Таким образом, комплексы синтетических полимеров с ПАВ имеют широкий спектр применения, являясь эффективными эмульгаторами, флокулянтами, пенообразователями, стабилизаторами дисперсий и др.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

1. Характеристика исходных веществ и растворителей

Этиловый эфир аминокротоновой кислоты (ЭАК):

ЭАК получен путем аминирования ацетоуксусного эфира (АУЭ) аммиаком при непрерывном перемешивании в трехгорлой колбе. Чистоту определяли рефрактометрически.

Акриловая кислота (АК):

АК предварительно очищалась двукратной перегонкой под вакуумом в токе аргона.

Ткип=300,3 К при Р=4 кПа, nD20=1,4222

Ткип=414 К при Р=101 кПа, nD20=1,4224

Ацетон:

Ацетон сушили над свежепрокаленным поташом и перегоняли при атмосферном давлении.

Динитрил азоизомасляной кислоты соответствовал чистоте ЧДА и использовался без дополнительной очистки.

Спирт абсолютный (C2H5OH) Tкип=780С; nD20=1,713

Лаурилсульфонат натрия (С11H23SO3Na) и цетилпиридиний бромид (С16Н33NC5H5Br) соответствуют марке ЧДА и использовались без дополнительной очистки.

Для приготовления водных растворов использовалась дистиллированная вода.

2. Синтез линейного полиамфолита

Линейный полиамфолит этиловый эфир аминокротоновой кислоты/акриловая кислота (ЭАК/АК) синтезирован из этилового эфира аминокротоновой кислоты (ЭАК) и акриловой кислоты (АК) реакцией присоединения Михаэля с последующей полимеризацией в смеси вода-этанол (50:50%) в присутствии инициатора азо-бис-изобутиронитрила (АИБН).

Мономерная смесь заливается в молибденовую ампулу и продувается в течение 10 минут инертным газом (аргоном) для удаления следов воздуха. Затем ампула запаивается и термостатируется в течение 1 часа при температуре 600С до полимеризации мономерной смеси. После окончания полимеризации полученный сополимер трижды переосаждался в ацетоне и высушивался под вакуумом до постоянного веса.

3. Методы исследования

Потенциометрическое титрование.

Состав линейного полиамфолита определяли методом обратного потенциометрического титрования с помощью рН-метра «Mettler Toledo MPC 227» (Швейцария) при комнатной температуре. Для определения содержания -СООН группы 0,02 г ЭАК/АК растворяется в 10 мл 0,091н КОН и титруется 0,1н раствором НCl. Для определения -NH2 группы 0,02 г ЭАК/АК растворяется в 10 мл 0,1н раствора НCl и титруется 0,091 н раствором КОН.

Содержание акриловой кислоты в сополимере рассчитывается по формуле:

NKOH - концентрация щелочи, моль/л;

VKOH - эквивалентный объем щелочи, пошедший на титрование, мл;

а – навеска полиамфолита, г;

M – молекулярная масса поликислоты;

Результаты титрования представлены графически в виде зависимости рН от объема титранта.

Вискозиметрическое определение.

Вязкость водных растворов измеряли в капиллярном вискозиметре Убеллоде в термостатируемой камере при 250С со временем истечения чистого растворителя 100 сек.

Приведенную вязкость водного раствора полиамфолита рассчитывается по формуле:

τ0 – время истечения чистого растворителя, с;

τ – время истечения раствора, с;

С – концентрация водного раствора полимера; г/дл.

Результаты представлены графически в виде зависимости ηуд/С от С.

Обработка проб почвы и определение содержания радионуклидов

Пробы почвы (после проведения специальной пробоподготовки) с известным равномерным по всему объему распределением радионуклидов помещались в пластиковые стаканы, а затем заливались растворами комплексов. Равномерность распределения радионуклидов контролировалась радиометрическим методом. Для этого из пробы отбирались несколько аликвотных образцов, каждый из которых измерялся на гамма- и бета- радиометре. Если расхождение измеренных значений находилось в пределах погрешности средства (±10%), проба считалась гомогенизированной.

Для достижения достаточной статистики, растворами комплексов обрабатывались три параллельных образца пробы и в течение месяца доводились до воздушно-сухого состояния. Затем пробы делились по слоям толщиной 1 см и проводились анализы каждого слоя.

Содержание радионуклидов в пробе определялось по следующим методикам: методика радиохимического анализа на плутоний, методика радиохимического анализа на стронций, методика выполнения измерений на g-спектрометре , методика выполнения измерений на бета-радиометре.

Определение агрегатного состояния почвы по методу Н.В. Саввинова

Микроагрегатный состав почвы определяли методом «сухого» агрегатного анализа. Среднюю пробу просеивают через набор сит с диаметрами 10; 7; 5; 3; 2; 1; 0,5 и 0,25 мм. На нижнюю ситу устанавливают поддон. Почву просеивают небольшими порциям, избегая сильных встряхивании. Когда сита разъединяют, каждую из них слегка постукивают ладонью по ребру, чтобы освободить застрявшие агрегаты. Агрегаты из сит переносят в отдельные фарфоровые чашки предварительно взвешенные. Просеивают всю среднюю пробу и распределяют на фракции. Каждую фракцию взвешивают на технических весах и рассчитывают ее процентное содержание. Результаты вносят в таблицу.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

1. Физико-химические исследования сополимера ЭАК АК и его комплексов с поверхностно-активными веществами

Как уже было отмечено, линейный полиамфолит этиловый эфир аминокротоновой кислоты/акриловая кислота (ЭАК/АК) синтезирован из этилового эфира аминокротоновой кислоты (ЭАК) и акриловой кислоты (АК) реакцией присоединения Михаэля с последующей свободно-радикальной полимеризацией. Согласно литературным данным полимеризация производных этил 3-аминокротонатов протекает по следующему механизму.

Известно, что алкильные производные этил 3-аминокротонатов несмотря на присутствие С=С двойных связей не вовлекаются в реакции полимеризации. Причиной тому является существование p-сопрояженных енамино- и имино- таутамерных форм, стабилизированных водородными связями. При комнатной температуре енаминная форма (1) более стабильна, чем иминная (2). Поэтому енаминная форма вовлекается в реакцию Михаэля с протонодонорной акриловой кислотой (Рисунок 1).

РИСУНОК 1 - Схема образования промежуточного бетаинового мономера и полимера

Далее, при введении АК в исходную мономерную смесь образуется промежуточный продукт бетаиновой структуры (3), который способен полимеризоваться с раскрытием двойной связи и образованием полимерного бетаина (4). При дальнейшем введении АК происходит образование нового продукта – сополимера бетаина и АК (5).