Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. В последние годы наблюдается
интенсивное развитие исследований в области физико-
химии интерполимерных реакции и интерполимерных
соединений—поликомплексов. Среди этих работ важное
место занимают исследования взаимодействия полимеров с
мицеллообразующими поверхностно-активными веществами
(ПАВ), структуры и свойств продуктов такого
взаимодействия—полимер-коллоидных комплексов (ПКК).
Процессы образования ПКК имеют много общего с процессами
самосборки сложных биологических структур, возникающих в
результате взаимодействия биополимеров и липидов и
играющих важную роль в функционировании живых систем.
Сами ПКК являются типичными амфифильными полимерными
веществами, которые могут оказаться весьма эффективными
флокулянтами и стабилизаторами различных коллоидных
систем, связующими и др.. На основе таких полимеров может
быть создан широкий спектр реагентов для очистки
загрязненных природных вод, бытовых и промышленных стоков,
т.е. для осуществления важнейших природоохранных
мероприятий.
Особое место в этой связи занимают работы по
изучению взаимодействия полиэлектролитов с
противоположно заряженными ионными ПАВ. К настоящему
времени подробно изучено взаимодействие полиэлектролитов
с противоположно заряженными ПАВ, а также поведение
ПКК в водных и водно-органических средах. Весьма
плодотворным для развития этих исследований оказался
подход, основанный на рассмотрении взаимодействия
полиэлектролитов и ионных ПАВ с позиций, разработанных в
физической химии полимеров при исследовании
интерполиэлектролитных комплексов. Этот подход активно использован в данной работе.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ состояла в исследовании растворов полимер-коллоидных комплексов, образованных линейными синтетическими полиэлектролитами и поверхностно-активными веществами, в органических растворителях с низкой
ДІ'!-:.":* \С ;''-'5Сг.с"' РСОгтПЦКЭ'.'ЗСТЫО. 5 Т?.'-ГЖЄ В p33D36oTV'~'
методов синтеза новых амфифильных полимерных соединений— нестехиометричных ПКК (НПКК) на основе солей поли-Ы-этил-4-винилпиридиния и алкилсульфатов различного состава, в которых мольная доля противоионов Вг" варьируется от 0 дс 0,55. Изучены свойства растворов НПКК в малополярных органических растворителях и исследована структура НПКК в блоке.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА. В работе впервые обнаружено, что ПКК стехиометрического состава (СПКК) способны растворяться в малополярных органических жидкостях с образованием молекулярных растворов. Способность СПКК растворяться в малополярных растворителях объяснена с точки зрения теории параметра растворимости сг и специфического донорно-акцепторного взаимодействия. Разработан метод синтеза и получены новые нестехиометричные комплексы полиэлектролит —противоположно заряженное ПАВ на основе поли-Ы-этил-4-винилпиридиний катионов и додецилсульфат (ДС) и цетилсульфат (ЦС) анионов различного состава, в которых мольная доля обычного противоиона Вг" изменяется в пределах от 0 до 0,55. Установлено, что полученные новые НПКК также способны растворяться в мапополярных растворителях, если доля противоионов ПАВ составляет не менее половины. Показано, что в растворе в хлороформе такие комплексы ведут себя как обычные гибкоцепные полимеры, жесткость их цепей уменьшается при замене объемистых противоионов ПАВ на ионы Вг. На основании результатов исследования СПКК и НПКК в малополярных растворителях с добавками спиртов, в частности, метанола выявлено сходство в поведении комплексов и иономеров. Показано, что комплексы полиэлектролит-ПАВ, растворенные в неполярных растворителях, способны солюбилизировать воду. Солюбилизирующая способность комплексов по отношению к воде тем выше, чем выше доля малых противоионов (Вг") в их частицах.
Методом дифференциальной сканирующей калориметрии установлена способность противоионов ПАВ, электростатически связанных с полиионом, кристаллизоваться. Это показано на примере стехиометричных и нестехиометричных комплексов, образованных поли-Ы-этил-4-винилпиридинивыми катионами и
цетилсульфатом. Изучены фазовые превращения в таких системах и выявлена важная роль предыстории образцов.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ. Процессы образования ПКК имеют много общего с процессами самосборки сложных биологических структур, возникающих в результате взаимодействия биополимеров и липидов и играющих важную роль в функционировании живых систем. Сами ПКК являются типичными амфифильными полимерными веществами, которые могут оказаться весьма эффективными флокулянтами и стабилизаторами различных коллоидных систем, связующими и др.. На основе таких полимеров может быть создан широкий спектр реагентов для очистки загрязненных природных вод, бытовых и промышленных стоков, т.е. для осуществления важнейших природоохранных мероприятий. Предпринятое нами исследование открывает новые возможности для изучения природы взаимодействия полимеров с поверхностно-активными веществами в малополярных органических средах. В результате развитых нами подходов удалось получить широкую гамму новых соединений НПКК разного состава, которые можно рассматривать как нозый тип иономеров—важных современных амфифильных полимерных веществ и материалов.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные результаты диссертации докладывались на международной 35-ой конференции ИЮПАК (Акрон, 1994), на международной конференции "Молекулярная подвижность' и порядок в полимерных системах" (Ленинград, 1994).
ПУБЛИКАЦИИ. По теме диссертации опубликовано четыре статьи и две находятся в печати.
ОБЪЕМ И СТРУКТУРА РАБОТЫ.Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, результатов и их обсуждения, выводов и списка цитируемой литературы (/^наименований). Работа изложена на /остраницах, содержит^ рисунков, /, таблиц.