Закономерности и особенности синтеза катионных полиэлектролитов и их использование в качестве высокоэффективных флокулянтов

• Автор: Навроцкий, Александр Валентинович
• Шифр специальности: 02.00.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 268 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение.
1. Полимеризация ионизирующихся мономеров, инициированная водорастворимыми пероксидами
1.1. Закономерности радикальной полимеризации водорастворимых мономеров анализ литературных источников

1.1.1. Особенности реакций роста и обрыва цепи при радикальной

полимеризации водорастворимых мономеров

1Л .2. Особенности инициирования полимеризации

водорастворимых мономеров

1 Л.З. Способы получения высокомолекулярных катионных иолиэлектролитов.

1.2. Синтез высокомолекулярных катионных полиэлектролитов радикальной сополимеризацией, инициированной

водорастворимыми пероксидами.

1.3. Кинетические закономерности полимеризации ионизирующихся мономеров, инициированной водорастворимыми пероксидами
1.4. Относительная реакционная способность 1,2диметил5винилпиридинийметилсульфата при сополимеризации с гидрофильными мономерами.
2. Полимеризация 1,2диметил5винилпиридинийметилсульфата, инициированная системами пероксид агент передачи
2.1. Реакционная способность первичных радикалов в реакциях присоединения и отрыва.
2.2. Влияние природы агента передачи цепи на кинетику полимеризации и молекулярную массу образующегося полимера
3. Физикохимические свойства растворов катионных полиэлектролитов в различных концентрационных режимах
3.1. Особенности физикохимических свойств растворов полиионов анализ литературных источников.
3.2. Гидродинамические свойства водных растворов катионных полиэлектролитов в разбавленных водных и водносолевых
растворах
3.3. Реологические свойства и активационные параметры вязкого течения водных растворов полиэлектролитов
4. Закономерности флокулирующего действия катионных полиэлектролитов при разделении дисперсий
4.1. Механизм дестабилизации дисперсий при введении полиэлектролитов анализ литературных источников
4.2. Влияние природы полиэлсктролитов на эффективность разделения модельных дисперсий.
4.3. Закономерности формирования флокул и осадков при введении катионных полиэлектролитов.
4.4. Применение катионных полиэлектролитов в процессах очистки сточных вод и обезвоживания осадков
5. Экспериментальная часть.
Выводы.
Список использованных источников


Влияние электростатических взаимодействий можно также анализировать с позиции проявления эффекта Допнана, рассматривая объем полимерного клубка и окружающий раствор аналогично двум фазам, разделенным полупроницаемой мембраной . Повышение эффективного заряда макроиона приводит к вытеснению одноименно заряженных ионов мономера из объема клубка, снижая его локальную концентрацию вблизи растущего активного центра. Различие в изменении констант кр при переходе к водным растворам для солей аминоалкилакрилатов и 1,2ДМ5ВПМС, повидимому, связано с особенностями конденсации противоионов на макроионах различной природы. В результате можно ожидать формирование разных величин эффективного заряда на макроионах и, в соответствии с эффектом Доннана, отличающихся величин локальных концентраций. ЫаС1 1, . Этот эффект связывают с повышенной способностью связывать низкомолекулярные анионы макроионами аминоалкилакрилатов. Действительно, электрофоретическая подвижность мономеров ДМАЭМА, ДМАЭМАС2Н5Вг, а также диалкилдиаллиламмоний хлорида, равна 5 см2Вс, электрофоретическая подвижность полиДМАЭМА и полиДМАЭМАСгНзВг значительно ниже и равна 1, и 0, см2Вс соответственно для хлорида полидиалкилдиаллиламмония она составила см2Вс, для поли1,2ДМ5ВПМС 9,6 5 см2Вс. Исследование методом светорассеяния сорбции ДЭАЭМА и ДЭАЭМАНС1 соответствующим полимером в различных растворителях в диоксане, метаноле и в метаноле в присутствии 5 и воды показало, что концентрация мономера в растворе и в полимерном клубке практически одинакова , что согласуется с предположением о малой величине эффективного заряда макромолекул и подавлении эффекта Доннана. В работе установлено, что при полимеризации ДМАЭМАСНзС4 в водном растворе добавление Ыа приводит к ускорению полимеризации в условиях глубокой конверсии мономера . При добавлении к раствору ЫаС1 такого эффекта не обнаруживается. Повышение скорости полимеризации при добавлении Ыа, связывают с увеличением вязкости системы за счет структурирования растворов с участием двухзарядного аниона. Структурирование раствора способствует наступлению кинетического гельэффекта при меньшей глубине превращения мономера. При анализе особенностей полимеризации мономеров электролитов необходимо учитывать влияние явлений ионной и межмолекулярной ассоциации . Процессы ассоциации очень чувствительны к концентрационному режиму раствора, поэтому реакционная способность мономеров электролитов, константы скоростей элементарных реакций обнаруживают сложную концентрационную зависимость. Результаты исследования полимеризации различных ионизирующихся мономеров выявили общую закономерность, заключающуюся в повышении, по сравнению с классической кинетической моделью, порядка реакции полимеризации по мономеру табл. Повидимому, аномальные величины Пм связаны с изменением как кр и V,,, так и к0 с ростом концентрации мономера. Егоровым В. В. , высказывается мнение, что такие изменения обусловлены ассоциацией молекул мономера. Таблица 1. СН2СНСНСН,2ЫСГ 0. При переходе от раствора мономера к его ассоциатам в ряде случаев наблюдается изменение порядка реакции полимеризации по инициатору . Егоров В. В. предлагает обобщенную зависимость приведенной скорости радикальной полимеризации ионогенных мономеров с низкой поверхностной активностью от их концентрации в воде рис. На этой кривой область 1 относится к разбавленным растворам мономеров, где особенности кинетики полимеризации связаны с состоянием ионогенных групп мономера и радикала роста, что обсуждалось выше. Области II и III соответствуют растворам мономеров средней концентрации. Причем, если область II соответствует, повидимому, практически неассоциированному состоянию реакционных частиц, то появление области III вызвано именно межмолекулярной ассоциацией. Область IV относится к растворам мономеров предельной концентрации, где в результате высокой вязкости системы реакция роста цепи становится диффузионно контролируемой. Рис. Обобщенная зависимость скорости полимеризации ионогенных мономеров от их концентрации в воде. Концентрационные границы определяются природой мономера, температурой, наличием в системе низкомолекулярных солей. Однако можно приблизительно указать пограничные концентрации мономера в системе С 0,1, С2 1, Сз 3 мольл.