Закономерности структурообразования полимеризуемых ионных ПАВ : их полимеризация и другие химические превращения в различных дисперсионных средах

• Автор: Зорин, Иван Иосифович.
• Шифр специальности: 02.00.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 396 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава 1 Литературный обзор
1.1 .Структурированные растворы мономеров и полимеризация в таких системах
1.1.1. Общие сведения о ПАВ, «полимеризованных мицеллах» и поверхностно-активных мономерах
1.1.2. Полимеризация в воде мономеров типа А
1.1.3. Полимеризация в воде мономеров типа Б
1.1.4. Полимеризация в воде мономеров типа В
1.1.5. Полимеризация в воде мономеров типа Г
1.1.6 Полимеризация ПАМ в неводных средах
1.1.7. Механизм и кинетика полимеризации ПАМ
1.1.8. Попытки фиксации формы мицелл за счет полимеризации
1.1.9 Определение молекулярных масс ПМ и некоторые особенности поведения ПМ в растворах
1.1.10 Возможное применение «полимеризованных мицелл"
1.2 Ионные комплексы полиэлектролитов с ПАВ и их химические превращения
1.2.1 Общие сведения о ПЭКК, образование ПЭКК в водных растворах
1.2.2 ПЭКК в неводных средах
1.2.3 ПЭКК в конденсированном состоянии
1.2.4 Полимеризация и другие химические превращения ПЭКК
1.3 Интерполиэлектролитные комплексы (ИПЭК)
Глава 2 Синтез и агрегатообразование мицеллобразующих мономеров
2.1 Синтез промежуточных соединений и мономеров
2.2. Мицеллообразование в водных растворах мономеров
2.3 Мицеллообразование в неводных и водно-органических средах
2.4. Исследование АМПС-ДДА методом нейтронного рассеяния
2.5. Визуализация мицелл мономеров
2.6. Мономеры в конденсированном состоянии
Глава 3 Исследование полимеризации в мицеллярных и молекулярных растворах
3.1. Полимеризация УСА-Ла и свойства продукта полимеризации
3.2. Полимеризация мономеров серии В(-)
3.2.1 Исследование кинетики полимеризации И-акрилоил-ю-амино-алканоатов натрия
3.2.2 Исследование полимеризации методами вискозиметрии и кондуктометрии
3.3 Анализ продуктов полимеризации ААУ-Ыа методом МАЛДИ-масс-спектрометрии
3.4 Концепция сшитых полимерпзованиых мицелл (сПМ)
Глава 4 Молекулярные характеристики полимеров серии В
4.1 Свойства полимеров серии В(-) в растворе
4.1.1 ПААУ-Н и аналоги в органических растворителях
4.1.2 Молекулярные характеристики сПМ, определенные в органических растворителях
4.2 ПААУ-№ в водных растворах
4.3 Исследование полимеров серии В(-) методами электронной и зондовой микроскопии
4.4 Синтез и первичные характеристики полимеров серии В(+)
Глава 5 Мицсллярная полимеризация в противоионах
5.1 Особенности полимеризации мономеров серии Г в различных средах
5.2 Механизм осадительной мицеллярной полимеризации
5.3 Исследования молекулярных характеристик полимеров серии Г
Глава 6 Исследование химических превращений полимеризованных мицелл
6.1 Образование ПЭКК Г1ААУ-ГДТА в воде
6.2 Образование ПЭКК и ПЭДК в органических средах
6.2.1 Синтез ПЭДК и степени связывания дендронов
6.2.2 Исследование ПЭДК методом вискозиметрии и ДРС
6.3 Химические превращения ПЭКК и ПЭДК
6.3.1 Полимеризация ПЭКК в органических растворителях
6.3.3 Полимеризация ПЭКК в водных растворах и дисперсиях
Глава 7 Некоторые аспекты практического применения «полимеризованных мицелл»
7.1 Использование ПЭКК в качестве ионофоров для изготовления ПАВ-селективных электродов
7.2 Использование растворов ПААУ-Ха для получения микрочастиц биосовместимого полимера
Глава 8 Экспериментальная часть
8.1 Методы и аппаратурное оформление эксперимента
8.2 Подготовка реактивов и растворителей
8.3 Синтез исходных соединений и мономеров
Заключение
Список сокращений, использованных в работе
Список литературы

ВВЕДЕНИЕ
Структурированные полимерные системы являются предметом пристального изучения химии и физики последней трети 20-го - начала 21 века, поскольку открывают новые возможности создания перспективных функциональных материалов. Такие системы являются неотъемлемой частью природы, как живой, так и не живой; изучение и направленный синтез новых структурированных полимерных систем является одним из инструментов познания общих принципов организации материи на уровне молекулярных и надмолекулярных масштабов. Процессы самоорганизации вещества, реализующиеся в этом диапазоне размеров, имеют весьма разнообразные механизмы и движущие силы. К таковым относятся - гидрофобные и диполь-дипольные взаимодействия, водородные связи, ионные связи, приводящие к образованию жидкокристаллических структур, прямых и обратных мицелл, везикул, интерполиэлектролитных (ИПЭК) и полиэлектролит-коллоидных комплексов (ПЭКК) и других супрамолекулярных структур. В результате самоорганизации в разбавленных растворах возникают области с повышенной концентрацией функциональных групп, например, способных к полимеризации.
Поверхностно-активные вещества (ПАВ) играют огромную роль в современной жизни - это и ПАВ, используемые в быту (мыла, шампуни, средства для стиральных и посудомоечных машин), в различных областях промышленности (флотация, нефтедобыча, металлообработка), для медико-фармацевтических целей и др. Общее годовое потребление ПАВ в США превышает 4 млн тонн, при этом использование ПАВ в бытовых целях достигает 50% общего объема. Все большее значение приобретают полимерные ПАВ — полимерные мыла, комплексы ПАВ с полимерами, дифильные блок-сополимеры. Абсолютно большая часть использованных ПАВ попадает в сточные воды, негативно влияя на окружающую среду.

Таблица 1.2 - Химические структуры и основные характеристики
мнцеллообразующих мономеров типа Б
Химическая структура, обозначение, комментарии ККМ (ммоль/л), И-число агрегации, условия полимеризации
сн3 вр _^^-С12Н25 СНз х ККМ=12.5, N=33 Полим.радиац.0.14МРад/ч Не полим. с ДАК, [67]
у-о ?Нз XI " II СН2 ^ С12н25 Полимер О СНз водорастворим ККМ=5, N=62 [66]
О Вг ХИ-п /г— СНз®/СНз Полимер '/ МНСН2СН2Ы—СпН2п+1 водорастворим п=12 ККМ=4.9, полим. 0.2М ПСК[13] п=14 [68]
УЧ° СНзВ|сНз "-4; 8; 12; 14; 16 // ОСН2СН2№--с н ХШ-п Полимеры нерастворимы в воде, растворимы в ДМФА (кроме п=16) мономер п=4 мицелл не образует п=8 ККМ=24=134 п=12 ККМ=4-6, N=144-179, Ки=2.8 3.0 нм [63-65, 69-70] Пре-ККМ=0.78; ККМ 1=1.9 (сферы N=11) КМ2=7(стержни) [71] п=14 ККМ=1.3 п=16 ККМ=0.6-0.9 Пре-ККМ=0.04; ККМ1=0.14(сферы N=11) ККМ2=3.8(стержни) ККМЗ=5 (червеобразные)
Ч /Я Вг X / СН3© /снз / МНСН2СН^(СН2)15СНз х1у [72]
Х° У? СНз О о-сн2сн2^-сн2^ (~‘и С) СпН2п+1 сн3 ху п=4 ККМ=50; п=10 ККМ1=5, ККМ2=280, ККМЗ=520 п=16 ККМ1=0.25, ККМ2=80 ККМЗ=120 [58-60, 62]
ВООССН2ССОО0М® СН2 XVI — Ха/К [60, 73]
/ХХ XVII // /пНГ Полимеры п=8' 1216 водорастворимы п= 16; ККМ=0.19-0.25, Р=0.68, N=69 М«=106 п=12; ККМ=3.8 р=0.53 N=38 п=8; ККМ=84 р=0.65 N=16 М№=105, Полим. УФ, ДАК [32, 74-76]
О 0 XVIII Везикулы, полим. с ДАК [39]