Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Полистирольные суспензии, содержащие наночастицы оксидов металлов Серхачева Наталья Сергеевна

Полистирольные суспензии, содержащие наночастицы оксидов металлов
<
Полистирольные суспензии, содержащие наночастицы оксидов металлов Полистирольные суспензии, содержащие наночастицы оксидов металлов Полистирольные суспензии, содержащие наночастицы оксидов металлов Полистирольные суспензии, содержащие наночастицы оксидов металлов Полистирольные суспензии, содержащие наночастицы оксидов металлов Полистирольные суспензии, содержащие наночастицы оксидов металлов Полистирольные суспензии, содержащие наночастицы оксидов металлов Полистирольные суспензии, содержащие наночастицы оксидов металлов Полистирольные суспензии, содержащие наночастицы оксидов металлов Полистирольные суспензии, содержащие наночастицы оксидов металлов Полистирольные суспензии, содержащие наночастицы оксидов металлов Полистирольные суспензии, содержащие наночастицы оксидов металлов
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Серхачева Наталья Сергеевна. Полистирольные суспензии, содержащие наночастицы оксидов металлов: диссертация ... кандидата химических наук: 02.00.06 / Серхачева Наталья Сергеевна;[Место защиты: Московский государственный университет тонких химических технологий имени М.В. Ломоносова].- Москва, 2015.- 137 с.

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Литературный обзор 10

Проблемы создания полимерных материалов, содержащих наночастицы оксидов металлов .10

1.1 Наночастицы оксида цинка и диоксида титана: получение, структура и свойства 11

1.2 Получение высокодисперсных эмульсий мономеров и синтез полимерных композиционных материалов 20

1.3 Свойства полимерных композиционных материалов, содержащих наночастицы оксида цинка и диоксида титана 32

Глава 2. Экспериментальная часть .35

2.1 Исходные реагенты 35

2.2 Методы исследования .36

2.2.1. Синтез наночастиц ZnO и TiO2 36

2.2.2 Получение дисперсий наночастиц ZnO и TiO2 в стироле 37

2.2.3 Синтез композиционных полистирольных микросфер в присутствии наночастиц ZnO и TiO2 .37

2.2.4 Определение коллоидно-химических свойств и структуры наночастиц и композиционных полистирольных микросфер .38

2.2.5 Определение сорбционной емкости наночастиц .42

2.2.6 Определение агрегативной устойчивости эмульсий стирола и дисперсий наночастиц в стироле .43

2.2.7 Измерение межфазного натяжения на границе раздела фаз методом Вильгельми .44

2.2.8 Определение свойств смешанных слоев додецилсульфата натрия и цетилового спирта на границе раздела вода/воздух методом Ленгмюра-Блоджетт 44

2.2.9 Измерение реологических параметров межфазных адсорбционных слоев 45

2.2.10 Определение конверсии мономера 49

2.2.11 Определение концентрации наночастиц в композиционных полистирольных микросферах методом термогравиметрического анализа...50

2.2.12 Изучение адсорбционных и антимикробных свойств композиционных полистирольных микросфер 50

Глава 3. Результаты и их обсуждение .52

3.1 Полимеризация стирола в высокодисперсных эмульсиях в отсутствие неорганических наночастиц .54

3.2 Свойства высокодисперсных эмульсий и межфазных адсорбционных слоев додецилсульфата натрия и цетилового спирта 61

3.2.1 Свойства высокодисперсных эмульсий, полученных в присутствии смеси додецилсульфата натрия и цетилового спирта 61

3.2.2 Свойства смешанных слоев додецилсульфата натрия и цетилового спирта на границе раздела вода/воздух .65

3.2.3 Реологические свойства межфазных слоев додецилсульфата натрия и цетилового спирта .70

3.3 Получение полистирольных суспензий с иммобилизованными наночастицами ZnO и TiO2 83

3.3.1 Синтез наночастиц ZnO и TiO2 и получение их дисперсий в стироле 83

3.3.2 Полимеризация стирола в высокодисперсных эмульсиях в присутствии наночастиц ZnO и TiO2 99

3.4 Свойства композиционных полистирольных микросфер, полученных в присутствии наночастиц ZnO и TiO2 .114

Заключение .121 Выводы 125

Список литературы

Получение высокодисперсных эмульсий мономеров и синтез полимерных композиционных материалов

Известно довольно большое количество работ [27], посвященных изучению бактерицидных свойств наноразмерного ZnO и TiO2. В литературе описаны бактерицидные свойства наночастиц ZnO и TiO2 против следующего ряда культур: Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, C.albicans, P.mirabilis, Enterococcus hirae, Bacteroides fragilis, B. subtilis, Pseudomonas putida, Listeria innocua, Bacillus Subtilis, Klebshiella [28-36]. Авторами ряда работ было замечено, что наночастицы TiO2 размерами 5 и 50 нм могут как стимулировать рост бактерий (Pseudomonas fluorescens), так и подавлять (Bacillus mucilaginosus) [36], а более высокая фотобиоцидная активность наблюдается по отношению к грамотрицательным микроорганизмам, чем к грамположительным, хотя для оксида цинка наблюдается обратная картина. В результате воздействия УФ-облучения на пять различных видов бактерий (E. coli, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, Enterococcus hirae, Bacteroides fragilis) в присутствии наночастиц TiO2 их почти полное уничтожение было достигнуто через 50 мин [29]. В работе [30] представлены результаты исследования фотобиоцидных свойств тонких пленок TiO2 и TiO2:Ag (толщина 200 нм) по отношению к модельным микроорганизмам E.coli и B. subtilis, которые свидетельствуют о дезактивации клеток уже при малых дозах УФ -облучения в течение нескольких минут (интенсивность облучения 15 мВтсм-2, длина волны 365 нм). Модифицирование поверхности TiO2 наночастицами серебра приводит к значительному снижению выживаемости микроорганизмов и повышению активности фотокатализатора в реакции окисления органических веществ.

В работе [29] проведена оценка антибактериальной активности (УФ облучение, длина волны 350-380 нм) фотоактивированного покрытия из диоксида титана. Наилучший антибактериальный эффект наблюдался на E. coli, Staphylococcus aureus, Pseudomonas putida и Listeria innocua, соответственно. В работе [37] показана эффективность воздействия наночастиц ZnO на бактерии в процессе дезинфекции воды, которая в темноте составила 20.21% для Escherichia coli и 50% для P.aeruginosa, а под воздействием солнечного света (доля ультрафиолетового света не превышает 7%) эффективность фотодеградации обоих видов бактерий составила 100%. Изучение биоцидного эффекта наночастиц ZnO на бактерии Escherichia coli в темноте [38] показало, что низкие концентрации наночастиц ZnO не вызывают значительных повреждений клеток. Однако при концентрации выше 1.310-3 М происходит дезорганизация мембраны клеток Escherichia coli, что приводит к увеличению ее проницаемости, накоплению наночастиц ZnO в бактериальной мембране и последующей клеточной интернализации этих наночастиц. Аналогичный эффект наблюдался и для наночастиц TiO2 [31].

Адсорбционные свойства Адсорбционные свойства оксида цинка подробно изучены на примере адсорбции молекулярной серы из толуольных растворов серы в работе [39]. Сульфид серы, который представляет собой бесцветный и высокотоксичный газ и загрязняет воздух, может быть адсорбирован наночастицами оксида цинка, имеющими форму стержня и размер от 5 до 15 нм, в результате протекания реакции [40]:

ZnO + H2S ZnS + H2O До сих пор остро стоит задача очистки канализационных систем от промышленных текстильных красителей, которые чрезвычайно токсичны. В работе [41] использовали наночастицы ZnO при очистке водной системы от реактивного красного красителя 74, RR47. Результаты исследований показали, что эффективность удаления красителя из водной среды в значительной степени зависит от рН среды, и максимальный процент удаления красителя достигался при рН = 3. Для удаления красителей из сточных вод также используют наночастицы диоксида титана. В работе [42] наночастицы TiO2, полученные золь-гель методом из изопропоксида титана, использовали для удаления малахитового зеленого красителя из водного раствора.

Получение высокодисперсных эмульсий мономеров и синтез полимерных композиционных материалов Одним из способов, который позволяет иммобилизовывать неорганические наночастицы в полимерную матрицу, является полимеризация в высокодисперсных эмульсиях, мономерная фаза которых содержит наночастицы. Высокодисперсные эмульсии представляют собой эмульсии, размер капель которых варьируется в диапазоне от 0,05 до 0,3 мкм. Для получения их обычно используют следующие методы [43]:

Эмульсии - термодинамически неустойчивые дисперсные системы, обладающие различной агрегативной устойчивостью. Наличие развитой поверхности раздела обеспечивает значительный избыток энергии Гиббса, которая всегда положительна. Все самопроизвольные процессы в таких системах протекают в одном направлении и приводят к сокращению межфазной поверхности раздела. Для повышения устойчивости эмульсий необходимо введение стабилизаторов. Агрегативная устойчивость эмульсий, то есть способность сохранять во времени первоначальный размер частиц, является основным критерием качества этих эмульсий.

Получение дисперсий наночастиц ZnO и TiO2 в стироле

Для определения конверсии мономеров от времени использовали методом гравиметрии. Для определения сухого остатка в чистую, предварительно взвешенную с точностью до 0,1 мг, фарфоровую чашечку помещали навеску около 1 г полимерной суспензии, снова взвешивали и определяли точный вес навески полимерной суспензии. Далее чашечку ставили в влагомер, AXIS, при 100 С, выпаривали жидкость досуха и снова взвешивали. Массовую долю полимера (сухой остаток) в массовых процентах по отношению к взятому количеству полимерной суспензии вычисляли по следующей формуле:

На основании рецептуры полимеризации рассчитывали теоретически возможный сухой остаток при 0 и 100% конверсии и строили график зависимости сухого остатка от конверсии в массовых процентах, проводили линию тренда. Через определенное время отбирали пробы и измеряли сухой остаток, сравнивали с рассчитанным и вычисляли конверсию по проведнному графику.

Определение концентрации наночастиц в композиционных полистирольных микросферах методом термогравиметрического анализа

Методом термогравиметрического анализа (ТГА) определяли концентрацию оксида цинка и диоксида титана в полистирольных микросферах, которую оценивали по экспериментально получаемой кривой зависимости изменения массы образца от температуры. ТГА проводили на приборе синхронного термического анализа STA 449 F3 Jupiter (Netzsch, Германия) в алюминиевых запрессованных тиглях с отверстием в центре крышки в динамической атмосфере синтетического воздуха (чистота 99.999 %, скорость продувки 50 мл/мин) с использованием в качестве защитного газа азота (чистота 99.999 %, скорость продувки 20 мл/мин). Измерения проводились при нагревании от 30 до 600 С со скоростью 10 К/мин в соответствии с ГОСТ 29127-91, ISOl 1358-2005. 2.3.12 Изучение адсорбционных и антимикробных свойств композиционных полистирольных микросфер

Изучение адсорбционной способности образцов проведено на искусственных смесях (стандарт ICP-MS-68A фирмы High-Purity Standards, США; раствор содержит 68 элементов в концентрации 10 мг/л каждый): к определенной навеске образца добавляли 10 мл стандартного раствора с концентрацией 1 ppm (Cнач) ионов Al, As, Ba, Be, Bi, B, Ca, Cd, Ce, Co, Cr, Cs, Cu, Dy, Er, Eu, Ga, Gd, Ho, In, Fe, La, Pb, Li, Lu, Mg. Mn, Nd, Ni, P, K, Pr, Re, Rb, Sm, Sc, Se, Na, Sr, Tb, Tl, Th, Tm, U, V, Yb, Y, Zn, Sb, Ge, Hf, Mo, Nb, Si, Ta, Te, Sn, Ti, W, Zr, Ir, Os, Pd, Pt, Rh, Ru в 3%-ной азотной кислоте. Растворы тщательно перемешивали и оставляли с сорбентом некоторое время, затем фильтровали через 0.45 мкм мембранный фильтр и разбавляли по массе в 100 раз 3%-ной азотной кислотой. Концентрацию в растворах после сорбции (Cкон) измеряли методом масс-спектрометрии с индукционно-связанной плазмой (Perkin Elmer ELAN DRC-E, США). Степень сорбции (величина R,%) рассчитана по формуле R=100-(Cкон)/(Cнач),%.

Антимикробные свойства Для микробиологических исследований были предоставлены образцы порошков (оксида цинка и диоксида титана) и суспензий полистирольных микросфер, содержащих наночастицы ZnO и TiO2 на поверхности. Были проведены исследования антимикробной активности образцов в отношении следующего ряда микроорганизмов: Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis, Escherichia coli, Bacillus antracoides, Candida Albicans.

Взвесь определнного вида бактерий, объмом 50 мкл, засевали «газоном» на мясопептонный агар (МПА). Дрожжеподобные грибы рода Candida засевали в том же объме «газоном» на агаризованную среду Сабуро. Затем по поверхности агара, засеянного бактериями, размещали бумажные диски, на которые помещали порошки. В случае испытаний полистирольных суспензий в агаре, засеянном бактериями, делали лунки диаметром 3 мм, в которые помещали пасты с одинаковым сухим остатком полистирольных микросфер, полученных в отсутствие наночастиц, и полистирольных микросфер, содержащих наночастицы ZnO и TiO2 (частично выпаренные полистирольные суспензии). Лунки делали на равном расстоянии друг от друга и на расстоянии 2 см от края чашки Петри. Чашки с нанесенными бактериями на агар, лунками с пастой и дисками помещали в термостат при 37 С на 48 часов. Результаты оценивали по феномену задержки роста микроорганизмов вокруг лунок и пластин. Диаметр зон задержки роста микробов вокруг лунок и дисков определяли с помощью линейки, включая диаметр самой лунки или диска. Степень чувствительности микроорганизмов к исследуемым образцам определяли величиной зоны отсутствия роста микроорганизмов. Необходимо отметить, что микробиологические исследования проводили в боксе, предварительно облученном УФ лампой для стерилизации перед посевом бактерий на питательные среды. Глава 3. Результаты и их обсуждение

Синтез полимерных суспензий с иммобилизованными в полимерных микросферах наночастицами для биотехнологии был подробно рассмотрен при получении композиционных материалов, обладающих магнитной восприимчивостью и антимикробными свойствами [71, 72].

Была показана необходимость обеспечения устойчивости дисперсной системы на всех стадиях получения композиционного материала и использования наночастиц с определенной морфологией и свойствами их поверхности.

В данной работе эти исследования продолжены с целью получения новых эффективных композиционных материалов для биотехнологии.

Несмотря на значительный интерес в области синтеза композиционных полимерных суспензий с иммобилизованными в частицах наночастицами оксидов металлов, отсутствие их реализации на практике в основном связано с их недостаточной устойчивостью. Это заставляет обратиться к поиску новых подходов к выбору дисперсности эмульсий, в которых протекает полимеризация и ПАВ для стабилизации композиционных частиц.

Предварительные исследования показали, что эту проблему можно решить, используя высокодисперсные эмульсии мономера и ПАВ, способные формировать на поверхности капель эмульсии и полимерных микросфер структурно-механический и электростатический барьеры устойчивости. Для этой цели рекомендуют использовать смесь додецилсульфата натрия и цетилового спирта.

Таким образом, необходимо было решить три основные задачи: выбрать условия получения высокодисперсной эмульсии мономера, мольные соотношения смеси ПАВ, и изучить полимеризацию мономера в высокодисперсной эмульсии мономера, ненаполненной наночастицами, с целью выбора условий для полимеризации эмульсий, содержащих оксиды металлов.

Свойства высокодисперсных эмульсий и межфазных адсорбционных слоев додецилсульфата натрия и цетилового спирта

Полученные результаты показывают, что МАС, сформированный из ДСН и ЦС на границе раздела вода-толуол, при всех изученных молярных соотношениях поверхностно-активных компонентов характеризуются неньютоновским поведением в процессе наложения сдвиговых напряжений, вызывающих течение частично разрушенных или сохраняющих целостность структур в тонком зазоре экспериментальной установки. Такое реологическое поведение характерно для структурированных тел, способных сохранять целостность при нагрузках менее предела их прочности и, даже, при частичном разрушении сохранять способность механической стабилизации дисперсных систем по механизму структурно-механического барьера по Ребиндеру.

Анализ полученных экспериментальных зависимостей Pss от скорости деформирования показывает, что существует предельное напряжение сдвига, обеспечивающее начало течения структуры МАС (Pm). Это значение получается при экстраполяции экспериментальных кривых на ось Pss, то есть, на значения, соответствующие скорости деформирования пленки, равной нулю. Для системы с молярным соотношением ДСН и ЦС, равном 1:2, эта величина равна 0.075 ± 0.007 мН/м, а для систем с молярным соотношением 1:1 и 1:3 имеет одинаковое значение, равное 0.050 ± 0.005 мН/м.

Полученные экспериментальные результаты позволяют рассчитать значения эффективного поверхностного модуля упругости МАС (Еэф) и структурно-чувствительного фактора ().

Результаты расчета Еэф и для систем с МАС, характеризующимся различным молярным соотношением ДСН и ЦС, представлены в таблице 3.2.3(1). Таблица 3.2.3(1) Зависимость эффективного модуля упругости (Еэф) от скорости деформирования MAC (), его среднего значения (Ёэф) и структурно-чувствительного фактора (а) от соотношения концентраций ДСН и ЦТ в объеме контактирующих водной и толуольной фаз, С(ДСН) = 0.015М. Время формирования MAC 180 минут. Т = 295 К

Полученные результаты показывают, что в исследованных системах величина Еэф зависит от скорости деформирования слоя. Это возможно в случае близости значений времен наложения внешнего сдвигового напряжения и времени релаксации внутренних напряжений в структуре тонкой пленки, сформированной на границе раздела двух несмешивающихся жидкостей. Обнаруженное изменение Еэф близко к статистической погрешности эксперимента и проведенных расчетов, что позволяет усреднить полученные значения для всех скоростей деформирования МАС и в дальнейшем оперировать полученными средними значениями.

Средние значения Еэф экстремально зависят от молярного соотношения ДСН и ЦС в контактирующих фазах. Максимальное значение Еэф, равное 9 ± 210-4 мН/м, достигается при молярном соотношении поверхностно-активных компонентов, ДСН и ЦС, равном 1:2, соответственно.

Структурно-чувствительный фактор в смешанных межфазных слоях, вероятно, имеет физический смысл дефекта структуры масс, на которых происходит концентрирование налогаемых напряжений сдвигов. Такие структуры обнаруживаются методом микроскопии под углом Брюстера (рис. 3.2.2(2)) [85].

Как известно, классической системой, характеризующейся образованием тонких жидкокристаллических пленок, являются Ленгмюровские пленки липидов, сформированные на поверхности водной субфазы. Исследование таких систем методом микроскопии под углом Брюстера дают возможность фиксировать области мономолекулярных пленок (темная часть на фотографии) и бислоя (светлая область на фотографии). Отличительной особенностью поведения липидов на межфазной границе является способность образовывать на межфазной границе как моно-, так и бислои. Экспериментально полученные в работе Ленгмюровские пленки, сформированные из смеси ДСН и ЦС (рис. 3.2.3(6)), имеют аналогичное строение.

Сходство строения структур, образованных на основе ЦС и липидов [86], характеризующихся способностью образования жидкокристаллических фаз на межфазных границах раздела, является дополнительным фактором, подтверждающим важность особого надмолекулярного строения смешанного адсорбционного слоя для повышения эффективности агрегативной стабилизации дисперсных систем. Рис. 3.2.3(6) Микрофотографии под углом Брюстера ленгмюровских пленок липидов

Было исследовано влияние среды протекания реакции на размер и форму наночастиц, эти исследования проведены совместно с Ширякиной Ю.М. [75]. В качестве среды протекания реакции были рассмотрены спирты: метанол, этанол, изопропанол и изобутанол. При использовании изопропанола были получены наночастицы сферической формы с размером порядка 6 нм. Кроме того, этот растворитель препятствует агломерации частиц за счет взаимодействия функциональных ОН-групп с их поверхностью [88]. Поэтому в дальнейших экспериментах в качестве растворителя для синтеза наночастиц оксида цинка был выбран изопропанол. На рисунке 3.3.1(1) методом сканирующей электронной микроскопии показаны синтезированные наночастицы после сушки. Видно, что система включает наночастицы сферической формы и агрегаты частиц.

В работе [89] подробно описан гидролиз сульфата титанила, а также определены такие параметры синтеза, как концентрация сульфата титанила и время гидролиза. В нашей работе было исследовано влияние температуры на распределение частиц по размерам и величину дзета-потенциала. Эксперименты проводили при концентрация сульфата титанила, равной 0.5 моль/л, времени гидролиза 90 с и температуре 65, 70 и 75 С, соответственно.

Реологические свойства межфазных слоев додецилсульфата натрия и цетилового спирта

Далее были проведены аналогичные испытания полученных полимерных композиционных частиц. При изучении антимикробной активности полистирольных суспензий, модифицированных наночастицами, в качестве критерия контроля использовали не модифицированные полистирольные суспензии.

Было установлено, что суспензии, содержащие полимерные микросферы с наночастицами оксида цинка на поверхности обладают антибактериальной активностью по отношению к Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis, Bacillus antracoides, по сравнению с контрольной суспензией, полученной из полистирольных микросфер, не содержащих наночастицы. Что касается суспензий, содержащих полимерные микросферы с наночастицами диоксида титана, то образец I обладает антибактериальной активностью по отношению к Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis, Bacillus antracoides, образец II – к Staphylococcus aureus и Candida Albicans, а образцы III и IV не проявляют таких свойств (табл. 3.4(4)).

Антимикробная активность композиционных частиц менее выражена, по сравнению с активностью порошков ZnO и TiO2. На основании полученных данных можно полагать, что проявление антимикробных свойств полистирольными суспензиями, модифицированными наночастицами, является доказательством того, что большая часть наночастиц находится на поверхности полимерных микросфер, а не в их объеме.

Цель настоящей работы состояла в синтезе полистирольных микросфер, содержащих наночастицы оксида цинка и диоксида титана, для создания полимерных материалов, обладающих сорбционными и антимикробными свойствами. Анализ литературных данных показал, что свойства и области применения композиционных полимерных частиц зависят от способа их получения. При создании композиционных полимерных частиц, обладающих антимикробными и адсорбционными свойствами, наибольший интерес вызывают частицы с иммобилизованными наночастицами оксида цинка и диоксида титана на поверхности полимерных микросфер. Одним из способов, который позволяет иммобилизовывать неорганические наночастицы в полимерную матрицу, является полимеризация в высокодисперсных эмульсиях, мономерная фаза которых содержит наночастицы. Рассмотренный литературный материал позволил предложить нетрадиционный научный подход к получению полимерных суспензий, частицы которых в поверхностном слое содержат наночастицы оксидов металлов и которые характеризуются устойчивостью в процессе получения и хранения. Этот научный подход включает следующие этапы получения исходной эмульсии и проведения эмульсионной полимеризации: синтез наночастиц определенной морфологии, обладающих поверхностно активными свойствами; получение устойчивой дисперсии наночастиц в органической фазе; выбор ПАВ для стабилизации эмульсии, наночастиц и полимерных микросфер в процессе полимеризации; определение условий получения высокодисперсных эмульсий и проведения полимеризации в них; изучение свойств образованных композиционных полимерных микросфер и применение их в различных областях.

Для получения устойчивой высокодисперсной эмульсии стирола были использованы все возможные виды воздействия на нее: выбор природы ПАВ, их концентрации и соотношения, при которых реализуется наименьшее межфазное натяжение, область соотношений ДСН и ЦС, при которых формируется жидкокристаллическая фаза, добавление ПАВ в ту фазу, в которой оно менее растворимо для обеспечения интенсивного массопереноса и снижения межфазного натяжения, и ультразвуковая обработка эмульсии при разной мощности воздействия на систему.

Сравнительный анализ полученных результатов позволил выбрать условия получения высокодисперсных эмульсий стирола с диаметром капель 75 нм.

Правильный выбор условий получения высокодисперсной эмульсии был подтвержден результатами исследования свойств ПАВ методами Ленгмюра-Блоджетт и реологических свойств межфазных адсорбционных слоев на межфазной границе толуольный раствор ЦС - водный раствор ДСН, полученных в модельных условиях.

Методом Ленгмюра-Блоджетт показана эффективность использования смеси ПАВ в выбранном мольном соотношении, которая продемонстрирована снижением межфазного натяжения и формированием полислойных надмолекулярных структур на межфазной границе путем изучения ПАВ микроскопией под углом Брюстера.

Изучение реологических свойств межфазного слоя ПАВ, сформированного на межфазных границах раздела водного раствора ДСН и толуольного раствора ЦС показало, что наиболее вероятной структурой слоя, формирующейся в этих условиях на межфазной границе, может рассматриваться тонкая пленка, имеющая жидкокристаллические фазы. На формирование структуры тонкой пленки, отличающейся высокой прочностью, влияет время достижения максимальных значений функций Prs и Pss. Определение условий проведения реологических испытаний МАС при различных временах их формирования позволило установить, что для систем с молярным соотношением ДСН/ЦС, равным 1:1 и 1:3, время достижения стационарных значений предельного напряжения сдвига составляет примерно 120 минут. Для системы с молярным соотношением поверхностно-активных компонентов, равным 1:2, для выхода на стационарное значение Prs необходимо, как минимум, 180 минут. При молярном соотношении ДСН и ЦС, равном 1:2, происходит образование максимального объема жидкокристаллической фазы на границе раздела фаз.

Таким образом, были выбраны условия получения устойчивой высокодисперсной эмульсии стирола: концентрация ДСН, равная 3 % масс. в расчете на мономер, ЦС, равная 6 % масс. в расчете на мономер, добавление ЦС в водную фазу эмульсии, объемное соотношение мономер/водная фаза, равное 1:6 соответственно, при ультразвуковой обработке эмульсии в течение 12.5 минут при параметрах: амплитуда ультразвуковой обработки 20 % от максимально возможной (70 кГц), длительность импульса 10 с, время между импульсами 2 с.