Фізико-хімічні закономірності взаємодії "полімер–поверхнево-активна речовина" у водних системах на основі поліметакрилової кислоти - Автореферат

ЛЬВІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук Фізико-хімічні закономірності взаємодії “полімер-поверхнево-активна речовина” у водних системах на основі поліметакрилової кислоти Робота виконана у Львівському національному університеті імені Івана Франка Міністерства освіти і науки України. Науковий керівник: кандидат хімічних наук, доцентОсобливої актуальності в останні роки набули питання міжмолекулярної взаємодії в системах, що містять водорозчинні полімери (поліелектроліти) та речовини дифільної природи (поверхнево-активні речовини, ПАР, сурфактанти). Характерною особливістю цих систем є протікання в них процесів асоціації (self-assembly), які супроводжуються формуванням міжмолекулярних асоціатів/комплексів, структура та властивості яких визначають поведінку системи. Все більше зростає інтерес до вивчення взаємодії гідрофобно модифікованих водорозчинних полімерів з ПАР та протеїнами в розчинах, але зовсім незначна увага приділяється міжмолекулярним взаємодіям в системах неіонний полімер-неіоногенна ПАР (НПАР) та одноіменно заряджені полімер-ПАР. Тому, систематичне та грунтовне дослідження процесів комплексоутворення в водних системах полімер-ПАР різної природи може суттєво поглибити уявлення про механізм міжмолекулярної полімер-сурфактантної взаємодії та використати їх цінні властивості у багатьох технологічних процесах. Встановлено факт утворення міжмолекулярних асоціатів/комплексів в системі з одноіменно зарядженими компонентами ПМАК-ДБСН та можливість переходу, в цьому випадку, від системи, взаємодія в якій контролюється електростатикою (відштовхуванням) до системи, контрольованої гідрофобною взаємодією.На основі всього комплексу експериментальних результатів зроблено висновок про рушійні сили міжмолекулярної взаємодії полімер-ПАР в різних системах, зроблена оцінка природи полімер-сурфактантних асоціатів/комплексів, запропоновано схему для розрахунку термодинамічних параметрів процесу звязування. Для систем ПМАК-ПЕО характерним є існування чітко визначеного мінімуму на кривих з=f(СПЕО), положення якого відповідає співвідношенню ПМАК:ПЕО=1:1, що вказує на формування стехіометричних 1:1 комплексів внаслідок утворення водневих звязків між карбоксильними групами полікислоти та етиленоксидними ланками ПЕО (рис. Аналіз спектрів поглинання судану в системах поліметакрилова кислота - ПАР неіоногенного типу показав, що для сумішей ПМАК-НПАР спостерігається синергитична дія компонентів при солюбілізації судану, порівняно із розчинами окремих компонентів, що особливо виражено для системи ПМАК-ПЕО. Результати вимірювання відносної вязкості (звідн=фсист/ФПМАК) систем ПМАК-БТХ показують, що для систем із вмістом поліметакрилової кислоти 0,005 та 0,01 осн.-моль/л при концентраціях БТХ СБТХ>2·10-3 М має місце збільшення вязкості з досягненням її максимального значення при СБТХ=(5-7)·10-4 М. Підвищення РН розчинів ПМАК при додаванні ДБСН, синергізм молярної провідності систем при СПМАК>0,01 осн.-моль/л, суттєве зростання відносної вязкості (звідн=фсист/ФПМАК) зі збільшенням вмісту полікислоти в системі, інверсія впливу концентрації ПМАК на величину поверхневого натягу та екстремальна зміна солюбілізаційних властивостей систем вказують на наявність міжмолекулярної взаємодії між ПМАК та ДБСН в водних розчинах, результатом якої є формування в таких системах розчинних асоціатів/комплексівПоказано, що процес взаємодії ПМАК-ПАР має стадійний характер та супроводжується утворенням полімер-сурфактантних асоціатів/комплексів, що обумовлює немонотонний характер зміни фізико-хімічних властивостей систем в вузькому концентраційному інтервалі ПАР. Зроблено оцінку рушійних сил міжмолекулярної взаємодії ПМАК-ПАР: для систем ПМАК-НПАР основними причинами звязування виступають утворення водневих звязків і гідрофобна взаємодія; у випадку ПМАК-БТХ звязування реалізується, в основному, через електростатичне притягання, а гідрофобні взаємодії виступають стабілізуючим фактором. На основі всього комплексу експериментальних даних встановлено факт утворення міжмолекулярних асоціатів/комплексів в системі з одноіменно зарядженими компонентами ПМАК-ДБСН та доведено можливість переходу від системи, взаємодія в якій контролюється електростатикою (відштовхуванням) до системи, контрольованою гідрофобною взаємодією.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ