Монографии, учебники

Sarkyt E. Kudaibergenov. Polyampholytes: Past, Present, Perspectives. Almaty, 2021, 222 p.

Polyampholytes are unique macromolecules containing acid/base and/or anionic/cationic groups in the main or side chains, and are able to mimic the behavior of proteins, polypeptides and polynucleotides. Water-soluble and water-swelling polyampholytes exhibit stimuli-responsive, thermal-resistant, salt-tolerant, shear-stable, self-healing, anti-fouling, and self-assembling properties that provide broad potential as structural biomaterials, drug delivery and chemo-mechanical systems, biosensors, energy storage devices, supercapacitors, and actuators, among others. Past, present, and potential research into synthetic polyampholytes, inclusive of all that has accumulated over the last forty years, is briefly outlined in this book. In addition to a survey of the prevalent literature, most attention is paid to the author’s own research into the field of polyampholytes since 1979. The book is conventionally divided into four periods of 10 years each. The first decade concerns the hydrodynamic, conformational and molecular characteristics of water-soluble polyampholytes in solution. The second belongs to the complexation properties of polyampholytes with respect to various low- and high-molecular-weight compounds (metal ions, surfactants, dyes, polyelectrolytes, proteins, DNA). The third represents the fundamental and applied aspects of hydrophobically modified polyampholytes (HMPA), sometimes called amphoteric polysoaps. That of the last decade contains information on amphoteric hydrogels and cryogels, and also covers the biotechnological and medical applications of polyampholytes. A separate chapter highlights the structural and behavioral similarities of synthetic and natural polyampholytes. Finally, the fundamental findings discovered with regards to the behavior of linear and crosslinked polyampholytes are considered in the light of practical application (removal of metal ions, surfactants and dyes from wastewater, water desalination, enhanced oil recovery, and catalysis). In the conclusion, the state of the art and promising directions in the field are discussed. For the convenience of readers, each chapter contains its own reference section.

Бектуров Е.А., Кудайбергенов С.Е., Ибраева Ж.Е. Полимеры в нанотехнологии. Алматы, 2019, 388 с.

В монографии рассмотрены современное состояние и перспективы развития полимерных нанообъектов применительно к различным аспектам нанотехнологии.  Сделан обзор работ последнего времени по способам получения и свойствам наноструктур, существующих в одном (поверхности, пленки), двух (нановолокна, нанопалочки) и трех (нанокластеры) измерениях. Представлены полимерные нанокомпозиты, включая конструкционные, функциональные, мультислойные и жидкокристаллические материалы, полимерные пленки и мембраны.

Наряду с фундаментальными аспектами полимерных нанообъектов, представлены пути практического применения их в медицине, биотехнологии, нанотехнологии, катализе, нефтяной отрасли, экологии и.т.д. Значительное место в монографии занимают собственные результаты авторов.

Книга предназначена для студентов, магистрантов, докторантов и преподавателей вузов, специализирующихся в области химии и физики полимеров, наноматериалов, нанотехнологии, нефтехимии и катализа.

Монографию можно скачать по ссылке

Полифункциональные полимеры в бурении, добыче, транспортировке нефти и переработке нефтепродуктов //Коллективная монография. – Алматы, Типография: «Центр Оперативной Полиграфии», 2018. – 188 с; библиогр. 513 назв., ил. 104, табл. 37. ISBN 978-601-323-095-5

В коллективной монографии рассматривается роль функциональных полимеров в нефтяной промышленности, в частности, при бурении, добыче, транспортировке нефти и переработке нефтепродуктов. Особое внимание уделено полимерам синтетического и природного происхождения, используемым в технологии бурения и полимерного заводнения. Показаны пути решения проблем транспортировки высоковязких и высокопарафинистых нефтей с помощью, так называемых депрессантов – полимерных веществ, улучшающих реологические свойства нефтей и предотвращающих выпадение асфальтен-смоло-парафиновых отложений (АСПО) в трубопроводах и резервуарах. Представлены результаты очистки внутренней полости нефтепроводов композиционными гидрогелевыми «скребками» от механических примесей, АСПО, водно-солевых и газо-воздушных скоплений. Самостоятельный раздел посвящен переработке углеводородов полимер-протектированными нанокатализаторами. В заключении дан анализ тенденции и перспектив развития полимерных реагентов в нефтяной отрасли. В книгу преимущественно включены результаты исследований, выполненные в лаборатории инженерного профиля КазНИТУ имени К.И. Сатпаева и Института полимерных материалов и технологий в течение последнего десятилетия.

Книга рассчитана для студентов, преподавателей ВУЗов, научных работников и работников производственной сферы, специализирующихся в области бурения, разработки нефтегазовых месторождений, транспортировки нефти по технологическим и магистральным нефтепроводам, нефтехимии и катализа.

Коллективная монография издана при финансовой поддержке Комитета науки МОН РК 3397/ГФ4 «Разработка технологии получения гидрофобно-модифицированных полимерных присадок для ингибирования парафиноотложения и снижения температуры потери текучести нефти» (2015-2017 гг.) и 4410/ГФ4 «Обоснование технологии бурения с автоматическим закреплением стенок скважины в сложных горно-геологических условиях» (2015-2017 гг.), а также Всемирного Банка и МОН РК в рамках программы грантов старших и младших научных сотрудников №161 «Разработка и внедрение технологии полимерного заводнения для увеличения нефтеотдачи пластов» (2012-2014 гг.) и №55 «Разработка композиционных гидрогелевых скребков для очистки внутренней полости нефтепроводов» (2014-2015 гг.).

Монографию можно скачать по ссылке.

Учебное пособие содержит сведения о структуре, физических и физико-химических свойствах полимеров. Описаны физические состояния полимеров, механические и другие свойства твердых полимеров, расплавов и растворов полимеров, свойства полимерных комплексов и ассоциатов. Приведены основные методы характеристики полимеров. Рассматриваются различные методы определения молекулярных весов полимеров: криоскопия, осмометрия, рассеяние света, ультрацентрифугирование и др. Учебник включает новые разделы физико-химии полимеров, получившие интенсивное развитие в последние несколько десятилетий. Это результаты исследования водорастворимых полимеров и гидрогелей, комплексов полимеров с различными высокомолекулярными и низкомолекулярными веществами (ионы металлов, ПАВ, красители и др.). Затрагиваются некоторые аспекты взаимопревращения электрической, механической и химической энергии, а также вопросы нанотехнологии с участием полимеров. Предложенный курс отражает не только фундаментальные достижения в новых областях физико-химии полимеров, но и возможность их практического применения. Желающие подробнее ознакомиться с интересующими их разделами отсылаются к расширенному списку литературы. Книга предназначена для студентов, магистрантов и докторантов химических специальностей.

С.Е. Кудайбергенов Ж.Е. Ибраева, С.К. Кабдрахманова, Б.Х. Мусабаева, Г.С. Татыханова. Композиционные полимерные материалы и технологии на их основе. Семей, изд. «Тенгри», 2013, 216 с.

В монографии рассмотрены различные типы композиционных полимерных материалов и способы их получения. Представлены методы получения полувзаимопроникающих и взаимопроникающих полимерных сеток, органо-неорганических композитов, гидрогелей с полимерметаллическими включениями, композиционных гидрогелей с молекулярными отпечатками (или «настроенные» сорбенты). Рассмотрены методы получения наночастиц металлов, стабилизированных гидрофильными полимерами различной природы и структуры. Обсуждаются физико-химические, физико-механические, объемно-фазовые и каталитические свойства композиционных полимерных материалов. Описана перспектива использования композиционных материалов и технологии для очистки внутренней полости нефтепроводов от механических примесей, асфальтено-смоло-парафиновых отложений, очистки промышленных стоков от ионов тяжелых металлов, селективного извлечения редкоземельных элементов, извлечения и очистки кремнезема из растворов рудного выщелачивания.
Отдельная глава посвящена вопросам иммобилизации биологически активных веществ (БАВ) в матрицу стимулчувствительных гидрогелей и контролируемого выхода БАВ с целью создания «drug delivery system». Обсуждены области применения циклодекстринов. Приведены результаты и преимущества молекулярного инкапсулирования противотуберкулезных препаратов в циклодекстрины.
Отличительной особенностью монографии является то, что в нее включены собственные результаты авторов, накопленные в области композиционных полимерных материалов за последние 10 лет.
Монография предназначена для широкого круга специалистов, работающих в области химии и физики полимеров, материаловедения, нанотехнологии, фармацевтики и может быть полезна студентам старших курсов и магистрантам, обучающимся по указанным дисциплинам.

Ибраева Ж.Е., Кудайбергенов С.Е., Бектуров Е.А. Стабилизация наночастиц металлов гидрофильными полимерами. Lambert Academic Publishing, Саарбрюккен, Германия, 2013. – 367 с.

В книге подробно представлены данные о перспективном и бурно развивающемся направлении нанонауки, а именно получение и изучение наночастиц металлов, стабилизированных гидрофильными полимерами. Приведены наиболее распространенные способы синтеза наночастиц серебра и золота. Рассмотрен механизм образования кластеров наночастиц металлов би- и триметаллической природы. Книга предназначена для научных работников, преподавателей ВУЗов, докторантов, магистрантов, бакалавров и студентов, интересующихся нанонаукой.

Кудайбергенов С.Е., Ибраева Ж.Е., Яшкарова М.Г., Бектуров Е.А. Композиционные гидрогелевые материалы. Семей: 2011. – 148 с.

В монографии рассмотрены различные типы композиционных полимерных материалов и способы их получения. Представлены методы получения полувзаимопроникающих и взаимопроникающих полимерных сеток, органо-неорганических композитов, гидрогелей с полимерметаллическими включениями, композиционных гидрогелей с молекулярными отпечатками (или «настроенные» сорбенты).
Рассмотрены методы получения наночастиц металлов, стабилизированных гидрофильными полимерами различной природы и структуры. Обсуждаются физико-химические, физико-механические и объемно-фазовые свойства композиционных полимерных материалов. Описана перспектива использования композиционных материалов и технологий для очистки внутренней полости нефтепроводов от механических примесей, асфальтено-смоло-парафиновых отложений, очистки промышленных стоков от ионов тяжелых металлов, селективного извлечения редкоземельных элементов, извлечения и очистки кремнезема из растворов рудного выщелачивания, в качестве антибактериальных средств, в полиграфии для придания бумаге дополнительной степени защиты.
Монография предназначена для широкого круга специалистов, работающих в области химии и физики полимеров, материаловедения, нанотехнологии и может быть полезна магистрантам и студентам старших курсов.

Бектуров Е.А., Кудайбергенов С.Е., Жармагамбетова А.К., Искаков Р.М., Ибраева Ж.Е., Шмаков С.Н. Полимер-протектированные наночастицы металлов. Алматы, 2010. – 274 с.

В монографии рассмотрены свойства наночастиц металлов, стабилизированных полимерами, полученных химическим методом. Сделан обзор работ последнего времени как для хорошо изученных наночастиц серебра, так и недостаточно изученных наночастиц меди, никеля, кобальта. Рассмотрены также системы наночастиц высшей иерархии биметаллические и триметаллические кластеры наночастиц металлов. Обсуждены перспективы полимер-протектированных наночастиц металлов, иммобилизованных в матрицу гидрогелей. Описаны методы получения и свойства наноразмерных катализаторов для различных каталитических процессов. Значительное место в монографии занимают собственные результатов авторов. Монография предназначена для широкого круга специалистов, работающих в области физической химии полимеров, коллоидной химии, нанотехнологии и может быть полезна студентам старших курсов и магистрантам, обучающимся по указанным дисциплинам.

Бимендина Л.А., Яшкарова М.Г., Кудайбергенов С.Е., Бектуров Е.А. Полимерные комплексы (получение, свойства, применение), СГУ им. Шакарима, Семипалатинск, 2003. – 285 с.

В книге дан обзор экспериментальных и теоретических исследований в области комплексообразования полимеров, содержащих функциональные группы, способные к специфическим нековалентным взаимодействиям с различными классами соединений – комплементарными макромолекулами, ионами металлов, поверхностно активными веществами, красителями, лекарственными веществами и т.д. Рассмотрены способы получения и фундаментальные свойства полимерных комплексов, критические явления в реакциях комплексообразования, явления самоорганизации в полимерных ассоциирующих системах. Особое внимание уделено вопросам практического использования как полимерных комплексов и материалов на их основе, так и процессов комплексообразования в различных областях техники, медицины, биотехнологии. Книга рассчитана на широкий круг специалистов научных работников, преподавателей вузов, аспирантов, работающих в области химии и физической химии синтетических и природных высокомолекулярных соединений.

Kudaibergenov S.E. Polyampholytes: Synthesis, Characterization and Application, Kluwer Academic/Plenum Publishers, New York, Boston, Dordrecht, Tokyo, Moscow, 2002, 220 p.

In order to adapt the properties of living materials to their biological functions, nature has developed unique polyelectrolytes with outstanding physical, chemical and mechanical behavior. Namely polyampholytes can be suitable substances to model protein folding phenomenon and enzymatic activity most of biological macromolecules due to the presence of acidic and basic groups. The ability of linear and crosslinked amphoteric macromolecules to adopt globular, coil, helix and stretched conformations and to demonstrate coil-globule, helix-coil phase transitions, and sol-gel, collapsed expanded volume changes in relation to internal (nature and distribution of acid and base substituents, copolymer composition, hydrophobicity etc. ) and external (pH, temperature, ionic strength of the solution, thermodynamic quality of solvents etc. ) factors is very important and constantly attracts the attention of theorists and experimentalists because the hierarchy of amphoteric macromolecules can repeat, more or less, the structural organization of proteins. That is why polyampholytes fall within eyeshot of several disciplines, at least polymer chemistry and physics, molecular biology, colloid chemistry, coordination chemistry and catalysis. The main purpose of this monograph is to bridge the gap between synthetic and natural polymers and to show a closer relationship between two fascinating worlds.

Bekturov E.A., Kudaibergenov S.E. Catalysis by Polymers. Zug, Heidelberg, Oxford, 1996. – Р. 153.

This monograph intends to acquaint the readers with the basic material available in the field of catalysis. Because this field was previously treated as a material area of polymer and catalytic chemistry, the authors mostly cite recent literature sources. It covers the catalytic properties of a broad class of functional polymers and their metal-ion complexes as well as ionite and heterogeneous (polymer-supported) metal-complex catalysis. The first chapter of the book deals with enzyme-like catalysis by polymers catalysis by polymers acids and bases amphoteric polyelectrolytes and nonionic polymers. The second chapter handles various problems regarding catalysis by ion-exchange resins. The third chapter present different methods of production of heterogenized homogeneous catalysts from complexes of transition metals and polymer matrices. An attempt is made to illustrate some characteristic properties of such metal complexes and to outline promising directions of research in this expanding field.

Главы книг

1. N. Dolya, S. Kudaibergenov. Catalysis by Thermoresponsive Polymers. Chapter 19 in book «Temperature-Responsive Polymers: Chemistry, Properties and Applications» (Edited by Vitaliy Khutoryanskiy and Theoni Georgiou), 2018 .
2. S. Kudaibergenov, G. Tatykhanova, N. Bakranov, R. Tursunova. Layer-by-Layer Thin Films and Coatings Containing Metal Nanoparticles in Catalysis. Chapter 8 in Book «Thin Film Processes — Artifacts on Surface Phenomena and Technological Facets», (Ed. by J. Thirumalai), InTech, 2017, P. 147-164.
3. M.D. Moniruddin, S. Kudaibergenov, Nю Nuraje. Hierarchical Nanoheterostructures for Water Splitting.// Chapter 7 in book Green Photo-active Nanomaterials Sustainable Energy and Environmental Remediation. The Royal Society of Chemistry, 2016. P. 142-167.
4. S. Kudaibergenov, Zh. Ibrayeva, M. Yashkarova, S. Kabdrakhmanova, G. Tatykhanova. Chapter 1. Composite Hydrogel Materials. In book: Advanced Separations by Specialized Sorbents. -New York: CRC Press, 2014. Р.1-37.
5. S. Kudaibergenov, G. Tatykhanova, Zh. Ibraeva, Immobilization and controlled release of bioactive substances from stimuli-responsive hydrogels. Biodefence. NATO Science for Peace and Security Series-A: Chemistry and Biology. Chapter 19. Springer Science+Business Media B.V. 2011, p. 179-188.
6. S.E. Kudaibergenov, L.A. Bimendina, M.G. Yashkarova, Prevention of soil migration and capturing of radionuclides by interpolymer complexes. Chapter 11. In: Hydrogen Bonded Interpolymer Complexes: Formation, Structure and Applications. V.V.Khutoryanskiy, G. Staikos Eds. 2009. Chapter 11. –P. 301-322.
7. S.E. Kudaibergenov, A.G. Didukh, S.B. Moldakarimov. Structure of Polyampholyte Gels and Their Behavior with Respect to Applied External DC Electric Field. Chapter 10 in book “ACS Symposium Series 833 Polymer Gels. Fundamentals and Applications«, Edited by H.B. Bohidar, P. Dubin and Y. Osada, ACS Washington DC 2002, pp.149-162.
8. Bimendina L.A., Zhumadilova G.T., Kudaibergenov S.E., Phase Transitions in Interpolymer Complexes of some Linear and Cross-Linked Polymers. Chapter 9 in book “ACS Symposium Series 833 Polymer Gels. Fundamentals and Applications«, Edited by H.B.Bohidar, P.Dubin and Y.Osada, ACS Washington DC 2002, pp. 137-148.
9. A.G. Didukh, G.Sh. Makysh, L.A. Bimendina, S.E. Kudaibergenov, Bovine serum albumin complexation with some polyampholytes. Advanced Macromolecular and Supramolecular Materials and Processes. Kluwer Academic/Plenum Publishers. 2003, Ch.12, p. 265-275.
10. S.E. Kudaibergenov, L.A. Bimendina, G.T. Zhumadilova, Design, structure and behavior of interpolymer complex membranes. Advanced Macromolecular and Supramolecular Materials and Processes. Kluwer Academic/Plenum Publishers. 2003, Ch.10, p. 149-162.
11. Kudaibergenov S.E. Solutions, Complexes and Gels of Amphoteric Polyelectrolytes, In: Proceedings of Yamada Conference L “Polyelectrolytes”, (I.Noda, E.Kokufuta Eds.), Japan, 1999. P.259-262.