ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ СТИРОЛА И МЕТИЛМЕТАКРИЛАТА ПРИ ФОРМИРОВАНИИ ЧАСТИЦ ПОЛИМЕРНЫХ СУСПЕНЗИЙ, СТАБИЛИЗИРОВАННЫХ ОЛИГОДИМЕТИЛСИЛОКСАНАМИ, В РАЗЛИЧНЫХ ТЕМПЕРАТУРНЫХ РЕЖИМАХ
Аннотация
В статье представлены данные по исследованию влияния температуры полимеризации на свойства полимерных суспензий (диаметр частиц, их распределение по размерам и их агрегативную устойчивость), полученных в присутствии нерастворимых в воде кремнийорганических ПАВ. Влияние температуры исследовали при гетерофазной полимеризации стирола и метилметакрилата в присутствии кремнийорганических ПАВ различного строения с концевыми амино- и глицидокси-группами (α,ω-бис(триметилсилокси-олигодиметилметил(3-аминопропил)силоксан (ПМАДМС1) и α,ω-бис[3-глицидоксипропил]поли-диметилсилоксан (ПДМС(СНОСН2)). При проведении полимеризации в различных температурных режимах была выявлена зависимость скорости полимеризации и диаметра частиц от температуры синтеза: с ростом температуры скорость увеличивается, а диаметр частиц уменьшается (с 1,1 мкм до 0,4 мкм). Показано, что энергия активации полимеризации стирола в присутствии кремнийорганических ПАВ различного строения составляет 25,4 и 33,4 Дж/моль, что близко к значениям, обычно наблюдаемым при радикальной гетерофазной полимеризации. Снижение температуры полимеризации приводит к увеличению индукционного периода на кинетических кривых конверсия/время. Детальное исследование начальной стадии полимеризации метилметакрилата при различной температуре показало, что диаметр частиц определяется на начальной стадии полимеризации и существенно зависит от температуры процесса. В случае синтеза полимерных суспензий при постоянной температуре на протяжении всего процесса полимеризации, значение температуры не оказывает существенного влияния на агрегативную устойчивость полученных полимерных частиц. При этом на агрегативную устойчивость полимерных суспензий оказывает влияние скорость формирования межфазного адсорбционного слоя из молекул кремнийорганического ПАВ и полимера, который формируется на начальном этапе процесса полимеризации.
Литература
Gritskova, I.A., Ezhova, A.A., Chalykh, A.E., Lobanova N.A., Muzafarov A.M., Chvalun S.N., Gusev S.A., Levachev S.M. Synthesis of polymer microspheres of different diameters in the presence of carbofunctional organosil-icon surfactants. Colloid Polym Sci. 2021. V. 299. P. 823–833. DOI: 10.1007/s00396-020-04805-2.
Ezhova, A.A., Gritskova, I.A., Gusev S.A., Milenin S.A., Gorodov V.V., Muzafarov A.M., Lazov M.A., Chvalun S.N. Organosilicon Comb-Shaped Surfactants for the Synthesis of Polymer Suspensions with a Narrow Particle Size Distribution. Polym. Sci. Ser. B. 2021. V. 63. N 3. Р. 209–217. DOI: 10.1134/S1560090421030052.
Pavlovskaya M.V., Grishin D.F. Polymerization of methyl methacrylate in presence of initiating systems based on iron complexes of various structures. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2020. V. 63. N 3. P. 30-36 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20206303.6039.
Istratov V.V., Vasnev V.A., Milushkova E.V, Gritskova I.A., Levachev S.M., Gusev S.A. Heterophase polymeriza-tion of styrene in the presence of biodegradable surfactants. Polym. Science. Ser. B. 2015. V. 57. N 6. P. 567-575. DOI: 10.1134/S1560090415060068.
Gritskova I.А., Shragin D.I., Levachev S.М., Ezhova А.А., Milushkova Е.V., Kopylov V.М., Gusev S.А., Pro-kopov N.I., Lobanova N.A. Functional jrganosilicon substances as stabilizers of polymeric suspensions. Tonkie Khim.Tekhnol. 2016. V. 11. N 2. P. 5-16 (in Russian). DOI: 10.32362/2410-6593-2016-11-2-5-16.
Gritskova I.A., Kopylov V.V., Milushkova E.V., Zlydne-va L.A., Shragin D.I., Levachev S.M. Novel approach to synthesis of monodisperse polymeric microspheres: hetero-phase polymerization of styrene and methyl methacrylate in presence of water-insoluble functional PDMSS. Silicon. 2015. V. 7. N 2. P. 217-227. DOI: 10.1007/s12633-014-9265-4.
Gritskova I.A., Chadaev P.N., Shragin D.I., Levshenko E.N., Zlydneva L.A., Volkova E.V., Rassokha N.V. Polymerization of methyl methacrylate in the presence of or-ganosilicon surfactants. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2011. V. 54. N 9. P. 70-73 (in Russian).
Gritzkova I.A., Adebayo G.B., Krasheninnikova I.G., Kaminsky V.A. The synthesis of polymer suspension with narrow particle size distribution for immunochemical investigations. Colloid. Polym. Sci. 1998. V. 276. P. 1068–1077. DOI: 10.1007/s003960050348.
Gritskova I.A., Ezhova A.A., Lakhtin V.G., Sokolskaya I.B., Krizhanovsky I.N., Storozhenko P.A., Shragin D.I., Muzafarov A.M. Synthesis of oligosiloxanes with 3-aminopropyl groups and their testing as surfactants in the preparation of polymer microspheres. Izv. AN. Ser. Khim. 2018. V. 67. N 10. P. 1908-1914 (in Russian). DOI: 10.1007/s11172-018-2306-1.
Gorodov V.V., Milenin S.A., Demchenko N.V., Muzafa-rov A.M. Carboxyl-Containing Polydimethylsiloxanes: Synthesis and Properties. INEOS open. 2020. V. 3. N 2. P. 43–54. DOI: 10.32931/io2011r.
Gorodov V.V., Demchenko N.V., Buzin M.I., Vasil´ev V.G., Shragin D.I., Papkov V.S., Muzafarov A.M. Synthesis and thermal and rheological properties of carboxyl-containing polydimethylsiloxanes. Izv. AN. Ser. Khim.. 2017. V. 66. N 7. P. 1290–1299 (in Russian). DOI: 10.1007/s11172-017-1887-4.
Ghavami-Lahiji M., Hooshmand T. Analytical methods for the measurement of polymerization kinetics and stresses of dental resinbased composites: A review. Dent. Res. J. (Isfahan). 2017. V. 14. N 4. P. 225-240. DOI: 10.4103/1735-3327.211628.
Clogston J.D., Patri A.K. Zeta Potential Measurement. In: Characterization of Nanoparticles Intended for Drug Delivery. Methods in Molecular Biology (Methods and Protocols). Ed. by S. McNeil. Humana Press. 2011. V. 697. DOI: 10.1007/978-1-60327-198-1_6.
Vent D.P., Savel'yanov V.P., Lopatin A.G., Safin M.A. Applied kinetics of styrene suspension polymerization. The-or. Found. Chem. Eng. 2014. V. 48. N 3. P. 332-336. DOI: 10.7868/S0040357114030191.
Sarov Y., Capek I. Kinetic events of (micro)emulsion polymerization of styrene. Polym. Bull. 2020. V. 77. P. 4851–4865. DOI: 10.1007/s00289-019-02976-9.
López-Aguilar J.E., Vargas R.O., Escobar-Toledo C.E., Mendizábal E., Puig J.E., López-Serrano F. Main events occurring in styrene microemulsion polymerization. J. Appl. Polym. Sci. 2015. V. 132. N 13. P. 41720. DOI: 10.1002/app.41720.
Sheibat-Othman N., Vale H.M., Pohn J.M., Mckenna T.F.L. Is Modeling the PSD in Emulsion Polymerization a Finished Problem? An Overview. Macromol. React. Eng. 2017. V. 11. P. 1600059. DOI: 10.1002/mren.201600059.
Grickova I., Shaikhutdinov E., Yeligbayeva G., Milushkova Е., Gusev S., Adikanova D. Emulsion polymerization of styrene in the presence of emulsifiers named "Laprol". Chem. Bull. Kazakh Nat. Univ. 2013. V. 70. N 2. P. 34-40. DOI: 10.15328/chemb_2013_234-40.
Lovell P.A., Joseph F. Schork Fundamentals of Emulsion Polymerization. Biomacromolecules. 2020. V. 21. N 11. P. 4396-4441. DOI: 10.1021/acs.biomac.0c00769.
Yamashita Y., Miyahara R., Sakamoto K. Emulsion and Emulsification Technology. Chapter 28 Cosmetic Science and Technology. Elsevier. 2017. P. 489-506. DOI: 10.1016/B978-0-12-802005-0.00028-8.
Koroleva M.Yu., Yurtov E.V. Ostwald ripening in macro- and nanoemulsions. Usp. Khim. 2021. V. 90. N 3. P. 293–323 (in Russian). DOI: 10.1070/RCR4962.
