ИССЛЕДОВАНИЕ АГРЕГАТООБРАЗОВАНИЯ И ПОЛИМЕРИЗАЦИИ 2-АКРИЛАМИДО-2-МЕТИЛПРОПАНСУЛЬФОНАТА ЦЕТИЛАММОНИЯ В РАЗЛИЧНЫХ СРЕДАХ

 

Кондратенко Ю.А.,¹ Суханова Т.М.²,Зорин И.М.³

¹ Санкт-Петербургский государственный университет,

Санкт-Петербург, Россия.

Студент III курса.

kondratencko.iulia@yandex.ru

² Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия. Аспирант 3г.

³ Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия. Молодой учёный.

Научный руководитель: Зорин И.М.

 

В течение последних десятилетий полимеризация в структурно-организованных системах привлекает значительное внимание исследователей, как с фундаментальной точки зрения, так и как способ создания новых функциональных материалов. Мицеллярные растворы ионогенных ПАВ, имеющих в структуре молекулы группу, способную к полимеризации, занимают важное место в ряду полимеризуемых систем, формирующих организованные структуры. Особый тип полимеризуемых ПАВ представляют мономеры, у которых полимеризуемая группа локализована не в самой молекуле ПАВ, а в молекуле противоиона. Ранее в нашей группе был получен новый поверхностно-активный мономер такого типа - 2-акриламидо-2-метил-пропансульфонат додециламмония (ДДА-АМПС), исследована его полимеризация в воде, водно-диоксановых смесях и некоторых органических растворителях [1].

В данной работе получен новый мицеллообразующий мономер 2-акриламидо-2-метилпропансульфонат цетиламмония (ЦА-АМПС). Данный мономер является гомологом ДДА-АМПС, содержащим в гидрофобном хвосте на 4 метиленовых группы больше, что должно оказывать существенное влияние на способность к агрегатообразованию.

Исследовано мицеллообразование ЦА-АМПС в воде при 60^◦С. Методом кондуктометрии определена критическая концентрация мицеллообразования (ккм) мономера в воде, она составила 0,0015 моль/л. Обнаружено значительное возрастание приведенной вязкости раствора при увеличении концентрации мономера выше 0,175 моль/л, что, скорее всего, обусловлено образованием анизометрических мицелл. Методом вискозиметрии определены ккм ЦА-АМПС в п-ксилоле и хлороформе. Методом АСМ получены изображения мицелл ЦА-АМПС. Таким образом, доказано, что данный мономер является мицеллообразующим, как в полярных, так и в неполярных растворителях, формируя в них прямые или обращенные мицеллы, соответственно.

Проведена полимеризация данного мономера в воде в концентрационных диапазонах существования анизотропных мицелл и сферических мицелл. Полученные полимеры (поли(2-акриламидо-2-метилпропансульфонат цетиламмония), ЦА-ПАМПС) растворимы в хлороформе, ТГФ, n-бутаноле, метаноле, содержащем 3масс.% LiCl; не растворимы в ацетоне, воде, диоксане, этилацетате, этаноле, метаноле, ДМСО, нитроэтане; набухают в хлористом метилене и п-ксилоле. Образцы ЦА-ПАМПС были исследованы методом вискозиметрии в хлороформе и n-бутаноле. В n-бутаноле наблюдался полиэлекролитный эффект, а в хлороформе зависимость приведенной вязкости от концентрации оказалась линейна. Характеристические вязкости полученных полимеров в хлороформе возрастали с увеличением концентрации мономера при синтезе. Полученные полимеры охарактеризованы методом АСМ.

Была проведена полимеризация в органических растворителях. Методом вибрационной вискозиметрии в реальном времени обнаружено, что в процессе полимеризация в п-ксилоле образуется гель. Полученные полимеры охарактеризованы методом АСМ и вискозиметрии в хлороформе.

Методом АСМ и рентгеноструктурного анализа доказано, что пленки ЦА-ПАМПС из хлороформа имеют явно выраженную слоистую структуру.

 

Работа выполнена при поддержке РФФИ, грант № 12-03-00746.

 

Литература:

[1] Bilibin A.Yu., Sukhanova T.M., Matuschkin N. I., Mel’nikov A.B., Zorin I. M. “Polymerization of Dodecylammonium-2-acrylamido-2-methylpropane sulfonate in Solvents with Different Dielectric Constants and Study of the Resulting Ionic Complexes”. Macromol. Symposia (отправлена)