CC BY
29
№ 3 (45)
март, 2018 г.
СОЛЮБИЛИЗИРУЮЩАЯ СПОСОБНОСТЬ ПОЛИКОМПЛЕКСОВ НА ОСНОВЕ ПРОИЗВОДНЫХ ПОЛИАКРИЛАТОВ
Курбанбаева Арзигул Эркиновна
канд. хим. наук, старший научный сотрудник, Институт общей и неорганической химии АНРУз,
100170, Узбекистан, г. Ташкент, ул. Мирзо Улугбека, 77-а,
E-mail: [email protected]
SOLUBILIZING ABILITY OF THE POLYMER - COLLOIDS COMPLEX BASED ON POLYACRYLIC ACID DERIVATIVES
Arzigul Kurbanbaeva
Candidate of Chemical of Sciences, Senior Researcher scientist, Institute of General and Inorganic Chemistry of the Academy of Sciences of Uzbekistan,
1000170, Uzbekistan, Tashkent, Mirzo Ulugbek St., 77-a
АННОТАЦИЯ
Методами рефрактометрии измерега солюбилизация растворов комплексов сополимера акриловой кислоты с N-маленилэтаноламин (ПАМЭ) с сополимером амино-М-фениленмоноамидакрилата, акриловой кислоты и ак-рилата аммония (ПАФ) в зависимости от концентрации полимеров, состава исследуемых комплексов, температуры, а также от типа солюбилизата. Солюбилизирующая способность полимерных комплексов возрастает с увеличением концентрации водных растворов полимеров и их смесей, а также с повышением температуры.
ABSTRACT
The solubilization is measured by refractometry methods of solutions of copolymer complexes of acrylic acid with N-maleiniletanolamin (PAME) with a copolymer-M-aminofenilenmonoamideakrilate, acrylic acid, ammonium acrylate (PAF) in a concentration dependent polymer of the complexes, the temperature and the type solubilizate. Solubilizing ability of polymer complexes increases with rising of concentrations of aqueous solutions of polymers and mixtures thereof, as well as with temperature increasing.
Ключевые слова: солюбилизация, солюбилизат, мицелла, комплекс, мицеллярный, дифильность молекул, ассоциаты, радикалы, гидрофобное взаимодействие.
Keywords: solubilization, solubilizate, micelle, complex, micellar, molecule difilinity, associates, radicals, hydrophobic interaction.
Введение. Явление солюбилизации, заключающееся в резком повышении растворимости в воде малополярных органических соединений в присутствии мицелл поверхностно -активных веществ (ПАВ), лежит в основе многих химических и биологических процессов. Изучение этого явления занимает особое место в связи с потребностями интенсивно развивающихся новых технологий и методов, таких как ми-целлярный и ферментативный катализ, нефтедобыча, тонкие биотехнологии, значение которых трудно переоценить в настоящее время.
В литературе [7] отмечается целесообразность использования бинарных смесей ПАВ в процессах, где явление солюбилизации играет существенную роль: эмульсионная полимеризация, приготовление медицинских и косметических препаратов и т. д. Значительный интерес представляют работы [4] по изучению солюбилизации добавок в водных растворах природных и синтетических высокомолекулярных поверхностно-активных веществ (солюбилизирую-щая способность комплексов высокомолекулярных соединений (ВМС) практически не изучалась).
Между тем решение этого вопроса представляет интерес в связи с эффективностью использования полимерных комплексов в нефтедобыче, нефтепереработке и пищевой промышленности.
Объекты и методы исследования. Нами изучалась солюбилизирующая способность водных растворов поликомплексов сополимера акриловой кислоты с ^маленилэтаноламин (ПАМЭ) с сополимером амино-М-фениленмоноамидакрилата, акриловой кислоты и акрилата аммония (ПАФ) в зависимости от концентрации полимеров, состава исследуемых комплексов, температуры, а также от типа солюбилизата. В качестве солюбилизатов были выбраны: бензол (неполярное вещество) и алифатические спирты -гептиловый, октиловый, дециловый (полярные соединения). Изучение солюбилизирующей способности водных растворов комплексов проводили рефрактометрическим методом [2] в интервале концентраций растворов полимеров и их комплексов 0,010,07% при температуре 293 -323К. Комплексы растворов ПАМЭ с ПАФ получены слиянием растворов
Библиографическое описание: Курбанбаева А.Э. Солюбилизирующая способность поликомплексов на основе производных полиакрилатов // Universum: Химия и биология: электрон. научн. журн. 2018. № 3(45). URL: http://7universum.com/ru/nature/archive/item/5622
№ 3 (45)
март, 2018 г.
компонентов соответствующих концентраций в различных соотношениях. Равновесные значения растворимости солюбилизатов в комплексах растворов достигались через сутки, что связано с длительностью перехода олеофильного вещества во внутренние части ассоциатов. Значение предельной солюби-лизации добавок определяли по максимальному количеству введенной добавки солюбилизата, не вызывающей появления макрогетерогенности системы.
Результаты и их обсуждение. Предельная солю-билизация добавок в исследованных системах линейно возрастает с ростом концентрации полимерных компонентов, что видно из рис. 1. Это объясняется увеличением вероятности контактирования гидрофобных участков макромолекул, увеличивающим число и размеры гидрофобных областей, являющихся местами связывания солюбилизатов [6].
Э, кг/У
2
□ -I-1-1-1-
20 40 60 С, кг/м3
Рисунок 1. Зависимость солюбилизации гептилового спирта от концентрации растворов комплексов ПАМЭ сПАФ при 303Кдля составов: 1- 1:0; 2- 0,8:0,2; 3- 0,6:0,4; 4- 0,4:0,6; 5- 0,2:0,8; 6- 0:1
Б, кг/м5
2 -1 -
О -I-1-1-1-1-1-
О 0,2 0,4 0,6 0,3 1 002
Рисунок 2. Зависимость солюбилизации бензола (1), децилового (2), октилового (3), гептилового (4) спиртов от весовой доли ПАФ в системеПАМЭ+ПАФ+Н2О при температуре 293К и концентрации
растворов комплексов 30кг/м3
По мере увеличения в комплексе доли вторых компонентов солюбилизирующая способность [3] исследуемых систем ко всем солюбилизатам возрастает, что обусловлено увеличением доли гидрофобных групп, т. е. с повышением поверхностной активности системы и вследствие этого увеличением степени агрегации и укрупнением смешанных ассоциа-тов (рис. 2).
Величина солюбилизации зависит от природы солюбилизата. Так, для неполярного солюбилизата -бензола - растворимость в 2-3 раза меньше, чем величина солюбилизации полярных олеофильных жид-
костей (рис. 1 -2), что обусловлено стерическими затруднениями при проникновении бензольных ядер внутрь ПАМЭ - полиэлектролитных ассоциатов через их внешнюю гидрофильную оболочку. Согласно современным взглядам солюбилизация представляет собой растворение органических веществ в мицеллах ПАВ. Неполярные углеводороды растворяются в ядре мицеллы, а полярные органические вещества (спирты, амины) располагаются в мицеллах так, что их углеводородные цепи направлены внутрь мицелл, а полярные группы - в водную фазу. Так что алифатические спирты в силу своей дифильности, видимо,
№ 3 (45)
встраиваются в полимерные ассоциаты, ориентируясь радикалом в сторону гидрофобного ядра. В исследованных полимерных системах с увеличением длины радикала вводимого солюбилизата солюбили-зация снижается. Так, коллоидная растворимость гептилового спирта выше, чем октилового и децило-вого, что связано наряду со стерическими явлениями с большим гидрофобизирующим действием спиртов с большей длиной цепи на полимер-полимерные ас-социаты, и предельная солюбилизация достигается при меньшем их содержании.
Заключение. Таким образом, изучение солюби-лизации бензола и алифатических спиртов - гептило-вого, октилового, децилового - водными растворами комплексов ПАМЭ с ПАФ позволило установить,
март, 2018 г.
что солюбилизирующая способность полимерных комплексов имеет аддитивные значения. Увеличение в составе полимерной системы доли ПАФ способствует увеличению размеров гидрофобных областей, являющихся местами связывания углеводородов. Со-любилизирующая способность полимерных комплексов возрастает с увеличением концентрации водных растворов полимеров и их смесей, а также с повышением температуры. Гидрофобное действие солюбилизатов полимерными ассоциатами зависит от природы органической добавки, например, бензол характеризуется меньшей растворимостью по сравнению с алифатическими спиртами. Увеличение длины радикала вводимых в полимерные системы спиртов приводит к снижению их солюбилизации.
Список литературы:
1. Ахмедов У.К., Ниязова М.М., Адылова К.М. Получение и исследование полимерных ПАВ // ЖПХ. - 1983. -Т. 56. - № 6. - С. 1425-1427.
2. Исследование коллоидно-химических свойств полимерных ПАВ. О.В. Вишневская и др. // Журн. коллоидн. хим. - 1981. - Т. 43. - № 3. - С. 562-566.
3. Межмолекулярные взаимодействия, определяющие солюбилизацию в мицеллах полиалкиленоксидных поверхностно-активных веществ / Б.С. Бугрин и др. // Высокомолекулярные соедин., сер. А. - 2007. - Т. 49. -№ 4. - С. 701-712.
4. Скребнева И.В., Вишневская О.В., Ахмедов У.К. Солюбилизация олеофильных жидкостей в водных растворах ариламиноформальдегидных полимеров // ЖПХ. - 1981. -Т. 54. - № 1. - С. 202-204.
5. Солюбилизация органических молекул в водных растворах полиэлектролитов и их ассоциатов с ПАВ / В.Н. Измайлова и др. // Коллоидная химия в решении проблем охраны окружающей среды: Тез. докл. Межд. конф. - Минск, 1994. - С. 28-30.
6. Сравнение солюбилизирующего действия сукцинимидных присадок на основе продукта соолигомеризации бутен-изобутеновой фракции / Р.З. Биглова и др. // Тез. докл. II Междунар. конф. «Коллоид - 2003». - Минск, 2003. - С. 173.
7. Щукин Е.Д., Перцов А.В., Амелина Е.А. Коллоидная химия. - М: Высшая школа, 2007. - 444 с.
