзные конференции по водорастворимым полимерам (1979, 1982, 1987, 1991 гг.). С 1964 г. по 2013 г. в лаборатории защищено 5 докторских и 32 кандидатских диссертации. В 2017 г. лаборатория была переименована в лабораторию функциональных полимеров.

 

Кадровый состав

15 сотрудников, 2 доктора наук, 7 кандидатов наук, 3 аспиранта

Поздняков Александр Сергеевич – к.х.н., старший научный сотрудник, заведующий лабораторией

Прозорова Галина Фирсовна – д.х.н., ведущий научный сотрудник

Трофимова Ольга Михайловна – д.х.н., ведущий научный сотрудник

Болгова Юлия Игоревна – к.х.н., старший научный сотрудник

Кузнецова Надежда Петровна – к.х.н., старший научный сотрудник

Емельянов Артем Иванович – к.х.н., старший научный сотрудник

Коржова Светлана Анатольевна – к.х.н., научный сотрудник

Гребнева Екатерина Александровна – к.х.н., научный сотрудник

Иванова Анастасия Андреевна – младший научный сотрудник

Семенова Татьяна Андреевна – аспирант

Чепенко Дмитрий Сергеевич - аспирант, ведущий технолог

Мазяр Ирина Викторовна – ведущий технолог

Усманов Руслан Тимурович – аспирант, инженер

Галёмина Виктория Дмитриевна - инженер

                                     

Области и направления исследований

1. Функциональные (со)полимеры на основе N-винилазолов

На протяжении многих лет проводятся систематические исследования в области химии азотсодержащих гетероциклических полимеров (винилтриазолов, винилимидазолов, N-винилпирролидона и др.). Разрабатываются методы синтеза новых функциональных азолсодержащих (со)полимеров разнообразной функциональности, обладающие комплексом практически значимых свойств и перспективные для разработки водорастворимых медико-биологических препаратов, термостойких, электропроводящих и фоточувствительных материалов, протонпроводящих мембран топливных элементов, сорбентов ионов ртути и благородных металлов и др.

Гомо- и сополимеры 1-винил-1,2,4-триазола обладают комплексом ценных свойств: нетоксичность (LD50 более 5000 мг/кг), хорошая растворимость (в том числе водорастворимость), биосовместимость, химическая стойкость, термическая стабильность, комплексообразующая способность и т.д. На основе гомополимеров 1-винил-1,2,4-триазола и его сополимеров разработаны новые материалы для мягких контактных линз, протезов хрящевой и костной ткани, эффективные флокулянты, сорбенты. Установлена способность сополимеров 1-винил-1,2,4-триазола формировать устойчивые мономолекулярные слои Ленгмюра-Блоджетт.

Проводятся исследования в области контролируемой радикальной полимеризации N-винилазолов по механизму обратимой передачи цепи (RAFT), позволяющие синтезировать узкодисперсные (со)полимеры. Контроль обеспечивается гель-проникающей хроматографией с возможность использования в качестве элюента воды, буферных (солевых) растворов и ДМФА/ДМСО, а также динамического и многоуглового статического светорассеяния.

                                                                    

2. Функциональные полимерные нанокомпозиты 

Функциональные азолсодержащие (со)полимеры являются эффективными стабилизирующими матрицами при синтезе нанокомпозитов с наночастицами различных металлов. В лаборатории разрабатываются методы синтеза новых функциональных полимерных нанокомпозитов с наноразмерными частицами Ag, Au, Cu, FexOy, Pd и т.д. на основе синтезированных функциональных (со)полимеров. Показано, что полимерная стабилизирующая матрица играет существенную роль при формировании полимерных нанокомпозитов, позволяя направленно регулировать размеры, дисперсность и распределение наноразмерных частиц. Совместно с коллегами из медицинских организаций проводятся систематические исследования по изучению токсичности, антимикробной и биологической активности синтезированных металлополимерные нанокомпозитов.

Водорастворимые нанокомпозиты с наночастицами серебра в матрице (со)полимеров 1-винил-1,2,4-триазола проявляют антимикробную активность в отношении грамотрицательных и грамположительных музейных и госпитальных штаммов (E.coli, Shigell, Salmonell, Staphylococcus, Micrococcus, Enterococcus, Streptococcus), а также грибов: бактериостатическая концентрация варьирует в интервале от 0.5 до 8 мкг∙мл-1, бактерицидная – от 1 до 18 мкг∙мл-1. Для поли-1-винил-1,2,4-триазола и нанокомпозита с наночастицами серебра на его основе проведены токсикологические исследования и установлено, что летальная доза (LD50) при внутрижелудочном введении составляет более 5000 мг·кг-1. Проведены исследования эффективности проникновения наночастиц серебра в различные органы экспериментальных крыс и ответные биологические реакции организма. Наночастицы серебра в матрице поли-1-винил-1,2,4-триазола проникают во внутренние органы экспериментальных животных, накапливаясь, преимущественно, в тканях почек, печени и в меньшей степени в мозге. Морфологическое исследование тканей органов и головного мозга животных не выявило каких-либо структурных изменений. Установлено также стимулирующее действие нанокомпозита на функциональную способность фагоцитов в условиях in vitro и перспективность его использования в качестве препарата, повышающего естественную резистентсность организма к возбудителям инфекционных болезней. 

3. Синтез и исследование интерполимерных комплексов

Интерполимерные комплексы представляют собой поликомплексы, стабилизированные кооперативной системой водородных связей. Интерполимерные комплексы находят широкое применение в качестве матриц и шаблонов для получения нанокомпозитов. Они способны эффективно взаимодействовать с металлическими наночастицами на самых ранних стадиях их формирования, регулируя их рост, агрегацию, размерность и равномерность распределения в полимерной матрице. Обусловлено это сочетанием уникальных физико-химических, и механических свойств интерполимерных комплексов, благодаря которым эти соединения перспективны в различных областях техники, медицины и биотехнологии, а также при создании композиционных полимерных материалов и покрытий, в том числе медицинского назначения.

                                         

4. Гидрогели на основе бактериальной целлюлозы

Композиционные материалы на основе бактериальной целлюлозы и синтетических гидрофильных сшитых полимеров способны к высокому поглощению воды и влагоудержанию, образованию гидрогелей, обладающих высокой упругостью и прочностью при деформации. Не токсичны, обладают хорошей биосовместимостью и демонстрируют анизотропию механических характеристик. Такие материалы перспективны при разработке современных биологически активных препаратов для медицины: материалов для мягких контактных линз, сорбентов для хроматографической очистки вирусных суспензий, пролонгаторов действия лекарственных средств, искусственных заменителей поврежденных тканей и плазмы крови, современных раневых перевязочных материалов.

                            

5. Синтез функциональных силанов и полисилоксанов

На протяжении многих лет проводятся фундаментальные исследования в области химии кремнийорганических соединений, содержащих как тетра-, так и пентакоординированный атом кремния. Разрабатываются методы синтеза функциональных кремнийорганических мономеров и полимеров.

Алкоксиалкилсиланы – важнейшие кремнийорганические мономеры, на основе которых получают полимерные материалы, обладающие высокой термической стабильностью, гидрофобностью, прозрачностью, низкой диэлектрической проницаемостью, гидро- и олеофобностью, высокими антиадгезионными и биозащитными свойствами. Полисилоксаны активно используются в производстве электронных устройств, для функционализации различных поверхностей, создания добавок, повышающих термическую устойчивость материалов, в качестве компонентов гидрофобных покрытий, способных защищать от влаги, бактерий, грибков и плесени и т.д.

                                                                      

6. Протонпроводящие полимерные мембраны для топливных элементов

Поливинилазолы находят широкое применение в качестве основного компонента при формировании новых полимерных ионпроводящих мембран для твердополимерных топливных элементов. Взаимодействие поли-1-винил-1,2,4-триазола с фенол-2,4-дисульфокислотой в присутствии продуктов межмолекулярной сшивки поливинилового спирта и щавелевой кислоты были получены мембраны с термостойкостью от 140 до 245 ℃ и высокой протонной проводимостью.

                                                                                

7.Получение фуллеренов и модификация синтетических полимеров

Проводятся работы по получению фуллеренсодержащей сажи методом электродугового синтеза, а таже выделению индивидуальных фуллеренов С60, С70 и др. Разрабатываются методы синтеза функционализированных фуллеренов, в том числе фуллеренолов. Контроль чистоты получаемых фуллеренов осуществляется методами высокоэффективной жидкостной хроматографии (Cosmosil Buckyprep Packed column) и УФ-спектроскопии. Полученные углеродные нанокластеры используются для модификации синтетических полимеров.

                                                      

                                              

Оснащение лаборатории

Гель-проникающий хроматограф Shimadzu LC-20 Prominence

Анализатор размеров частиц, дзета-потенциала и молекулярной массы ZETAPALS (Brookhaven Instruments)

Анализатор абсолютной молекулярной массы методом светорассеяния (определение Mw, Rg и A2) BI-MwA (Brookhaven Instruments)

Потенциостат/гальваностат PARSTAT 2273

УФ-спектрофотометр SHIMADZU UV-2450

Жидкостный высокоэффективный хроматограф Shimadzu LC-20 Prominence

Атомно-абсорбционный спектрометр Shimadzu AA-6200 с ртутно-гидридной приставкой HVG-1

Thermogravimetric Thermal Analyzer TGA i-1000 (Instrument Specialists Incorporated)

Центрифуга с охлаждением Jouan BR4i

Центрифужный испаритель Eppendorf Concentrator plus

Анализатор удельной поверхности Сорбтометр М

Газовый хроматограф

Спектрофлуориметр

Вакуумный пост ВУП-5М

Виброгрохот

Основные научные результаты

Синтезированы и исследованы новые полисопряженные полимеры, водорастворимые, водонабухающие и сетчатые (со)полимеры на основе азотсодержащих винильных гетероциклических мономеров (азолов, пиридинов, акрилатов), перспективные для формирования новых полифункциональных материалов, многокомпонентных полимерных систем и органо-неорганических нанокомпозитов с наночастицами различных металлов с управляемым комплексом практически ценных свойств.

На основе полученных (со)полимеров разработаны:

• Водорастворимые композиции и покрытия, снижающие гидродинамическое сопротивление (Авторские свидетельства №№ 118975, 140396, 157098, 177428, 183450, 264166).
• Смазочные электропроводящие климатически устойчивые композиции (Авторские свидетельства №№ 213736, 282109).
• Электрофотографический материал (Авторское свидетельство № 646300).
• Флюс-лаки (консервирующие для низкотемпературной пайки) (Патенты №№ 2043894, 2056990).
• Активные компоненты отрицательного электрода свинцового аккумулятора (Патенты №№ 2061981, 2061982, 2061983).
• Полимерные кислородопроницаемые материалы для мягких контактных линз (Авторские свидетельства №№ 823386, 896881, 896882, 896883, 896884, 1170658, 1170659).
• Эффективные полимерные флокулянты и стабилизаторы для осветления соков и вин (Авторское свидетельство № 1386648).
• Эффективные сорбенты благородных металлов и ртути (Патенты 2321600, 2326131, 2447934).
• Протонпроводящие мембраны для топливных элементов (Патенты №№ 2279906, 2284214).
• Полимерные металлсодержащие нанокомпозиты, обладающие антимикробной, противоопухолевой и каталитической активностью.

Защиты диссертаций

Емельянов А.И. «Полимерные металлсодержащие нанокомпозиты на основе 1-винил-1,2,4-триазола». Диссертация на соискание ученой степени кандидата химических наук по специальности 02.00.06 – Высокомолекулярные соединения.

Гранты и контракты

НИР № 121021700340-5 Разработка направленных методов синтеза полифункциональных азот- и кремнийсодержащих полимеров, интерполимерных комплексов и гибридных наноструктурированных композитов регулируемой структуры, перспективных для создания передовых материалов для медицины и инновационных технологий (Руководитель - Поздняков А.С.).

РФФИ № 20-43-383004 Металлополимерные нанокомпозиты с наночастицами Cu контролируемой структуры на основе гидрофильных узкодисперсных поливинилазолов как основа антимикробных и иммунобиологических препаратов, повышающих эффективность специфической иммунопрофилактики и иммунотерапии инфекционных болезней (Руководитель - Поздняков А.С.).

РФФИ № 19-03-00708 Синтез новых функциональных металлополимерных нанокомпозитов Ag, Au и Co на основе гидрофильных азот- и серосодержащих сополимеров для создания биологически активных нетоксичных материалов медицинского назначения (Руководитель - Поздняков А.С.).

РФФИ № 18-03-00168 Новые органо-неорганические нанокомпозиты на основе гетероциклических азотсодержащих полимеров – перспективные прекурсоры для разработки современных оптических, сорбционных, каталитических и медико-биологических материалов (Руководитель - Прозорова Г.Ф.).

НИОКР "Исследования и разработка лабораторной технологии синтеза полимеров на основе винилацетата и сополимеров (аналоги виниловых эфиров версатиковой (неодекановой) кислоты)" (ООО «ПромИнвестКомпания»)

НИОКР «Разработка методики синтеза поли(N-винил)имидазола или солей поли(N-винил)имидазолия с контролируемой молекулярной массой» (АО «Фармасинтез»)

Наши партнеры по выполнению совместных научно-исследовательских работ и договоров

ФГБОУ ВО Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова (г. Москва)

ФГБУН Институт синтетических полимерных материалов им. Н.С. Ениколопова РАН (г. Москва)

ФГБУН Институт высокомолекулярных соединений РАН (г. Санкт-Петербург)

ФГБОУ ВО Иркутский национальный исследовательский технический университет (г. Иркутск)

ФГБОУ ВО "Ангарский государственный технический университет" (г. Ангарск)

ФКУЗ Иркутский научно-исследовательский противочумный институт Роспотребнадзора (г. Иркутск)

ФГБНУ Восточно-Сибирский институт медико-экологических исследований (г. Ангарск)

ФГБНУ Иркутский научный центр хирургии и травматологии (г. Иркутск)

ФГБУН Сибирский институт физиологии и биохимии растений (г. Иркутск)

АО «Фармасинтез»

ООО «БратскХимСинтез»

ООО «ПромИнвестКомпания»

Избранные публикации

Lebedeva O., Pozhidaev Y., Raskulova T., Belkovich A., Ivanova A., Korzhova S., Emelyanov A., Pozdnyakov A. Synthesis and characterization of new proton‐exchange membranes based on poly‐1‐vinyl‐1,2,4‐triazole doped with phenol‐2,4‐disulfonic acid // International Journal of Energy Research. 2021. https://doi.org/10.1002/er.6686

Tsivileva O.M., Perfileva A.I., Ivanova A.A., Pozdnyakov A.S., Prozorova G.F. The effect of selenium- or metal-nanoparticles incorporated nanocomposites of vinyl triazole based polymers on fungal growth and bactericidal properties // Journal of Polymers and the Environment. 2021. V. 29, P.1287–1297 https://doi.org/10.1007/s10924-020-01963-w

Pozdnyakov A.S., Ivanova A.A., Emel'yanov A.I., Bolgova Y.I., Trofimova O.M., Prozorova G.F. Water-soluble stable polymer nanocomposites with AuNPs based on the functional poly(1-vinyl-1,2,4-triazole-co-N-vinylpyrrolidone) // Journal of Organometallic Chemistry. 2020. Article Number: 121352. V. 916 https://doi.org/10.1016/j.jorganchem.2020.121352

Prozorova G.F., Kuznetsova N.P., Shaulina L.P., Bolgova Y.I., Trofimova O.M., Emel'yanov A.I., Pozdnyakov A.S. Synthesis and sorption activity of novel cross-linked 1-vinyl-1,2,4-triazole–(trimethoxysilyl)methyl-2-methacrylate copolymers // Journal of Organometallic Chemistry. 2020. Article Number: 121273. V. 916. https://doi.org/10.1016/j.jorganchem.2020.121273.

Trofimova O.M., Grebneva E.A., Bolgova Y.I., Pavlov D.V., Vakul’skaya T.I., Emel'yanov A.I., Pozdnyakov A.S. Anti-Markovnikov addition of 2-mercaptobenzoxazole and 2-mercaptobenzothiazole to trimethoxy(vinyl)silane under solvent- and catalyst-free conditions // Journal of Organometallic Chemistry. 2020. Article Number: 121269. V. 917. https://doi.org/10.1016/j.jorganchem.2020.121269.

Pozdnyakov A.S., Ivanova A.A., Emel’yanov A.I., Prozorova G.F. Metal-polymer Ag nanocomposites based on hydrophilic nitrogen- and sulfur-containing copolymers: control of nanoparticle size // Russian Chemical Bulletin. 2020. V. 69. №4. P. 715-720. https://doi.org/10.1007/s11172-020-2823-6

Shurygina I.A., Prozorova G.F., Trukhan I.S., Korzhova S.A., Fadeeva, T.V., Pozdnyakov A.S., Dremina N.N., Emel’yanov A.I., Kuznetsova N.P., Shurygin M.G. NonToxic Silver/Poly-1-Vinyl-1,2,4-Triazole Nanocomposite Materials with Antibacterial Activity. // Nanomaterials. 2020. V. 10, no. 8. P. 1477. https://doi.org/10.3390/nano10081477

Pozdnyakov A.S., Emel'yanov A.I., Kuznetsova N.P., Ermakova T.G., Khutsishvili S.S., Vakul’skaya T.I., Prozorova G.F. Synthesis and Characterization of silver containing nanocomposites based on 1-Vinyl-1,2,4-triazole and Acrylonitrile Copolymer // Journal of Nanomaterials. 2019. Article ID 4895192. https://doi.org/10.1155/2018/4895192.

Zezina E.A., Abramchuk S.S., Feldman V.I., Zezin A.A., Emel'yanov A.I., Pozdnyakov A.S., Prozorova G.F. Radiation-induced synthesis of copper nanostructures in the films of interpolymer complexes. // Radiation Physics and Chemistry. 2019. V. 158. P. 115-121. https://doi.org/10.1016/j.radphyschem.2019.01.019.

Zezin A.A., Zezina E.A., Feldman V.I., Abramchuk S.S., Emel'yanov A.I., Prozorova G.F., Pozdnyakov A.S. A one-pot radiation-chemical synthesis of metal-polymeric nanohybrides in solutions of vinyltriazole containing gold ions // Mendeleev Communications. 2019. V. 29. № 2. P. 158-159. https://doi.org/10.1016/j.mencom.2019.03.013.

Pozdnyakov A.S., Emel’yanov A.I., Kuznetsova N.P., Ermakova T.G., Fadeeva T.V., Sosedova L.M., Prozorova G.F. Nontoxic hydrophilic polymeric nanocomposites containing silver nanoparticles with strong antimicrobial activity // International Journal of Nanomedicine. 2016. V. 11. P. 1295–1304. https://doi.org/10.2147/IJN.S98995.

Pozdnyakov A.S., Emel’yanov A.I., Kuznetsova N.P., Ermakova T.G., Bolgova Y.I., Trofimova O.M., Albanov A.I., Borodina T.N., Smirnov V.I., Prozorova G.F. A Polymer Nanocomposite with CuNP Stabilized by 1-Vinyl-1,2,4-triazole and Acrylonitrile Copolymer. // Synlett. 2016. V. 27. P. 900–904. https://doi.org/10.1055/s-0035-1561292.

Поздняков А.С., Емельянов А.И., Ермакова Т.Г., Прозорова Г.Ф. Функциональные полимерные нанокомпозиты, содержащие триазольные и карбоксильные группы // Высокомолек. соед. Сер. Б. 2014. Т. 56. № 2. С. 226-235. https://doi.org/10.7868/S2308113914020120

Prozorova G.F., Pozdnyakov A.S., Kuznetsova N.P., Korzhova S.A., Emel’yanov A.I., Ermakova T.G., Fadeeva T.V., Sosedova L.M. Green synthesis of water-soluble nontoxic polymeric nanocomposites containing silver nanoparticles // International Journal of Nanomedicine. 2014. V.9. P. 1883–1889. https://doi.org/10.2147/IJN.S57865Trofimova O., Grebneva E., Bolgova Y., Belogolova E., Emel’yanov A., Albanov A., Borodina T., Ivanova A., Korzhova S., Pozdnyakov A. The synthesis, characterization, and theoretical analysis of novel Si-substituted silylethyl derivatives of 2-mercaptobenzoxazole and 2-mercaptobenzothiazole. // New Journal of Chemistry. 2021. https://doi.org/10.1039/D1NJ00793A