Эффекты самоорганизации в полимерных гелях Филиппова, Ольга Евгеньевна

Короткий опис

Филиппова, Ольга Евгеньевна.
Эффекты самоорганизации в полимерных гелях : диссертация ... доктора физико-математических наук : 01.04.19. - Москва, 1999. - 446 с. : ил.
Оглавление диссертациидоктор физико-математических наук Филиппова, Ольга Евгеньевна
ОГЛАВЛЕНИЕ.
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ.гк
ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА I. ПОЛИМЕРНЫЕ ГЕЛИ (литературный обзор).
1.1. Основные физические факторы, определяющие поведение полимерных гелей.
1.1.1. Незаряженные гели.
1.1.2. Ион-содержащие гели.
1.2. Суперабсорбционные свойства гелей.
1.3. Применение гелей-суперабсорбентов.
1.4. Коллапс гелей.
1.5. Термодинамика полимерных гелей.
1.5.1. Общая теория.
1.5.2. Полимерная сетка в однокомпонентном растворителе а. Незаряженная сетка. б. Заряженная сетка.
1.5.3. Полимерная сетка в смеси двух низкомолекулярных растворителей.
1.6. Восприимчивые гели.
1.6.1. Термочувствительные гели.
1.6.2. Гели, чувствительные к составу растворителя.
1.6.3. рН-чувствительные гели.
1.6.4. Ион-чувствительные гели.
1.6.5. Светочувствительные гели.
1.6.6. Гели, чувствительные к действию электрического поля.
1.6.7. Биохимически чувствительные гели.
1.7. Применение "восприимчивых" гелей.
1.7.1. Концентрирование белковых растворов и обезвоживание суспензий.
1.7.2. Мембраны с регулируемой проницаемостью.
1.7.3. Иммобилизация катализаторов.
1.7.4. Контролируемое выделение лекарств.
1.7.5. Гели как манипуляторы.
1.8. Микрофазное расслоение в слабозаряженных полиэлектролитных гелях.
1.9. Иономерное поведение полимеров.
1.9.1. Полиэлектролиты и иономеры.
1.9.2. Иономерное поведение линейных полимеров. а. Иономерныйрежим. б. Переход от полиэлектролитного к иономерному режиму.
1.9.3. Иономерное поведение сетчатых полимеров.
1.9.4. Теория коллапса гелей с учетом образования ионных пар и мультиплетов. а. Конформационное поведение геля при изменении качества растворителя. б. Конформационное поведение геля при изменении содержания ионогенных групп.
1.10. Постановка основных задач работы.
ГЛАВА II. МИКРОНЕОДНОРОДНОСТИ ПРИ КОЛЛАПСЕ
ПОЛИЭЛЕКТРОЛИТНЫХ ГЕЛЕЙ.
II. 1. Постановка задачи.
11.2. Кинетически замороженные структуры.
11.3. Микронеоднородности в сколлапсированных гелях, обусловленные иономерным эффектом.
11.4. Вывод.
ГЛАВА III. ИОНОМЕРНЫЙ ЭФФЕКТ В ГЕЛЯХ.
III. 1. Постановка задачи.
III. 2. Переход от полиэлектролитного к иономерному режиму при ионизации гелей.
111.2.1. Полиэлектролитный режим.
111.2.2. Смешанный полиэлектролитно-иономерный режим.
111.2.3. Иономерный режим.
111.2.4. Выводы.
III.3. Мультиплеты в полимерных гелях.
111.3.1. Редкоземельные ионы как флуоресцентные зонды.
111.3.2. Ионная агрегация в метаноле. а. Макроскопическое поведение гелей. б. Связывание противоионов с цепями сетки. в. Образование мулътиплетов. г. Размер мулътиплетов.
111.3.3. Ионная агрегация в воде. а. Макроскопическое поведение гелей. б. Связывание противоионов с цепями сетки. в. Образование мулътиплетов.
III.3.4. Выводы.
ГЛАВА IV. ГИДРОФОБНО МОДИФИЦИРОВАННЫЕ
ПОЛИЭЛЕКТРОЛИТНЫЕ ГЕЛИ.
IV. 1. Постановка задачи.
ГЛ2. Получение гидрофобно модифицированных гелей.
Г/.З. Набухание гелей при титровании.
ГУ.4. Потенциометрическое титрование.
IV.5. Изучение гидрофобной агрегации методом флуоресцентного зонда.
IV. 6. Определение доли агрегированных гидрофобных групп геля методом ЯМР.
IV.7. Абсорбционные свойства гелей.
IV. 8. Выводы.
ГЛАВА V. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ГЕЛЕЙ С МИЦЕЛЛООБРА-ЗУЮЩИМИ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫМИ
ВЕЩЕСТВАМИ.
V. 1. Экспериментальное исследование взаимодействия сетчатых полимеров с ПАВ (обзор литературы).
V. 1.1. Полиэлектролитный гель / противоположно заряженное ПАВ.
V. 1.2. Незаряженный гель / ионогенное ПАВ.
V.2. Теория коллапса полиэлектролитных сеток при взаимодействии с противоположно заряженными ПАВ обзор литературы).
V.3. Постановка задачи.
V.4. Критическая концентрация агрегации ПАВ в геле.
V.5. Взаимодействие гидрофобно модифицированных гелей с ПАВ.
V.5.1. Набухание гидрофобно модифицированных гелей в водных растворах.
V.5.2. Незаряженный гель / анионное ПАВ.
V.5.3. Незаряженный гель / катионное ПАВ.
V.5.4. Анионный гель / катионное ПАВ.
V.5.5. Анионый гель / анионное ПАВ.
V.5.6. Выводы.
V.6. Два механизма связывания в системе гель / ПАВ и переход между ними.
V. 6.1. Ионизация геля в водной среде.
V.6.2. Поглощение ПАВ гелем.
V.6.3. Измерение степени набухания геля при поглощении
V.6.4. Структура комплексов гель / ПАВ при разных рН.
V.6.5. Вывод.
V.7. Взаимодействие катионных гелей одновременно с анионным и катионным ПАВ переход между ними.
V.7.1. Набухание гелей.
V.7.2. Состав комплексов.
V.7.3. Структура комплексов.
V.7.4. Выводы.
ГЛАВА VI. КОМПЛЕКСООБРАЗОВАНИЕ ГЕЛЕЙ С
ЛИНЕЙНЫМИ ПОЛИМЕРАМИ.
VI. 1. Комплексообразование полиметакриловой кислоты с полиэтиленгликолем (литературный обзор).
VI. 1.1. Комплексообразование линейной полиметакриловой кислоты с полиэтиленгликолем.
VI. 1.2. Комплексообразование сшитой полиметакриловой кислоты с полиэтиленгликолем.
VI.2. Теория коллапса полимерных сеток при комплексообразовании с линейным полимером (литературный обзор).
VI.3. Постановка задачи.
VI.4. Взаимодействие гидрогеля полиметакриловой кислоты с полиэтиленгликолем.
VI.4.1. Влияние концентрации полиэтиленгликоля. а. Коллапс геля. б. Возвратное набухание геля.
VI.4.2. Влияние рН.
VI.4.3. Влияние температуры.
VI.4.4. Влияние молекулярной массы полиэтиленгликоля.
VI.4.5. Влияние степени сшивки геля.
VI.5. Конкурентное взаимодействие гелей полиметакриловой кислоты с полиэтиленгликолем и катионным ПАВ.
VI.5.1. Модельные системы. а. Гель ПМАК. б. Гель ПМАК/ПЭГ. е. Гель ПМАК/ЦПХ.
VI.5.2. Тройная система гель ПМАК / ПЭГ / ЦПХ.
VI.6. Выводы.
ГЛАВА VII. ПОЛИЭЛЕКТРОЛИТНЫЕ СТЕРЖНИ В ГЕЛЯХ
VIL 1. Постановка задачи.
VII.2. Получение и свойства гелей с внедренным жесткоцепным полиэлектролитом.
VII.2.1. Свойства гелей, набухших в воде.
VII.2.2. Свойства гелей, набухших в водных солевых растворах.
VII.3. Агрегация полиэлектролитных стержней.
VII.4. Диффузия полиэлектролитных стержней из геля.
VII.4.1. Диффузия в воду.
VII.4.2. Диффузия в раствор соли.
VII.5. Кинетика выделения полиэлектролитных стержней из геля.
VII.6. Взаимопроникающие сетки.
VII.7. Абсорбция полиэлектролитных стержней гелем.
VII.8. Теория набухания гелей, содержащих линейный жесткоцепной полиэлектролит.
VII.8.1. Модель.
VII.8.2. Равновесные характеристики.
VII.8.3. Кинетические характеристики.
VII.8.4. Результаты теоретических расчетов.
VII.9. Выводы.
ГЛАВА VIII. ЭКПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.
VIII. 1. Объекты исследования.
VIII. 1.1. Материалы. а. Растворители. б. Мономеры. в. Поверхностно-активные вещества. г. Флуоресцентные зонды. д. Линейные полимеры.
VIII. 1.2. Получение и характеристика полимерных гелей.
VIII. 1.3. Получение и характеристика комплексов полимерных гелей с ПАВ или линейными полимерами. а. Комплексы гель /ПАВ. б. Комплексы гелъ ПМАК / ПЭГ.
VIII.2. Методы исследования.
VIIL2.1. Метод УФ/видимой спектроскопии. а. Определение концентрации ПАВ в растворе. б. Определение концентрации ПЭГ в растворе.
УШ.2.2. Метод ИК-спектроскопии.
УШ.2.3. Потенциометрическое титрование.
УШ.2.4. Метод флуоресцентной спектроскопии. а. Стационарные измерения. б. Релаксационные измерения.
УШ.2.5. Малоугловое рентгеновское рассеяние.
УШ.2.6. Метод ЯМР спектроскопии.
УШ.2.7. Метод сканирующей электронной микроскопии.
УШ.2.8. Определение модуля упругости гелей.
VIII.2.9. Измерение электропроводности гелей.
VIII.2.10. Метод диэлектрической спектроскопии.