Введение к работе
Лктусиьность темы. Взаимодействие линейных или сетчатых полиэлектролитов (ПЭ) с противоположно заряженными линейными полиионами различной химической природы или с мицеллообразуюшими поверхностно-активными веществами (ПАВ) в последние десятилетия является одной из наиболее интересных и быстро развивающихся областей химии полимерных соединений. Образующиеся з результате таких кооперативных реакций интерполиэлектролитные (ИПЭК) и соответственно полиэлектролит-коллоидные комплексы (ПКК) представляют собой новый класс высокомолекулярных соединений, характеризующихся определенным составом и молекулярной массой, и уже сегодня находят практическое применение при решении ряда технологических и экологических задач.
Особое место занимают поликомплексы на основе сетчатых ПЭ (СПЭ). Интерес к ним в значительной степени обусловлен особенностями конформационного поведения заряженных сеток при взаимодействии с пенетрантами разлігчной природы. возможностью моделирования активированного транспорта природных полиионов и низкомолекулярных амфифилов в биологичесюа средах, а также преимуществами СПЭ как неподвижных носителей в плане практического использования.
К настоящему времени достаточно подробно изучены реакции образования ИПЭК и ПКК в двухкомпонентных системах. Однако, применение поликомплексов осуществляется, как правило, в сложных смесях, что диктует необходимость детального исследования процессов связывания в условиях конкуренции ПЭ и ПАВ. Изучение многокомпонентных систем перспективно и в плане более глубокого понимания процессов самоорганизации в живой природе.
Цель работы состояла в исследовании конкурентных реакций в трехкомпонентных системах, включающих противоположно заряженные сетчатый и линейный ПЭ и ионогенное мицеллообразующее ПАВ, сравнении эффективности взаимодействия амфифильных ионов и полиионов с противоположно заряженными ПЭ; изучении состава и структуры продуктов конкурентных реакций; выявлении факторов, определяющих равновесие конкурентных реакций.
Научная новизна. Проведено систематическое исследование реакций слабо сшитых полиаминных гелей с мицеллообразующими карбоксил- и сульфосодержащими ПАВ. Показано, что движущей силой активированного транспорта анионов ПАВ из водной среды в фазу противоположно заряженного геля является реакция образования ПКК, стабилизированного системой солевых связей и гидрофобными взаимодействиями алифатических радикалов ПАВ. Установлена ламелярная структура мицеллярной фазы в ПКК. Впервые обнаружено, что ПКК эквимольного состава способны сорбировать значительные количества молекул ПАВ из водных сред, содержащих смесь ионизованной и неионизованной форм амфифила.
Впервые изучены конкурентные реакции в трехкомпонентных системах, включающих противоположно заряженные сетчатый и линейный ПЭ и ионогенное мицеллообразующее ПАВ. Установлено, что амфифильные ионы конкурируют с полиионом за связывание с противоположно заряженным ПЭ и способны вытеснять одноименно заряженные полиионы из стехиометричных ИПЭК (СИПЭК) с образованием ПКК. При этом в зависимости от типа трехкомпонентной системы реакция замещения приводит либо к образованию ПКК(СПЭ-ПАВ) и выделению одноименно заряженных с ПАВ линейных ПЭ (ЛПЭ) в окружающий раствор; либо к образованию полиэлектролитных гелей, наполненных частицами ПКК(ЛПЭ-ПАВ).
Продемонстрирована возможность управления равновесием реакций в трехкомпонентных системах СПЭ-ЛПЭ-ПАВ изменением химической природы ионогенных групп ПЭ и ПАВ, длины алифатического радикала амфифильных ионов, строения основной цепи ПЭ, а также изменением параметров внешней среды таких, как состав растворителя и температура.
Практическое значение работы. Исследованные в работе процессы
конкурентного связывания ионов ПАВ в трехкомпонентных системах с
участием заряженных сеток могут быть использованы для создания
принципиально новых функциональных гелей. Выявленные факторы,
влияюшие на эффективность связывания ионов ПАВ и полиионов с
противоположно заряженными ПЭ, открывают возможности для
управления конкурентными процессами и более глубокого понимания
самоорганизации амфифильных соединений в реальных
многокомпонентных системах.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на Международных конференциях по фундаментальным наукам «Ломоносов-95» (Москва, 1995) и «Ломоносов-96» (Москва, 1996), на Международной конференции «Фундаментальные проблемы науки о полимерах» («К 90-летию академика В. А. Каргина». Москва, 1997).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 7 печатных работ.
Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, результатов и их обсуждения, выводов и списка цитируемой литературы (/<*' наименований). Работа изложена на//""/ страницах, содержит^ J" рисунков,^ таблиц.
