Дисперсии «умных» полимеров
Аннотация
В статье осуществлен поиск поверхностно-активных веществ (ПАВ), как стабилизаторов дисперсий «умных» полимеров на основе N-винилкапролактама. Устойчивые во времени, способные реагировать на вариативные (повторяющиеся) изменения (давления, температуры, pH-среды, буфер-ной ёмкости, напряжения, силы тока, поверхностного натяжения, конформации полимерных цепей, водородных и дисперсионных связей, стэкинг и свипинг-концентрирования, влагопоглощения) дис-персии получены гомополимеризацией N-винилкапролактама и сополимеризацией его с 1-винилимидазолом или N,N-диметиламиноэтилметакрилатом, с использованием высокомолекулярного стабилизатора полиакриламида, модифицированного моностеаратом сорбитана, а также сополимери-зацией акриламида, акриловой кислоты и полисахаридов (крахмал, пектин, хитозан) и т.д.
Установлено, что устойчивые полимерные дисперсии N-винилкапролактама методами гете-рофазной полимеризации получаются только при образовании новой фазы в виде полимерных ад-сорбционных слоев. Эти адсорбционные слои в ряде случаев образуют мицеллы и мицеллярные мик-рореакторы в результате супрамолекулярных процессов между функциональными группами мономе-ра, амидными группами стабилизатора и полисахарида. Наличие супрамолекулярных процессов при сополимеризации основано на результатах просвечивающей электронной микроскопии, динамиче-ского светорассеяния и ИК-спектроскопии.
Показано, что гидродинамические радиусы частиц полимерной дисперсии поли-N-винилкапролактама изменяются при нагревании в пределах указанных величин [(Rh/Rh min)=1.2-1.0], и частицы сохраняют термочувствительность, электрокинетическую и протолитическую чувствитель-ность в течение нескольких месяцев.
Разработан способ синтеза агрегативно устойчивых дисперсий N-винилкапролактама и его сополимеров с 1-винилимидазолом или N,N-диметиламиноэтилметакрилатом с узким контролируе-мым распределением частиц по размерам. Синтез проводится в присутствии полиакриламида, моди-фицированного моностеаратом сорбитана (патент РФ №2569377-С1).
Приведены данные по методам литографии в синтезе «умных» полимеров, обеспечивающих постоянную степень контроля в процессе самосборки дисперсий. Методы усиленного электрополя, pH-контролируемого стэкинга, ион-селективного стэкинг-свипинга в капиллярном зонном электро-форезе эффективны для разделения катионов, анионов и нейтральных молекул с органической матри-цей.
Скачивания
Литература
DeRossi D., Kajiwara K., Osada Y., Yamauchi A., Polymer Gels: Fundamentals and Biomedical Applications. Boston, MA, Springer US, 1991. 354 p.
Harland R.S., Prud’homme R.K., Eds. Polyelectrolyte Gels: Properties, Preparation, and Applications. Washington, DC, American Chemical Society, 1992, 450 p.
Kabanov A.V., Vinogradov S.V., Angew. Chem. Int. Ed., 2009, Vol. 48, No 30, pp. 5418-5429. DOI: 10.1002/anie.200900441.
Pich A., Richtering W., Polymer Nanogels and Microgels. In Polymer Science: A Compre-hensive Reference, 2012, Elsevier, pp. 309-350.
Yallapu M.M., Reddy M.K., Labhasetwar V., Nanogels: Chemistry to Drug Delivery. In Biomedical Applications of Nanotechnology, 2007, Hoboken, NJ, USA, John Wiley & Sons, Inc., pp. 131-171.
Yaminskii V.V., Pchelin V.A., Amelina E.A., Shchukin E.D Koagulyatsionnye kontakty v dispersnykh sistemakh, M., Khimiya, 1982, 185 p.
Ryzhkina I.S., Murtazina L.I., Kiseleva Yu.V., Konovalov A.I., DAN, 2009, Vol. 428, No 4, pp. 487-491.
Shtykov S.N. Lyuminestsentnyi analiz v or-ganizovannykh sredakh / In book «Lyu-minestsentnyi analiz», Problemy analiticheskoi khimii, M., Nauka, 2015, Vol. 19, pp. 121-155.
Davankov V.A., Navratil D., Uolton Kh. Ligandoobmennaya khromatografiya, M., Mir, 1989, 294 p.
Chernova R.K., Doronin S.Yu. Opredele-nie organicheskikh analitov v rastvorakh PAV: ionnye i mitsellyarnye effekty, Saratov, Izd. Saratovskogo gos. un-ta, 2017, 200 p.
Sumina E.G., Mitselly poverkhnostno-aktivnykh veshchestv v zhidkostnoi khromato-grafii / In book «Nanoob"ekty i nanotekhnologii v khimicheskom analize. Problemy analitich-eskoi khimii, M., Nauka, 2015, Vol. 20, pp.267-305.
Bretshnaider St., Svoistva gazov i zhidkostei, M., Leningrad, Khimiya, 1966, 535 p.
Ul'yanov A.V., Polunina I.A., Polunin K.E., Buryak A.K., Sorbtsionnye i khromato-graficheskie protsessy, 2019, Vol. 19, No 2, pp. 130-138. DOI: https://doi.org/10.17308/ sorpchrom.2019.19/730
Platonov I.A., Platonov Vl.I., Platonov Val.I., Voron S.V., Sorbtsionnye i khromato-graficheskie protsessy, 2019, Vol. 19, No 2, pp. 168-173. DOI: https://doi.org/10.17308/sorpchrom. 2019.19/734
Shkutina I.V., Mironenko N.V., Sele-menev V.F., Sorbtsionnye i khromatografiches-kie protsessy, 2019, Vol. 19, No 1, pp.23-29. DOI: https://doi.org/10.17308/sorpchrom. 2019.19/644
Dolgonosov A.M., Khamizov R.Kh., Ko-lotilina N.K., Shaikhina S.U. et al., Sorbtsionnye i khromatograficheskie protsessy, 2016, Vol. 16, No 4, pp. 400-414.
Belyakova N.V., Nechaeva L.S., Bu-tyrskaya E.V., Shaposhnik V.A. et al., Sorbtsionnye i khromatograficheskie protsessy, 2016, Vol. 16, No 4, pp.526-532.
Krachak A.N., Khamizov R.Kh., Kuz'mi-nova I.G., Sorbtsionnye i khromatograficheskie protsessy, 2016, Vol. 16, No 1, pp. 8-16.
Semenov V.N., Zenishcheva A.V., Sele-menev V.F., Kuznetsov V.A. et al., Sorbtsionnye i khromatograficheskie protsessy, 2018, Vol. 18, No 5, pp. 690-695. DOI: https://doi.org/10.17308/sorpchrom.2018.18/595
Belanova N.A., Karpov S.I., Sinyaeva L.A., Selemenev V.F. et al., Sorbtsionnye i khromatograficheskie protsessy, 2018, Vol. 18, No 2, pp. 160-169.
Tsuryupa M.P., Blinnikova Z.K., Da-vidovich Yu.A., Davankov V.A., Sorbtsionnye i khromatograficheskie protsessy, 2016, Vol. 16, No 5, pp.582-590.
Dumanskii A.V. Uchenie o kolloidakh, M., Leningrad, Gos. nauchno-tekhnicheskoe izd-vo khim. lit., 1948, 416 p.
Kuznetsov V.A., Selemenev V.F., Se-menov V.N., Bakalova M.V. Patent RF № 2574722. Opubl. 10.02.2016 BI No4.
Kushchev P.O., Kuznetsov V.A. Patent RF № 2569377. Opubl. 27.11.2015 BI No 33.
Kuznetsov V. A., Kushchev P. O., Blago-datskikh I. V., Ostankova I. V. et al., Colloid Polym. Sci., 2016, Vol. 294, No 5, pp. 889-899. DOI: 10.1007/s00396-016-3843-5.
Kushchev P.O., Kuznetsov V.A., Shatalov G.V., Blagodatskikh I.V. et al., Sorbtsionnye i khromatograficheskie protsessy, 2015, Vol. 15, No 1, pp. 60-66.
Kushchev P.O., Saprina E.I., Kuznetsov V.A., Kondensirovannye sredy i mezhfaznye granitsy, 2018, Vol. 20, No 2, pp. 231-236. DOI: 10.17308/kcmf.2018.20/527
Zenishcheva A.V., Semenov V.N., Kuz-netsov V.A., Kushchev P.O. et al., Sorbtsionnye i khromatograficheskie protsessy, 2020, Vol. 20, No 2, pp. 284-298. DOI: 10.17308/sorpchrom.2020.20/2784
Selemenev V.F., Karpov S.I., Belanova N.A., Rudakova L.V. et al., Sorbtsionnye i khromatograficheskie protsessy, 2020, Vol. 20, No 4, pp. 545-476.
Zenishcheva A.V., Semenov V.N., Kuz-netsov V.A., Kushchev P.O., Kondensirovannye sredy i mezhfaznye granitsy, 2020, No 1, pp.66-74.
Selemenev V.F., Rudakov O.B., Mironen-ko N.V., Semenov V.N. et al., Kondensiro-vannye sredy i mezhfaznye granitsy, 2020, No 3, pp. 412-419.
Selemenev V.F., Oros G.Yu., Zheleznoi S.A., Rudakov O.B. et al. Patent RF № 2169734. Opubl. 27.06.2001.
Kotova D.L., Yatsenko O.B., Selemenev V.F., Beilina D.S. et al. Patent RF № 2214996. Opubl. 27.10.2003.
Khokhlov V.Yu., Selemenev V.F., Khokhlova O.N., Manukovskaya A.N. et al. Patent RF № 2155747. Opubl. 10.09.2000.
Bessonova E.A., Kartsova L.A. Kapilly-arnaya elektrokhromatografiya / In book «Ka-pillyarnyi elektroforez. Problemy analiticheskoi khimii, M., Nauka, 2014, Vol. 18, pp.200-262.
Smirnova T.D., Shtykov S.N. Perenos en-ergii v nanosisitemakh: primeneniya v lyumi-nistsentnom analize / In book «Nanoob"ekty i nanotekhnologii v khimicheskom analize. Prob-lemy analiticheskoi khimii, M., Nauka, 2015, Vol. 20, pp.123-150.
Rusanova T.Yu. Nanoplenki kak chu-vstvitel'nye elementy khimicheskikh i bio-khimicheskikh sensorov / In book «Na-noob"ekty i nanotekhnologii v khimicheskom analize. Problemy analiticheskoi khimii, M., Nauka, 2015, Vol. 20, pp. 98-122.
Turkova Ya. Affinnaya khromatografiya, M., Mir, 1980, 472 p.
Deveni T., Gergei Ya. Aminokisloty, pep-tidy i belki, M., Mir, 1976, 368 p.
Zherebtsov N.A., Popova T.N., Artyukhov V.G. Biokhimiya, Voronezh, Izd-vo VGU, 2002, 696 p.
Mironenko N.V., Selemenev V.F., Artyu-khov V.G., Lavrinenko I.A., Saponiny, Voro-nezh, Izdat. poligrafichekii tsentr «Nauchnaya kniga», 2019, 205 p.
Pirogov A.V. Mitsellyarnaya i mikroemul'sionnaya elektrokhimicheskaya khromatografiya / V kn. «Kapillyarnyi elektro-forez. Problemy analiticheskoi khimii. Moscow, Nauka, 2014, Vol. 18, pp. 126-199.
Tsizin G.I., Statkus M.A., Sorbtsionnoe kontsentrirovanie mikrokomponentov v dinamicheskikh usloviyakh, M., , 2016, 480 p.
Wang B., Hong Y., Feng J., Gong Y., Gao C., Macromol. Rapid Commun., 2007, Vol. 28, No 5, pp. 567-571. DOI: 10.1002/marc.200600730.
Vasiyarov G.G., Drob' A.A., Titova E.V., Staroverov S.M., Sorbtsionnye i khromato-graficheskie protsessy, 2016, Vol. 16, No 4, pp. 488-495.
Li Y‐Y., Zhang X.‐Z., Kim G.‐C., Cheng H. et al., Small, 2006, Vol. 2, No 7, pp. 917-923.
Sjöblom J., Lindberg R., Friberg S.E., Adv. Colloid Interface Sci., 1996, Vol. 65, pp. 125-287. DOI: 10.1016/0001-8686(96)00293-X.
Zhuang J., Gordon M.R., Ventura J., Li L. et al., Chem. Soc. Rev., 2013, Vol. 42, No 17, pp. 7421-7435. DOI: 10.1039/c3cs60094g.
Pimentel Dzh., Mak-Klellan O. Vodorod-naya svyaz', M., Mir, 1964, 462 p.
Selemenev V.F. Rudakov O.B., Slavin-skaya G.V., Drozdova N.V., Pigmenty pishchevykh proizvodstv. Melanoidiny, M., DeLi print, 2008, 246 p.
Dekhant I., Dants R., Kimmer V., Shmol'ke R., Infrakrasnaya spektroskopiya po-limerov, M., Khimiya, 1976, 472 p.
Crespy D., Zuber S., Turshatov A., Land-fester K. et al., J. Polym. Sci. Part Polym. Chem., 2012, Vol. 50, No 6, pp. 1043-1048. DOI: 10.1002/pola.25875.
Yi P., Wang Y., Zhang S., Zhan Y. et al., Carbohydr. Polym., 2017, Vol. 166, pp. 219-227. DOI: 10.1016/j.carbpol.2017.02.107.
Schramm L., Emulsion, foams and suspen-sions: fundamentals and applications, Wiley, 2005, 448 p.
Tinoko I., Zauer K., Veng Dzh., Paglisi Dzh. Fizicheskaya khimiya. Printsipy i prime-nenie v biologicheskikh naukakh, M., Tekhnosfera, 2005, 744 p.
Quirino J.P., Terabe S., J. Chromatogr A., 2000, Vol. 902, pp. 119-135.
Arnett S.D., Lunte C.E., Electrophoresis, 2003, Vol. 24, pp. 1745-1752.
Quirino J. P., Terabe S., Anal. Chem., 2000, Vol .72, pp. 1023-1030.
Moris P. Poverkhnost' i mezhfaznye granitsy v okruzhayushchei srede ot nanourov-nya k global'nomu masshtabu. M., Binom. Lab. znanii, 2013, 540 p.
Leung S.-A., de Mello A.J., J. Chromatogr A., 2002, Vol. 979, pp. 171-170.
Duan J., Hy B., He M., Electrophoresis, 2012, Vol. 33, pp. 2953-2960.
Arnett S.D., Lunte C.E., Electrophoresis, 2007, Vol. 28, pp. 3786-3793.
Kamentsev M. Ya., Kamentsev Ya.S., Moskvin L.N., Yakimova N.M., J. Anal. Chem., 2011, Vol. 66, pp. 212.
Huang H., Chen Z., Yan X., J. Sep. Sci., 2012, Vol. 35, pp. 436-444.
Aranas A.T., Guidote A.M., Quirino J.P., Anal. Bioanal. Chem., 2009, Vol. 394, pp. 175-185.
