Конкурентное связывание катионного поверхностно-активного вещества двумя анионными гелями, различающимися по степени заряженности - Курсовая работа

Они способны сильно набухать в растворителе и претерпевать коллапс при небольших изменениях внешних условий. Гели широко используются для производства разнообразных косметических, строительных и лекарственных препаратов, продукции бытовой химии (для ухода за волосами и т.д.), а также для лабораторных исследований методом электрофореза . Гелями могут заполняться анатомические имплантаты , применяемые в пластической хирургии , они также используются в робототехкнике. Это позволяет обеспечить пролонгирование действие лекарства, медленно выделяющегося из геля Полимерная матрица также может обеспечить доставку лекарства непосредственно к определенному участку организма.Полимерными гелями называют трехмерные сшитые полимеры, набухшие в растворителе. Несмотря на то, что гели в основном состоят из жидкости, они способны сохранять форму подобно твердым телам. Сшивки между полимерными цепями могут осуществляться как за счет лабильных зацеплений, образованных слабыми связями (мицелл, кристаллитов), так и за счет устойчивых ковалентных связей [2].Рассмотрим их подробнее: Ван-дер-Ваальсовы взаимодействия характеризуют взаимодействие наведенных дипольных моментов, возникающих в атомах и молекулах. Взаимное притяжение за счет Ван-дер-Ваальсовых взаимодействий можно увеличить, добавляя термодинамически плохой растворитель. Атом Н, ковалентно присоединенный к электроотрицательному атому А и имеющий таким образом дефицит электронной плотности, может компенсировать его за счет смещения к другому электроотрицательному атому Б, имеющему не поделенную пару электронов. Когда гидрофобные группы попадают в воду, вокруг них наблюдается повышенное структурирование молекул воды, что невыгодно с точки зрения энтропии. [6] Это означает, что с точки зрения энтальпии (?H<0) растворение гидрофобного вещества выгодно, а с точки зрения энтропии (?S<0) - невыгодно.В качестве внешних стимулов могут выступать: температура, добавление термодинамически плохого растворителя, ПАВ, линейного полимера, действие света, электрического поля. Он может рассматриваться как фазовый переход первого рода между двумя фазами с различной конформацией субцепей геля и различной концентрацией сетчатого полимера [3].Строение полиэлектролита, в частности такие параметры, как разветвление, жесткость цепи также влияют на поведение системы гель - ПАВ. Причиной является объединение молекул ПАВ в мицеллы внутри геля, приводящее к уменьшению осмотического давления, а также притяжение между молекулами ПАВ и противоположно заряженными субцепями геля. При образовании же мицелл внутри сетки, нейтрализация зарядов мицеллы происходит зарядами цепей сетки, которые изначально иммобилизированы. Добавление низкомолекулярной соли приводит к заметному увеличению минимальной концентрации ПАВ, при которой начинается связывание, за счет экранировки взаимодействия заряженных ионов геля и ПАВ. , (6) где количество ионов ПАВ внутри i - ой сетки, количество контрионов ПАВ внутри i - ой сетки, количество контрионов i - ой сетки, , (7) количество ионов ПАВ, образовавших мицеллы, энергетический выигрыш, связанный с мицеллообразованием в системе: , (8) энергетический выигрыш, связанный с мицеллообразованием, в расчете на одну молекулу.В настоящей работе были использованы ряд веществ, химические структуры которых приведены в табл. Химические вещества, использованные в работе. Наименование Формула Молекулярная масса Чистота Фирма В работе была использована бидистиллированная вода, которую получали очисткой дистиллированной воды на установке Milli-Q фирмы Millipore Waters.Варьируя содержание заряженных и незаряженных звеньев можно синтезировать гели с различной степенью заряженности. Для начала были приготовлены 1% - ный раствор NAOH, 0,4% - ный раствор БИС и 1% - ный раствор персульфата аммония. Были синтезированы гели с содержанием АСК 3 мол. % АСК, использованы: 0,63 г АСК 57 мл воды 3 мл раствора NAOH 6,96 г акриламида 19,5 мл раствора БИС 2,7 мл раствора персульфата 0,1 мл ТМЭДА. % АСК, использованы: 1,26 г АСК 57 мл воды 6 мл раствора NAOH 6,83 г акриламида 19,5 мл раствора БИС 2,7 мл раствора персульфата 0,1 мл ТМЭДА.После отмывки гелей определяли коэффициенты набухания (количество поглощенного растворителя на единицу массы геля). Определяли их массу, затем гели высушивали.Благодаря значительной увлажняющей способности и незначительному поверхностному натяжению, ЦПХ хорошо проникает в глубокие слои слизистой оболочки, где оказывает бактерицидное действие. Для того, чтобы в дальнейшем различать гели, помещенные в один раствор, вырезали их разной формы: АСК - 3% - в виде треугольника, АСК - 6% или АСК - 15% - в виде прямоугольника. В каждом растворе оба кусочка геля содержали одинаковое количество основомолей. Чтобы обеспечить это, сначала вырезали один кусок геля (в моем случае это АСК - 6% или АСК - 15%) таким образом, чтобы его сухая масса была приблизительно 10 мг. Далее по нему вычисляли сухую массу второго кусочка геля (АСК - 3%), а по ней уже, зная коэффици

Содержание

2Введение

1. Обзор литературы

1.1 Полимерные гели

1.2 Основные факторы, определяющие поведение полимерных гелей

1.3 Коллапс гелей

1.4 Коллапс гелей в растворе противоположно заряженного ПАВ

1.4.1 Теоретическое рассмотрение конкурентного связывания ПАВ двумя полимерными сетками

1.5 Экспериментальное исследование конкурентного связывания пав двумя полиэлектролитными сетками

2. Экспериментальная часть

2.1 Объекты исследования

2.1 1 Материалы

2.1.2 Синтез гелей

2.1 3 Определение коэффициентов набухания гелей

2.1.4 Приготовление системы Гель-ПАВ

2.1.5 Элементный анализ гелей

2.2 Методы исследовния

2.2.1 Гравиметрия

2.2.2 УФ спектрометрия

2.3 Результаты и обсуждение

2.3.1 Коллапс гелей, помещенных в раствор ЦПХ по - отдельности

2 3.2 Влияние формы гелей на коллапс в раствор ЦПХ

2.3.3 Влияние количества растворителя на коллапс гелей в раствор ЦПХ

2.3.4.1 Коллапс гелей с 3 и 6% заряженных звеньев.

2.3 4.2 Коллапс гелей с 3 и 15% заряженных звеньев

2.3.4.3 Коллапс гелей с 3 и 15% заряженных звеньев количество растворителя: 3 мл воды на 8 мг сухого геля

Выводы

Список литературы

Восприимчивые полимерные гели сегодня представляют большой интерес.

Это уникальные материалы, имеющие ряд необычных свойств. Они способны сильно набухать в растворителе и претерпевать коллапс при небольших изменениях внешних условий. Разница в объеме между набухшей и сколлапсированной фазами может достигать трех порядков.

Гели широко используются для производства разнообразных косметических, строительных и лекарственных препаратов, продукции бытовой химии (для ухода за волосами и т.д.), а также для лабораторных исследований методом электрофореза . Гелями могут заполняться анатомические имплантаты , применяемые в пластической хирургии , они также используются в робототехкнике.

Полимерные матрицы давно используются для создания новых лекарственных форм. Это позволяет обеспечить пролонгирование действие лекарства, медленно выделяющегося из геля Полимерная матрица также может обеспечить доставку лекарства непосредственно к определенному участку организма.

Представляется возможным использование гелей для решения одной из важнейших проблем современных мегаполисов - очистки воды от поверхностно-активных веществ (ПАВ) [5]. Часто при практическом применении несколько образцов гелей могут помещаться в один раствор ПАВ, при этом, как показано теоретически, возможно неравномерное распределение ПАВ по образцам. В частности, теория показывает [1], что ПАВ будет распределяться неравномерно между образцами, вызывая коллапс одного геля, когда как другой остается в набухшем состоянии. Однако экспериментально данное явление было мало изучено.

Целью данной работы является экспериментальное изучение конкурентного связывания катионного ПАВ цетилпиридиний хлорида двумя образцами противоположно заряженных гелей, различающихся по степени заряженности. поверхностный активный вещество гель