ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ТРИМЕТИЛ[МЕТАКРИЛОИЛОКСИЭТИЛ]АММОНИЙ МЕТИЛСУЛЬФАТА С ДОДЕЦИЛСУЛЬФАТОМ НАТРИЯ И СВОЙСТВА ПОЛУЧЕННЫХ ПОЛИЭЛЕКТРОЛИТОВ
Аннотация
Радикальная матричная полимеризация является перспективным способом синтеза полиэлектролитов, позволяющим контролировать одновременно и молекулярную массу, и полидисперсность полимеров. Использование мицелл поверхностно-активного вещества вместо традиционно используемых макромолекулярных матриц позволяет решить основную проблему матричного синтеза – выделение полученного полимера. В работе изучено влияние катионного мономера - триметил[метакрилоилоксиэтил]аммоний метилсульфата и додецилового спирта, содержащегося в противоположно заряженном поверхностно-активном веществе - додецилсульфате натрия, на его мицеллообразование методами флуоресцентной спектрофотомерии, солюбилизацией маслорастворимого красителя Oil Yellow OB, капиллярной вискозиметрии, кондуктометрии и тензометрии. Определены критические концентрации мицеллообразования, соответствующие образованию мицелл сферической, сфероидальной форм, а также цилиндрических мицелл, формирующих сетку зацеплений. Установлено, что температура, мало влияя на значения первой и второй критической концентрации мицеллообразования, оказывает заметное влияние на значение третьей критической концентрации мицеллообразования. В условиях эквимольного соотношения мономер/додецилсульфат натрия проведена радикальная матричная полимеризация триметил[метакрилоилоксиэтил]аммоний метилсульфата на мицеллах додецилсульфата натрия сфероидальной формы в присутствии инициатора радикальной полимеризации 2,2'-азобис(2-метилпропионамидин) дигидрохлорида. Методом капиллярной вискозиметрии определены характеристические вязкости синтезированных полиэлектролитов и константы Хаггинса в растворе нитрата натрия. Полиэлектролиты, синтезированные на мицеллах, характеризуются более высокими значениями характеристической вязкости, чем полиэлектролиты, полученные в водном растворе в отсутствие ПАВ. Различие в значениях характеристической вязкости связано с взаимным влиянием додецилового спирта и триметил[метакрилоилоксиэтил]аммоний метилсульфата на размер и форму мицелл додецилсульфата натрия.
Для цитирования:
Быков Д.С., Шулевич Ю.В., Духанина Е.Г., Навроцкий А.В., Новаков И.А. Взаимодействие триметил[метакрилоилоксиэтил]аммоний метилсульфата с додецилсульфатом натрия и свойства полученных полиэлектролитов. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2025. Т. 68. Вып. 7. С. 114-124. DOI: 10.6060/ivkkt.20256807.7198.
Литература
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.
Pavlovskaya M.V., Abaimova K.A., Pronina Yu.S., Grishin D.F. Synthesis of copolymers of stearylmethacrylate and stearylacrylate with n-substituted acrylamides in the presence of reversible chain transfer agents and study of their effect. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2024. V. 67. N 1. P. 119-127 (in Russian). DOI 10.6060/ivkkt.20246701.6817.
Seredkina O.R., Rakhimova O.V., Lanovetskiy S.V. Influence of flocculant type on strength characteristics of flocs in claysalt suspensions. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2020. V. 63. N 6. P. 30-36 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20206306.6085.
Proskurina V.E., Kashina E.S., Rakhmatullina A.P. Flocculation of disperse systems by polyfunctional polymer-inorganic hybrids. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2022. V. 65. N 9. P. 39-46. DOI: 10.6060/ivkkt.20226509.6634.
Medvedeva I.V., Medvedeva O.M., Studenok A.G., Stu-denok G.A., Tseytlin E.M. New composite materials and processes for chemical, physico-chemical and biochemical technologies of water purification. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2023. V. 66. N 1. P. 6-27 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20236601.6538.
Papisov I.M. Matrix polymerization and other matrix and pseudomatric processes as a way to obtain composite materials. Vysokomolek. Soed. Ser. B. 1997. V. 39. N 3. Р. 562 - 574 (in Russian).
Polowinski S. Template polymerisation and co-polymerisation. Progr. Polym. Sci. 2002. V. 27. N 3. P. 537–577. DOI: 10.1016/S0079-6700(01)00035-1.
Novakov I.A., Shulevich Y.V., Zakharova Y.A. Le Thi Doang Chang, Dukhanina E.G., Navrotskii A.V. Properties of polyelectrolytes prepared by polymerization of ionogenic monomers in micellar solutions of sodium dodecyl sul-fate. Izv. AN. Ser. Khim. 2015. V. 64. N 3. Р. 597-604. DOI: 10.1007/s11172-015-0905-7.
Bilibin A.Yu., Shcherbinina T.M., Kondratenko Yu.A., Zorina N.A., Zorin I.M. Micellar polymerization of al-kylammonium 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonates in the solvents of different polarities and properties of resulting polyelectrolyte-surfactant complexes. Polym. Sci. 2015. V. 293. N 4. P. 1215 – 1225. DOI: 10.1007/s00396-015-3497-8.
Zorin I.M., Makarov I.A., Ushkova T.S., Melnikov A.B., Antonov E.A., Bilibin A. Yu. Core Cross-Linked Polymer-ized Micelles and Dendronized Nanoparticles. Colloid. Spec. Iss.: Mod. Trends Polym. Sci. 2010. V. 296. N 1. P. 407-415. DOI: 10.1002/MASY.201051056.
Roy S., Dey J. Effect of hydrogen-bonding interactions on the selfassembly formation of sodium N -(11-acrylamidoundecanoyl)-L-serinate, L-asparaginate, and L-glutaminate in aqueous solution. J. Colloid Interface Sci. 2007. V. 307. N 1. P. 229-234. DOI: 10.1016/j.jcis.2006.11.014.
Fetin P.A., Zorin I.M., Lezov A.A., Fetina V.I., Bilibin A.Yu. Impact of cointerions on micelle formation and polymerization of 11-acryoyxyundecyltrimethylammonium surfactants. Mol. Liq. 2020. V. 309. P. 113103. DOI: 10.1016/j.molliq.2020.113103.
Zorin I.M., Zorina N.A., Fetin P.A. Polymerization of micelleforming monomers. Polym. Sci. C. 2022. V. 64. N 2. P. 123–134. DOI: 10.1134/S1811238222700060.
Novakov I.A., Shulevich Y.V., Dukhanina E.G., Navrotskii A.V. Polymerization of trimethylmethacryloyloxy-ethylammonium methyl sulfate in surfactant micellar solution of sodium alkyl sulfates and properties of the resultant polyelectrolytes. Colloid Polym. Sci. 2018. V. 296. N 5. P. 871-881. DOI: 10.1007/s00396-018-4302-2.
Holmberg K. Surfactants and polymers in aqueous solutions. M.: BINOM. Lab. Znanij. 2007. 528 p. (in Russian).
Raoul Z., Eric W. K. Giant micelles: properties and application. Boca Raton – London – New York: CRC Press Taylor & Francis Group. 2007. 555 р. DOI: 10.1201/9781420007121.
Kwiatkowski A.L., Molchanov V.S., Philippova O.E. Рolymerlike wormlike micelles of ionic surfactants: structure and rheological properties. Polym. Sci., Ser. A. 2019. V. 61. N 2. P. 215-225. DOI: 10.1134/S0965545X19020081.
Abramzon A.A., Bocharov V.V., Gaevoy G.M. Surfaceactive substances. L.: Khimiya. 1979. 376 p. (in Russian).
Rusanov A.I., Prokhorov V.A. Interphase tensiometry. SPb.: Khimiya. 1994. 380 р. (in Russian).
Serdyuk A.I., Kucher R.V. Micellar transitions in solutions of surfactants. Kiev: Naukova Dumka. 1987. 204 р. (in Russian).
Dutkiewicz E., Jakubowska A. Effect of electrolytes on the physicochemical behaviour of sodium dodecyl sulphate micelles. J. Surf. Sci. Technol. 2002. V. 280. N 11. P. 1009-1014. DOI: 10.1007/s00396-002-0723-y.
Umlong I.M., Ismail K. Micellization behaviour of sodium dodecyl sulfate in different electrolyte media. Colloid. Surf. A. 2007. N 299. P. 8–14. DOI: 10.1016/j.colsurfa.2006.11.010.
Serdyuk A.I., Naumov A.V., Chervontseva N.I. The effect of the structure of ionic surfactants on the transfor-mation of micelles from spherical to non-spherical in their aqueous solutions. Kolloid. Zhurn. 1985. V. 47. N 2. P. 330-336 (in Russian).
Shulevich Yu.V., Motyakin M.V., Zakharova Yu.A., Dukhanina E.G., Wasserman A.M., Navrotsky A.V., Novakov I.A. Interaction of a cation Monomer with sodium dodecyl sulfate in concentrated aqueous solutions: EPR-spectroscopy and rotary viscometry. Kolloid. Zhurn. 2015. V. 77. N 1. P. 108-114 (in Russian). DOI: 10.1134/S1061933X15010160.
Motyakin M.V., Vasserman A.M., Shulevich Y.V., Navrotskii A.V., Novakov I.A., Zakharova Y.A. Interaction of cationic monomer with sodium dodecyl sulfate in dilute aqueous solutions: ESR study. Kolloid. J. 2009. V. 71. N 5. P. 672-676. DOI: 10.1134/S1061933X09050135.
Shulevich Y.V., Dukhanina E.G., Bykov D.S., Navrot-skii A.V., Novakov I.A., Zakharova Y.A., Tolstoi P.M., Vovk M.A. Matrix polymerization of trimethylmetacrylo-yloxyethylethylammonium methyl sulfate in sodium dodecyl sulfate micellar solutions. Polym. Sci. Ser. B. 2019. V. 61. N 6. P. 715-724. DOI: 10.1134/S1560090419060125.
