Международный
научный журнал

Солюбилизирующая способность поликомплексов на основе производных полиакрилатов


Solubilizing ability of the polymer - colloids complex based on polyacrylic acid derivatives

Цитировать:
Курбанбаева А.Э. Солюбилизирующая способность поликомплексов на основе производных полиакрилатов // Universum: Химия и биология : электрон. научн. журн. 2018. № 3(45). URL: http://7universum.com/ru/nature/archive/item/5622 (дата обращения: 14.10.2019).
 
Прочитать статью:


АННОТАЦИЯ

Методами рефрактометрии измеренa солюбилизация растворов комплексов сополимера акриловой кислоты с N-маленилэтаноламин (ПАМЭ) с сополимером амино-М-фениленмоноамидакрилата, акриловой кислоты и акрилата аммония (ПАФ) в зависимости от концентрации полимеров, состава исследуемых комплексов, температуры, а также от типа солюбилизата. Солюбилизирующая способность полимерных комплексов возрастает с увеличением концентрации водных растворов полимеров и их смесей, а также с повышением температуры.

ABSTRACT

The solubilization is measured by refractometry methods of solutions of copolymer complexes of acrylic acid with N-maleiniletanolamin (PAME) with a copolymer-M-aminofenilenmonoamideakrilate, acrylic acid, ammonium acrylate (PAF) in a concentration dependent polymer of the complexes, the temperature and the type solubilizate. Solubilizing ability of polymer complexes increases with rising of concentrations of aqueous solutions of polymers and mixtures thereof, as well as with temperature increasing.

 

Ключевые слова: солюбилизация, солюбилизат, мицелла, комплекс, мицеллярный, дифильность молекул, ассоциаты, радикалы, гидрофобное взаимодействие.

Keywords: solubilization, solubilizate, micelle, complex, micellar, molecule difilinity, associates, radicals, hydrophobic interaction.

 

Введение. Явление солюбилизации, заклю­чающееся в резком повышении растворимости в воде малополярных органических соединений в присут­ствии мицелл поверхностно-активных веществ (ПАВ), лежит в основе многих химических и биологических процессов. Изучение этого явления занимает особое место в связи с потребностями интенсивно развивающихся новых технологий и методов, таких как мицеллярный и ферментативный катализ, нефтедобыча, тонкие биотехнологии, значение которых трудно переоценить в настоящее время.

В литературе [7] отмечается целесообразность использования бинарных смесей ПАВ в процессах, где явление солюбилизации играет существенную роль: эмульсионная полимеризация, приготовление медицинских и косметических препаратов и т. д. Значительный интерес представляют работы [4] по изучению солюбилизации добавок в водных раст­ворах природных и синтетических высокомо­лекулярных поверхностно-активных веществ (солюбилизирующая способность комплексов высокомолекулярных соединений (ВМС) практически не изучалась). Между тем решение этого вопроса представляет интерес в связи с эффективностью использования полимерных комплексов в нефтедобыче, нефтепереработке и пищевой промышленности.

Объекты и методы исследования. Нами изучалась солюбилизирующая способность водных растворов поликомплексов сополимера акриловой кислоты с N-маленилэтаноламин (ПАМЭ) с сополимером амино-М-фениленмоноамидакрилата, акриловой кислоты и акрилата аммония (ПАФ)в зависимости от концентрации полимеров, состава исследуемых комплексов, температуры, а также от типа солюбилизата. В качестве солюбилизатов были выбраны: бензол (неполярное вещество) и алифа­тические спирты – гептиловый, октиловый, дециловый (полярные соединения). Изучение солюбилизирующей способности водных растворов комплексов проводили рефрактометрическим методом [2] в интервале концентраций растворов полимеров и их комплексов 0,01-0,07% при температуре 293-323К. Комплексы растворов ПАМЭ с ПАФ получены слиянием растворов компонентов соответствующих концентраций в различных соотношениях. Равновесные значения растворимости солюбилизатов в комплексах растворов достигались через сутки, что связано с длительностью перехода олеофильного вещества во внутренние части ассоциатов. Значение предельной солюбилизации добавок определяли по максимальному количеству введенной добавки солюбилизата, не вызывающей появления макрогетерогенности системы.

Результаты и их обсуждение. Предельная солюбилизация добавок в исследованных системах линейно возрастает с ростом концентрации поли­мерных компонентов, что видно из рис. 1. Это объясняется увеличением вероятности контактирования гидрофобных участков макромолекул, увеличивающим число и размеры гидрофобных областей, являющихся местами связывания солюбилизатов [6].

 

Рисунок 1. Зависимость солюбилизации гептилового спирта от концентрации растворов комплексов ПАМЭ с ПАФ при 303К для составов: 1- 1:0; 2- 0,8:0,2; 3- 0,6:0,4; 4- 0,4:0,6; 5- 0,2:0,8; 6- 0:1

 

Рисунок 2. Зависимость солюбилизации бензола (1), децилового (2), октилового (3), гептилового (4) спиртов от весовой доли ПАФ в системе ПАМЭ+ПАФ+Н2О при температуре 293К и концентрации растворов комплексов 30кг/м3

 

По мере увеличения в комплексе доли вторых компонентов солюбилизирующая способность [3] исследуемых систем ко всем солюбилизатам возрастает, что обусловлено увеличением доли гидрофобных групп, т. е. с повышением поверхностной активности системы и вследствие этого увеличением степени агрегации и укрупнением смешанных ассоциатов (рис. 2).

Величина солюбилизации зависит от природы солюбилизата. Так,  для неполярного солюбилизата – бензола – растворимость в 2-3 раза меньше, чем величина солюбилизации полярных олеофильных жидкостей (рис. 1-2), что обусловлено стерическими затруднениями при проникновении бензольных ядер внутрь ПАМЭ – полиэлектролитных ассоциатов через их внешнюю гидрофильную оболочку. Согласно современным взглядам солюбилизация представляет собой растворение органических веществ в мицеллах ПАВ. Неполярные углеводороды растворяются в ядре мицеллы, а полярные органические вещества (спирты, амины) распо­лагаются в мицеллах так, что их углеводородные цепи направлены внутрь мицелл, а полярные группы – в водную фазу. Так что алифатические спирты в силу своей дифильности, видимо, встраиваются в полимерные ассоциаты, ориентируясь радикалом в сторону гидрофобного ядра. В исследованных полимерных системах с увеличением длины радикала вводимого солюбилизата солюбилизация снижается. Так, коллоидная растворимость гептилового спирта выше, чем октилового и децилового, что связано наряду со стерическими явлениями с большим гидрофобизирующим действием спиртов с большей длиной цепи на полимер-полимерные ассоциаты, и предельная солюбилизация достигается при меньшем их содержании.

Заключение. Таким образом, изучение солюбилизации бензола и алифатических спиртов – гептилового, октилового, децилового – водными растворами комплексов ПАМЭ с ПАФ позволило установить, что солюбилизирующая способность полимерных комплексов имеет аддитивные значения. Увеличение в составе полимерной системы доли ПАФ способствует увеличению размеров гидрофобных областей, являющихся местами связывания углеводородов. Солюбилизирующая способность полимерных комплексов  возрастает с увеличением концентрации водных растворов полимеров и их смесей, а также с повышением температуры. Гидрофобное действие солюбилизатов полимерными ассоциатами зависит от природы органической добавки, например, бензол характеризуется меньшей растворимостью по сравнению с алифатическими спиртами. Увеличение длины радикала вводимых в полимерные системы спиртов приводит к снижению их солюбилизации.

 

Список литературы:
1. Ахмедов У.К., Ниязова М.М., Адылова К.М. Получение и исследование полимерных ПАВ // ЖПХ. – 1983. –Т. 56. – № 6. – С. 1425-1427.
2. Исследование коллоидно-химических свойств полимерных ПАВ. О.В. Вишневская и др. // Журн. коллоидн. хим. – 1981. – Т. 43. – № 3. – С. 562-566.
3. Межмолекулярные взаимодействия, определяющие солюбилизацию в мицеллах полиалкиленоксидных поверхностно-активных веществ / Б.С. Бугрин и др. // Высокомолекулярные соедин., сер. А. – 2007. – Т. 49. – № 4. – С. 701-712.
4. Скребнева И.В., Вишневская О.В., Ахмедов У.К. Солюбилизация олеофильных жидкостей в водных рас-творах ариламиноформальдегидных полимеров // ЖПХ. – 1981. –Т. 54. – № 1. – С. 202-204.
5. Солюбилизация органических молекул в водных растворах полиэлектролитов и их ассоциатов с ПАВ / В.Н. Измайлова и др. // Коллоидная химия в решении проблем охраны окружающей среды: Тез. докл. Межд. конф. – Минск, 1994. – С. 28-30.
6. Сравнение солюбилизирующего действия сукцинимидных присадок на основе продукта соолигомеризации бутен-изобутеновой фракции / Р.З. Биглова и др. // Тез. докл. II Междунар. конф. «Коллоид – 2003». – Минск, 2003. – С. 173.
7. Щукин Е.Д., Перцов А.В., Амелина Е.А. Коллоидная химия. – М: Высшая школа, 2007. – 444 с.

 

Информация об авторах:

Курбанбаева Арзигул Эркиновна Arzigul Kurbanbaeva

канд. хим. наук, старший научный сотрудник, Институт общей и неорганической химии АН РУз, 100170, Узбекистан, г. Ташкент, ул. Мирзо Улугбека, 77-а

Candidate of Chemical of Sciences, Senior Researcher scientist, Institute of General and Inorganic Chemistry of the Academy of Sciences of Uzbekistan, 1000170, Uzbekistan, Tashkent, Mirzo Ulugbek St., 77-a


Читателям

Информация о журнале

Выходит с 2013 года

ISSN: 2311-5459

Св-во о регистрации СМИ: 

ЭЛ №ФС77-55878 от 17.06.2013

ПИ №ФС77-66239 от 01.07.2016

Скачать информационное письмо

Включен в перечень ВАК Республики Узбекистан

Размещается в:

doi:

The agreement with the Russian SCI:

cyberleninka

google scholar

Ulrich's Periodicals Directory

socionet

Base

ROAR

OpenAirediscovery

CiteFactor

 

Поделиться

Лицензия Creative CommonsЯндекс.Метрика© Научные журналы Universum, 2013-2019
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Непортированная.