Серебросодержащий нанокомпозит на основе водной дисперсии сетчатого поли-N-винилкапролактама - Ольга Валентиновна Слепцова; Петр Олегович Кущев; Владимир Федорович Селеменев; Александр Алексеевич Синельников (Сорбционные и хроматографические процессы, 2023)
Металлсодержащие полимерные нанокомпозиты обладают специфическими функциональными свойствами, которые определяются природой полимерного носителя и металла. В настоящей работе изучены условия иммобилизации в водной коллоидной дисперсии сетчатого поли-N-винилкапролактама, стабилизированного гидрофобно модифицированным полиакриламидом, биологически активных наночастиц серебра.Синтез агрегативно устойчивой водной дисперсии сетчатого поли-N-винилкапролактама осуществляли посредством осадительной гетерофазной радикальной полимеризации. Методами просвечивающей электронной микроскопии и динамического рассеяния света подтверждены сферическая форма и наноразмер синтезированных частиц. С помощью ИК-спектроскопии охарактеризовано взаимодействие гидрофобно модифицированного полиакриламида и сетчатого поли-N-винилкапролактама, стабилизированного данным полимерным ПАВ. Обнаружено появление амидных группировок и карбоксильных групп, предположено образование надмолекулярных структур.Синтез серебросодержащего нанокомпозита на основе полимерной дисперсии осуществляли путем химического восстановления адсорбированных на частицах полимера ионов серебра с использованием различных восстановителей. Обнаружено, что введение ионов серебра в полимерную дисперсию не вызывает ее коагуляцию. Наряду с ионно-электростатическим фактором устойчивости, обеспечиваемым частично гидролизованными до карбоксильных групп аминогруппами в поверхностно-активном полиакриламиде, действуют факторы, имеющие неэлектрическую природу.С привлечением УФ-спектроскопии выявлено взаимодействие ионов серебра с полимерным носителем. Методами динамического рассеяния света и просвечивающей электронной микроскопии установлено, что связывание ионов серебра с полимерной матрицей приводит к уменьшению размера полимерных частиц при сохранении их формы, а также увеличению доли частиц нанометрового размера. Проведенные исследования позволили утверждать, что ионы серебра удерживаются на поверхности полимерных частиц за счет ионнообменной и специфической адсорбции, а следующий этап – восстановление ионов Ag+ до металлического состояния Ag0 протекает именно в полимерной матрице.В качестве химических восстановителей ионов серебра в работе использовали борогидрид натрия, гидразин, глюкозу, тартрат калия, натрия. При использовании сильных восстановителей (борогидрида натрия и гидразина) образование наночастиц серебра подтверждено появлением на оптических спектрах полосы плазмонного поглощения с длиной волны 412-419 нм.Методом допплеровского микроэлектрофореза были измерены электрокинетические потенциалы полимерной дисперсии и нанокомпозитов. Благодаря наличию карбоксильных групп в полимерном ПАВ на поверхности частиц ζ-потенциал имеет небольшое отрицательное значение. Оказалось, что в процессе синтеза положительно заряженные ионы серебра при высокой их концентрации могут адсорбироваться на поверхности полимерных частиц в сверхэквивалентном количестве, вызывая перезарядку дисперсии. При этом ионы серебра не восстанавливаются полностью такими слабыми восстановителями, как глюкоза и тартрат калия, натрия.