Вплив температури та добавок диметилформаміду на стан інтермолекулярного полікомплексу на основі полівінілового спирту та поліакриламіду
Методами віскозиметрії та пружного розсіювання світла вивчено вплив температури та добавок ДМФА на стан інтeрполімерного комплексу на основі полівінілового спирту та поліакриламіду в розчині. Показано, що, найбільш імовірно, після руйнування Н-зв’язків, які стабілізують полікомплекс, у вузькому темп...
Збережено в:
| Дата: | 2005 |
|---|---|
| Автори: | , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України
2005
|
| Назва видання: | Украинский химический журнал |
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/183871 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Вплив температури та добавок диметилформаміду на стан інтермолекулярного полікомплексу на основі полівінілового спирту та поліакриламіду / Н.В. Куцевол, Н.П. Мельник, В.І. Висоцька, Ж.-M. Гeнe, В.Г. Сиромятніков // Украинский химический журнал. — 2005. — Т. 71, № 5. — С. 59-62. — Бібліогр.: 12 назв. — укр. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-183871 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1838712022-04-22T01:32:27Z Вплив температури та добавок диметилформаміду на стан інтермолекулярного полікомплексу на основі полівінілового спирту та поліакриламіду Куцевол, Н.В. Мельник, Н.П. Высоцька, В.І. Гeнe, Ж.-M. Сыромятніков, В.Г. Химия высокомолекулярных соединений Методами віскозиметрії та пружного розсіювання світла вивчено вплив температури та добавок ДМФА на стан інтeрполімерного комплексу на основі полівінілового спирту та поліакриламіду в розчині. Показано, що, найбільш імовірно, після руйнування Н-зв’язків, які стабілізують полікомплекс, у вузькому температурному інтервалі відбувається перехід системи від стану інтраПК до суміші індивідуальних полімерних компонентів у розчині. Методами вискозиметрии и упругого рассеяния света изучено влияние температуры и добавок ДМФА на состояние интерполимерного комплекса на основе поливинилового спирта и полиакриламида в растворе. Показано, что, наиболее вероятно, после разрушения Н-связей, стабилизирующих поликомплекс, в узком температурном интервале происходит переход системы из состояния интерПК к смеси индивидуальных полимерных компонентов в растворе. The influence of temperature and additives of DMF on the state of interpolycomplexes based on poly(vinyl alcohol) and polyacrylamide in solution has been investigated by viscometry and light scattering methods. It was shown that most probably the destruction of H-bonds stabilizing of intraPC caused the system transition from intraPC state to molecularly dispersed PAA and PVA chains in solution within narrow temperature range. 2005 Article Вплив температури та добавок диметилформаміду на стан інтермолекулярного полікомплексу на основі полівінілового спирту та поліакриламіду / Н.В. Куцевол, Н.П. Мельник, В.І. Висоцька, Ж.-M. Гeнe, В.Г. Сиромятніков // Украинский химический журнал. — 2005. — Т. 71, № 5. — С. 59-62. — Бібліогр.: 12 назв. — укр. 0041–6045 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/183871 541.64:546.463 uk Украинский химический журнал Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Ukrainian |
| topic |
Химия высокомолекулярных соединений Химия высокомолекулярных соединений |
| spellingShingle |
Химия высокомолекулярных соединений Химия высокомолекулярных соединений Куцевол, Н.В. Мельник, Н.П. Высоцька, В.І. Гeнe, Ж.-M. Сыромятніков, В.Г. Вплив температури та добавок диметилформаміду на стан інтермолекулярного полікомплексу на основі полівінілового спирту та поліакриламіду Украинский химический журнал |
| description |
Методами віскозиметрії та пружного розсіювання світла вивчено вплив температури та добавок ДМФА на стан інтeрполімерного комплексу на основі полівінілового спирту та поліакриламіду в розчині. Показано, що, найбільш імовірно, після руйнування Н-зв’язків, які стабілізують полікомплекс, у вузькому температурному інтервалі відбувається перехід системи від стану інтраПК до суміші індивідуальних полімерних компонентів у розчині. |
| format |
Article |
| author |
Куцевол, Н.В. Мельник, Н.П. Высоцька, В.І. Гeнe, Ж.-M. Сыромятніков, В.Г. |
| author_facet |
Куцевол, Н.В. Мельник, Н.П. Высоцька, В.І. Гeнe, Ж.-M. Сыромятніков, В.Г. |
| author_sort |
Куцевол, Н.В. |
| title |
Вплив температури та добавок диметилформаміду на стан інтермолекулярного полікомплексу на основі полівінілового спирту та поліакриламіду |
| title_short |
Вплив температури та добавок диметилформаміду на стан інтермолекулярного полікомплексу на основі полівінілового спирту та поліакриламіду |
| title_full |
Вплив температури та добавок диметилформаміду на стан інтермолекулярного полікомплексу на основі полівінілового спирту та поліакриламіду |
| title_fullStr |
Вплив температури та добавок диметилформаміду на стан інтермолекулярного полікомплексу на основі полівінілового спирту та поліакриламіду |
| title_full_unstemmed |
Вплив температури та добавок диметилформаміду на стан інтермолекулярного полікомплексу на основі полівінілового спирту та поліакриламіду |
| title_sort |
вплив температури та добавок диметилформаміду на стан інтермолекулярного полікомплексу на основі полівінілового спирту та поліакриламіду |
| publisher |
Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України |
| publishDate |
2005 |
| topic_facet |
Химия высокомолекулярных соединений |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/183871 |
| citation_txt |
Вплив температури та добавок диметилформаміду на стан інтермолекулярного полікомплексу на основі полівінілового спирту та поліакриламіду / Н.В. Куцевол, Н.П. Мельник, В.І. Висоцька, Ж.-M. Гeнe, В.Г. Сиромятніков // Украинский химический журнал. — 2005. — Т. 71, № 5. — С. 59-62. — Бібліогр.: 12 назв. — укр. |
| series |
Украинский химический журнал |
| work_keys_str_mv |
AT kucevolnv vplivtemperaturitadobavokdimetilformamídunastaníntermolekulârnogopolíkompleksunaosnovípolívínílovogospirtutapolíakrilamídu AT melʹniknp vplivtemperaturitadobavokdimetilformamídunastaníntermolekulârnogopolíkompleksunaosnovípolívínílovogospirtutapolíakrilamídu AT vysocʹkaví vplivtemperaturitadobavokdimetilformamídunastaníntermolekulârnogopolíkompleksunaosnovípolívínílovogospirtutapolíakrilamídu AT genežm vplivtemperaturitadobavokdimetilformamídunastaníntermolekulârnogopolíkompleksunaosnovípolívínílovogospirtutapolíakrilamídu AT syromâtníkovvg vplivtemperaturitadobavokdimetilformamídunastaníntermolekulârnogopolíkompleksunaosnovípolívínílovogospirtutapolíakrilamídu |
| first_indexed |
2025-07-16T03:52:22Z |
| last_indexed |
2025-07-16T03:52:22Z |
| _version_ |
1837774083642621952 |
| fulltext |
nature of polymer network is an adhesion promoter in
polyurethane systems filled with titanium dioxide.
1. Липатов Ю.С. Межфазные явления в полимерах.
-Киев: Наук. думка, 1980.
2. Липатов Ю.С. Физическая химия наполненных
полимеров. -Киев: Наук. думка, 1977.
3. Беленький Е.Ф., Рискин И .В. Химия и технология
полимеров. -Л.: Химия, 1974.
4. Овчинников П.Ф., Круглицкий Н .Н ., Михайлов Н .В.
Реология тиксотропных систем. -Киев: Наук.
думка, 1972.
5. Головко Л.И ., Румянцев Л.Ю. // Высокомолекуляр.
соединения. Сер. Б . -1986. -28, № 12. -С. 894—897.
6. Головко Л.И., Румянцев Л.Ю. // Лакокрасочные
материалы и их применение. -1990. -№ 5. -С. 41—45.
7. Омельченко С.І., Головко Л.І., Румянцев Л.Ю. //
Вісн. АН УРСР. -1986. -№ 10. -С. 22—30.
8. Липатова Т .Э. Каталитическая полимеризация
олигомеров и формирование полимерных сеток.
-Киев: Наук. думка, 1974.
9. Головко Л.И ., Румянцев Л.Ю. // Высокомолекуляр.
соединения. Сер. Б . -1996. -38, № 7. -С. 1258—1260.
10. Головко Л.И ., Румянцев Л.Ю., Шилов В.В. и др.
// Там же. Сер. А. -1988. -30, № 12. -С. 2572—2577.
Інститут хімії високомолекулярних сполук Надійшла 05.11.2001,
НАН України, Київ вдруге — 05.07.2004
УДК 541.64:546.463
Н.В. Куцевол, Н.П. Мельник, В.І. Висоцька, Ж.-M. Гeнe, В.Г. Сиромятніков
ВПЛИВ ТЕМПЕРАТУРИ ТА ДОБАВОК ДИМЕТИЛФОРМАМІДУ
НА СТАН ІНТЕРМОЛЕКУЛЯРНОГО ПОЛІКОМПЛЕКСУ
НА ОСНОВІ ПОЛІВІНІЛОВОГО СПИРТУ ТА ПОЛІАКРИЛАМІДУ
Методами віскозиметрії та пружного розсіювання світла вивчено вплив температури та добавок ДМФА
на стан інтeрполімерного комплексу на основі полівінілового спирту та поліакриламіду в розчині. Пока-
зано , що, найбільш імовірно, після руйнування Н -зв’язків, які стабілізують полікомплекс, у вузькому
температурному інтервалі відбувається перехід системи від стану інтраПК до суміші індивідуальних
полімерних компонентів у розчині.
В останні роки вивчення процесів комплек-
соутворення між макромолекулами стає дуже ак-
туальним. По-перше, дослідження полімер-по-
лімерних комплексів (інтерПК) на основі синте-
тичних полімерів допомагає зрозуміти структу-
ру і функціональні особливості біологічних
систем, оскільки процеси комплексоутворення
в природних сполуках є досить складними [1, 2].
По-друге, вивчення процесів комплексоутво-
рення — це шлях до створення нових функці-
ональних матеріалів [3]. При комплексоутворен-
ні зменшується рухливість полімерних ланцюгів,
що може приводити до утворення супрамоле-
кулярних структур, які забезпечують унікальні
властивості полімерних систем, що значно від-
різняються за властивостями від індивідуаль-
них компонентів [1, 4].
Особливу увагу привертають інтерПК , ут-
ворені Н -зв’язками між макромолекулами ком-
плементарної структури. Як показали поперед-
ні дослідження [5], змішування водних розчи-
нів полівінілового спирту (ПВС) та поліакрил-
аміду (ПАА) приводить до спонтанного утво-
рення інтерПК компактної структури. Cистема
кооперативних водневих зв’язків між макромо-
лекулами ПВС та ПАА стабілізує структуру да-
ного полікомплексу. Відомо [6], що підвищення
температури, а також добавки ДМФА можуть
руйнувати Н-зв’язки, отже, як наслідок, приво-
дити до змін в подібних системах. Оскільки по-
лікомплекси на основі ПВС та ПАА є висо-
ко-ефективними флокулянтами [7], а інтерПК
на основі ПВС застосовуються в медицині [8],
тобто використовуються в певних температур-
них інтервалах, вивчення стану інтерПК ПВС—
ПАА під дією факторів, здатних руйнувати
Н-зв’язки, представляє не лише науковий, але
і практичний інтерес. Метою даної роботи було
вивчення впливу температури та ДМФА на по-
ведінку інтерПК ПВС—ПАА у водному розчині.
© Н .В. Куцевол, Н .П . Мельник, В.І. Висоцька, Ж .-M. Гeнe, В.Г. Сиромятніков , 2005
ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2005. Т . 71, № 5 59
Для приготування інтерПК використову-
вали ПВС (Aldr ich) с M wПВС= 8.9—9.8⋅104
(вміст ацетатних груп 1 %) та ПАА M w=2.7⋅106,
M w/M n=1.85 (ступінь гідролізу акриламідних
ланок ~ 1 %). Зразок ПАА синтезували за мето-
дикою [9] з використанням солі Се (IV) як іні-
ціатора. Молекулярну масу та ступінь поліди-
сперсності ПАА визначали методом гель-про-
никаючої хроматографії. ІнтерПК ПВС—ПАА
готували змішуванням розчинів ПВС та ПАА
однакових концентрацій (ϕхар=4 % мас. ПВС/
1 % мас. ПАА).
Віскозиметричні дослідження проводили для
розбавлених розчинів при T =293—328 ± 0.1 K
у капілярному віскозиметрі типу Оствальда
(τo=82 с при Т=298 К). Для обробки результатів
використовували рівняння [10]:
ηприв
C = [η] + kH[η]2C .
Коефіцієнт надлишкового розсіювання вер-
тикально-поляризованого світла у водних роз-
чинах вимірювали на приладі фірми SEMA-
TECH (Франція) з He–Ne лазером (λ=632.8 нм)
в області кутів розсіювання 30—150o. Як еталон
використовували бензол. Усі розчини та розчин-
ник фільтрували через фільтри Millipore 0.45
мк безпосередньо у вимірювальну кювету. Об-
робку результатів проводили за методом Зімма
[11], використовуючи рівняння:
KC
R (q)
= 1
M w
1 + q
2
3
+ 2A 2C .
Інкремент показника заломлення ∂n/∂C роз-
чинів для розрахунку оптичної сталої K визна-
чали iнтерферометричним методом [12].
На рис. 1 представлена темпе-
ратурна залежність характеристич-
ної в’зкості [η] водних розчинів ін-
дивідуальних ПВС, ПАА та інтер-
ПК ПВС—ПАА. Для ПВС харак-
теристична в’язкість практично не
залежить від температури. Однак
незначне зростання [η], з наступним
її зниженням (крива 1) в темпера-
турному інтервалі 293 ≤ T ≤ 308 K
може бути обумовлене руйнуван-
ням Н-зв’язків в макромолекулах
ПВС, що приводить до компактиза-
ції внутрішньомолекулярної струк-
тури ПВС. Наявність більш вира-
женого аналогічного ефекту для ПАА
(рис. 1, крива 2) в температурному
інтервалі 293 ≤ T ≤ 298 K можна пояснити ви-
щим ступенем полімеризації ПАА, що, в свою
чергу, приводить до більшої кількості внутріш-
ньомолекулярних Н-зв’язків, здатних руйну-
ватися в певній області температур. Поступове
зменшення [η] при подальшому підвищенні
температури пов’язано з погіршенням термо-
динамічної якості води як розчинника.
Для iнтерПК ПВС—ПАА спостерігається
незначне підвищення [η] в області 293 ≤ T ≤
303 K, далі значення [η] практично не змінює-
ться (крива 3). Обговорення цих результатів бу-
де проведено з урахуванням результатів пру-
жного розсіювання світла , які добре узгоджу-
ються з віскозиметричними даними .
Залежності інтенсивності розсіяного світла для
водного розчину ПВС—ПАА при різних темпе-
ратурах представлені на рис. 2. Як видно, при
298 К крива розсіювання світла має досить скла-
дну форму. При збільшенні температури до 303 К
відбувається різка реорганізація системи, однак
Рис.1. Температурна залежність характеристичної в’яз-
кості для ПВС (1), ПАА (2) та інтерПК ПВС—ПАА (3).
Рис.2. Інтенсивність розсіяного світла для iнтерПК ПВС—ПАА
у воді при різних температурах: T = 297 ( ), 303 ( ), 308 (∆),
313 K (х). C = 0.4 кг⋅м–3.
60 ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2005. Т. 71, № 5
подальше підвищення температури су-
проводжується лише незначною змі-
ною форми та розміру частинок. Ли-
ше при 318 К спостерігається початок
процесу асоціації і поява асиметрич-
них структур. На наш погляд, пред-
ставлені дані підтверджують, що при
298 К відбувається комплексоутво-
рення між ПВС та ПАА (М w частинок
при 298 К вища за М w частинок, які
розсіюють світло при інших температу-
рах, що досліджувались). Можна ствер-
джувати (рис. 2), що при 298 К частин-
ки інтерПК мають асиметричну фор-
му. На нашу думку, різка реоргані-
зація даної системи при зростанні тем-
ператури від 298 до 303 К викликана руйну-
ванням водневих зв’язків між ПВС та ПАА,
тобто відбувається перехід системи із стану ін-
термолекулярного полікомплексу до суміші інди-
відуа льних макромолекул полімерів у розчині.
Однак дані рис. 2 можна інтерпретувати та-
кож наступним чином: припустити утворення
при 298 К асоціатів частинок інтерПК , які та-
кож можуть руйнуватися з підвищенням темпе-
ратури. Але, враховуючи досить низьку концен-
трацію полікомплексу, ймовірність асоціації є
досить низькою.
Як зазначалося вище, добавки ДМФА також
можуть приводити до руйнування Н -зв’язків
у подібних системах. На рис. 3 представлені за-
лежності приведеної в’язкості інтерПК ПВС—
ПАА при різному вмісті ДМФА у розчині. Як
видно, із збільшенням кількості ДМФА приве-
дена в’язкість зростає, що може бути спричинене
поступовим руйнуванням полікомплексу ком-
пактної структури. За даними світлорозсіюван-
ня (рис. 4) добавка 10 % ДМФА до розчину ін-
терПК спричинює руйнування полікомплексу
вже при 298 К, так як ми не спостерігаємо кар-
динальних змін в системі, таких, як на рис. 2,
у всій вивченій температурній області.
Отже, в даній роботі вивчено вплив фак-
торів, здатних руйнувати водневі зв’язки на
стан інтерПК ПВС—ПАА у водному розчині. По-
казано, що підвищення температури, а також
добавки ДМФА значно змінюють стан системи.
Найбільш імовірно, що після руйнування Н -
зв’язків, які стабілізують полікомплекс, від-
бувається перехід системи від стану інтерПК
до суміші індивідуальних полімерних компо-
нентів у розчині. Однак для однозначних вис-
новків щодо руйнування полікомплексу, а не
асоціатів частинок полікомплексу потрібні
подальші дослідження.
РЕЗЮМЕ. Методами вискозиметрии и упругого
рассеяния света изучено влияние температуры и добавок
ДМФА на состояние интерполимерного комплекса на
основе поливинилового спирта и полиакриламида в рас-
творе. Показано, что, наиболее вероятно, после разру-
шения Н-связей, стабилизирующих поликомплекс, в
узком температурном интервале происходит переход
системы из состояния интерПК к смеси индивидуальных
полимерных компонентов в растворе.
SUMMARY. The influence of temperature and addi-
tives of DMF on the state of interpolycomplexes based
on poly(vinyl alcohol) and polyacrylamide in solution
has been investigated by viscometry and light scattering
methods. It was shown that most probably the destruc-
tion of H-bonds stabilizing of intraPC caused the system
transition from intraPC state to molecularly dispersed
PAA and PVA chains in solution within narrow tempe-
rature range.
1. W ang Qi, He Lingyun // Polymer. -1997. -38, № 15.
-P. 3931—3935.
Рис. 3. Концентраційна залежність приведеної в’язкості
інтерПК ПВС—ПАА у воді (1), у воді + 2 % ДМФА
(2); у воді + 10 % ДМФА (3).
Рис. 4. Інтенсивність розсіяного світла для iнтерПК ПВС—ПАА
у воді + 10 % ДМФА при різних температурах: T=297 ( ), 303
( ), 308 (∆), 313 K (x). C=0.4 кг⋅м–3.
ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2005. Т . 71, № 5 61
2. M ун Г.А ., Нуркеева З.С., Хуторянский В.В.,
Мангазбаева Р.А . // Высокомолекуляр. соединения.
А. -2001. -43, № 3. -С. 552—556.
3. Doseva V ., Shenkov S ., Baranovsky Y u. // Polymer.
-1997. -37, № 6. -P. 1339—1344.
4. Sotiropoulou M ., Bokias G., S taikos G. // Macromo-
lecules. -2003. -36. -P. 1349—1354.
5. M omot L .N., Z heltonozhskaya T.B., Permyakova N.M .
et al. // Abstr. "Frontiers of polymer colloids". The
7th metting of UK polymer colloids forum. -University
of Surrey, England, 2001.
6. Nurkeeva Z .S ., M un G.A ., Khutoryanskiy V .V., Serga-
ziyev A .D. // Eur. Pol. J. -2002. -38. -P. 313—316.
7. Kutsevol N.V., Z heltonozhskaya T.B., M omot L.N.
et al. // Chemia i inzynieria ekologiczna. -2001. -8,
№ 7. -P. 679—687.
8. Бектуров Е.А ., Бакауова З.Х . Синтетические водо-
растворимые полимеры в растворах. -Алма-Ата:
Наука, 1981.
9. Staszewska D. // Macromol. Chem. -1975. -№ 9. -P.
2481—2489.
10. Твердохлебова И.И. Конформация макромолекул
(вискозиметрический метод оценки). -М.: Химия, 1981.
11. Эскин В.Е. Рассеяние света растворами полимеров
и свойства макромолекул. -М .: Химия, 1990.
12. Рафиков С.Р., Будтов В.П., Монаков Ю.Б. Введе-
ние в физико-химию растворов полимеров. -М .:
Наука, 1978.
Київський національний університет ім. Тараса Шевченка Надійшла 04.03.2004
62 ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2005. Т. 71, № 5
|