Введение к работе
Актуальность темы. В последнее время интерполимерные комплексы, а особенно комплексы между сильно заряженными полиэлектролитами вызывают значительный интерес. С одной стороны такой интерес обусловлен возможностью практического применения поликомплексов в качестве высокоэффективных флокулянтов в процессах очистки промышленных стоков, структуризаторов почв, агентов для доставки лекарственных веществ. С другой стороны, интерполимерные комплексы предоставляют возможность моделирования фундаментальных аспектов поведения биологических систем, в частности самоорганизации, самосборки и адаптации к изменяющимся внешним условиям. В мировой науке накоплен значительный материал, касающийся взаимодействия между линейными полиэлектролитами, полиэлектролитами и заряженными коллоидами. Однако, сравнительно небольшое число исследований посвящено изучению реакций между линейными полизлектро-литами и мицеллами ионогенных поверхностно-активных веществ. Совсем мало экспериментальных данных имеется о структуре продуктов подобных реакций. С точки зрения развития теоретических лредст-авленй о протекании реакций между сильно заряженными компонентами также имеются значительные пробелы. Так, предложено несколько моделей строения продуктов интерполиэлектролитных комплексов, однако до сих пор нет унифицированной модели, принимающей в расчет полимерную природу компонентов. Целью данной работы является:
-теоретическое описание взаимодействия в смесях полиэлектролит
- противоположно заряженный мицеллообразующий ПАВ; установ
ление общих закономерностей самоорганизации в таких системах
и, в частности, исследование взаимосвязи между процессами вну
тримолекулярного мицеллообразования и изменениями конформа-
ции цепи полиэлектролита.
экспериментальное изучение строения водорастворимых нестехио-
метричных комплексов полиэлектролит - ПАВ в зависимости от сте
пени полимеризации полиэлектролита и природы ионов ПАВ.
экспериментальное изучение композиционной неоднородности
продуктов равновесных обратимых интерполиэлектролитных реак
ций.
Научная новизна работы. В работе изучались реакции между противоположно заряженными реагентами полимерной природы - линейны-
ми сильно заряженными полизлектролитами и линейными полиэлектролитами и мицеллами ионогенных поверхностно-активных веществ, причем продукты реакций между подобными компонентами рассматриваются как самоорганизующиеся (самособирающиеся) системы. В работе впервые произведено систематическое исследование структуры комплексов между ионогенными поверхностно-активными веществами и сильно заряженными полизлектролитами. Впервые получены прямые экспериментальные данные относительно композиционной неоднородности интерполиэлектролитных комплексов. Разработаны соответствующие оригинальные методики и методы статистической обработки данных гель-проникающей и высокоэффективной жидкостной хроматографии. Предложена достаточно простая для содержательного анализа теоретическая модель структуры комплексов полимер - заряженный или незаряженный лиганд, применимая для описания как комплексов между линейными компонентами, так и комплексов с сильно некомплементарными компонентами типа полимер - ПАВ и полимер -коллоид. На основе анализа теоретической модели сформулированы принципы, управляющие самосборкой поликомплексов. Впервые подробно рассмотрены процессы диспропорционирования при образовании полиэлектролитных комплексов, дана теоретическая интерпретация диспропорционирования.
В работе впервые установлена возможность автоколебаний в процессах сополимеризации в блоке и в проточном реакторе. Практическое значение. Сформулированные в работе принципы внутримолекулярной самосборки полиэлектролитных комплексов а так-, же теоретические модели могут быть использовании для предсказания условий фомирования комплексов и их свойств в процессах очистки сточных вод различных производств от органических примесей. Апробация работы. Основные результаты диссертации доложены и обсуждены на IV Всесоюзной конференции "Водорастворимые полимеры и их применение" (Иркутск, 1991), на международной школе-семинаре "Современные проблемы физической химии макромолекул" (Пущино, 1991) а также на научных семинарах в МГУ им. Ломоносова, CNRS Марсель.
Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, результатов и их обсуждения, выводов и списка цитируемой литературы (137 названий). Работа изложена на 108 страницах, содержит 16 рисунков.