Введение к работе
(. i;-'Ao'i. ' ' '-Актуальность темы. Проблема взаимодействия коллоидных дисперсий с противоположно заряженными полиэлектролитами привлекает неослабевающий интерес как специалистов в области высокомолекулярных соединений так и коллоидной химии. Такого рода взаимодействия обусловливают протекание кооперативных реакций между противоположно заряженными звеньями полимерной цепи и ждагенными группами коллоидной частицы, расположенными на ее поверхности. В результате, в зависимости от условий проведения1 реакции, могут образовываться как "растворимые" так и "нерастворимые" коллоидно-полйэлектролитнне . комплексы (КПЭК).В случае "растворимых" КПЭК полиэлектролит выполняет роль стабилизатора и образование КПЭК не сопровождается потерей агрегативной устойчивости коллоидной системы. Напротив, образование "нерастворимых" КПЭК приводит к потере агрегативной устойчивости, и в этом случае полиэлектролит играет роль флокулянта. В настоящее время достаточно хорошо изучены строение и свойства "растворимых" КПЭК и в меньшей степени - продуктов флокуляции лиофилышх золей полиэлектролитами.Эта несомненно актуальная проблема, наряду с чисто теоретической значимостью, имеет ключевое значение при осуществлении мероприятий по охране окружающей.среда, в том числе при создании безотходных технологий и производств с замкнутыми водооборотами. В этой связи наиболее остро встает вопрос о прогнозировании физико-механических и реологических свойств полимер-коллоидных систем, с которыми приходится сталкиваться в настоящее время на большинстве водоемких производств. Не менее вашим является и изучение зависимости структуры полимер-коллоидных флокул от внешних параметров, таких как рН, ионная сила дисперсионной среда, температура, каждый из которых в конкретном случае .может . оказать решающее влияние на строение флокулы. На основании этих зависимостей становится возможной разработка способов регулирования структуры флокул лиофильный коллоид - противоположно заряженный полиэлектролит, и соответственно свойств образующейся новой коллоидной системы.
Цель работы состояла в определении физико-химических характеристик флокул, образованных линейными полимерными аминами и высг-кс-
дисперсным золем sioa, в исследовании их состава и структуры, а также в изучении влияния различных факторов на строение и свойстваполимер-коллоидных систем.
Научная новизна работы. Исследован процесс образования флокул в системе линейный лоли-и.ы-диметламинозтилметакрилаг (1ЩМАЭМА)-золь поликремниевой кислоты (sio2).Взаимодействие мевду ПДМАЭМА и золем sio2 рассматривается как кооперативная интерполимерная реакция, результатом которой является образование новой коллоидной системы, часищы которой включают в себя золь и полимер. Методами кваэяупругого рассеяния лазерного света и седиментационного анализа впервые определены размеры образующихся флокул, количестве частиц золя si о,, полимера и дисперсионной среда, включенных в состав единичной флокулн. Обнаружено, что при взаимодействш ПДМАЭМА с частицами золя sіо2, имеющими при.рН=3 с-потенциал -40 Ш. образуются флокулы, с-погенциал которых равен +20'мВ. Показано, что размеры флокул зависят от концентрации реагируйте веществ и рй реакционной смеси; концентрация полиамина в объеме флокулы свободном от частиц золя превышает концентрацию звеньеі полиамина в исходном клубке. На основании полученных данных предложен механизм образования флокул, основанный на представлениях ( фазовом разделении в растворе полимера, макромолекулы которой взаимодействуют с поверхностью коллоидных частиц. Методом малоуг-лового рассеяния тепловых нейтронов изучено внутреннее строен» флокул ПДМАЭМА - золь sio3 и показано, что флокулы включают кластеры из частиц золя sio2, с адсорбированным на их поверхности полимером, линейные размеры которых варьируются в пределах 5-І диаметров частицы золя sio3. На основании данных по рассеянию света и дифракции тепловых нейтронов предложена модель строени флокул золь sio, - поликатион.
Практическое значение работы. Полученные в работе результат исследований строения флокул коллоидно-полимерных комплексов могу быть использованы при проектировании и организации мероприятий в очистке сточных вод крупных промышленных предприятий при помош полиэлектролитов. Образующиеся в результате взаимодействия полима ров с частицами коллоидных дисперсий полимер-коллоидные систем флокула- дисперсионная среда могут служить своего рода "слтамі
при разделении смесей частиц, различающихся размерами, плотностью, величиной поверхностного заряда и др.
Апробация работы и публикации. Материалы диссертации докладывались и оОсувдались на II Всесоюзной конференции "Интерполимерше комплексы" (Рига 1989); на конференции молодых ученых химического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова (1990); I
Международной ШКОЛе-СеМИНарё МОЛОДЫХ учеНЫХ "Non-traditional
methods of polymer synthesis" (Алма-Ата 1990); II Всесоюзной конференции "Смеси . полимеров" (Казань 1990); Всесоюзной конференции "Коллоидно-химические проблемы экологии" (Минск 1990);
II Международной ШКОЛе-семинаре "Kodern Problems of Physical Chemistry of Macromolecules" (ПущиНО 1991).
По теме диссертации имеется 9 публикаций.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения; Обзора литературы; экспериментальной части; главы, посвященной обсуждения -результатов исследования; выводов и списка цитируемой литературы ( наименований). Работа изложена на страницах, содержит рисунков и таблиц.
