The influence of polymers properties on conditions of their swelling in water and aqueous solutions
Keywords:
polymers, polymer gels, swelling kinetics, physico-mathematical model, heterophase model, phases, sorption isotherms.
Abstract
A physico-mathematical model describing kinetics of swelling of the polymer gels, which were
taken from water and immersed into water solutions, was suggested and experimentally confirmed. Kinetics
of swelling of KU-2x4 and KU-2x8 cationites in K-form and AB-17x8 anionites in Cl-form in KCl solutions
of different concentrations, as well as of cross-linked polyvinylic alcohol (PVA-20) in saccharose solutions
was studied. The influence of the polymer granular size on the swelling conditions was studied separately.
Downloads
Download data is not yet available.
References
1.Мушкамбаров Н.Н. Физическая и коллоидная химия. М., ГЭОТАР-МЕД. 2001.
364 c.
2.Zhao Y., Chen W., Yang Y., Yang X. et al. Swelling behavior of ionically cross-linked
polyampholytic hydrogels in varied salt solutions // Colloid Polym. Sci. 2007. Vol. 285.
P. 1395-1400.
3.Budtova T. Navard P. Swelling kinetics of a polyelectrolyte gel in water and salt
solutions. Coexistence of swollen and collapsed phases // Macromolecules. 1998. Vol. 31.
P. 8845-8850.
4.Fillmore Р., Tanaka Т. Kinetics of swelling of gels // Journal of Chemical Physics.
1979. Vol. 70. P. 1214.
5.Tanaka Т., Li В. Kinetics of swelling and shrinking of gels // Journal of Chemical
Physics. 1990. 90. P. 1365-1371.
6.Schott H. Kinetics of swelling of polymers and their gels // Journal of pharmaceutical
sciences. 1990. Vol. 5, 81. P. 467-470.
7.Zrinyi M. Rosta J., Horkay F. Studies on the swelling and shrinking kinetics of
chemically cross-linked disk-shaped polyvinyl acetate gels // Macromolecules. 1993. Vol.
26, 12.
P. 3097-3102.
8.Changjie Wang Yong Li and Zhibing Hu Swelling kinetics of polymer gel //
Macromolecules. 1997. Vol. 30, 16. P. 4727–4732.
9.Li S. Vatanparast R., Lemmetyinen H. Cross-linking kinetics and swelling behaviour
of aliphatic polyurethane // Polymer. 2000. Vol. 41, 15. P. 5571-5576.
10. Souvik Nandi H. Henning Winter Swelling behaviour of partially cross-linked
polymer: a ternary system // Macromolecules. 2005. Vol. 38, 10. P. 4447-4455.
11. Bouklasa N., Huang R. Swelling kinetics of polymer gels: comparison of linear and
nonlinear theories // Soft matter. 2012. Vol. 8. P. 8194-8203.
12. Hui C.Y. Muralidharan V. Gel mechanics: a comparison of the theories of Biot and
Tanaka, Hocker, and Benedek // J.Chem.Phys. 2005. Vol. 123, 15. P. 154905.
13. Biot. M.A. General theory of three-dimensional consolidation // J. Appl.Phys. 1941.
Vol. 12. P. 155-164.
14. Scherer W.G. Measurement of permeability I. Theory // Journal of Non-Crystalline
Solids. 1989. Vol. 113, 2-3. P. 107-118.
15. Scherer. George W. Stress development during supercritical drying // J. Non-Cryst.
Solids. 1992. Vol. 145. P. 33-40.
16. Ферапонтов Н.Б., Рубин Ф.Ф., Ковалева С.С. Безреагентный способ
определения содержания компонентов в растворе и устройство для его
осуществления.// Патент РФ № 228250 от 29 апреля 2005 г. БИ № 24 от 27 августа
2006 г.
17. Ферапонтов Н.Б., Ковалёва С.С., Рубин Ф.Ф. Определение природы и
концентрации растворённых веществ методом набухающей гранулы. // Журнал
аналитической химии. 2007. Т. 62. № 10. С.1028-1033
18. Худякова С.Н., Токмачев М.Г., Ферапонтов Н.Б. Кинетика набухания геля
сшитого поливинилового спирта в процессе синтеза медьсодержащего композита на
его основе // Журнал физической химии, 2013, Т.87, №7. С. 1243-1248.
19. . Ferapontov N.B., Gorshkov V.I., Trobov H.T., Parbuzina L.R. // Russ. J. Phys.
Chem. 1994. 68, №6
20. Ferapontov N.B., Gorshkov V.I., Parbuzina L.R., Trobov H.T. et al. Heterophase
model of swollen cross-linked polyelectrolyt.// React. & Funct. Polym. 1991. Vol. 41. P.
213-225.
21. . Ferapontov N.B., Parbuzina L.R., Gorshkov V.I., Strusovskaya N.L. et al.
Interaction of cross-linked polyelectrolytes with solutions of low-molecular-weight
electrolytes // Reactive & Functional Polymers. 2000. Vol. 45. P. 145-153.
22. Ferapontov N.B., Tokmachev M.G., Gagarin A.N., Strusovskaya N.L. et al. Influence
on the environment on swelling of hydrophilic polymers // Reactive and functional
polymers. 2013. Vol. 73, P. 1137-1143.
23.Шелковникова Л.А., Сарвин В.А., Ферапонтов Н.Б. Влияние внешних условий
на набухания гелевых полистирольных сульфокатионитов со средней сшивкой.//
Сорбционные и хроматографические процессы. 2004. Т. 4, Вып. 5. С.660-666.
24. Ямсков И.А., Буданов М.В., Даванков В.А. Гидрофильные носители на основе
поливинилового спирта для иммобилизации ферментов // Биоорганическая химия.
1979. Т. 5. № 11. С. 1728-1734.
25. Справочник химика. (Под ред. Б.П. Никольского). Том III. Л.: Химия. 1965.
1005 c.
26. Зайцев И.Д., Асеев Г.Г. Справочник. Физико-химические свойства бинарных и
многокомпонентных растворов неорганических веществ. Л.: Химия. 1988. 416 с.
27. Зелинская Е.В., Воронина Е.Ю. Теоретические аспекты использования
гидроминерального сырья. М. Изд-во "Академия Естествознания", 2009. 118 с.
28. Кошкин Н.Н., Ширкевич М.Г. Справочник по элементарной физике. М., Наука,
1976.256 с.
29. Ферапонтов Н.Б., Токмачев М.Г., Гагарин А.Н. Свойства воды в растворах
гидрофильных полимеров. // ЖФХ. 2009. Т.83. № 8. С. 1487-1492.
30. Ферапонтов Н.Б., Вдовина С.Н., Гагарин А.Н., Струсовская Н.Л. и др. Свойства
воды в гелях гидрофильных полимеров // Конденсированные среды и межфазные
границы. 2011.
Т. 13. № 2. С. 208-214.
364 c.
2.Zhao Y., Chen W., Yang Y., Yang X. et al. Swelling behavior of ionically cross-linked
polyampholytic hydrogels in varied salt solutions // Colloid Polym. Sci. 2007. Vol. 285.
P. 1395-1400.
3.Budtova T. Navard P. Swelling kinetics of a polyelectrolyte gel in water and salt
solutions. Coexistence of swollen and collapsed phases // Macromolecules. 1998. Vol. 31.
P. 8845-8850.
4.Fillmore Р., Tanaka Т. Kinetics of swelling of gels // Journal of Chemical Physics.
1979. Vol. 70. P. 1214.
5.Tanaka Т., Li В. Kinetics of swelling and shrinking of gels // Journal of Chemical
Physics. 1990. 90. P. 1365-1371.
6.Schott H. Kinetics of swelling of polymers and their gels // Journal of pharmaceutical
sciences. 1990. Vol. 5, 81. P. 467-470.
7.Zrinyi M. Rosta J., Horkay F. Studies on the swelling and shrinking kinetics of
chemically cross-linked disk-shaped polyvinyl acetate gels // Macromolecules. 1993. Vol.
26, 12.
P. 3097-3102.
8.Changjie Wang Yong Li and Zhibing Hu Swelling kinetics of polymer gel //
Macromolecules. 1997. Vol. 30, 16. P. 4727–4732.
9.Li S. Vatanparast R., Lemmetyinen H. Cross-linking kinetics and swelling behaviour
of aliphatic polyurethane // Polymer. 2000. Vol. 41, 15. P. 5571-5576.
10. Souvik Nandi H. Henning Winter Swelling behaviour of partially cross-linked
polymer: a ternary system // Macromolecules. 2005. Vol. 38, 10. P. 4447-4455.
11. Bouklasa N., Huang R. Swelling kinetics of polymer gels: comparison of linear and
nonlinear theories // Soft matter. 2012. Vol. 8. P. 8194-8203.
12. Hui C.Y. Muralidharan V. Gel mechanics: a comparison of the theories of Biot and
Tanaka, Hocker, and Benedek // J.Chem.Phys. 2005. Vol. 123, 15. P. 154905.
13. Biot. M.A. General theory of three-dimensional consolidation // J. Appl.Phys. 1941.
Vol. 12. P. 155-164.
14. Scherer W.G. Measurement of permeability I. Theory // Journal of Non-Crystalline
Solids. 1989. Vol. 113, 2-3. P. 107-118.
15. Scherer. George W. Stress development during supercritical drying // J. Non-Cryst.
Solids. 1992. Vol. 145. P. 33-40.
16. Ферапонтов Н.Б., Рубин Ф.Ф., Ковалева С.С. Безреагентный способ
определения содержания компонентов в растворе и устройство для его
осуществления.// Патент РФ № 228250 от 29 апреля 2005 г. БИ № 24 от 27 августа
2006 г.
17. Ферапонтов Н.Б., Ковалёва С.С., Рубин Ф.Ф. Определение природы и
концентрации растворённых веществ методом набухающей гранулы. // Журнал
аналитической химии. 2007. Т. 62. № 10. С.1028-1033
18. Худякова С.Н., Токмачев М.Г., Ферапонтов Н.Б. Кинетика набухания геля
сшитого поливинилового спирта в процессе синтеза медьсодержащего композита на
его основе // Журнал физической химии, 2013, Т.87, №7. С. 1243-1248.
19. . Ferapontov N.B., Gorshkov V.I., Trobov H.T., Parbuzina L.R. // Russ. J. Phys.
Chem. 1994. 68, №6
20. Ferapontov N.B., Gorshkov V.I., Parbuzina L.R., Trobov H.T. et al. Heterophase
model of swollen cross-linked polyelectrolyt.// React. & Funct. Polym. 1991. Vol. 41. P.
213-225.
21. . Ferapontov N.B., Parbuzina L.R., Gorshkov V.I., Strusovskaya N.L. et al.
Interaction of cross-linked polyelectrolytes with solutions of low-molecular-weight
electrolytes // Reactive & Functional Polymers. 2000. Vol. 45. P. 145-153.
22. Ferapontov N.B., Tokmachev M.G., Gagarin A.N., Strusovskaya N.L. et al. Influence
on the environment on swelling of hydrophilic polymers // Reactive and functional
polymers. 2013. Vol. 73, P. 1137-1143.
23.Шелковникова Л.А., Сарвин В.А., Ферапонтов Н.Б. Влияние внешних условий
на набухания гелевых полистирольных сульфокатионитов со средней сшивкой.//
Сорбционные и хроматографические процессы. 2004. Т. 4, Вып. 5. С.660-666.
24. Ямсков И.А., Буданов М.В., Даванков В.А. Гидрофильные носители на основе
поливинилового спирта для иммобилизации ферментов // Биоорганическая химия.
1979. Т. 5. № 11. С. 1728-1734.
25. Справочник химика. (Под ред. Б.П. Никольского). Том III. Л.: Химия. 1965.
1005 c.
26. Зайцев И.Д., Асеев Г.Г. Справочник. Физико-химические свойства бинарных и
многокомпонентных растворов неорганических веществ. Л.: Химия. 1988. 416 с.
27. Зелинская Е.В., Воронина Е.Ю. Теоретические аспекты использования
гидроминерального сырья. М. Изд-во "Академия Естествознания", 2009. 118 с.
28. Кошкин Н.Н., Ширкевич М.Г. Справочник по элементарной физике. М., Наука,
1976.256 с.
29. Ферапонтов Н.Б., Токмачев М.Г., Гагарин А.Н. Свойства воды в растворах
гидрофильных полимеров. // ЖФХ. 2009. Т.83. № 8. С. 1487-1492.
30. Ферапонтов Н.Б., Вдовина С.Н., Гагарин А.Н., Струсовская Н.Л. и др. Свойства
воды в гелях гидрофильных полимеров // Конденсированные среды и межфазные
границы. 2011.
Т. 13. № 2. С. 208-214.
Published
2019-11-20
How to Cite
Ferapontov, N. B., & Gagarin, A. N. (2019). The influence of polymers properties on conditions of their swelling in water and aqueous solutions. Sorbtsionnye I Khromatograficheskie Protsessy, 14(5). Retrieved from https://journals.vsu.ru/sorpchrom/article/view/1566
Section
Статьи
