Введение к работе
Актуальность исследования: одной из наиболее актуальных задач, стоящих перед современной химией высокомолекулярных соединений является разработка новых перспективных полимеров с заданными характеристиками и свойствами. Это возможно благодаря интенсивному развитию методов контролируемого синтеза макромолекул, таких как, например, ATRP - полимеризация или RAFT - полимеризация. Однако они остаются нереализованными на практике из-за целого ряда недостатков и ограничений при проведении процесса.
Другим возможным способом контролируемой полимеризации является матричная полимеризация. Идея матричной полимеризации была впервые выдвинута М Szwarc в 1954 г. В отечественной литературе исследования по матричной полимеризации представлены работами В.А. Кабанова и И.М. Паписова с соавторами. В процессе матричной полимеризации растущая цепь макромолекулы (дочернего полимера) растет вдоль (следовательно, под контролем) цепи матрицы благодаря взаимодействию этих цепей посредством кооперативных нековалентных связей. Контроль матрицы проявляется в ее влиянии на скорость образования дочернего полимера, длину его цепей (кинетический контроль) и на химическое строение, изомерию мономерных звеньев дочерней цепи последовательность их присоединения (структурный контроль). Продуктом полимеризации являются устойчивые интерполимерные поликомплексы и разделить их на полимерные компоненты (т.е. выделить дочерний полимер, обладающий уникальной структурой) является трудоемкой задачей.
В связи с этим перспективным является использование в качестве матрицы мицелл ПАВ. Продуктом полимеризации в этом случае будет являться комплекс полиэлектролит - ПАВ. Повышенный интерес к таким системам обусловлен их необычными свойствами и возможностями практического применения в области экологии, медицины и фармацевтики.
Цель работы* заключается в исследовании закономерностей матричной полимеризации катионных мономеров в мицеллярных растворах анионных ПАВ и изучение физико-химических свойств синтезированных полимеров, в том числе их ком-плексообразующей способности с анионами ПАВ и флокулирующей способности
Поставленная цель достигалась путем решения следующих задач:
изучение влияния катионного мономера на образование и локальную структуру ассоциатов, образующихся в результате взаимодействия мономера с мицеллами анионного ПАВ в водных растворах;
выявление особенностей радикальной полимеризации катионных мономеров по матричному механизму в мицеллярных растворах анионных ПАВ и определение молекулярно-массовых характеристик синтезированных полиэлектролитов;
исследование комплексообразующей способности синтезированных полиэлектролитов и оценка флокулирующей способности комплексов в процессе очистки сточных вод, содержащих эмульгированные органические вещества.
Научная новизна: впервые показана возможность использования матричной полимеризации с применением в качестве матрицы мицелл анионных ПАВ для контролируемого синтеза полиэлектролитов. Выявлено, что в процессе полимеризации формируются полиэлектролиты с молекулярной массой 5-10 -3-10 и с более узким молекулярно-массовым распределением по сравнению с полиэлектролитами, получаемыми свободно радикальной полимеризацией в водных растворах.
Установлено, что полимеризация ионогенных мономеров в присутствии противоположно заряженных ПАВ является альтернативным способом получения комплексов полиэлектролит - ПАВ и позволяет получать водорастворимые комплексы, значительно обогащенные ионами ПАВ, по сравнению с комплексами на основе полиэлектролитов, полученных свободно радикальной полимеризацией.
В постановке цели и задач работы, а также в обсуждении полученных результатов принимала участие к.х.н. Ю.В. Шулевич.
Практическая значимость: показано, что комплексы полиэлектролит - ПАВ обладают высокой флокулирующей способностью в процессах очистки сточных вод, содержащих эмульгированные органические вещества (нефте- или жир о содержащие сточные воды), что подтверждено проведением лабораторных испытаний по очистке сточных вод предприятия ОАО «Волгомясомолторп> (г. Волгоград).
Работа выполнялась при финансовой поддержке РФФИ (гранты 07-03-97630-рофи и 09-03-99006-р_офи), советом по грантам Президента РФ по поддержке ведущих научных школ (гранты НШ-1674.2008.3, НШ-5459.2010.3).
Апробация работы: материалы работы докладывались наXVI Менделеевской конференции молодых ученых (Уфа, 2006г.), V Санкт-Петербургской конференции молодых ученых «Современные проблемы науки о полимерах» (Санкт-Петербург, 2009), III Молодёжной научно-технической конференции «Наукоемкие химические технологии» (Москва, 2009г.), V Всероссийской Каргинской конференция "Полиме-ры-2010" (Москва, 2010 г.), Всероссийской конференции с элементами научной школы для молодежи «Проведение научных исследований в области синтеза, свойств и переработки высокомолекулярных соединений, а также воздействия физических полей на протекание химических реакций» (Казань, 2010 г.), на I Всероссийском симпозиуме по поверхностно-активным веществам «От коллоидных систем к нанохимии» (Казань, 2011 г.), на 7-ом Международном симпозиуме «Молекулярная подвижность и порядок в полимерных системах» (Санкт-Петербург, 2011) и на научно-технических конференциях Волгоградского государственного технического университета (2009-2011гг.).
Публикация результатов: результаты проведенных исследований опубликованы в 4 статьях (3 статьи в журналах, рекомендованных ВАК), 7 тезисах докладов конференций.
Объем и структура работы: диссертационная работа изложена на 126 страницах машинописного текста, включает 14 таблиц и 35 рисунков и состоит из введения, трех глав, выводов, списка литературы из 141 наименований.
![Полимеризация [N-бензил-N, N-диметил-N-(метакрилоилоксиэтил)]аммонийхлорида и исследование свойств амфифильных полиэлектролитов](/i/i/4452/146907.png "Полимеризация [N-бензил-N, N-диметил-N-(метакрилоилоксиэтил)]аммонийхлорида и исследование свойств амфифильных полиэлектролитов Котляревская Ольга Олеговна")
