Амфифильные полимерные системы: переход клубок - глобула (коллапс) и абсорбционные свойства

• Автор: Махаева, Елена Евгеньевна
• Шифр специальности: 02.00.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 304 с.

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Взаимодействие полиэлектролитов с противоположно заряженными ПАВ.

1.1.1. Водные растворы полиэлектролитов и ПАВ.

1.1.2. Комплексообразование между сетчатыми полиэлектролитами и противоположнозаряженными

1.1.3. Структура комплексов полиэлектролитный гельпротивогюложнозаряженный ПАВ

1.2. Взаимодействие полиэлектролитов с противополжно заряженными водорастворимыми органическими красителями.
1.2.1. Взаимодействие линейных полиэлектролитов с водорастворимыми органическими красителями

1.2.2. Влияние солей на стабильность комплексов полиэлектролиткраситель

1.2.3. Селективное взаимодействие комплексов гелькраситель с ионами металлов.

1.3. Термочувствительные полимеры.

1.3.1. Влияние температуры на конформационное поведение гидрогелей
1.3.2. Взаимодействие ионогенных ПАВ с неионными амфифильными полимерами.
1.3.3. Влияние ионогенных ПАВ на переход клубокглобула неионного амфифильного полимера, индуцированный температурой
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.
2.1. Объекты исследования
2.1.1. Синтез полиэлектролитных гелей.
2.1.2. Методика получения геля ПВК
2.1.3. Синтез ПВК и его сополимеров с МАК.
2.1.4. Поверхностно активные вещества.
2.1.5. Красители
2.1.6. Растворители.
2.2. Методы исследования.
2.2.1. Гравиметрические измерения.
2.2.2. Спектрофотометрическое определение
абсорбированных соединенней
2.2.3. ИКспектроскопия.
2.2.4. Малоугловое рентгеновское рассеяние
2.2.5. Светорассеяние.
2.2.6. Метод высокочувствительной дифференциальной сканирующей калориметрии
ГЛАВА 3.Коллапс полиэлектролитных гелей, индуцированный
взаимодействием с противоположно заряженными ПАВ
3.1. Основные параметры, определяющие коллапс
3.1.1 .Теория коллапса полиэлектролитных сеток при
взаимодействии с противоположно заряженными
3.1.2. Влияние полиэлектролитной сетки на коллапс гелей и абсорбцию ПАВ.
3.1.3. Влияние соотношения объемов геля и раствора
3.1.4. Взаимодействие слабосшитого анионного геля с эмульгатором полистирольного латекса.
3.1.5. Влияние длины углеводородного радикала ПАВ
3.2. Абсорбционные свойства комплексов.
3.2.1. Абсорбция малорастворимых в воде органических веществ
3.2.2. Взаимодействие комплексов ПЭ гель ПАВ с ионами металлов ПЭ гельПАВ как матрица для формирования металлических наночастиц.
3.2.3. Взаимодействие комплекса ПЭ гельПАВ с ионогенным ПАВ, заряд которого противоположен заряду ПАВ, образующего комплекс.
3.2.4. Влияние спирта на стабильность комплексов ПЭ гельпротивоположно заряженный ПАВ
3.3. Влияние полимерной матрицы
3.3.1. Набухание полиэлектролитных гелей в солевых растворах
3.3.2. Полиамфолитные гели
3.3.3. Термотропные гели
ГЛАВА IV. Коллапс полиэлектролитных гидрогелей, индуцированный взаимодействием с водорастворимыми органическими красителями
4.1. Влияние полиэлектролитной сетки геля на абсорбцию и агрегацию красителей.
4.1.1. Коллапс полиэлектролитного геля
4.1.2. Абсорбция и агрегация красителя
4.1.3. Иммобилизация и .1агрегация цианинового красителя в полиэлектролитной матрице
4.2. Краситель, иммобилизованный в геле как селективный
реагент.
4.2.1. ПЭ гидрогели водорастворимые красители.
4.2.2. Органогель ПВК органические красители
4.2.3. Влияние полимерной матрицы на поведение фоточувствительного краунсодержащего стирилового красителя.
ГЛАВА 5. Коллапс полиЫвинилкапролактама, индуцируемый
изменением температуры
5.1. Коллапс геля полиЫвинилкапролактама.
5.1.1. Влияние температуры
5.1.2. Влияние ионогенных ПАВ.
5.1.3. Термодинамическое поведение гидрогеля полиЫвинилкапролактама в воде и в присутствии ионогенных ПАВ
5.1.4. Коллапс геля в водноспиртовых смесях
5.2. Конформационные изменения макромолекул поли4винилкапролактама
5.2.1. Влияние ионогенных ПАВ.
5.2.3. Влияние температуры
5.2.4. Аномальное гелеобразование.
5.2.5. Конформационные изменения термочувствительного полиэлектролита
Основные выводы диссертации
Список цитируемой литературы


Комплексы ПЭПАВ солюбилизируют малорастворимые в водных средах органические вещества, образуя термодинамически стабильные микроэмульсии, которые могут быть легко отделены от водной среды, что представляет интерес с точки зрения разработок новых технологий очистки и разделения сточных вод. При формировании гидрофобного мицеллярного ядра гидрофобные группы будут стремиться реализовать максимально возможное число контактов друг с другом. Исходя из этого, можно сказать, что строение частиц ПЭПАВ должно отвечать компромиссу между максимальным числом контактов гидрофобных групп друг с другом и минимальными энтропийными напряжениями, обусловленными конформационными изменениями линейной макромолекулы. Изменения конформации полимерной цепи полиэлектролита при взаимодействии с противоположно заряженными ПАВ определяются как химической природой ПАВ и полииона, а в первую очередь его гибкостью, и степенью полимеризации, так и составом комплекса ПЭПАВ. Конформационные изменения полиэлектролита зависят от соотношения размеров мицеллярных агрегатов длины углеводородного радикала иона ПАВ и линейных размеров цепи полимера , , . Так, в работе авторы показывают, что компактизация полиэлектролита, индуцирующая наибольший рост внутримолекулярной заторможенности, происходит при его взаимодействии с гомологами алкилсульфатов, содержащими и более атомов углерода в алифатическом радикале. Следует отметить, что комплексы ПЭПАВ состава, близкого к эквимольному соотношению разноименно заряженных звеньев ПЭ и ионов ПАВ, нерастворимы в воде. Комплексы, содержащие значительный избыток либо заряженных звеньев ПЭ, либо адсорбированных молекул ПАВ могут находиться в растворимом состоянии. Так, при составе ПАВполиакрилат натрия 0. ПЭПАВ в растворе практически совпадают с размерами свободных макромолекул . С увеличением состава комплекса ПАВПЭ, т. ПЭПАВ и, в конечном счете, выпадение в осадок. Сегментальная подвижность макромолекул полиметакриловой кислоты в нерастворимых стехиометричных комплексах намного меньше, чем в растворимых комплексах. Повидимому, образование нерастворимых комплексов сопровождается агрегацией звеньев линейного полимера, вызывающей уменьшение его сегментальной подвижности . В присутствии линейного полимера в растворе формирование мицеллярной фазы ПАВ происходит в объеме полимерного клубка, где локальная подвижность катионных ПАВ во внутримолекулярных мицеллах комплексов с полиакриловой и полиметакриловой кислотами заметно меньше, чем в свободных мицеллах того же ПАВ , . Плотность внутримолекулярных мицелл и подвижность ПАВ в комплексах слабо изменяется при варьировании состава комплекса. Морфология кластеров ПАВ в частице комплекса ПЭПАВ может существенно отличаться от морфологии мицелл, сформированных в водных растворах в отсутствии полимера. ПАВ можно представить как макромолекулы, накрученные на внутримолекулярные гидрофобные ассоциаты ионов ПАВ различных размеров. ПАВ на порядок ниже, чем при отсутствии полимера. ПАВ при осуществлении контроля окружающей среды . Сетчатые полиэлектролиты, набухшие в воде, определяют как гидрогели трехмерные ковалентно сшитые структуры на основе полиэлектролитов, содержащие воду, и способные сохранять форму. В рамках настоящей работы рассматриваются слабосшитые полимеры гидрогели, которые относятся к достаточно мягким, сохраняющим форму материалам, с высокими степенями набухания, содержащими значительное количество растворителя воды. Многие синтетические полимерные гели обнаруживают очень хорошую совместимость с живыми тканями, а их равновесную степень набухания, модуль упругости, оптические свойства и проницаемость можно варьировать, изменяя условия полимеризации. Синтетические гели широко применяются в медицине, в частности, в качестве основы при производстве контактных линз, селективных мембран и носителей лекарственных веществ. Как было показано выше линейные заряженные макромолекулы образуют полиэлектролитные комплексы с противоположно заряженными ПАВ, что сопровождается конформационными изменениями полимерных цепей, уменьшением сегментальной подвижности. Молекулы, вошедшие в комплекс, агрегируют между собой и выпадают в осадок.