Поверхностная вязкоупругость растворов комплексов полиэлектролит/ПАВ

• Автор: Быков, Алексей Геннадьевич
• Шифр специальности: 02.00.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 157 с. : ил.

Оглавление
Введение

I. Обзор литературы

1. Комплексы полиэлектролитПАВ в водных растворах

2. Равновесные поверхностные свойства растворов комплексов

полиэлектролитПАВ.

3. Динамические поверхностные свойства растворов полимеров и

комплексов пол иэлектролитПАВ.

4. Основы теории дилатационной поверхностной вязкоупругости.

5. Поверхностная вязкоупругость растворов полимеров и

комплексов иолиэлектролитПАВ

И. Экспериментальные методы и методика измерений
1. Методы измерения поверхностного натяжения.
2. Методы измерения дилатационной динамической поверхностной
упругости
3. Используемые реактивы.
III.Динамические поверхностные свойства растворов комплексов ПВПДСН.
IV. Динамические поверхностные свойства растворов комплексов ПАКС,2ТАБ и МАКС,2ТАБ
V. Динамические поверхностные свойства растворов комплексов
ПАКСПТАБ
VI. Динамические поверхностные свойства растворов комплексов ПЭИДСН.
Заключение.
Выводы.
Список литературы


Оказалось, что поверхностное натяжение растворов смеси полимера и ПАВ в области концентраций, меньших ККА, всегда ниже, чем у растворов ПАВ без добавок полимера при тех же концентрациях 9, , , . Вторая особая точка соответствует началу второго плато и связана с появлением в объеме раствора обычных свободных мицелл, т. ККМ в присутствии полимера 8, 9, . Переход от первого плато к дальнейшему снижению поверхностного натяжения до области второго плато соответствует состоянию, когда макромолекулы насыщены молекулами ПАВ и дальнейший переход молекул ПАВ в комплексы невозможен. Последующее добавление ГАВ приводит к увеличению концентрации мономеров ПАВ в растворе 8, 9. Основная причина образования агрегатов неионный полимерПАВ состоит в том, что макромолекула, находящаяся в поверхностной области мицеллоподобных агрегатов ПАВ, может их стабилизировать за счет уменьшения контакта воды с углеводородными радикалами, а также за счет уменьшения отталкивания между заряженными группами в агрегате ПАВ 1, , . Долгое время основное внимание было сконцентрировано на исследовании образования комплексов полнэлектролитПАВ в объеме раствора. Первые работы, посвященные изучению поверхностных свойств растворов комплексов полиэлектролитов и различных ПАВ, начали появляться около тридцати лет назад 2. ДСН. Хотя сам иолиэлектролит обладал слабой поверхностной активностью, в присутствии анионного ДСН наблюдалось значительное падение поверхностного натяжения раствора, что позволило авторам выдвинуть предположение об образовании комплекса полиэлектролитПАВ в поверхностном слое 2. На рисунке 1 представлена схема образования различного рода агрегатов в поверхностном слое и в объемной фазе, основанная на результатах Годдарда с сотрудниками по поверхностному натяжению 9, . Рис. Состояние комплексов в объеме и на поверхности раствора поликатиона с фиксированной концентрации и анионного ПАВ. Непрерывная линия поверхностное натяжение для раствора чистого ПАВ, штриховая линия для смешанного раствора. Е. . Ii Ii . I i , V. В области низких концентраций отдельные заряженные сегменты полиэлектролита образуют ионные пары с поверхностноактивными ионами. Когда возможности роста и увеличения числа таких агрегатов исчерпываются, дальнейшее добавление ПАВ приводит только к увеличению концентрации мономеров. Наконец, когда концентрация мономеров приближается к ККМ, в системе появляются мицеллы. В поверхностном слое комплексы образуются только за счет электростатического взаимодействия. ПАВ, адсорбируясь на поверхности раствора, образуют монослой и электростатически взаимодействуют с иолиэлекролитом. При этом число ионных пар заряженный сегмент поверхностноактивный ион растет с увеличением концентрации ПАВ до области ККА, когда прекращается рост активности мономеров в растворе. В дальнейшем гюлиэлектролит постепенно переходит в раствор и в области существования мицелл в поверхностном слое находятся только молекулы ПАВ. Такие представления долгое время не вызывали сомнений 9, . Однако результаты применения новых методов исследования в последние годы показали, что одна эта модель не может объяснить всех особенностей поверхностных свойств растворов комплексов полиэлектролитПАВ 8, , . Отметим, что данные по поверхностному поверхностного натяжению часто оказываются малоинформативными для полимерных систем. Например, равновесное поверхностное натяжение растворов поверхностноактивных полимеров обычно почти постоянно в широкой области концентраций С 0,1 масс. Применение в этом случае уравнения адсорбции Гиббса для определения адсорбции приводит к большим ошибкам. Для водных растворов сильных синтетических полиэлектролитов поверхностное натяжение равно значению для воды в широкой области концентраций и начинает снижаться только при относительно высоких концентрациях. Эта особенность связана с тем, что степень гидрофобности полиэлектролитов, энергия электростатического взаимодействия между одноименно заряженными сегментами, а также между заряженными макромолекулами и межфазиой границей сильно зависят от ионной силы раствора, и, следовательно, от концентрации полиэлектролита.