Матричная полимеризация катионных мономеров в мицеллярном растворе анионных ПАВ и свойства образующихся полиэлектролитов

• Автор: Нгуен Хыу Тхуи
• Шифр специальности: 02.00.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 126 с. : ил.

Содержание
Введение
1 Матричная полимеризация как способ контролируемого синтеза полиэлектролитов и комплексов на их основе (литературный обзор)
1.1 Методы контролируемой радикальной полимеризации
1.2 Радикальная матричная полимеризация как способ
контролируемого синтеза ПЭ
1.3 Закономерности образования и свойства комплексов ПЭ-ПАВ
2 Закономерности матричной полимеризации катионных мономеров в мицеллярном растворе анионных ПАВ и свойства образующихся продуктов. {Обсуждениерезультатов)
2.1 Взаимодействие Тт,К,КМ-триметилметакрилоилоксиэтиламмоний метилсульфата с додецилсульфатом натрия
2.2 Особенности матричной полимеризации катионного мономера в мицеллярном растворе ПАВ и молекулярно-массовые характеристики синтезированных полиэлектролитов
2.3 Комплексообразующая способность полиэлектролитов, полученных матричной полимеризацией
2.4 Применение комплексов полиэлектролит - ПАВ в качестве флокулянтов для очистки жиросодержащих сточных вод
3 Экспериментальная часть
Выводы
Список использованной литературы

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность исследования: одной из наиболее актуальных задач, стоящих перед современной химией высокомолекулярных соединений является разработка новых перспективных полимеров с заданными характеристиками и свойствами. Это возможно благодаря интенсивному развитию методов контролируемого синтеза макромолекул, таких как, например, ATRP - полимеризация или RAFT - полимеризация.
Развитие исследований по контролируемому синтезу связано с открытием Shwarc в середине прошлого века живой полимеризации [1]. В СССР эти исследования нашли свое отражение в работах В.А. Кабанова с сотрудниками (см., например, стр. 77 - 88 в [2]).
В настоящее время выделяют три основных варианта осуществления контролируемой радикальной полимеризации, но все они основываются на замене необратимого бимолекулярного обрыва цепи обратимой реакцией радикалов роста с частицами, переводящими цепи в неактивное состояние и вводимыми в реакционную среду в каталитических количествах [3,4].
Однако эти методы остаются нереализованными на практике из-за целого ряда недостатков и ограничений при проведении процесса. Прежде всего, это низкая скорость полимеризации, невысокая молекулярная масса и избирательность к мономеру.
Другим возможным способом полимеризации, который можно отнести к контролируемым, является матричная полимеризация. Идея матричной полимеризации была впервые выдвинута в 1954 г. В отечественной литературе исследования по матричной полимеризации представлены работами В.А. Кабанова, О.В. Каргиной с соавторами по полимеризации 4-винилпиридина на различных поликислотах [5 - 7], впоследствии развитыми в работах Паписова И.М. с соавторами и обобщенными в обзоре [8].

В процессе матричной полимеризации растущая цепь макромолекулы (дочернего полимера) растет вдоль (следовательно, под контролем) цепи матрицы благодаря взаимодействию этих цепей посредством кооперативных нековалентных связей. Образование устойчивых кооперативных связей между матрицей и дочерней макромолекулой является главной особенностью матричной полимеризации. Контроль матрицы проявляется в ее влиянии на скорость образования дочернего полимера, длину его цепей (кинетический контроль) и на химическое строение, изомерию мономерных звеньев дочерней цепи последовательность их присоединения (структурный контроль).
Продуктом такой полимеризации являются поликомплексы, называемые также интерполимерными или полимер-полимерными комплексами. Образующиеся комплексы достаточно устойчивы, и разделить их на полимерные компоненты (т.е. выделить дочерний полимер, обладающий уникальной структурой) является трудоемкой задачей [9].
В связи с этим перспективным является использование в качестве матрицы мицелл ПАВ. Продуктом полимеризации в этом случае будет готовый нанокомпозиционный материал - комплекс полиэлектролит -ПАВ. Устойчивый интерес к таким системам обусловлен их необычными свойствами и возможностями практического применения в области экологии, медицины и фармацевтики [10, 11]. Использование полимерных комплексов для решения разнообразных практических задач обусловлено наличием в них мицелл ПАВ, связанных с полимерным клубком солевыми связями и обладающей значительной солюбилизирующей способностью по отношению к органическим соединениям различной природы. Ранее была показана принципиальная возможность использования в качестве матрицы мицелл ПАВ [12], но свойства получаемых полиэлектролитов исследованы не были.
лиофилизирующего ПЭ. Ассоциация частиц обусловлена межмолекулярной сегрегацией гидрофобных блоков. Степень ассоциации определяется соотношением гидрофобных и гидрофильных
последовательностей и состоянием гидрофильных блоков, определяемых взаимодействием ионизированных групп с низкомолекулярными
противоионами. фпред соответствует максимальному содержанию ионов ПАВ в частице комплекса, при котором он сохраняет растворимость.
В работе [105] на примере реакции полидиметилдиаллиламмоний хлорида с ДДС экспериментально доказано, что одним из основных факторов определяющих состав и фазовое состояние продуктов реакции поликатионов и анионных ПАВ, является концентрационный режим раствора свободного ПЭ. Установлено, что в разбавленных растворах реакция комплексообразования приводит к диспропорционированию. Совершенно иная картина наблюдается при добавлении ДДС к полуразбавленному раствору полимера. В этом случае наблюдается формирование стабильных однородных гелей, при этом в системе не наблюдается диспропорционирование и образующаяся мицеллярная фаза равномерно распределяется между цепями ПЭ. Увеличение Ъ больше сопровождается синерезисом геля. С ростом Ъ объем фазы геля уменьшается, а объем разбавленной фазы увеличивается. При Ъ равном единице ее объем составляет приблизительно 80 %.
В настоящее время комплексы ПЭ - ПАВ приобретают все большее значение в науке, технике, медицине и сельском хозяйстве. Они могут являться новыми композиционными материалами, применяющимися в различных областях промышленности для решения экологических проблем: извлечения ионов металлов из водных сред [10, 106], разрушения минеральных дисперсий и эмульсий, закрепления окрасок, полученных на текстильных материалах с помощью водорастворимых красителей [107]. Бурно развивается полимерная нанотехнология, которая является новым направлением материаловедения, позволяющим решать многие вопросы