Рассеяние света растворами ионных полимеров

• Автор: Лезов, Алексей Андреевич
• Шифр специальности: 02.00.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 130 с. : ил.

Содержание
Введение
Глава 1. Теоретический обзор
1.1. Конформация макромолекул в растворе
1.2. Конформация и размеры молекул полиэлектролитов и поли-
цвиттерионов в растворах
1.3. Полиэлектролиты
1.4. Полицвиттерионы
1.5. Поступательное трение цепных молекул
1.6. Характеристическая вязкость полимеров
1.7. Обзор результатов экспериментальных и теоретических исследований молекулярных свойств ПЭ и ПЦИ
1.8. Синтез полимеров из мономеров в организованном состоянии
Глава 2. Экспериментальная часть. Методы исследования
2.1. Статическое рассеяние света растворами полимеров
2.2. Динамическое рассеяние света
2.3. Установка для измерения динамического и статического рассеяния света растворами полимеров
Глава 3. Молекулярные свойства полиэлектролитов и полицвит-терионов, содержащих гшрролидиниевые циклы в цепи
3.1. Гидродинамические и конформационные характеристики сополимеров поли(Х,Х-диаллил-]т,]Ч-диметиламмония хлорида)
с малеиновой кислотой
3.2. Молекулярные свойства поли(2-(диаллил (метил) аммонио) ацетат) в растворах с разной ионной силой и pH
Глава 4. Конформация молекул полианилина и сульфирован-
ного полианилина в растворах
4.1. Молекулярные свойства полианилина в концентрированной серной кислоте
4.2. Поведение сульфированного полианилина в водно-солевых растворителях
Глава 5. Влияние самоорганизации мономеров на структуру и свойства синтезированных полимеров и интерполимерных комплексов
5.1. Размеры и форма частиц ААУ-Ыа в воде
5.2. Конформация молекул ПААУК в органических растворителях
5.3. Матричный синтез водорастворимого полианилина в присутствии полиэлектролитов
Заключение
Литература

Введение
Актуальность темы исследования. Ионные полимеры, к которым относятся полиэлектролиты и полицвиттерионы привлекают особое внимание в связи с их уникальными физико-химическими свойствами. Высокая чувствительность ионных полимеров к изменению pH и ионной силы среды открывает новые перспективы их применения в качестве материалов биосенсоров, носителей лекарственных форм, моделей биологических полимеров и ДР-
Полицвиттерионы, которые можно разделить на два класса - полиам-фолиты и полибетаины, в последние годы приобретают все большее значение как функциональные материалы для медицины и фармакологии. Влияние pH и ионной силы среды на молекулярные свойства и процессы самоорганизации ионных полимеров в водных растворах является предметом интенсивного экспериментального и теоретического изучения.
Одним из перспективных путей получения новых полиамфолитов является сополимеризация ИД-диаллил- ]Т,ГГ- диметиламмоний хлорида с ненасыщенными карбоновыми кислотами или их солями. Введение в цепь полиэлектролита мономерных звеньев с карбоксильными группами не только вносит отрицательные заряды, но и создает основу для последующей направленной модификации таких сополимеров. Присутствие карбоксильных групп в составе сополимеров открывает широкие возможности для введения функциональных фрагментов и, тем самым, для создания новых полиамфолитов с требуемыми свойствами.
В последние годы синтезированы новые поликарбоксибетаины, которые имеют лучшую по сравнению с полисульфобетаинами растворимость в воде. Эти полимеры являются весьма перспективными объектами для исследования закономерностей поведения макромолекул в средах с разной ионной
на конформацию и размеры молекул, а также на их способность формировать внутри- и межмолекулярные агрегаты.
Применение метода вискозиметрии позволило установить немонотонный характер зависимости приведенной вязкости раствора от pH для ряда полибетаинов. Было обнаружено различное поведение поликарбоксибетаинов и полисульфобетаинов. Это связано с тем, что в водных средах карбосилатные группы могут быть превращены в неионные при понижении pH, в то время как сульфогруппы остаются анионными даже при низких pH. В результате приведенная вязкость поликарбоксибетаинов проходит через минимум, испытывая переход: полианион - полицвиттерион-поликатион. Напротив, поли-сульфобетаины не обнаруживают повышения вязкости при низких pH из-за слабой основности сульфонатных групп [4].
Метод рассеяния света был использован для изучения влияния температуры, pH и ионной силы на внутри- и межмолекулярную агрегацию полибетаинов. Установлено, что увеличение температуры сдвигает равновесие от ассоциатов к индивидуальным макромолекулам [24]. Добавление ЫаОН также разрушает агрегаты благодаря ионизации карбоксильных групп. Введение в раствор малого количества ИаС1 при высоких pH увеличивает диссоциацию межцепных ассоциатов. Следует отметить, что рост концентрации соли приводит к возрастанию не только вязкости, но и второго вириального коэффициента. Это показывает, что для полибетаинов качество растворителя улучшается при добавлении соли. В твердом состоянии полибетаины способны формировать ионные агрегаты или кластеры. Микрофазное разделение было обнаружено и изучено в различных цвиттериономерах.
Полицвиттерионы, содержащие не равное число анионных и катионных групп исследованы меньше. Они могут обладать как анитиполиэлектролит-ным (возрастание вязкости при увеличении концентрации соли), так и поли-электролитным (уменьшение вязкости при возрастании концентрации соли)