Разработка условий получения интерполимерных комплексов в бинарных растворителях и возможностей их применения

• Автор: Коваленко, Григорий Михайлович
• Шифр специальности: 05.17.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 136 с. : ил.

Введение

ГЛАВА 1 Современные представления об интерполимерных

комплексах и материалах на их основе

1.1 Основные типы интерполимерных комплексов

1.2 История развития и современные тенденции химии полимер полимерных комплексов

1.3 Влияние различных факторов на процесс комплексообразоваиия

1.4 Свойства и области применения интерполимерных комплексов

ГЛАВА 2 Объекты и методы исследования.

2.1 Объекты исследования

2.2 Методы исследования.

ГЛАВА 3. Влияние состава растворителя на процесс

комплексообразоваиия полиакриловой кислоты с неионогенными полимерами
3.1 Обоснование выбора органических растворителей и их
соотношения в бинарных смесях с водой
3.2 Влияние растворителя на процесс комплексообразоваиия, состав и структуру комплексов
ГЛАВА 4 Влияние условий комплексообразоваиия на
структурные характеристики интерполимерных комплексов.
4.1 Влияние условий комплексообразоваиия на гранулометрический состав поликомплексов
4.2 Термомеханические и сорбционные свойства поликомплексов в зависимости от условий их получения
4.3 Исследование химической структуры интерполимерных 0 комплексов, полученных в смешанных растворителях
ГЛАВА 5 Разработка композиционных материалов с
использованием интерполимерных комплексов
5.1 Обоснование способа модификации волокнистопористых 6 композиционных материалов интерполимерными комплексами
5.2 Исследование факторов, влияющих на процесс пропитки 9 нетканых полотен интерполимерными комплексами и оценка эксплуатационных свойств композиционных материалов
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Интерполимерные комплексы (поликомплексы) могут быть получены смешением химически или структурно комплементарных полимеров, с последующим доведением pH реакционной среды до нужных значений, а также в процессе матричного синтеза, то есть полимеризацией или пол и конденсацией мономера (дочерних цепей) на заранее введенных в реакционную среду макромолекул я рных матрицах [4]. Обобщённая схема получения ИЛ К представлена на рис. Если А -СООН, а В - ОМ, между цепями с группами А и В образуются водородные связи, если А - СОО', а В - ЫЫз-ионные [5]. Рис. Схема образования иомимер-иолимерного комплекса из химически комплементарных макромолекул [5]. Первыми представителями поликомплексов, которые являются продуктами реакции противоположно заряженных макромолекул, были полиэлектролитные И ПК (ПЭК). Равновесие реакции комплексообразования можно регулировать, изменяя концентрацию низкомолекулярного продукта реакции. Б ? Состав образующегося поликомплекса зависит от природы полимерных компонентов (плотности заряда, жесткости цепей макромолекул) и растворителя (полярность, сродство молекул растворителя к полимерным компонентам) [1-3]. При этом возможно формирование комплексов как стехиометрического, гак и нестехиометрического состава. В первом случае соотношение между противоположно заряженными группами поликомплекса составляет 1:1, что обычно характерно для сильных полиэлектролитов. Слабые полиэлектролитьт, как правило, образуют комплексы нсстехиометрического состава. Согласно ранее проведённым работам, процесс образования ПЭК происходит в две стадии. На первой стадии после смешения растворов полиэлектролитов формирующийся ПЭК является аморфным по структуре и неустойчивым. На второй стадии происходит внутрикомплексная перестройка и первичный ПЭК переходит в более упорядоченное состояние — вторичную структуру, за счет образования дополнительных ионных связей. Далее, благодаря межмакромолекулярной агрегации вторичных структур посредством гидрофобных взаимодействий возможно образование так называемых фибриллярных структур, способных к формированию трехмерных сеток. Полиэлектролитные комплексы стехиометрического состава не растворимы в воде и большинстве растворителей. Растворяются ПЭК в системах из двух растворителей и низкомолекулярной соли (например вода-ацетон-КВ г, вода-ацетон - Нг4, вода-диоксан-СаСЬ). Органические растворители ослабляют гидрофобные взаимодействия, а солевой участник -электростатические взаимодействия между молекулами самого растворителя. Такие свойства ПЭК позволяют использовать их в качестве разнообразных мембран, проницаемость которых можно в широких пределах контролировать внешними условиями, например pH среды или температурой [5]. Процесс получения мембран на основе ПЭК исследовался рядом научных школ. Чаще всего полиэлектролитные мембраны получают в несколько стадий. Сначала происходит отделение поликомплекса в виде осадка, затем растворение его в тройной смсси вода - ацетон - низкомолекулярная соль, потом отливание пленки на подложке, удаление растворителя путем испарения, а иногда и термическая обработка. Другой одностадийный способ получения пленок ПЭК заключается в проведении реакции комплексообразования на границе раздела двух несмешивающихся жидкостей, в которых растворены исходные компоненты комплекса. При этом в результате интерполимерного взаимодействия происходит формирование тонкой пленки ПЭК на границе раздела несмешивающихся жидкостей [6]. Нестсхиометрические ПЭК растворимы в воде. Такие поликомплексы могут быть получены путём простого смешения водных растворов противоположно заряженных полиэлектролитов, взятых в неэквимольных соотношениях. Перспективным является использование комплексов синтетических полиэлектролитов с ионогенными поверхностно-активными веществами [7], а также биомолекулами [8]. Так в работе Панарина и сотрудников полиэлектролитные комплексы ПАВ рассматриваются как модельные системы природных ПЭК, потенциальные лекарства, а также как транспортные системы для лекарств [9]. Одним из широко распространенных видов ИПК являются комплексы, стабилизированные водородными связями, которые формируются в результате взаимодействия протонодонорных и протоноакцепторных полимеров.