РЕФЕРАТ
МЕСТО ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ
ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
1 Обзор литературы
1.1 Полиэлектролиты
1.2 Получение, применение и свойства ПДАДМАХ
1.3 Композиции на основе ПДАДМАХ
1.4 Термодинамическая совместимость полимеров
2 Постановка задачи работы
3 Экспериментальная часть
3.1 Объекты исследования
3.2 Методика исследований
3.2.1 Вискозиметрический метод определения молекулярной массы полимеров ....
3.2.2 Объемный метод сорбции
3.2.3 Метод изотермической калориметрии
3.2.4 Расчет термодинамических параметров взаимодействия
4 Результаты и их обсуждение
4.1 Молекулярные массы линейных ПДАДМАХ и ПАА
4.2 Термодинамика взаимодействия сополимеров ДАДМАХ и АА с водой
4.2.1 Сорбция паров воды образцами сополимеров ДАДМАХ и АА
4.2.2 Энергия Гиббса набухания сополимеров ДАДМАХ и АА с водой
4.3 Термодинамика взаимодействия ПДАДМАХ и ПАА с водой и друг с другом
4.3.1 Сорбция паров воды образцами ПДАДМАХ, ПАА и их смесями
4.3.2 Энергия Гиббса смешения ПДАДМАХ, ПАА и их смесей с водой
4.3.3 Энтальпии растворения ПДАДМАХ, ПАА и их смесей в воде
4.3.4 Термодинамические параметры смешения ПДАДМАХ с ПАА
ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
В настоящее время полиэлектролиты стали объектом повышенного внимания исследователей. Области применения полиэлектролитов постоянно расширяются и, следовательно, растет интерес к их изучению. За последние годы появилось большое число работ, посвященных полиэлектролитам с отрицательной заряженной цепью. Значительно меньше изучены полиэлектролиты с положительно заряженной цепью (катионные полиэлектролиты). Среди них полимерные соединения четвертичного аммония являются наиболее важными и широко используемыми. К числу таких соединений относится полидиаллилдиме- тилаламмоний хлорид ПДАДМАХ.
ПДАДМАХ считается наиболее важным промышленным полимером аллильных мономеров. Он имеет исключительную полезность во многих сферах применения: в качестве коагулянта и флокулянта; для защиты каналов, дамб, песчаных почв от ветровой и водной эрозии, а также стабилизации и структурирования почв; для интенсификации процесса очистки сточных вод в нефтеперерабатывающей, горнорудной, целлюлозно-бумажной промышленности, коммунальном хозяйстве; в производстве электростатической бумаги для цветной электростатической записи; как биокаталитический агент в медицине; при создании кондиционирующих агентов в косметике; как средство защиты растений в качестве фунгицида и бактерицида.
Высокогидрофильные четвертичные аммониевые группы ПДАДМАХ обеспечивают полимеру высокую растворимость в воде, для уменьшения которой его можно модифицировать неионными полимерами путем сополимеризации или получением смесей. Для этой цели может быть использован полиакриламид ПАА. Свойства таких систем в значительной степени определяется термодинамическим взаимодействием их компонентов.
В связи с этим целью данной работы является исследование термодинамических параметров взаимодействия сетчатых сополимеров ДАДМАХ и АА, а также смесей ПДАД- МАХ и ПАА с водой, и полимеров друг с другом.
1 Изучена равновесная сорбция паров воды образцами линейных ПДАДМАХ, ПАА и их смесей разного состава, а также сетчатых сополимеров ДАДМАХ/АА. Измерены теплоты растворения образцов в воде. Рассчитаны величины разностей химических потенциалов воды Лц1, полимерного компонента Лцз, средние удельные энергии Гиббса набухания сополимеров и растворения смесей в воде ■ ц'". С помощью термодинамического цикла рассчитаны средняя удельная энергия Гиббса смешения . дх, средняя удельная энтальпия смешения Айх и энтропийный вклад в смешение ПДАДМАХ с ПАА ТАзх.
2 Показано, что как для смесей ПДАДМАХ и ПАА, так и для сополимеров ДАДМАХ/АА с увеличением содержания акриламидного компонента существенно уменьшается водопоглощение. При этом меняется вид изотерм с 8-образной на вогнутую, что свидетельствует об увеличении плотности упаковки полимеров.
3 Установлено, что энергии Гиббса набухания сополимеров ДАДМАХ/АА, и растворения ПДАДМАХ и ПАА в воде отрицательны во всей исследованной области составов. С увеличением содержания АА термодинамическое сродство к воде закономерно понижается.
4 Установлено, что смешение с водой ПДАДМАХ, ПАА и их смесей происходит с экзотермическим тепловым эффектом. При этом наблюдаются положительные отклонения от аддитивности во всей области составов, что свидетельствует о лучшем взаимодействии полимеров друг с другом, чем с водой.
5 Обнаружено, что энергии Гиббса взаимодействия ПДАДМАХ с ПАА отрицательны во всей области составов смесей, но кривизна зависимости разная. Когда в составе один из компонентов преобладает, вторая производная энергии Гиббса положительна (32д/3го22> 0), т.е. полимеры термодинамически совместимы. В случае, если содержание компонентов близко друг к другу, (32д/3го22 <0). Это означает, что компоненты термодинамически не совместимы и образуют двухфазную коллоидную систему. При этом ПДАД- МАХ с ПАА смешивается экзотермически во всей области составов, а энтропия меняет свой знак.
