Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. Явление кроссовера представляет собой одно из
наиболее важных фундаментальных свойств растворов полимеров, которое в
настоящее время детально изучено в растворах неионогенных макромолекул. Для
таких систем установлено, что при концентрации ниже концентрации кроссовера
(с*) среднее расстояние между центрами масс макромолекул превышает размеры
полимерного клубка, а при с>с* в растворе полимера формируется
флуктуационная сетка зацеплений. Таким образом, концентрация кроссовера с*
сравнима со средней концентрацией звеньев в полимерном клубке и, как показали
реологические исследования неионогенных полимеров, вполне
удовлетворительно коррелирует с величиной обратной характеристической вязкости данного полимера в соответствующем растворителе. Положение области кроссовера (с*) определяется степенью полимеризации макромолекулы, гибкостью полимерной цепи, термодинамическим качеством растворителя. Переход из режима разбавленных (с<с*) в режим умеренно-концентрированных (с>с*) растворов сопровождается изменением как динамических (вязкость, коэффициент диффузии и т.п.), так и термодинамических свойств раствора (энергия активации вязкого течения). Так, например, в области разбавленных растворов массоперенос осуществляется за счет трансляционного переноса всей макромолекулы как целого, а в области умеренно-концентрированных растворов -за счет рептационных движений сегментов макромолекулы. Вследствие этого переход через точку кроссовера с* сопровождается изменением вида концентрационной зависимости вязкости раствора. В области разбавленных растворов приведенная вязкость возрастает линейно с ростом концентрации полимера согласно уравнению Хаггинса; в области же концентрированных и полуразбавленных растворов, согласно модели рептаций п. ~ с ' , где предсказываемое теорией скейлинга значение 4=15/4, а наблюдаемое экспериментально к-Л. С точки зрения анализа структуры растворов полимеров в различных концентрационных режимах несомненный интерес представляет исследование характеристик растворов полимеров реологическими методами, так же как и с точки зрения технологии переработки полимерных материалов.
Значительно менее изучены динамические характеристики растворов полиэлектролитов. В этом случае существенным фактором, определяющим поведение раствора, является электростатическое отталкивание между полиионами, что, несомненно, должно влиять как на положение области кроссовера, так и на параметры образующейся сетки зацеплений. 8 последнее время- предпринимались попытки построения скейлинговой теории растворов полиэлектролитов, а также теоретического обоснования ряда эмпирических закономерностей, при этом большое распространение получили различные методы моделирования макромолекул полиэлектролитов в растворе. Однако среди последних экспериментальных исследований свойств растворов полиэлектролитов подавляющее большинство посвящено описанию явления полиэлектролитного набухания в области относительно невысоких концентраций (С<10 мас.%), в литературе также дискутируется вопрос об интерпретации результатов, полученных при исследовании растворов полиэлектролитов методом светорассеяния.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ состояла в исследовании влияния концентрационного режима раствора на структурообразование и динамические свойства водных растворов поли-М,Ы'-диметилдиаллиламмоний хлорида в широком интервале температур и ионных сил, а также на процессы комплексообразования в системах ПДМДААХ - додецилсульфат натрия.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА работы заключается в том, что в ней впервые:
исследовано структурообразование в концентрированных и полуразбавленных растворах полиэлектролитов и показаны принципиальные отличия от структурообразования в растворах гибкоцепных неионогенных полимеров;
экспериментально установлено, что концентрации кроссовера с" и формирования флуктуационной сетки зацеплений с в растворах полиэлектролитов могут отличаться по абсолютной величине на несколько порядков, в отличие от растворов неионогенных полимеров, для которых с*=с/,
показано, что в области с*<с< се структурообразование осуществляется за счет организации локального порядка на уровне сегментов макромолекул (микродоменов), а в области с>с, формируется флуктуационная сетка зацеплений с «проскальзывающими» узлами;
исследовано комплексообразование в системе полиэлектролит - поверхностно активное вещество в концентрированных и полуразбавленных растворах полиэлектролита, показаны существенные отличия от комплексообразования в режиме разбавленных растворов, предложена модель образующихся поликомплексных гелей.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Результаты работы были доложены на 18-ом симпозиуме по реологии, Карачарово, 29 сентября - 4 октября 1996 и на международной конференции «Фундаментальные проблемы науки о полимерах» (К 90-летию академика В.А.Кзргина) - Москва, 21-23 января 1997. ПУБЛИКАЦИИ. По материалам диссертации опубликовано 3 печатные работы, 1 готовится к публикации.
ОБЪЕМ II СТРУКТУРА РАБОТЫ. Диссертационная работа состоит из введения (постановка задачи), обзора литературы (обзор современных экспериментальных и теоретических исследований свойств растворов полиэлектролитов), экспериментальной части, результатов и их обсуждения, выводов и списка литературы. Работа изложена на 131 стр., содержит 16 рисунков, 6 таблиц, список цитируемой литературы содержит 205 наименований.
