Получение, коллоидно-химические свойства полиэлектролитов и гидрогелей на основе акриловой кислоты и динаминов тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.11 ВАК РФ

АКАДЕМИЯ НАУК РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН ИНСТИТУТ ОБЩЕЙ И НЕОРГАНИЧЕСКОЙ 0« ХИМИИ

2 3 И 0 А ^

на правах рукописи

КУРБАНБАЕВА ОРЗИГУЛ ЭРКИНОВНА

ПОЛУЧЕНИЕ, КОЛЛОИДНО-ХИМИЧЕСКИЕ

СВОЙСТВА ПОЛИЭЛЕКТРОЛИТОВ И ГИДРОГЕЛЕЙ НА ОСНОВЕ АКРИЛОВОЙ КИСЛОТЫ И ДИАМИНОВ

Специальность 02.00.11-коллоидная и мембранная химия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Ташкент - 1998

Работа выполнена в лаборатории поверхностно-активных веществ Института общей и неорганической химии АН РУз.

Научный руководитель:

доктор химических наук, профессор Ахмедов У.К.

Официальные оппоненты:

доктор химических наук, профессор Аминов С.Н.

кандидат химических наук, доцент Ниязова М.

Ведущая организация:

Ташкентский государственный университет им. М. Улугбека

Защита состоится « { $ » И-СА ^ 1998 г.

! л О с -—-—i--—-

_в^ 1-е" часов на заседании Специализированного Совета

Д. 015.13. 01. по присуждению ученой степени доктора наук в Институте общей и неорганической химии АН РУз, ( г. Ташкент, ул. акад. X. Абдуллаева, 77-а )

С диссертацией можно ознакомиться в Фундаментальной библиотеке Академии наук РУз (г. Ташкент, ул. Муминова,13)

Автореферат разослан « /é » ¿) .с. т-й ti" £ 1998 г.

Ученый секретарь Специализированного совета,

доктор химических наук ——Яахматкариев Г.У.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Синтез водорастворимых полнэлектролитов (ВРПЭ), исследование взаимосвязи между химическим строением и свойствами их дифильных макромолекул в объёме раствора, на границах раздела фаз - одно из важнейших направлений исследований современной коллоидной химии. Это связано прежде всего с необходимостью' решения важных народно-хозяйственных задач таких как фло--куляционна,! очистка сточных, паводковых вод, стабилизация глинистых суспензий при добыче нефти и газа, искусственное оструктури-вание бесструктурных почв и подвижных песков, флотационное о бога-'.;, щение руд, использование в смазочно-охлаждающих жидкостях в металлообработке и др.

Немаловажное значение имеет другой класс полиэлектролитов -гидрогели, макросетчатые полимерные структуры, обладающие ионообменной активностью, способностью к многократному набуханию в воде и имеющие достаточно высокие физико - механические свойства.

Следовательно, разработка синтеза новых линейных и макросет-чатых полиэлектролитов и исследование взаимосвязи их строения и свойств с эксплуатационными характеристиками является актуальной и имеет большое научное и практическое значение. Данная работа выполнена в соответствии с планом научно-исследовательских работ Института общей и неорганической химии АН РУз по проблеме 2.16.3.2. по теме "Получение и коллоидно-химические свойства новых видов поверхностно-активных веществ и полнэлектролитов для регулирования свойств коллоидных систем".

Цель работы состоит в получении и исследовании коллоидно-химических свойств водорастворимых полиэлектролитов и гидрогелей на основе акриловой кислоты, углекислого аммония и диаминов, изыска-*

- г -

1'ии областей их практического применения. В соответствии с этим были поставлены и решены следующие задачи:

- получение азотсодержащих производных акриловой кислоты линейной и редкосшитой структуры, с количественно заданной длиной углеводородных Фрагментов между двумя атомами азота в цепи макро-мсп"- . л: .

- изучение коллоидно-химических свойств синтезированных полиэлектролитов и гидрогелей и их водных растворов;

- определение областей практического применения полученных полнэлектро.'.итор и гидрогелей на основе их свойств;

Научная.коьизиа. Реакцией сополимертзации в массе и в водных растворах впервые синтезированы линейные водорастворимые полиэ-лектролпты и водонабухащие редкосшитые гидрогели на основе акриловой кислоты и диаминов, отличающиеся количеством метиленовых групп между атомами азота, степенью сшивки и составом гидрофильных ионогенных групп.

Показано, что с ростом длины метиленового радикала в макромолекуле полиэлектролитные свойства, в частности, удельная электропроводность уменьшается, а способность к набуханию' увеличивается. Найдено, что с увеличением плотности сшивки (в ряду этилен-, гексаметилен-. м-Ф°нилендиамин) удельная электропроводность снижается .

Оптимизированы параметры процесса получения редкосшятых сополимеров. обладающих высокой набухаемостью в воде и способных связывать ионы Ма*. К*, Саг*, М3* из раствора.

Установлено, что максимальная емкость связывания ионов металлов пропорциональна количеству ион-связывающих групп в сшитсм сополимере и сна достигается при времени контакта геля с ^асгвором о. Г-с, часов л температуре 203-298 К.

Практическая ценность работы. На основании исследований найдены пут» использования полученных полиэлектролитов и гидрогели» для' регулирования свойств дисперсных систем. Препарат ПАГА-реко-мендован в качестве флокулянта^для ускорения процесса осветления водных суспензий низко- и высокозаряженкых нономинералов кальцита. барита и корунда. Он ускоряет скорость осаждения этих суспензий в 4,13; 2,5 и 2,7 раза соответственно, при расходах в 2 раза меньших, чем препараты, полиакриламид (РШ и амидированная полиакриловая кислота (ПАУ).

Препараты iIA3A и ПАГА рекомендованы в качестве структурообра-зователя для улучшения агрофизических свойств серозёмных почв.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы доложены на конференциях "Азотсодержащие полиэлектролиты" (г.Свердловск. 1989 г.) и молодых учёных Института химии АН РУз (1993 г.); международном совещании "Полимерные препаративные формы химических средств защиты растений, их применение в семеноводстве" (Ташкент, 1996 ).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 13 научных работ и получено одно положительное решение о выд. авт.свид. на изобретение N 494773/055 (019434) от 22.01.92 г.

Объем н структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, выводов, списка используемой литературы: 144 источника и приложений. Работа изложена на 120 страницах машинописного текста, включает 10 таблиц и 24 рисунка.

- 4 -СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается Целесообразность постановки данш го исследования, его актуальность. сформулир^ана цель, основш задачи исследования, отмечена научная новизна и практическая uei . ил': ,•;, работы.

В первой главе обобщены литературные данные по получению классификации ВРПЭ и гидрогелей, изложены современные воззрен! на поведение их водных растворов, отмечены основные фактор! обуславливающие изменение набУхаемости гидрогелей, рассмотри коллоидно-химические аспекты применения дифильных сополимеров.

Анализ литературного обзора свидетельствует о необходимое поиска новых дешевых и эффективных водорастворимых полиэлектрол! тов и.гидрогелей, изучения их свойств для целенаправленного per; лирования коллоидно-химических свойств различных дисперсных сш тем.

Bp второй глаье дана характеристика объектов и методов иссл< дования. В качестве основных методов исследования приведены Ш спектроскопия, вискозиметрия, элементный анализ, методы электрм роеодности, определите. поверхностного натяжения, смачивания, ш бухания и скоростная седиментация. ,

■ В качестве объектов исследования были взяты мономеры: акрил« вая кислота, диаминн (этилен-, гексаметилен-, м-фенилендиамин: углекислый аммоний. Сополимеры акриловой кислоты с диамином присутствии углекислого аммония, получены путем радикальной пол МбрИЗоЦИП с различным содержанием гидрофильных и гидрофобш групп в цепи макромолекул. Реакцию полимеризации проводили в во; ком растьоре и в массе при температуре 305-318 К r течеш 0,5-3,0 часов, а сиитые-полимеры получены при температуре 323-3!

К в течении 0,5 ч. Акриловую кислоту и углекислий аммоний тщательно смешивали. После полного растворения углекислого аммония порциями добавляли 65%-ный раствор этилендиамина, затем добавляли расчетное количество воды и инициатор /(ИН4)гЗг0в/, смесь тщательно перемешивали. С гекоаметилендиамином реакция полимеризации протекает в аналогичных условиях. Реакцию полимеризации акриловой кислоты с м-фенилендиамином проводили в массе. Акриловую кислоту, углекислый аммоний и м-фенилендиамин тщательно смешивали в токе азота и добавляли инициатор перекись водорода.

Полученные сополимеры очищали переосаждением в ацетоне из водных растворов и высушивали при температуре 323-333 К. Сополимеры на основе акриловой кислоты и этилен-, гексаметилендиамина, условно названные ПАЗ (йополимер атилендиаминакрилата, акриловой кислоты и акрилиата аммония), ПАЭА (сополимер амшюэтиленмоноами-дакрилата, акриловой кислоты и акрилата аммония), ПАГ (сополимер гексаметилендиаминакрилата. акриловой кислоты и акрилата аммония), ЛАГА гсополиме^ аминогексаметиленмоноампдакрилата, акриловой кислоты и акрилата аммония), ГПАЗ (сополимер зтилендиамидакрилата, акриловой кислоты и акрилата аммония) и ГПАГ (сополимер гексаме-тплендиамидакрилата, акриловой кислоты и акрилата аммония), представляют собой пасту светло-желтого цвета, растворимую в воде, не растворимую в органических растворителях. ГПАЭ и ГПАГ набухают в воде.

Сополимеры полученные на основе акриловой кислоты и м-фени-лендиамина, условно названные ПАФ (сополимер м-фениленмоноамид акрилата. акриловой кислоты и акрилата аммония) и ГПАФ (сополимер м-фенилендиамидакрилата, акриловой кислош и акрилата аммония), представляют собой пористые продукты темно-зеленого цвета. Препарат ПАФ растворим в воде, не растворим в органических растворите-

лях, а ГПАФ набухает в воде. Дли полученных сополимеров оптимальное мольное соотношение исходного реагента к этилен-, гексамети-лен~, м-фенш;ендиамину находятся в приделах 1:0,05-0,5; 1:0.2-0,0: 1:0,01-0,07.

Синтез поличлектролшсв на основе реакции полимеризации в ;га' с одновременным ампднрованиен Функциональных групп мономера ценен т°м, что получаются порошкообразные полиэлектоолиты растворимые воде, но набухаемость их уменьшается. По этому, для получения ВБПЗ и гидрогелей в сиотоме йК-УА-ЭДА и АК-УА-ГМДА более удобным оказалась полимеризация в водных растворах, т.к. реакция в водном растворе идет до конца и полученные сополимеры имеют высокую набухаемость.

Химический оостаЕ полученных сополимеров установлен микрохимическим элементным анализом, потенциометрич^ским титрованием, определением кислотного и аминного числа (табл.1).

Макромолекулы полученных сополимеров содержат гидрофильные /СООН, С0МН2, С00Ш4 / и гидрофобные /-(СНа)2. -(СНг)6, С6Н4/ группы. Наличие этих группы в молекуле полученных сополимеров в определенных соотношениях придает им свойства полиэ'лектролитов.

В третьей главе приводятся результаты физико-хиимческого анализа полученных сополимеров и их водных растворов. На ИК-спектрах сополемеров найдены полосы: 3000-2930 см"1 симметричные и асимметричные валентные колебания МН3*. 1735, 1700-1150 см"1 -С=0 валентные колебания в карбоксильных группах, 1580-2000 см"1 дефор-•пцноннн."' колебания ПН2, 1469 см"1 деформационные колебания -СН-метпленовых групп, 1310-1300 см"1 полосы интенсивности ооответс-тьугдие маятниковым колебаниям группы -СНЙ-, 1600 ом"1 колебания ароуати'рского ядра"высокой интенсивности. 3330-3400 см 1 взлеит-ш.-1 ко.л'Ззння ;!К- групп в ампдчх, 700, 750 см"1 неплоски-» дефс>р-

Таблица 1

Физико-химические характеристики полимеров

Сополимеры Найдено, % Кислотное число Аминное число СОЕ,мг-экв/ г, 0,1н На ОН СЕМ. мг-ЗКВ/Г 0,1н КС1 Со др. зольн. 55

С N Н вычисл. найдено вычисл. найдено

ПАЭ 44.5 14. 22 7,2 193,8 182,96 168,17 165,02 4.96 4,5

ПАЗА 48,19 16.01 7,5 161,28 158,45 185,15 173,56 4,32 3,8

ГПАЭ 48.06 19,44 6.98 181.35 175 68 146,54 143,56 3,63 3.1- 15.0

ПАТ 57,07 11.92 8,79 160,38 155,54 135,15 182,45 4. 30 3,5

ПАТА 52,9 13.78 8.33 139. 27 135,30 173,15 169, 72 3,95 3.7

ГПАГ 51.04 12. 00 7.44 162.73 160,73 182,45 178,14 3,02 3.0 14,1

ПАФ 53,3 13,86 5,44 140.00 135.44 138,45 135,25 3,51 3, С5

ГПАФ 51,8 12,17 6.3 164, 64 161.46 173,25 168.45 3,00 3,00 12,4

наиионные колебания ароматического кольца.

На основании микрохимического элементного анализа, потенцио-метрического титрования и ИК-спектроскопии сделано заключение о следующем строении сополимеров:

ПАЭ и ПАГ .... -0Н2 -СН-. ... - СНг -СН-.. . . -СН2 -СН-. ...

I I I

СООН С- О с=о

О ГШ,

он-м-шт»

А(вес%) В (вес;?) С(вес%)

где I? ■= (СНг)г. (СН2)6

ПАЭ: А=14.4; В-48,9: ОЗб.З; ПАГ: А-18,0; Б=46,5; С=34, 3

ПАЭ А, НАГА И ПЛФ

-СНЯ -СН-.- сн2-сн-... ,-снг-сн-... .-сн2-сн-... . I I I I .

СООН 00НН2 С=0 С0ШЫ1-1Ш2

I

оин4

Л(вес %) В(вес%) :(вес-%) Д(вес%)

где й - (СНг)г. (СН2)6, С6К4

Для ПАЗА: А-17.4: В-18.1 ПЛГЛ: Л-25, 2; " В=19,7 ¡¡А'!-: Л=31.8; В-20.0

0=20.3; Д"36,3 С=26,3; Д=27,О 025, 8: Д-18. 2

- 9 -ГПАЭ, ГПАГ И ГПАФ -СИ2-СН-....- СН2-СП-... ,-СН2-СН-.. ...-СН2-С1К .. .

1111 СООН СОО|Ш4 С01Ш2 с=о

I

ПН I

А(вес%) В(вес55) С(вес%) Н . Д(сеой)

I

НИ I

СООН СООИН; шш2' с=о

1111 ~СН2-СН-. ..." СН2 -СН-. .. .-снг-глк ... -сн2-сн-... .

где К - (СН2)о, (СН2)6, СаН4

Для ГПАЭ: А=29,7; В?20,3; 018,1; Д=36, 3 ГПАГ: А=23,3; В=20,6; С-24,3; Ц-30, 2 ■ГПАФ: А=47,0; В=11,7; С-19,2; Д-20,4 Полиэлектролитиый характер синтезированных сополимеров проявляется также при изучении вязкости их растворов (рис.1). Как видно из рисунка с уменьшением концентрации приведенная вязкость увеличивается. Увеличение приведенной вязкости с разбавлением раствора обусловлено максимальным разворачиванием макромолекул в результате отталкивания одноименных зарядов вдоль цепи. С увеличением концентрации растворов, а также концентрации пизкомошсу-лярного противоиона, происходит экранирование зарядов по поверхности макромолекулы, ее информация становится более плотной и приведенная вязкость снижается. Сополимеры ПАЭ, НАГ, ПАЗА, ПАГА и

ПЛФ проявляют свойства типичных полиэлектролитбв и показывают значения приведенной вязкости. Из рис.1 видно, что вязкость разбавленных растворов ПАГ, ПАГА. и ПАФ ниже чем ПАЭА. Введение в боковую цепь углеводородных радикалов приводит к резкому снижению вязкости. Наблюдаемое явление есть результат приявления сил гидро': ; пых взаимодействий боковых углеводородных радикалов, которые препятствуют развертыванию макромолекул, повышают гибкость полимерной цепи и стабилизируют более компактные полиионы.

Изучение температурной зависимости приведенной вязкости показало. что она снижается с увеличением температуры для всех исследованных образцов. Это связано с разрыхлением структурированных областей за счет усиления тепловых колебаний отделных групп и сегментов макромолекул.

Изучение'зависимости приведенной вязкости рН среды показало наличие в кривой минимума и максимума. Минимум находится в кислой среде при рН-З-б, а максимум находится в щелочной среды при рН-6,4-8,3. что указывайт на амфотерную природу сополимера.

Исследование зависимости между 2УД/С и концентрацией водных растворов полиэлектролитов ПАЭ. ПАЭА, ПАГ, НАГА и П\Ф от количества добавляемой ИаС1, показало, что величена приведенной вязкости полиэлектролитов уменьшается даже при очень малых добавках НаС1, Понижение вязкости можно объяснить уменьшением взаимодействия самих цепей друг с другом и результате взаимодействия ИаС1 с ■активными группами макромолекулы.

По зависимости характеристической вязкости от температуры рассчитана энергия яктивапии (с) коцформационного перехода макромолекул из компактного состояния е развернутое состояние (табл.2), ког'рпя возрастает с увеличением бокового углеводородного радика-Лн. что свидетельствует о пр"чнооти структуры образующихся кон-

О 2 ч б д 10 С,кГ'/м3

Рио.1 Зависимость приведенной вязкости от концонтра-

ции водных растворов оопошшоров при 293 К

ДАЭА(1), ПАГ(2), ПАФ(З), ПАЭ(4), ПАГА(5)

&1СГ4

Рис,2 Зависимость удельной электропроводности от

концентрации еодных растворов поляэлекграгатов: ПАФ(1), ПАГ(2), ПДЭ(З), ШГА(4), БАЭА(5)

формаций макромолекул.

/ Таблица 2.

/

I Энергия активация (е) информационных переходов

1 1 < :"ололимеры I ! ' 1 1 L 1 Характеристическая вязкость I м3 /кГ | i с активации | Дж/град моль|

1 г 1 ! 1 1 1 1 293 К 1 303 К I 1 313 к 323 К |

1 1 1 ПАЭА | 7,21 1 6,95 | 6,84 5,83 | 4,986 |

1 ПАГА ! 6. 90 6,50 | 6,25 5,60 | 5,188 ' I

1 ПАФ 1 | > 1. 65 1.46 | 1 1,25 0,95 | | 11,055 | 1

Показано, что для всех сополимеров с увеличением концентрации их водных растворов удельная электропроводность (зе) раствора рас тет, что объясняется повышением концентрации ионов в единице обь ема и увеличением ионной силы растворов (рис.2). При этом удельная электропроводность растворов ПАЭ и ПАГ выше, чем сополимер-?

ПАФ. По-видимому, наличие ароматических ядер в цепи макромолекул

$

уменьшает подвижность ионов. С увеличением температуры электропроводность растворов растет, что объясняется усилением тепловых колебаний и увеличением диссоциации ионогекных групп.

Изучение влияния рН на электропроводность растворов сополимеров ПЛЭ, ПАЭА,- ПАГ, ПАГА и ПЛФ показало, что минимальные ее зна-• ченпя лекаг б области РН=5-8. При изменении рН ту или иную сторону наблюдается резкий рост электропроводности за счет экранирования заряда полииона и увелечения вклада низкомолекулярного элект-

- 13 -

ролита в общую электропроводность раствора.

Электропроводность уменьшается при наличии ароматических ядер в элементарном звене. По-видимому это связано с затруднением диссоциации ионогешг'Х групп, находящихся внутри клубков.

В четвертой главе приводятся результаты исследования коллоидно-химических свойств полученных ВРПЭ и их иепопьзование в сельском хозяйстве.

Изучено поверхностное натяжение водных растворов полученных полиэлектролитсв. Как видно из рис.3, с увеличением концентрации исследованных сополимеров поверхностное натяжение снижается до определенного значения, после чего остается неизменной. Наибольшее понижение поверхностного натяжения наблюдалось у образцов ПАГ и ПЛГА содержащих углеводородные радикалы в боковой цепи. Препарат ПАФ, имеющий в своей молекуле циклический углеводородный радикал меньше сниясарт поверхностное иатяетпт вода по сравнению с полиэлектролитами имеющие углеводородный радикал с линейным строением. Это показывает, что поверхностно-Г :тивнш свойствс циклических производных ни»« по сравнения с производными с алифатическими углеводородными радикалами.

Сополимеры ПАЭ и ПАЯА незначительно сшшют поверхностное натяжение воды, которая связана с увеличением гидрофильное™ соединений. Эти сополимеры больше проявляет лолиэлектролнтные свойства.

Для исследования поверхностно-активных свойств сополимеров на границе твердое тело-жидкость была изучена их смачивающая способность по отношению к гидрофильной поверхности стекла и гидрофобной поверхности парафина (рис.3). Установлено, что краевые угпы смачивания снижаются с увиличением концентрации!! ЕРПЭ как на гидрофильной. так и на гидрофобной поверхности. При этом смачивающая способность увеличивается с ростом длины Ол-упого уг'-и-ол^пт-т''

радикала макромолекул, а также с увеличением доли гидрофильных групп в цыш, т.е. с повышением их поверхностной активности. Установленной унеиерсальный характер смачивающего действия сополе-меров, гидрофобизую.4их поверхность -стекла и гидрофилизующих поверхность парафина;, объясняется их способностью образовывать '."на твердой поверхности слой макромолекул с определенной ориентированностью различных по прероде групп.

Изучена набухающая способность гидрогелей (табл.3). Набухающая способность полимеров зависит от условия получения, то есть от химического состава, соотношения компонентов, количества и вида инициатора, а также их концентрации в реакционной массе: Из таблицы 3 видно, «то рост количества диаминов в макромолекуле сополимеров приводит к увеличению степени сшивки и в результате снижается набухаемо'сть сополимеров.

Набухающая способность гидрогелей в водных растворах неорганических солей в значительной степени зависит от концентрации и вида катионов. Из. рцс.4 видно, что в присутствии катионов К* набухаёмость незначительно уменьшается. В-.растворах содержащих катионы Са2+, Мз2+ и А13+ набухаёмость уменьшается в большой степени. Уменьшение степени набухания гидрогеля больше всего наблюдается в водных растворах, содержащих катионов А13+. Причина этого в том. что карбоксильные группы макромолекул образуют прочные мостики с катионами н13+, что приводит к сворачиванию макромолекул в плотные клубки.

• На основании изучения коллоидно-химических¿свойств полученных ВРПЭ и гидрогелей показана возможные пути их применения.

Сополимер ПАГА рекомендован использовать в качестве флокули-рующегс реагента для ускорения осветления суспензий мономинералов кальцита, барита и корунда. Флокулянт ПАГА по эффективности фло-

- IE» -

сополимеров от концентрации их водных растооЛгз при температуре 293 К. ПАЭА(2), Ш(1), Ш(3),

Рпс.4 Зависимость пабуглта гидрогалл (1ШФ) от вида и копцонтрацтш влоктр'лига (Vu, Игр - 7Ш rji/v )

/JG13(J), а-!С1;>/2}7 И^С1Я(3). JIiCI(4).KB£{5}

кулируы'диго дой<тнш не уступает общеизвестному ПдА и ПАУ. Аналогичные аффекта достигаются при расходах в 2 раза меньших чем расходы НАЛ и ПАУ. Предлагаемый флокулянт по скорости осаждения

Таблица 3

Влияние соотношение миномеров на набухание гидрогеля

г™........ 1 1 ■■■' ■ 1

| Соот шиение компонентов Инициатор| T.K I Набухания, мл 1

■i 1 (NH4)2Sä0a| 1 1

1 АК ЭДА 1 УА 1 1 1 1 1 1 i

| 1 0,25 1 1 о. 03 1 0,04 | 343 1 1 1 1000 1

1 *> | X 0,5 1, .0,03 0,04 I 343 | 600 |

| 1 0,9 1 0,03 0,04 | 343 1 450 |

| 1 1 | ;■'•.■ 0, 03 0,04 | 343 1 юо |

I АК ГМД4 1 I УА 1 • KgSjjOe 1 1 Т,К 1 Набухания.мл| 1 1

1 1 ' 0, 5 1 i 1 Hl. 04 1 0,06 | 353 1........ 1 | 1500 |

1 1 0.7 1 'J 0, 04 0,06 I 353 1 1000 |

1 1 0. 9 1 0,04 0,06 | 353 I 850 |

1 1 1 1 \ 0,04 0,06 | 353 I 350 _ |

I АК М-ФЦА 1 | УА 1 Н20г I 1 T.K 1 Набухания,мл| 1 1

| 1 0, 08 Г 1 0,04 1 0,08 | 363 1 I I.-. 750 i

I 1 0, 1 1 0,04 0,08 | 363 1 500 |

1 1 0, 25 1 0,04 0,08 I 363 I 300 |

1 1 i 0, 5 i , , 1 0,04 1 0,03 | 1 363 1 , 100 | 1 1

и, мм/с) превосходит ПАА и ПАУ. Этот ф.иокулянт ускоряет скорость саждения суспензий на 2.5-4,1 раза при расходах в 2 раза меньших ем препараты ПАА и ПАУ.

Сополемеры ПА^А и ПАГА рекомендованы в качестве структурооб-азователей для улучшения агрофизических свойств сероземных почв, роведены опытно-полевые испытания препаратов (ЮА и ПАГА на тер-■итории стационарного участка УЗНИПЛХ "Галля-Арал". Результаты :сгштываемых препаратов.показали довольно высокую эффективность ФУ 'применэш!п на культурах Фисташки, выращенных в богарных пред-юрьях Узбекистана. Применение ПАЗА и ПАГА способствует улучшении 'ранулометрического строения серозёмных почв, обеспечивая сохра-1ение почвой комковатости, структурности.

Сохранение почвой комковатой структуры, способствующей лучше -1У накоплению влаги в почве, а также снижение расхода влаги на физическое испарение пленкозэщитного слоя, являющегося своеобразий мульчой, обеспечило более высокой процент (р. среднем з-л%) содержания влаги в почве, особенно в вер/чем слое ровном 1 м. по :раь:1ению с содержанием влаги на контроле. Улучшение условий пла-[^обеспеченности способствовало более интенсивному росту растений по сравнению с контролем на 20-30%.

ВЫВОДИ

1. Методом радикальной полнмерн-лиин впервые получены 8 новых водорастворимых полифуншшональш- х цнлизлектролитов. представляющие собой сополшерн акриловой гои-лотн с диашшчми. различающимися межд> активными чт»мамп п.'.1--т 1. Иоклзшо, 41» регулировании условий реакции (соотношени" комп-л-чзнтов. тгиор-п"'; юли рч-тк" ИНИШП'Ора И др. ) ЛЯ£т ЗоГ'ИЩНи гь !! ¡ЛУ'ККПЧ ¡•-ЙГ* .-¡ПГГХ

- 18 -

лектролитов, обладающих свойствами гелей.

2. Идентифицирован состав полиэлектролитов, установлено наличие в составе макромолекул полиэлектролитов и гидрогелей кар боксильных, аммонийных и амидных функциональных групп.

3. Оптимизированы параметры процесса получения редкосшитс сополимеров, обладающих высокой набухаемостью в воде и способш связывать ионы металлов Ма*. 1С, Саг + , Мь,г+. А13+ из раствора. Установлена, что максимальная емкость по ионам металлов пропорщ опальна количеству ион-связывающих групп в сшитом сополимере достигается при времени контакта геля с раствором 0,5-8 часов температуре 293-298 К.

4. Установлена взаимосвязь между составом и условиями синте: полимеров, и их флокулирующими и гелеобразующими свойствами. Ш казано, что при переходе от этилендиамина к гексаметилендиамин: а также при уменьшении доли сшивающего агента б исходных комш центах, флокупирующие свойства полиэлектролитов усиливаются. Н! бухаемооть полученных гелей улучшается. При введении между атом: ми азста радикала м-фенилендиамина Флокулирующие свойства поли: лектролктов и набухаемость гелей уменьшается.

5. Показано, что водные растворы сополимеров способны смач] вать различные твердые поверхности. При этом они гидрофобизу] гидрофильную поверхность стекла и гидрофилизуыт гидробную повер: ность парафина. Смачивающая способность сополимеров усиливается увеличением числа метилёновых групп между активными атомами азо1 в макромолекуле.

6. Показано, что полученные полиэлектролиты могут быть прим нень; в качестве эффективных флокулянтов суспензий кальцита, бар. та и корунда, а также структурообразователей почв, а редкосшит: гюликсмплексы-гидрогели- в качестве влагоудер;кивающих и структ

- lu -

юобраяувших препаратов в сельском и лепном хозяйстве.

Основное содержние диссертации изложено в работах:

I. Ахмедов У.К., Курблнбаева о.Э. Поверхностное натяжение водных растворов амидированных сополимеров акриловой кислоты.' '/Узб. ХИМ.ЖУрн. II 5-6, 199G. -С. 28-30.

?.. Ахмедов У.К., Курбанбаева 0.3. Смачивание гидрогелей. "Узб. ХИМ. ЖУРИ. Г 3, 1997. С. 18-19.

3. Ахмедов У. К., Курбанбаева 0.3. Макросетчатые по.пиэлектро-лптн для микрокапсулировпяия семян //Тез.докл. Международное спво-ддние "Полимерные препаративные формы химических средств защить растений, их применения в семеноводстве" -Ташкент, 1990. -с.8.

4. Артиков Ф.А,, Зайнутдинов A.C., Халиатов А.Х., Курбанбаева О.Э. Исследование действия акриловых полиамфолитор, на сточные поды гальванических производств /Лез. докл. Нпучпо-техн. ««минор "Прсолемы создания бессточных систем водоснабжрчия химических, гальванических производств и экология в регионе средней Азии" -Ташкент, 1990. -С. 34-0.1.

5. с. А. Зайнутдинов , ф. А.Артиков, А. С. Зайнутдинов, о. 3. Курбанбаева. Получение акриловых азотсодержащие полиэлектролпор. //Тез. джл. конфер. "Азотсодержащие полиэлоктролтн. Ура.пскиП ле-сотехннч. Институт. -Свердловск. 1ЯГ.0, С. 31.

fi. Курбанбаеиа О.Э.. Ахмедов v.K , Асадуллина З.Ш., Зпйнутли-нов A.C. ЦК-спектры и потг-ншюметрил водных ргштнироо ипдис.т-кт-ролитов П«Э и ПАГ. //Лрп. в ВИНИТИ. 1<Ш. II 1 •V -Т: - г - -11. с", !й \r-,

7. Куроанба^вп О.Э.. Артчког. '!'./'.. Ахм^Л'Р ■'.!'.. 'мПнутд;." •>•: A.C., Халматов А. X. 'Гигчч^-лкмпч'"1' кп" гт ч! i i ; i

полиэлектролитов на основе акриловой кислоты и диаминов. //Доп. ВИНИТИ, И 1354-В-91. 1991, С. 13-17.

8. Курбанбаева О.Э., Ахмедов У.К., Зайнутдинов A.C., Халматов А.Х., Хамраев.С.С.. ЗияевТ.З. Способ получения водорастворимого полиэлыстролита. Положительное решение о выд. авт. свид. на изобретение N4942773/05 (019434) от 22.01.92-Г.

9. Курбанбаева О.Э., Ахмедов У. К., Кучкарова М. А. Очистка сточных вод полиэлектролитами производными акриловой кислоты //Тез.докл. Всесоюзн.конф.Ашхабат, 1991. -С. 23.

10. Курбанбаева О.Э., Ахмедов У.К., Кучкарова М.А. Синтез по-лиамфолитних флокулянов на основе акриловой кислоты и диаминов. "Тезе. докл. Межресбпаучно-тех. конф. "Интенсификация процессов хин. и пищевой технологии". "Процессы - 93". -Ташкент, 1993, Часть 2. С. 147. ' "

11. Курбанбаева О.Э., Ахмедов У.К., Водосберегающа^ технология на основе чщрогелей, полученных из акриловых сополимеров //Тез.дорл.Респуб .цаучно-техн.конф. Ташкент, 1995. -С.21.

12. Курбанбаева'о.Э. Синтез и каллоидно-химические свойства водорастворимых полиэлектролитов //Тез.докл.конф. молодых ученых -Ташкент, 1997. -С. 21.

13. Курбанбаева О.Э. Набухание гидрогелей на основе дкршювой кислоты и диаминов. //Тез.докл.конференции молодых учёных" Института Химии АН РУз. Ташкент, 1997. С. 21.

. - 21 -

0.Э. КурбонЗоеванйнг "Акрил кислотаси ва диаминлар асоснда полиэлектролитлар ва гидрогеллар олиш, >;ам-да уларнинг коллоид-кинйвиЯ хпссаларини урганиш" » диссертациясининг анногациясн.

■ Диссертацияда радикал полимерланиш асосмда акрил кислотаси,

,1

этилендиамин, Гексаметилендиамин, м-фенилендиамьн Еа карбонат аммоний- иштирокида янга ПАЗ. ПАЭА, ПАГ, ПАГА, ГПАЭ, ГПАГ, ПАФ ва ГПАФ моддалар синтез цилинди, ^амда уларнинг таркиби ИК-спектрос-кория, -элемент - анализ ва потенциоеэтрик ти:рлаш орцали.исбпгци-линди.

Полиэлектролитлар ва кам тикилган полимерларнинг синтез шаро-ити, уларнинг тузилиши ва хоссалари орасидаги Узаро борли^лик ур-'ганилди, полимер таркибидаги метилен радикалииинг характери Узга-риши билан, яъни этилендиаминдан гексаметилендиаминга утганда, дастлабки моддала^нинг таркибидаги тикувчи агентнинг миедори ка-майганда, полиэлектролитларнинг флокуллаш хоссаси ошади. шунинг-дек'гелнинг бУкиш хоссаси ^аи ошади, м-ц)енилендиаменга утганда эса аксинча, флокуллаш хоссаси ^ам,- бУкиш хоссаси з^ам камаяди. / Килинган тадцицотлар асосида олинган моддалар цуйидаги со^а-ларга тавсия цилиндя : •

- кальцит, барит ва корунд мономинералларининг сувли суспён-зиясини тиндиришни тезлатиш учун Флокулянт сифатида;

- цурго^ ерларни агрофизикавий холатини яхшилаш ва Нам сакч-ловчи модда сифатида Урмон х?жялшг-т. ишлатилди.

- 22 -Abstract

"Obtaining and calloldal - chemical properties ;if the pqlyelectrolltes and hydrogeles on the .basis of acril acids and diamines."

By ms. Kurbanbaeva O.E.

The synthesis of the water soluble polyelectrolits and polymers and correlation between their propert1es and structure has been Investigated.

New substances such as PAE. PAEA. GPAE, PAG. PAGA, GPAG, PAF, GPAF nas been synthesised, on the base of the radical polymerisation of .the acrll acid, etllendlaralne, hexamethylendl-amlne, in-phenylendlamine and ammonium carbonate.

Investigation of the viscosity, surface teslon of the water solution of obtained substances showed that these compounds are polyelectrolltjs.

Cancelation between structure and condatlons of synthesis of polymeres and their floculatlon and geleformatlon properties has been established. It has been shown that, floculatlon properties of polyelectrolitlea are increased from ethylenediamlne to hexamethylenedlamlrie In the molecules of compounds.

Parameteres of the process of obtaining of. sopolymeres with high swellation In the wat^r and with faculty to connect lones of metal Irs Ma\ K\ Ca2 + . Mgs\ Al3< from so lut lones.

On the basis 01" scientific research obtained substances are recommend: Like floculantes for water suspensiones of monomlnerales of corund, barit and calcit, like structurantes for agriculture of plantes.