Формирование поверхностной структуры монодисперсных микросфер на основе полистирола и сополимеров стирола с акролеином

• Автор: Скуркис, Юлия Олеговна
• Шифр специальности: 02.00.06, 02.00.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 149 с. : ил.

1.1. Эмульсионная и дисперсионная полимеризация как методы получения полимерных микросфер

1.1.1. Механизм процесса эмульсионной полимеризации

1.1.2. .Монодисперсныс латексы

1.1.3. Особенности безэмульгаторной эмульсионной

полимеризации

1.1.4. Функциональные группы на поверхности частиц

1.1.5. Поверхностная морфология частиц, полученных методом

эмульсионной сополимеризацин

1.1.6. Полимерные частицы размером более 1 мкм

1.1.7. Механизм процесса дисперсионной полимеризации в

полярных средах

1.1.8. Влияние условий дисперсионной полимеризации на
характеристики частиц
1.1.9. Поверхностная морфология частиц, полученных методом
дисперсионной полимеризации
1.2. Взаимодействие биолигандов с поверхностью полимерных
микросфер
1.2.1. Адсорбция
1.2.2. Ковалентное присоединение биолигандов
1.2.2.1. по карбоксильным поверхностным группам
1.2.2.2. по альдегидным поверхностным группам
1.2.3. Адсорбция и хемосорбция синтетических пептидов
1.3. Преимущества и перспективы метода реакции агглютинации
латекса
Глава II. Объекты н методы исследования
II. 1. Исходные реагенты
II. 1.1. Мономеры
II .1.2. рочие реагенты
.2. Методы синтеза
.2.1. Получение микросфср полистирола метолом дисперсионной полимеризации в полярных средах
И.2.2. Получение микросфер полистиролакролеина методом безэмульгаторной эмульсионной полимеризации
Н.З. Методы изучения процесса полимеризации и характеристик
образуемых полимерных частиц
.3.1. Изучение кинетики сополимеризации методом газовой хроматографии
.3.2. Определение молекулярной массы полимеров
.3.3. Определение содержания гель фракций в сополимерах пол исги рола кролей и а
.3.4. Определение размеров микросфср методом электронной микроскопии
И.3.5. Определение содержания сухого вещества в латексе
Н.3.6. Определение поверхностной концентрации функциональных групп латсксов
Н.3.6.1. Кондуктометрическое титрование карбоксильных групп И.3.6.2. Кондуктометрическое титрование альдегидных групп И.3.7. Определение адсорбционных характеристик латекса методом непрерывного потенциометрического титрования
.3.8. Анализ полученных полимеров П.3.8.1. Анализ сополимерной структуры микросфер ПСАК
II.3.8.2. Анализ полимерного состава привитых сополимеров И.3.9. Анализ полимеров методом ИКспектроскопии
.3 Изучение электрофоретической подвижности микросфер методом микроэлектрофореза
.4. Метод связывания белка
П.4.1. на поверхности карбоксилированных латексов ПС И.4.2. на поверхности частиц ПСАК с альдегидными группами
II.5. Определение концентрации белка на поверхности частиц
латексов
П.5.1, методом ЛоуриФолина
П.5.2, методом высокоэффективной монолитной дисковой
хроматографии ВЭМДХ
Глава III Результаты и их обсуждение
III. 1. Безэмульгаторная эмульсионная соиолнмернзация стирола с
акролеином
1.2. Дисперсионная полимеризация стирола
1.3. Связывание биолигандов е частицами ПСАК и ПС, влияние
на их электроповсрхностныс свойства
Ш.3.1. Электроповсрхностные свойства микросфср
иолистиролакролеина до модификации белком
1.3.2. Связывание белка с частицами ПСАК
1.3.3. Элекгроноверхностные свойства микросфер
полистиролакролеина после модификации белком
Ш.3.4. Элскгроповерхностныс свойства микросфер полистирола до
и после модификации белком
Ш.3.5. Конструирование латексных тестсистем для определения
возбудителей легионелеза
1.3.6. Конструирование латексных тестсистем для определения
антител к ВИЧ
Выводы
Библиографический список
Введение


Даже для гидрофобного стирола растворимость в воде составляет 2. С 1. В качестве эмульгатора используют ионногенные и неионногенные ПАВ . ЯМ М ЯМ. Формирующиеся олигорадикалы абсорбируются мицеллами, насыщенными мономером, где продолжается полимеризация. В результате образуются полимермономерные частицы ПМЧ, которые затем становятся основной 1 полимеризационного процесса рис. На стадии образования ПМЧ его скорость невелика, но постоянно нарастает. Капли мономера имеют меньшую поверхность, чем мицеллы и ПМЧ, не могут конку рировать с ними в захвате радикалов и служат лишь резервуаром, из которого мономер диффузионным путем поступает в ПМЧ 6. Объемное отношение мономерной фазы к дисперсионной среде в эмульсионной полимеризации обычно лежит в пределах , а полимеризация происходит при С. Конечный размер частиц обычно составляет 0 нм. Особенности их формирования и роста зависят от состава полимеризационной смсси. Размер частиц возрастает при увеличении соотношения мономервода, при повышении ионной силы, а также в случае полимеризации более полярных и растворимых мономеров. Частицы меньшего диаметра можно получить при увеличении коицентации эмульгатора, выполняющего стабилизирующую функцию. Снизить размер частиц позволяет также повышение концентрации инициатора, либо увеличение скорости его распада с ростом температуры в результате формирования большего количества первичных радикалов. Это повышает скорость процесса зародышеобразования и, соответственно, увеличивает количество образующихся частиц 7. При отсутствии диффузионных ограничений, когда скорость диффузии мономера в ПМЧ через водную фазу существенно превышает скорость полимеризации, и частицах устанавливается равновесная концентрация мономера и ЭГ1 протекает с постоянной скоростью стационарный период. Молекулы мономера . Рис. Следующий радикал обрывает полимеризациионный процесс в НМЧ в результате рекомбинации или диспропорционирования. Обрыв цепи пД. Согласно теории Смита Эварта 8. ПМЧ равному 0. При большем размере ПМЧ появляется возможность сосуществования в них более одного радикала. Число радикалов в ПМЧ может возрастать и за счет снижения их подвижности вследствие повышения вязкости в ПМЧ при увеличении конверсии мономера 9,. В результате обрыв цепи становится менее вероятным, скорость полимеризации резко возрастает, таким образом, проявляется, так называемый, гельэффект. Скорость реакции в классической теории Смита Эварта выражается уравнением 1. ЦЛ . СХА 1. См, С концентрации эмульгатора и инициатора. Постоянная скорость ЭП сохраняется до момента полного перехода мономера из капель эмульсии в ПМЧ. На глубоких стадиях конверсии мономера наблюдается снижение скорости вследствие уменьшения его концентрации в частицах. Одной из характерных особенностей ЭП является возможность получения полимерных частиц со сложной внутренней структурой, получившей название ядрооболочка . Этим методом можно осуществлять гидрофилизацию поверхности полимерных частиц, вводя при этом в поверхностный слой различные функциональные группы. Наличие структуры ядрооболочка было доказано в работе Вильямса с соавторами с помощью метода электронной микроскопии, причем даже в случае, когда латексную частицу образует один и тот же полимер. Наблюдаемый эффекг авторы связывают с капсулированием полимерного ядра в мономерной оболочке, что обусловлено понижением свободной энергии на границе раздела частицавода при переходе от системы полимервода к системе мономервода. ОкиЬо с соавторами использовали метод электронной микроскопии и адсорбционного титрования при изучении двустадийиой полимеризации мономеров с различной полярностью стирол, метшшкрилат, метилметакрилат. Было показано, что в зависимости от условий синтеза, полимерная частица может иметь структуры ядрооболочка, малнноподобную или с наличием пустот, образующихся в результате фазового расслоения в процессе ЭП термодинамически несовместимых полимеров. Морфология частиц зависит от порядка и метода введения мономеров при двустадийном синтезе и гидрофильности формирующегося полимера.