Влияние концентрационного режима раствора полиэлектролита на состав и фазовое состояние продуктов реакции полидиметилдиаллиламмоний хлорида с додецилсульфатом натрия
Диссертация
Цель работы состояла в изучении влияния концентрационного режима раствора полиэлектролита на направление реакции полиэлектролит-ПАВ и свойства образующихся продуктов. Исследование проведено на примере реакции поли-(Ы.Ы)-диметилдиаллиламмоний хлорида (ПДМДААХ) с додецилсульфатом натрия (ДСЫа) как в разбавленных, так и в полуразбавленных растворах. В работе методом динамического светорассеяния… Читать ещё >
Содержание
- ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
- 1. Кроссовер в растворах полимеров
- 1. 1. Кроссовер в растворах неионогенных макромолекул
- 1. 2. Кроссовер в растворах полиэлектролитов
- 2. Взаимодействие полиэлектролитов с противоположно заряженными мицеллообразующими ПАВ
- 2. 1. Реакции синтетических полиэлектролитов с мицеллярными ПАВ
- 2. 2. Структура и свойства ПКК
- ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТ
- 1. Объекты исследования
- 2. Методы исследования
- ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
- Глава 1. Кроссовер в растворах полидиметилдиаллиламмоний хлорида
- Глава 2. Реакция полидиметилдиаллиламмоний хлорида с додецилсульфатом натрия в разбавленных растворах
- Глава 3. Реакция полидиметилдиаллиламмоний хлорида с додецилсульфатом натрия в полуразбавленных растворах
- ВЫВОДЫ
Список литературы
- Де Жен П. / Идеи скейлинга в физике полимеров. // М., Мир, 1982, 368 с.
- Флори П. /Статистическая механика цепных молекул.// М., Мир, 1971, 440 с.
- Debye Р./ The intrinsic viscosity of polymer solutions.// J. Chem. Phys., 1946, V.14. № 10, p.636−639.
- Виноградов Г. В., Малкин А. Я. /Реология полимеров.// М., Химия, 1980.
- Малкин А.Я., Куличихин С. Г. / Реология в процессах образования и превращения полимеров.//' М: Химия, 1985.
- Aharoni S.M. / On entanglement of flexible and rodlike polymers. // Macromolecules. 1983. V. 16. p. 1722−1731.
- Daoud M. De Gennes P.G. Some remarks on the dynamics of polymer melts. //J. Poly m. Sci.: Polvm. Phys. Ed. 1979, V. I 7, p. 1971−1981.
- Nystrom В., Roots J. Scaling concepts in the interpretation of diffusion and sedimentation phenomena m senudihite polymer and polyelectrolyte solutions. /7 Progr. Polym. Sci. 1982. V.8. p.333−339.
- Daoud M. Cotton J.P. Farnoux В., Jannink G., Sarma G., Benoit H., Duplessix R. Picot (}. De Gennes P.G. Solutions of flexible polymers. Neutron experiments and interpretation.// Macromolecules. 1975, V.8. № 6. p.804−817.
- Rouse Р.Е. / Dynamics of polymer system. // J. Cliem. Phys., 1953, V.21, № 2, p.1272−1280.
- Debye P., Beuche A.M. Intrinsic viscosity, diffusion and sedimentation rate of polymer solution. // J. Chem. Phys., 1948, V.16, № 6, p.573−579.
- M.Kirkwood J., Riseman J./ The intrinsic viscosities and diffusion ansants of flexible raacromolecules in solution. // J. Chem. Phys., 1948, V.16, № 6, p.565−573.
- De Gennes P.G./ The reptations of polymer chain in the presence of fixed obstacles. //J. Chem. Phys., 1971, V.55, № 2, p.572−579.
- Doi M., Edwards S.F. /Dynamics of concentrated polymer systems. // J. Chem. Soc., Faraday Trans., II, 1978, V.74, № 10, p.1789−1801.
- Edwards S.F./ In: Fluides Moleculaires, eds R. Balian, G. Weill, Gordon and Breach.//N.Y., 1976, p.56−73.
- Гросберг А.Ю., Хохлов А.Р./ Физика в мире полимеров.// М. Наука. 1989.
- Гросберг А.Ю., Хохлов А. Р. /Статистическая физика макромолекул. //М. Наука. 1989.
- Yamaguchi M., Wakutsu M., Takahashi Y., Noda I. / Viscoelastic properties of polyelectrolyte solutions. 2. Steady-state compliance. // Macromolecules. 1992. V.25. № 1. P.475−478.
- Takahashi Y., Hase H., Yamaguchi M., Noda I. / Viscoelastic properties of polyelectrolyte solutions. 3. Dynamic moduli from to plateau regions. //J. Non-cryst. Solids. 1994. V.172−174. Pt.2. P.911−916.
- Noda I. / Viscoelastic properties of semidilute polyelectrolyte solutions. // Prog. Рас. Polym. Sci. 2, Proc. Рас. Polym. Conf., 2nd 1992. V.(ISS/PTTL). P.201−212.
- Noda I., Takahashi Y. / Viscoelastic properties of polyelectrolyte solutions. // Polym. Prepr. (Am. Chem. Soc., Div. Polym. Chem.) 1994. V.35. № 1. P. 154−155.
- Takahashi Y., Iio S., Matsumoto N., Noda I. / Viscoelastic properties of polvelectrolyte solutions in non-entangled concentrated regions. // Polym. Int. 1996. V.40. № 4. P.269−273.
- Будтов В.П., Будтова Т. В., Френкель С. Я. / О набухании цепей полиэлектролитов при изменении концентрации растворов.// Высокомолек. соед. 1994. Т.32(А). № 5. С. 1100−1106.
- Caramella С., Ferrari F. Bonferoni М.С., Ronchi М., Colombo P. / Rheological properties and diffusion behavior of hydrophilic polymers. // Boll. Chim. Farm. 1989. V. 128. № 10. P.298−302.
- Kaester U. Hoffmann H. Doenges R. Hilbig J. Structure and solution properties of sodium carboxymethyl cellulose. // Colloids Surf. (A) 1997. V. 123−124. P.307−328.
- Будто в В. П. Ицкович Л.А., Кабо В. Я. Масленников В.А. Минеев Л. В. Вязкость умеренно-концентрированных растворов сополимера и гомополимера полиакриламида.// Высокомолек. соед. 1991. Т.33(A). № 5. С.950−95 7.
- Narth К.A., Keller А. ' The effect of counterions on the chain conformation of polvelectrolytes, as assessed by extensibility in elongational flow: the influence of multiple valency. //J. Polym. Sci. (B) 1994. V.32. № 10. P.1697−1706.
- Chnstos G.A., Carme S.L. Creamer T.P. / Monte Carlo simulations of partially ionized polvelectrolytes: conformational properties. II Macromolecules. 1992. V.25. № 3. P.1 121−1 124.
- Valleau J.P. / Flexible polyelectrolyte in ionic solution: a Monte Carlo study. // Chem. Phys. 1989. V.129. № 2. P.163−174.
- Любарцев А.П., Воронцов-Вельяминов П.Н. / Моделирование гибких поли электролитов методом Монте-Карло. //Высокомолек. соед. А. 1990. Т.32. № 4. С.721−726.
- Hooper Н.Н., Beltran S., Sassi A.P., Blanch H.W., Prausnitz J.M. / Monte Carlo simulations of hydrophobic polyelectrolytes. Evidence for a structural transition in response to increasing chain ionization. // J. Chem. Phys. 1990. V.93. № 4. P.2715−2723.
- Seidel C. / Simulation of polyelectrolytes in solution: Pap. 5th Eur. Polym. Fed. Symp. Polym. Mater., Basel, Oct. 9−12. 1994.// Macromol. Symp. 1995. № 100. P. 175−179.
- Higgs P.G., Orland H. / Scaling behavior of polyelectrolytes and polyampholytes: Simulation by an ensemble growth method. // J. Chem. Phys. 1991. V.95. № 5.1. P.4506−4518.
- V.35. № 5, p.327−332. 43. Seidel C. / Scaling behavior of polyelectrolytes and polyelectrolyte brushes. //
- Rubinstein M. Colby R.H., Dobrynin A.V. / Dynamics of semidilute polyelectrolyte solutions. // Pliys. Rev. Lett. 1994. V.73. № 20. P. 2776−2779.
- Dobrynin A. V. Rubinstein M. Colby R.H. / Scaling theory of polyelectrolyte solutions. //Macromolecules. 1995. V.28. № 6. P. 1859−1871.
- Muthucumar M. Doble screening in polyelectrolyte solutions: limiting laws and crossover formulas. //J. Chem. Pliys. 1996. V. 105. № 12. P.5183−5199.
- Muthucumar M. Dynamics of polyelectrolyte solutions. // J. Chem. Phys. 1997. V. 107. № 7. P.2619−2635.
- Knudson S.K. Noid D.W., Sumpter B.C. / Dynamics of charged polymers. ,'/ Macromolecules. 1992. V.25. № 1. P.331−336.5 1. Stevens M.J. Kremer K. Form factor of salt free linear polyelectrolytes.
- Macromolecules. 1993. V.26.№I7. p.4719−4720. 52. Stevens M.J. Kremer K. / The nature of flexible linear polyelectrolvtes in salt-free solution: a molecular dynamics study. /7 J. Chem. Pins. 1995. V. 103. № 4. P. 16 691 690.
- Micka IJ. Kremer K. 1 Persistence length of the Debye-Hueckel model of weakly charged flexible polyelectrolyte chains.// Phys. Rev. E: Stat. Pliys., Plasmas. Fluids. Relat. Interdiscip. Top. 1996. V.54. № 3. p.2653−2663.
- Fixman M., A bead model polyelectrolytes. У 33ld IUPAC Int. Symp. Macromol. Montreal. July 8−13. 1990: Book Abstr. Montreal., 1990. P.450.
- Шмидт А.Б. О применимости ячеечной модели в статистической теории полиэлектролитов. //' Коллоид. Жури. 1988. Т.50. № 5. С.961−964.
- Victor J.-M. Basic theory of polyelectrolytes. // Phys. and Chem. Aqueous Ionic Solutions: Proc. NATO Adv. Study Inst., Cargese. June 22-July 5, 1986. Dordrecht. Etc. 1987. P.291−310.
- Cametti C., Biasio F. / Cylindrical Poisson-Boltzmann equation for polyelectrolyte systems and counterion condensation theory. // Ber. Bunsenges. Phys. Chem. 1988. V.92. № 10. P.1089−1094.
- Tricot M. / Comparison of experimental and theoretical persistence length of some polyelectrolytes at various ionic strengths. // Macromolecules 1984. V.17, № 9,p.1698−1704.
- Khokhlov A.R., Kramarenko E. Yu. / Weakly charged polyelectrolytes: collapse induced by extra ionization. // Macromolecules. 1996. V.29. № 2. P.681−685.
- Fuoss R.M. / Polyelectrolytes.// Science, V.108. p.545−550.
- Krause R., Maier E.E., Deggelmann M., Hagenbuchle M., Schulz S.F., Weber R. / Static light scattering by solutions of salt free polyelectrolytes. // Physica. A. 1989. V.160. № 2. P. 135−147.
- Fuoss R.M. / Viscosity function of polyelectrolytes. // J. Polyin. Sci. 1948. V.3. P.603−604.
- Das Т., Bratko D., Bhuiyan L.B., Outhwaite C.W. / Modified Poisson-Boltzmann theory to linear polyelectrolyte solutions. //J. Phys. Chem. 1995. V.99. № 1. P.410−418.
- Sedlak М. / Domain structure of polyelectrolyte solutions: is it real? // Macromolecules. 1993. V.26. № 5. P.1158−1 162.
- Schmidt M. Static and dynamic light scattering by an aqueous polyelectrolyte solution without added salt: quaternied poly (2-vinylpyridine)./7 Makromol. Chem. Rapid Commun. 1989. V. 10. № 2. p.89−96.
- Forster S. Schmidt M., Antonietti M. / Static and dynamic light scattering by aqueous polvelectrolyte solutions: effect of molecular weight, charge density and added salt. // Polymer, 1990. V. 31. № 5. P.781−792.
- Topp A., Belkoura L. Woermann D. / Dynamic light scattering experiments with aqueous solutions of polyelectrolytes of low charge density along the polymer chain in the presence of salt.// Ber. Bunsen-Ges., 1995, V.99, № 5, p.730−735.
- Groehn F., Topp A. Belkoura L., Woennann D./ Dynamic light scattering experiments with aqueous solutions of polyelectrolytes with hydrophobic side chains in the presence of salt.// Ber. Bunsen-Ges., 1995, V.99, № 5, p.736−740.
- SO.Ise N., Okubo T. Concentration dependence of activity of a macromolecular component of species. //J. Phys. Cliem. 1966. V.70. № 7. P.2407−2409.
- Sl.Dolar D. Bester M. ' Activity coefficient of a polyelectrolyte from solubility measurements. / J. Phys. Cliem. 1995. V.99. № 13. P.4763−4767.
- Ray J., Manning G.S. / Eifect of counterion valence and polymer charge density on the pair potential of two polyions. // Macromolecules. 1997. V.30. № 19. P.5739−5744.
- Kovama R. / Small angle scattering of polyelectrolyte solutions. // Repst Progr. Polym. Phys. Jap. 1989. V.32. p.27−30.
- Sedlak M" Konak C" Stephanek P., Jakes J. // Polymer. 1987, V.28, p.873.
- Goddard E.D. Polymer-surfactant interaction. Part 2. Polymer and surfactant of opposite charge. // Coll.Surf. 1986, v. 19, № 2/3. p.301−329.
- Lindman B., Thalberg K. Polymer-surfactant interactions recent developments, in «Interaction of surfactants with polymer and proteins.» Ed.:.E.D.Goddard, K.P.Ananthapacimanabhan. CRS Press, USA. 1993. p.203−373.
- Nagarajan R., On the nature of interaction between polymers and surfactants in dilute aqueous solutions. //Polymer Prep., 1981, v.22,p. 33−38.
- Hayakawa K., Ayub A.L., Kwak J. C. T. The application of surfactant-selective electrode to the study of surfactant adsorption in colloidal suspension. // Coll. Surf., 1982, v.4, p.389−396.
- Hayakawa K., Kwak J. C. T. Study of surfactant-polyelectrolyte interactions. Binding of dodecyl and tetradecyltrimethylammonium bromide by some carboxylic polyelectrolytes. // J. Macromolecules, 1983, v. 16, p. 1642−1645.
- J.P.Santere, K. Hayakawa, J.C.T.Kwak. A study of the temperature dependence of the binding of a cationic surfactant to an anionic polyelectrolyte. // Coll. Surf., 1985, v. 13, p.35−45.
- Malovikova A., Hayakava K., Kwak J. Surfactant-polyelectrolyte interaction. Surfactant chain length dependence of the binding of alculpyridinium cationes to dextran sulfate. //J. Pliys. Chem., 1984, v.88,№ 10, p.1930−1933.
- Schwarz G. Polymer-surfactants complexes. // J. Biochem., 1970, v. 12, p.442−450.
- K.Hayakawa. T. Fukutome, I. Satake. Solubilization of water-insoluble dye by a cooperative binding system of surfactant and polyelectrolyte. // Langmuir, 1990, v.6, № 9, p. 1495−1498.
- J.J.Kiefer, P. Somasundaran, K.P.Ananthapadmanabhan. Interaction oftetradecyltrimethylammonium bromide with poly (acrilic acid) and poly (methacrilic acid). Effect of charge density. // Langmuir, 1993, v.9, № 5, p. 1187−1192.
- Satake I., Takahashi Т., Hayakawa K., Maeda Т., Aoyagi M. Effect of charge density on cooperative binding isotherm of surfactant ion to polyelectrolyte. // Bull. Chem. Soc. Jpn., 1990, v.63, № 3, p.926−928.
- Dubin P.L., Curran M.E., Hua J. Critical linear charge dencity for binding of a weak polycation to an anionic/nonionic mixed micelles. // Langmuir, 1990, v.6, p.707−709.
- Malovikova A., Hayakava K" Kwak J.C.T. // ACS Symp.Ser., 1984, v.253, p.225.
- V.A.Kasaikin, J.A.Zakhsrova. Self-organization in complexes ofpoliacids with oppositely charged surfactants. // Colloids and. Surfaces, A: Physicochem. Eng. Asp., 1999, v.147, p.107−114.
- Harada A., Nozakura S. Fonnation of organazed stuctures in systems of polyelectrolyte-ionic surfactants. // Polym.Bull., 1984, v. 11, p. 175.
- Goddard E.D., Hannan R.B. Polymer / surfactant interactions. // J.Am.Oil Chem. Soc., 1977, v.54, p.561.
- Thalberg К., Lindman В., Bergfeldt К., Phase behavior of systems of polyacrylate and cationic surfactants. // Langmuir, 1991, v.7, p.2893−2898.
- Ибрагимова 3.X., Касаикин В. А., Зезин А. Б., Кабанов В. А. Нестехиометричные полиэлектролитные комплексы полиакриловой кислоты и катионных поверхностно-активных веществ. // Высокомолек. соед., А, 1986, т.28,№ 8, стр. 1640−1646.
- Вассерман A.M. Захарова Ю. А., Мотякин M.B., Касаикин В. А., Влияние полиметакрилата натрия на молекулярную подвижностьалкилтриметиламмоний бромидов в мицеллах. // Коллоидный журнал, 1996, Т. 58, № 4, с. 453−457.
- Захарова Ю. А. Колбановский А.Д. Криницкая J1.A., Касаикин В. А., Ваесерман A.M., Спиновый зонд в полимерных мицеллах. Комплексы полиакрилата натрия и додецилтриметиламмоний бромида. // Высокомолек. соед. Б. 1995. Т.37. № 9. стр.1561−1563.
- Wasserman A.M., Kasaikin V.A., Timofeev V.P., EPR spin probe and spin label studies of some low molecular and polymer micceles. //Spectrochim. Acta., A, 1998, v.54, p. 2295−2308.
- И.А.Аверочкина. И.М.Г1аписов. В. Н. Матвиенко. / Структурообразование в водных растворах золей поликремниевой кислоты и некоторых полимеров. // Высокомолек. соед. Серия А. 1993. Т.35. № 12. С.1986−1990.
- Paul L. Dubin, Stephens S. The, Leong-Ming Gan, Chwee Har Chew. / Static Light Scattering of Polyelectrilyte-Micelle Complexes. // Macromolecules. 1990. V.23. № 9. P.2500−2506.
- Thalberg K., Lindman В., Karlstrom G. / Phase Diagram of a System of Cationic Surfactant and Anionic Polyelectrolyte: Tetradecyltrimethylammonium Bromide -Hyaluronan Water // J. Phys. Chem. 1990. V.94. № 10. P.4289−4295.
- Thalberg K., Lindman В., Karlstrom G. / Phase Behavior of a System of Cationic Surfactant and Anionic Polyelectrolyte: The Effect of Salt // J. Phys. Chem. 1991. V.95. № 15. P.6004−6011.
- Кенинг Дж. / Новейшие инструментальные методы исследования структуры полимеров. Москва, Мир, 1982.
- Н. Eugene Stanley. / Introduction to Phase Transitions and critical phenomena. Oxford University Press. 1971.
- Berne B.J., Pecora R. Dynamic Light Scattering. New York: Plenum Press, 1976.
- Yethiraj A., Shew C.-Y. / Structure of polyelectrolyte solutions.// Phys. Rev. Lett. 1996. V.77. № 18. p.3937−3940.
- Ю.В.Хандурина. В. Б. Рогачева. А. Б. Зезин. В. А. Кабанов / Взаимодействие сетчатых полиэлектролитов с противоположно заряженными поверхностно-активными веществами. // Высокомолек. соед. 1994. Т.36 № 2. С.229−234.
- V.A.Kabanov. A.B.Zezin, V.B.Rogacheva. Y.V.Khandurina, O.A.Novoskoltseva / Absorption of Ionic Amphiphils by Oppositely Charged Polyelectrolyte Gels. //Macromol. Symp. 1997. V.126. P. 79−94.
- Lindman В. Wennerstrom H. // Micelles: Top. Сuit. Chem. Berlin: Springer. 1980. V.87.
- B.H.Цветков. В. Е. Эскин, С. Я. Френкель. / Структура макромолекул в растворах. М. Наука. 1964.
- Ray J., Manning G.S. //Counterion and Coion Distribution Functions in the Counterion Condensation Theory of Poly electrolytes. //Macromolecules. 1999. V.32. № 14. P.4588−4594.