СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Классификация и виды полиэлектролитов

1.2 Различные факторы, влияющие на контракцию геля

1.3 Перспективы использования полимерных гидрогелей

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1 Получение и очистка исходных веществ

2.1. 1. Мономеры

2.1.2 Растворители

2.1.3 Слабо сшитые полимеры

2.2Методы исследования

ГЛАВА 3.РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЯ

3.1 Определение кинетики набухания и коэффициента набухания

3.2 Исследование взаимодействия сшитого ПЭ с некоторыми ионами Ме2

ВЫВОДЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ВВЕДЕНИЕ.

Актуальность темы

Известно, что число полиэлектролитов разнообразно, хотя и их количество ограничено. Синтез и исследование новых полиэлектролитов представляет большой теоретический и практический интерес. Поликислоты, содержащие в полимерной цепи кислотные группы, не найдены в биологических объектах и получить их можно непосредственным синтезом из соответствующих мономеров. Исследование полиэлектролитов и их взаимодействий самыми различными соединениями ( комплементарными макромолекулами, белками, ионами металлов, лекарственными веществами и т.д.) интересно с точки зрения моделирования процессов, протекающих в биологических системах, а также возможного использования в различных процессах - в процессах извлечения ионов металлов, разделения, очистки и концентрирования белков, иммобилизации и контролируемого высвобождения лекарственных веществ и т. д

Данная работа посвящена синтезу нового полиэлектролита на основе ацетоуксусного эфира и акриловой кислоты и исследованию его взаимодействия с ионами переходных металлов.

Цель работы

1) Синтез сшитого ПЭ.

2) Определение состава сшитого ПЭ.

3) Определение кинетики набухания и коэффициента набухания геля в воде.

4)Исследование взаимодействия сшитого ПЭ с некоторыми ионами Ме2+

Научная новизна темы

Научная новизна данной работы в том, что исследуемый объект является совершенно новым полиэлектролитом, ранее еще не исследованным. Полученные результаты могут быть использованы при извлечении металлов из природных и сточных вод, создании гомогенных и гетерогенных полимерных катализаторов, биомедецинских препаратов, полупроницаемых мембран и полупроводников.

Достоверность полученных данных

В работе использовались химически чистые и чистые для анализа вещества. Растворители очищали перегонкой и бидистилляцией. Использованые методы исследования (гравиметрия и потенциометрия) отличаются высокой точностью, а использованые приборы произведены известной фирмой (аналитические весы – Mettler Toledo, рН - метр Mettler Toledo MPC 227, Швейцария).

Практическая значимость

Синтезированный полиэлектролит может быть использован для сорбции и разделения ионов металлов.

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ, СИМВОЛОВ И ОБОЗНАЧЕНИЙ

ЭЭАКК – этиловый эфир аминокротоновой кислоты

АК – акриловая кислота

ППГ – поли - N – пропилен глицин

ПИКЭИ – поли – 1 - изопропилкарбоксилэтиленимин

ПЭА - полиэтиленаланин

ИЭТ – изоэлектрическая точка

ИЭФ – изоэлектрическое фокусирование

ПЭГ - полиэтиленгликоль

ПЭЙ - полиэтиленимин

2М5ВП – 2 – метил – 5 – винил пиперидин

ТПМК – тройные полимер – металлические комплексы

ПЭК – полиэлектролитные комплексы

П4ВП - поли– 4– винил пиперидин

ПВПБ - поли– 4– винил пиридинбетаин

ПВПД - поливинилпирролидон

С – ПЭК – стехиометрические полиэлектролитные комплексы

Н – ПЭК - нестехиометрические полиэлектролитные комплексы

БПЭ – блокирующий полиэлектролит

ЛПЭ – лиофилизирующий полиэлектролит

ГП2М5ВП – гидрогельполи - 2 – метил – 5 – винилпиридин

ДДС – додицилсульфат натрия

ДБСNa – додицилбензосульфанат натрия

АУЭ – ацетоуксусный эфир

ПА - полиамфолит

ПЭ - полиэлектролит

η - вязкость

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Классификация и виды полиэлектролитов

Полиэлектролитами называют полимерные соединения, сочетающие в себе определенное количество функциональных групп (не менее 3х групп ).

В зависимости от характера функциональных групп полиэлектролиты делятся на поликислоты, полиоснования, полиамфолиты и полибетаины.

Поликислотами называют полимерные соединения, сочетающие в себе кислотные группы (например, - СООН)

Полиоснованиями называют полимерные соединения, сочетающие в себе основные группы (например, - ОН, - NH2)

Полиамфолитами называют полимерные соединения, сочетающие в себе кислотные и основные группы (например, - ОН и - СООН).

Полибетаинами называют полимерные соединения, сочетающие в себе кислотные и основные группы, находящиеся попарно друг около друга и способные образовывать циклические ряды, т.е. подобные органическим аминокислотам (например, - NH2 и - СООН группы, находящиеся попарно друг около друга в звеньях полимерной цепи).

Полиэлектролиты представляют собой большой практический и научный интерес и является одним из немногих классов органических соединений, не существующих в природе, т.е. получить их можно только соответствующими реакциями полимеризации.

В настоящее время применяются как сшитые, так и линейные полимеры, каждые из которых имеют определенные области применения.

Слабосшитые полиэлектролиты, имеющие одну связку на 30 – 70 звеньев полимерной цепи способны поглощать в себя сто, а то и больше тысячи раз от веса растворителя, что значительно превышает способности природных аналогов, таких как мхи и лишайники (в 5 -30 раз больше от своего веса поглощения воды).

При поглощении растворителя слабосшитый полиэлектролит набухает, расстояние между звеньями цепи увеличивается, вместе с тем уменьшается прочность образовавшегося геля. Тем самым исследователи поставили перед собой задачу: найти компромисс между степенью набухания геля, т.е. поглощающей способностью, и его механической прочностью.

Существует несколько способов повышения механической прочности геля, но в настоящее время наиболее часто используют способ внедрения линейного полимера в сетку сшитого. Данный способ подобен образованию органических катенанов и ротоксанов. Внедрение в сетку линейного полимера происходит случайным образом и на сегодняшний момент развития науки и техники не существуют методов управляемого синтеза полимера с заданной структурой, и поэтому в одних и тех же условиях могут получаться полимеры, имеющие различие в некоторых свойствах.

В таких случаях прибегают к упрощению, идеализации объекта, называемого статическим полимером, и вычисляют для него среднее значение кислотности (кислотных групп) или основности (основных групп), а также при вычислении других параметров, т.е. говорят об исследовании образцов.