Свойства межфазных адсорбционных слоев оксиэтилированного полипропиленгликоля в условиях, моделирующих эмульсионную полимеризацию стирола тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.06 ВАК РФ

Московский ордена Трудового Красного Знамени институт гонкой химической техно погии-им. М.В.Ломоносова

Специализированннй совет Д 063.41.05

На правах рукописи

ВАССУФ ХАССАН

СВОЙСТВА МЕЖФАЗНЫХ АДСОРБЦИОННЫХ СЛОЕВ ОКС1/ПТИЛИРОВАНКОГО ПОЛШТРОПИЛЩГЛЖОЛЯ В УСЛОВИЯХ, НОдаШРУЮГЩ РМУЛЬСИСННУП ПОЛИМЕРИЗАЦИИ СТИРОЛА

C2.qn.0o - Химия высокомолекулярных соединений 02.00.11 - Коллоидная я мембранная химия

АВТОРЕФЕРАТ . ' • диссертации на соискание ученой степени кандидата химические наук

Москеэ 19Э1 г.

Работа выполнена в Московском ордена Трудового Красного Знамени институте тонкой химической технологии им. М.В.Ломоносова

Научные руководители: доктор химических наук, профессор И.А.ГРЩКОВА

кандидат химических наук, старший научный сотрудник Г:А.СИМАКОВА

Официальные оппоненты: доктор химических наук, профессор Е.В.ГРТОИНОВ . ' кандидат химических наук, старший научный . сотрудник Т-С.СОЛОВЬЕВА

> . * ч Ведущая организация: Московский институт легкой промышленности • -

Защита состоится "¿У о у__ 1991 г., в__ часов в ауд. Л __:

на заседании.Специализированного Совета Д 063.4^.05 при Московском ордена Трудового Красного Знамени институте тонкой химической техно-

л

■ логии им. М.В.Ломоносова по адресу: 117571, Москве, пр-т Вернадского д. 86. • ' . . ' •

С диссертацией мокно ознакомиться в библиотеке МИТХТ им, М.В.Ломоносова. " '

Автореферат разослан ' С&__1991 г. ' •

Учэяый секретарь Спе1ща.пи5ированзогс совета Д 063.41.05 доктор химических наук, профессор . „ Ч '

И.А.Грицкова

Ч ... I ' - 3 -

I • '

4 / . Общая характеристика работы

Актуальность теш. Актуальность работы определяется необходимостью создания научного подхода к выбору условий получения стабильных полимерных суспензий с узким распределением частиц по размерам. Для решения этой задачи необходимы систематические исследования как коллоидно-химических свойств ПАВ на меяфазной гранвде, так и реологических свойств ме»фазных адсорбционных слоев.

Цель работы состояла в исследовании прочностных и реологических свойств межфазных адсорбционных слоев неионного эмульгатора, окси-этшшрованного полипролилечглихоля, проксанола II-26Q при различных способах их формирования для выбора условий синтеза лолистиролышх суспензий с узким распределением частиц по размерам.

; Научная новизна.

I. Установленоi что меи$азные адсорбционные слои оксиэтилирова-нного полипропиленгликоля, проксанола П-268k характеризуются шсо-кой прочностью независимо от способа введения эмульгатора в систему,

'¿. Показано, что прочность MAC, сформированных в условиях адсорбции эмульгатора из мономерной фазн, на порядок выше наблюдаемой "при адсорбции его из води п значительно выше Еелиипы предольног: напряжения сдвига MAC ионогенного эмульгатора.

3. Показано, что структурно-механические свойства межфазных слоев нч поверхности частиц суспензий' определяются как молекулярной массой и концентрацией полимера, так и прочностными свойствами MAC проксанола П-268. ' . .

4. Определены условия получения цолкстирольних суспензий, стабилизированных проксанолои П-268, с узким распределением частиц по размерам.

Практи^еская_ценность работы состоит в разработке рекомендаций для синтззь полимерных дисперсий с узким распределением частиц по размерам.'

- * - , Автор защищает: .

- коллоидно-химические свойства окси^талированного шлипропилэнгли-коля, прсксанола П-268, на границе стирол/водная фаза;-- реологические свойства межфазных адсорбционных слоев, MAC, ггрокса-

нола П-268, формирование которых осуществляется при адсорбции эмульгатора из различных фаз системы;

- реологические свойсгва MAC проксенола П-268, формирование которых осуществляется в условиях, ыодалирущих эмульсионную полимеризацию

' стирола; - *

- способ синтеза полистьрольных суспензий с узким распределением чьстиц по размера!)!.

Апробация работы. Отдельные части диссертационной работы доложены на УШ Всесоюзной латексной конференции. Вороне* TS9I с.., на Всесоюзной конференции молодых ученых НИФХИ им. Карпова, Москва 1990 г., на Всесоюзной конференции но водорастворимым полимерам, Ярославль 1991 г. ' * . . ;

. Публикации.. По теме диссертации опубликована I статья и тезисы 4 докладов на Всесоюзных конференциях. ..

ОбЪем и структура работы. Диссертация изложена на _.страницах машинописного текста, состоит из введения,- литературного обзора, экспериментальной части, результатов и их обсуждения, заключения,' выводов, списка литературы, включающего _ наименований. В ра'боге содержится__таблиц и_рисунков. •

". Экспериментальная часть Исходные Еэщестьа, Стирол, продукт марки Ч, очищали от ингибитора 5%-дам водным раствором гидроксидэ калия, йромнзэлл бодоП до нейтральной реакции, сушили над прокаленным хлористым кальцием и дважды перегоняли в вакууме. Использовали фракцию, кипящую при 41°С и давлении 10 мм рт.ст., имеющую плотность сп = 0,906 г/см , п^ =.

1,5450. .

Персульфат калия марки ХЧ содержал активного веществ? 99,9?. Полиоксиэтилированный полипропиленгликоль, проксанол П-268, общей формула: Н0-(СН?-СН2О)х-(СН-СН2О)у-(СН2-СН2О)-Н дополнительно не

к Я

очищали, молекулярная масса равна 9000.

Использовали полистиролн, полученные методом анионной полимеризации, с узгагм молекулярю-массовим распределегаем, было равно: 56.000 ; 90.000 ; 500.С00; 1,2*1'06 и М^/Мр соответственно 1,08; 1,1?,; 1,6; 3. •

О-Ксилол. толуол, ацетон марки ХЧ. Дисперсионная среда - вода дистиллат.

Мето£н_иссле£двания. Устойчивость эмульсий определяли по време-•ни их разрушения.в поле центробежные сил'при а-1750 g. Точность измерений IOS.

ь;&яфэзное натягение (8j 2i нэ граница стирол/вода измерял! ста-логгомегрическим методом. ТочностБ измерений 5%.

Дисперсность эмульсии стирола определяла на автоматическом анализаторе модели "ТА" фирмы "Культроникс".

Структурно-механические свойства мекфазных адсорбционных слоев на жидких.-, границах раздела фаз определяли на ротационйом яластовис-козиметре Ребиндера-Трапезникова. При постоянной скорости деформирования в резгамэ о -.const определяли предельное напряжение сдвига, Ра, и равновесное значение напряжения сдвига, Р . Точность измерения 6%. По начальным участкам кривых развития напряжения сдвига по

dp/dt

времени рассчитывали модуль сдвига, Е„, по уравнению: Е„ =-------.

а 8 de/dt

Полученные результаты использовании для построения реологических кривых и определения вязкости межфазных адсорбционных слоев. Влзкость МАО рассчитывали по уравнению: Pss = €" п, где £ - скорость

дерормащш, ri - вязкость.

I v.

Результаты и их обсуждение ' ' Пслучение полимерных суспензия с узким распределением частиц по диаметрам, устойчивых в процессе синтеза, в растворах электролитов и iipii хранении, якляэтся важной и актуальной проблемой.

Избостныо литературные данные свидетельствуют о том, что получение таких суспензий.определяется механизмом формирования полимэр-но-мономерных частиц, (ГМЧ),' а также природой поверхностно-активного вещества, обеспечивающего их стабильность за счет структурно-реологических и электростатических свойств мэкфазных адсорбционных слоев, (MAG) эмульгатора. /'

Ленные о реологических и прочностных свойствах MAC эмульгатора в литературе весьма ограничены. В озновном они приведены для свойств слоев эмульгаторов, образованных на жидких, легкоподвимшх границах и практически отсутствуют для границы раствор полимера в мономере/ водный раствор эмульгатора, моделирующей границу полимерно-мономерная частица/вода. Так например, при исследовании агрегативнсй устойчивости эмульсий стирола, стабилизированных ионогвнным эмульгатором, алкилсульфонатом натрия, (Е-30), было показано, что повышение стабильности эмульсий стирола с увеличением концентрации Е-30 в воде обусловлено как возрастанием прочности меифазных адсорбционных слоев, что хорошо коррелирует с данными по зависимости предельного напряжения сдвига MAG от концентрации эмульгатора, так; и наличием электростатического взаимодействия.

Изучение прочностных и реологических свойств мзжфазних адсорбционных слоев ионогенного эмульгатора, сформированных на границе с раствором полистирола разной молекулярной массы в стироле, псгсазало, ч'ю концентрация полимера и его молекулярная масса вносят определя- . ющий вклад в стабильность лолимеризуицейся суспензии. Присутствие

ионогенного омульгатора, взятого в широком интервала концентраций в этом случав практически кэ изменяет прочностных характеристик меж-Фазчых слсвв.

Высскипн протптосттла свойствам долгяы обладать ТЛАС неионитх •эмульгаторов, способных образовывать структуру з меяфазних слоях. В качестве таких эмульгаторов особый интерес представляют неиошше полимерные эмульгаторы - оксиэти^провашие полипропиленгликоли, которые характеризуются высокими поверхностно-активными свойствами.

Коллоидно-химические свойства океиэтилированных полипропилен-глжолей подробно исследованы и описаны в литературе. Однако, необходимо знание адсорбционных характеристик этих ПАВ на границе со стиролом и растворами полимера в стироле для габора концентрации эмульгатора для проведения полимеризации, которое в литературе отсутствует. В связи ч этим исследования были начатч с изучения адсорб ■ цконних характеристик проксанола П-2В8 при различных способах введения эмульгатора в систему.

Прежде всего была измерена растворимость проксанопа П-238 в в<".-де и в стироле и определен ко.?3£ицизкт распределения его между фаза-№1. Полученные результаты приведет в табл. I.

Таблица Т.

Растворимость П-238 в воде и стироле и коэффициент распределения его мэяяу фазам!'.

Коэффициент Растворимость распределена

Растворитель ' г/100 г С

раствора Кв=—--— ________________________________________________________......

Еода > 00 .

Стирол 0,65 0,02

Видно, что проксанол П-?.«8 хорошо раствора и вода и ограничен

но растворим в стироле.

Коллоидно-химические свойства'проксанола "1Р268 на границе вод-шй раствор проксанолу П-268/стирол и стирольннй раствор П-268/вода приведены т рис. I и в табл. 2.

Рис. I. изменение мзжфазного натяжения о? концентрации П-268 ; ■

при различных Способах его введения в систему. Врём?" образования капли = 20 с.

1 - П-268 введен в воду

2 - П-268 введен в обе фазы - Кр . •

3 - П-268 введен в стирол

Таблица 2.

Коллоидно-химические свойств& эмульгатора П-268.

8" min, G W?M Гт„г.105 SmlrriPTf\

n n '1 llliiA o O

Граница H/m'10 П"т'*/моль моль/М. моль/М !.Г

вода/стирольннй 6 3,4 0,016 1,20 1,39

раствор II-268

водный раствор/ 9,7 2,6 0,019 1,04 ',59

стирол

П-268 Кр 7,5 2,4 0,018 1,12 Т.4П

Видно, что минимальные значения мегфазного натяжения проксанола П-268 на границах водный раствор эмульгатора/стирол и стиролыий раствор проксанола П-268/г.одя составляет соответственно 9,7 и 6,0 мН/м. •

При адсорбции проксанола П-268 из стирольного раствора нэ границе раздела фаз наблюдаются наибольшим значения поверхностной акти ! ности и предельной адсорбции. Площади, занимаем"-)'"' молекулами проксанола в населенном адсорбционном слое, составляют соответственно 1.49 и 159 А при / ;-pí*!um из мономерной и водной фаз.

Структурно- мехагаческий барьер реализуется в результате адсор'' ыпт П4Г) из pacTEjpa, образования гидратной оболочки, а также и за счет образования микроомуль-ии и ее структурирования на можф^гкой границе. ' .

Бклад этих факторов в агрегативную устойчивость эмульсий стиро -ла был проиллюстрирован как той изучении их устойчивости в поло ген-гроОеишх сил, тж и при исследовании прочности МАО нроксатюла П ГСЗ Данные по устойчивости эмульсий стирола, стабилизированных пр>-ксанолом П-268, полученных при обЪемних соотнопюгщях стирол-водный раствор эмульгатора, рарнвх 1:1 и 1:? соответстг.лтю, ¡1риьод«кн * г.-н'л. 3- Видно, что устойчивость эмульсий стирола ге»гр*«тч--т с nor.w-ениием ксидентроции проксэчола П-268 как при лячдчщп! .»мул» готг.ря к К'''?г. f.'cp, т;,к и в клда.

(бедует отметтъ, что устой»шгос;ь эмуяьсий^'ойр^зоеанных в. ус-лоьдах ввьденкл кро^анола в мономер", значительно вшпа наблюдаемой при других ошсобаа введения эмульгатора в систему. Эти даншга'. нахо-' датой <) ооотьэтствил о результатами исследования шжро&мудьгиротния : откродя е статических условиях ня границе раздела фаз. к8К веди? из . данных, [фнвадакшх яе р«с. 2, оОЪем мжроэыульсии,1-,образованной при-' ыюдоши а|»ксанаяа П-268 ь стирол в 8 раз больше■наблюдаемой при,. ьиодеыий его.» воду. ' ; ' ■ .'■ • ..,'■;■,.'>.

Таблица 3. - .,

Устойчивость эмульсий стирола. - с т а о шжиро в энных Ц-268

Соотн.физ №1рач:>юдв - {С'П-2&8'2 ка 3 Э0Д6 . ос , , .время полного разрушения • эмульсии ' мая, х ; • ! . ' •

- *- Способ введения П-268

Ь воду В обе фагц.Кр • в стирол .

ГЛ . . 0,05 16 * 1? ; 18

• 0,10 22 ¿6. - 33

0,23 га ■ ■ • . 46 ;

',. о,.ад 36 , ¿А .••: 70

• ' 1,00 . 45 110 ■

1:9 \ .• „ -0,0« 30 • • 27 •31'

' 0,10 . . •' 36 40

.:. 0,25 • 47 • 46

0,50 • * ' . . • ' 69 Т4

Обь ем мякрбэглульсй' V ,№Л V

- 1*110. 2. Кирстикь вд.,ао1,?.ни,т "сло.4.кикр.<амул.1.сйи йп грекз;-' ца' роздало. <5яг. в с^атичэсгаг „ • условиях:

• I - ОЯ-лиЯ. сгиослышй раствор П-'2в8/вода ,

• I'- Т.ЗЬ^-шй стирздьчнй раз-• твою П--2Р<8/асд8

2 - 4Я-§иВ водный раствор П~283/огирол '

3 - [11-263л—масс и рбе фнэи - К,,

время,сутли

Возрастание оЯЬема шкроэдглъски о<?Ьяспттся тем, что мэсгтате-р8нос эмульгатора через.'границу раздала фаз становится более яЭДек-тивннм при введен!« ироксонола П-268 в фазу, в которой он меиеб ряо-тасрим,- Увеличение коацватрацяп П-268 встироле от 1,35 .до В% мяег.. . такта приводит к существенному возраста?®*; об'Ьеио микрозмульснн (« ~ 1,5 раза). ■

Таким.образом", из полученных данных следует, что проксакол П-263 проявляет более вчсокук поверхностную активность при адоорб^и его на поверхность раздела из моно«орно& ф&н. Змульсак стироль, ко лучмгаке в этих условиях, характеризуются высокой устойчивостью.

Результаты исследований прочноегннх свойств МАО прог.сыюла П-З'ЗЗ приведены яэ рис. 'л, на котором предотявлена заьисччость предо•• льного напряжения сдвига МАО прокоансл;« Ц-2К8 от его кощу гпрчаи» при разных способах введения рмулы'аторэ П- 263 .в систему- Еидно, »чо г|ри кояцонпм'лги лроксаноля П-2в8 * 0,5% маос сяосоо его- -код'елм н

систему практически не влияет на величину предельного напряжения

о

одгшгй MAG (Р & 10 мН/м). При увеличении концентрации проксанола П-268 оолео 4S масс наблюдается возрастание величины предельного напряжения сдвига в ~ 2' раза как при введении эмульгатора в водную фазу, так и при введении его в обе фазы. При формировании MAC проксанола П-268 путем адсорбции эмульгатора из стирольного раствора, величина Ри возрастает в ~ 14 раз.

12. 11

1С

5 4 3 2 1

О

103 мН/м

Рис. 3. Зависимость напряжения сдвига MAC П-268 от концентра- , ции эмульгатора П-268 при разных способах введения его в систему при С = 0,015 с . :

1 - П-268 введен в воду !

2 - П-268 введен в обе фазы - К

3 - П-268 введен в ксилол '

1

2 ? 4 5 Сп_268,*

По зависимости равновесного напряжения сдвига, Рв8, от градиен та скорости были построены реологические кривые MAC проксапсла П-268 (рис. 4), сформированных на границе вода-мономер при разных способах введения эмульгатора в систему. При концентрации эмульгатора ^ 0,5%, ;<!:.>1югичиские крики« £ -г(РВЙ) имеют вид, типичный для жидкообразных (i,. ieM, характеризующихся свойствами идеально-упругих тел по отношении к силовым воздействиям.

При увеличении концентрации эмульгатора вид кривой С =f(Pqq) изменяется: возникают два явно выраженных.участка - I-характерный для твердообразных тел, на котором течения не наблюдается. Затем иоявля-ется ьачальная условно-упругая область при Рк = 10,5'Ю ° мН/м, для которой характерна наибольшая предельная вязкость, и ее практически невозможно измерить (рис. 5).

Влияние полимера на прочностные и реологические свойства MAC изучали на мекфазной поверхности при контакте раствора полимера с водным раствором эмульгатора. Эта граница раздела фаз моделирует границу ПМЧ/водннй раствор эмульгатора, образующуюся при инициировании полимеризации в эмульсии. В качестве полимера использовали полистирол различной молекулярной массы MW=5,6'I04; 9,0'Ю4; 5'ТО5;

с

1,2"10 . Эти значения молекулярных масс соответствуют образующимся при суспензионной и эмульсионной полимеризации стирола. Концентрацию полистирола в стироле изменяли в широком интервале значений от 0,5 до 4% масс.

Предварительно было выбрано время формирования адсорбционных слоев. Это время определялось как минимальное время контакта фаз, при котором реологические параметры MAC заметно выражены. Было установлено, что только при времени образования межфазного .адсорбционного слоя, х, равном 30 мин, на кривых развития' напряжения сдвига наблюдается появление максимума, характеризующего предельное напряжение сдвига.

Увеличение времени контакта фаз до 6 часов приводит к возрастанию абсолютной величины Рд и скорости напряжения сдвига, однако характер кривой не изменяется.

. Для выяснения влияния молекуллрьой массы полимера на реологичэ окне характеристики MAC проксанола П-268 били'исследованы кривые развития сдвиговых напряжений во времени при различных скоростях деформирования.

Рис. 4. Реологические кривые межфазных адсорбиионшу. слс.нв

•проксвнолз Л-258 на гранило водный раствор'проксапола

П-ЯбЗ/ксилол

J - 1Сц .9ба1=0г2вЖ касс

2 - 'Сп-йбЗ1-0"57' M90R ñ - iCn_gçg]=l'% масс 4 - [С мэсо

U-ijOÖ , 0

сс-отноиение фаз (М;В> -- 4:2). Температура 22-1 С

-т—*-1 ■' I ■ -1 ■■ " ' I ' - ■

4 8 12 16 20 24 28 32

Рс . 103 тлН/М

¿'ес-лспггескге .крили г.кжфгзгшх адсорбционных слоев проксннола П-йов на границе' вода/ксилольшй раствор ■ прокг&йпла П-280.

1. - ГСи_Г(Г.18масс к воде: . *•

2. - С—Mf.cc к воде; '

Различный характер развития напряжения сдвига мешфазных адсорбционных слоев проксанолэ П-268 во времени существенно зависит от молекулярной массы полистирола. Для межфазных: адсорбционных слоев, сформированных на границе водный раствор проксанола П-268/раствор • полистирола в о-ксилоле, молекулярная масса которого менее 500.000, характер развития сдвигового напряжения подобен наблюдаемому дли жидкообразных MAC. В этом случае значения скорости развития напряжения довольно малы и составляют =10~4 мК/мс.

Межфазные адсорбционные слои проксанола П-268, сформированные на границе с растворами полистирола более высокой молекулярной массы

с

(М1Н=500.0Ю и MW=I,2'I0 ), характеризуются появлением упруго-эластических свойств. В этом случае скорость развития напряжения сдвига выше и составляет 10 - ТО мН/мс. На кривых развития напряжения сдвига во времени появляется максимум. Напряжение сдвига, соответствующее максимуму, обычно рассматривают-как предел прочности структуры слоя. После разрушения межфззного адсорбционного слоя скорости восстановления и разрушений контактов в структуре слоя становится разными и устачавливается. стационарное течение, поддверкиваомоь равновесным напряжением сдвиге, Ps3.

Нз рис. 6 приведена зависимость предолеьного напряжение сдвига от молекулярной пассы полимера для одной скорости де^ршроьания (f--0,0I5 о-1) и разных концентраций проксанола П-268 (0,5 и 4% масс.). При увеличении молекулярной массы полимера наблюдается резкое возрастание прочности межфазных слоев проксанола П-268, начиная с молекулярной массы полимера, равной 500.000.

Рис. б. Зависимость предельного напряжения сдвиг* МО на граница водный раоузор проксанола П-йбб/ксилольшй раствор полистирола от молекулярной массы полистирола при С - 0,П1гс-1 I - 0,53 водной раствор проксанола П-Ь63 ?. - ксдннй раствор прокпаполз П-268.

В отличие от результатов измерения прочности МАС ионогенного эмульгатора алкилсульфэната Натрия Е--30, присутствие которого практически не влияет на величину Р&, предельное напряжение сдвига IMG проксанола П-268, сформированных на границе с растворами полистирола в о-ксилоле, при увеличении концентрации его от 0,Ъ% до 4% масс, возрастает независимо от молекулярной массы полистирола. Упрочнение мек-фазлых адсорбционных слоев проксанола П -268 при увеличении его концентрации подтверждает существенный вклад в структурно-механический барьер, образованный меяфазными слоями проксанола П-268, концентрации эмульгатора в слое, и гидратации его полярных групп.

Реологическое поведение MAG проксанола П-268 при концентрации полистирола в о-ксилоле 4S масс и молекулярной массе полистирола от 56'10г до БОО.ООСописывается пучком кривых, исходящих из начала 'координат. Эффективная вязкость в этом случае мала и составляет л=0,132 мНс/м для полистирола с М^=56'IO3, п=0,144 мН/мс для Mw=90-I03, п=0,29 МН/МС ДЛЯ М^БОО'Ю3.

с

При увеличении молекулярной массы полимера (MW=I,2"I0 ) на реологической кривой появляется участок, характерный для т^рдообразных

тел, на котором течения не наблюдается, появляется начальная услов-'

.л»

нс-упругая область (Рк=7'10 ° мН/м).рис. ?.

.Таким образом, проведенные исследования показывают, что устойчивость эмульсий мономера обусловлена прочностью МАС проксанола П-268. Присутствие полимэра высокой молекулярной массы MW=I,2-I0J увеличивает величину предельного напряжения сдвига МАС и повышает стабильность ПМЧ при эмульсионной полимеризации.

"Высокие реологические свойства МАО проксанола F-268 можно получить при формировании их из растворов эмульгатора в мономере, используя концентрации эмульгатора на порядок меньшэ, чем при введении его в водную фазу.

10 3,мН/м

Рис. 7. Реологические кривые меяфазных адсорбционных слоев, сформировЕнных на границе 4%-нкй ксилольный раствор . полистиролэ/4^-ний водный раствор прокоанола П-268 (1-4) и на границе 4%-ный ксилольта? раствор полистирола/О, 5%-пый водный раствор проксопола П-268 (1'-4') в зависимости от молекулярной массы полк-стирола (55000. (1,1'), 90000 (2,2'), 500000 (.?,3'), I,? ЮВ (4,4')).

При использовании в качестве эмульгатора оксиэтилированного по липропиленгликоля, мехфазные адсорОционныо слои У*9 при малых концентрациях эмульгатора характеризуются высокими прочностными и peo-, логическими свойствами при его адсорбции из мочомерной Фазы.

Эти данные необходимо учитывать при выборе условий проведения полимеризации стирола в присутствии проксанола.

Как было показано ранее, при эмульсионной полимеризации стирола распределение латексных частиц по размерам определяется механизмом их формирования. Наиболее узкое распределение латексных частиц по размерам наблюдается при образовании ПМЧ из микрокапель мономера. Эмульсии стирола, полученные б присутствии проксанола П-268, содержат большое количество микрокапель мономера в исходной эмульсии и при инициировании полимеризации ПМЧ будут образовываться преимущественно из ьих.

Для синтеза полистиролььых микросфер с узким распределением частиц по размерам был выбран стандартный рецэпт эмульсионной полимеризации стирола, инициированный водорастворимым инициатором персульфатом калия, взятым в кохтчестве 1% масс в расчете нэ стирол.

Отличительной особзнностью изучаемых систем от стандартных яв-_ ляется низкая концентрация и мономера (объемное соотношение мономер/ вода равно 1:9) и эмульгатора. ~

Концентрацию эмульгатора проксанола П-268 выбирали, принимая во внимание следующие требования:•

1. Реакционная система в процессе -синтеза должна быть стабильной. Конечный латекс должен сохранять устойчивость при хранении.

2. Водная фаза не должна содержать избытка эмульгатора цля того, чтобы предотвратить образование ПМЧ из клубков молекул полимер-, ного эмульгатора. . ,

Предварительные исследования прочности MAC проксанола П-268 показали, что при заданном объемном соотношении мономер'вода минималь-

вая концэнтрация эмульгатора, при которой исходная эмульсия сохраняет стабильность, составляет 0,5% масс в расчете на воду.

Полимеризация стирола, инициированная персульфатом калия, в присутствии проксанола П-268 протекает без индукционного периода с постоянной скоростьп до высоких конверсии мономера, причем способ введения эмульгатора П-268 (в воду, в мономер или в* обе фазы) практически не влияет на скорость процесса полимеризации, реакционная система в процессе синтеза характеризуется высокой стабильностью, образующийся латекс не содержит коагулюма и стабилен при хранении. ' Завлсимости конверсия-время, полученные при проведении полимеризации стирола при разных способах введения проксанола П-268 в систему показаны па рис. 8. •

Наиболее узкое распределение частиц по размерам было получено при введении эмульгатора в обе фазы.

Полистирольные микросферы были испытаны в качества носителей для получения диагиостинумов, предназначенных для идентификации специфических антител в сыворотке крови с положительным результатом.

••л.

4 - 22 конверсия мономера, %

О 20 40 60 80 100 120

t,MHH

Рис. 8. Зависимость выхода полимера от времени при различных способах ведения эмульгатора П-268 в систему:

1 - П-268 в воду;

2 - П-268 в обе фазы a- ÍC;

3 - П-268 в стирол.

ООЪемное соотношение фаз М:В 1:9, t - 70°С.

Crj_ngg=0,5í в расчете на воду, С^ s q =1% в расчете ня mohoi

2 2 8

вывода

1. Изучены реологические характеристики MAC проксанолз П-268 на границе с мономером и растворами полистирола в стироле и показано, что величина предельного напряжения сдвига MAC, Р0, значительно выше, чем Ps MAC ионогенного эмульгатора.

2. Показано, что при формировании мезфазных адоорбционнных ело еЕ П-268 в условиях адсорбции эмульгатора из мономерноЗ фазы величина предельного напряжения сдвига MAC, характеризующая прочность слоя, в 8-10 раз выше, чем при адсорбции эмульгатора из водной фазы.

3. Показано, что структурно-механические свойства мэкфазных ад сорбционннх сло'ев на поверхности частиц полимерных суспензий определяются как молекулярной массой и концентрацией полимера, так и реологическими свойствами МАс проксанола П-268.

«

4. Определены условия получения полистирольных суспензий, ста б$шкзированных проксанолом П-268 с узким распределением частиц по "диаметрам, пригодных для имчуннохимических исследований.

Основное содэржание диссертационной работа опубликовано в следующих, работах: .

1. Вассуф X., Любимская P.A., Яковлева И.М. Свойства мек$азншс ад

, сорбционных слоев неионного эмульгатора прокса-;ола П-268 на границе мономер/вода. В кн. "1У Всесоюзная конференция молодых ученых и специалистов по физической химии", Физхимил 1990, т. I, с. 56. .

2. Вассуф X., Симакова Г.А., Любимская P.A., Яковлева K.M., Грицкова И.А. Влияние способов введения эмульгатора П-268 на свойства межфазных адсорбционных слоев. Коллодии.к. (в печати).

3. Вассуф X., Симакова Г.А., Любимская P.A., Яковлева И.М. Свойстра MAC на границе ПМЧ/водный раствор ¡7-260. В кн. "УШ Всесоюзная ла-текская конференция", Воронеж, 1991.

4. Яковлева И.Ч., Любимская Г.А., Вассуф X., Симакова Г.А. Стабильность БМК латекса в процессе полимеризации. Б кл. "УШ Всесоюзная латексная конференция1?, Воронеж, 1991.

¿ймг. cf<5~ г. so о