Исследование электроповерхностных свойств и агрегативной устойчивости монодисперсных полимерных частиц с аминированной поверхностью

Размещено на http://allbest.ru

3

¹СанктПетербургская государственная химикофармацевтическая академия

²Институт высокомолекулярных соединений Российской академии наук

³CанктПетербургский государственный университет

Исследование электроповерхностных свойств и агрегативной устойчивости монодисперсных полимерных частиц с аминированной поверхностью

Широкова¹ Ирина Юрьевна, Терещенко¹ Марина Сеергеевна,

Шпилина¹ Ирина Дмитриевна, Кучук¹ Вера Ивановна,

Беляев¹ Алексей Петрович,

Шевченко² Наталья Николаевна,

Голикова³ Евгения Викторовна

Петербург, Россия

Введение

Ранее в нашей работе [1] были исследованы коллоиднохимические свойства латексов полистирола, обладающих отрицательным зарядом поверхности за счет диссоциации поверхностных карбоксильных групп. Латексы полистирола (ПС) обладают рядом свойств, определяющих их широкое использование в различных областях науки, в частности, в оптике, биотехнологии, медицине.

Немаловажное значение придается получению монодисперсных частиц ПС с положительно заряженными поверхностными группами. Создание таких дисперсных систем достигалось синтезом в две и более стадий, включающих в себя покрытие отрицательно заряженного ядра оболочкой, несущей основные, положительно заряженные группы [24].

Такой подход является долгим, технологически сложным, а синтезированные частицы не обладают достаточной агрегативной устойчивостью.

В настоящее время разработаны методы прямого получения положительно заряженных частиц, в частности синтезированы монодисперсные латексы с поверхностными алифатическими аминогруппами [510] и возникает необходимость в исследовании таких важнейших характеристик дисперсных систем, как агрегативная устойчивость и электрокинетический потенциал.

Цель данной работы состояла в исследовании электроповерхностных свойств и кинетики коагуляции латексов ПС различного размера в широкой области концентраций индифферентного электролита NaCl (0.001, 0.01 и 0.15 моль/л) в диапазоне рН 3.09.0.

Экспериментальная часть

В качестве объектов были выбраны монодисперсные (отклонение от среднего диаметра менее 5%) гидрофобные сферические частицы латекса, полученные безэмульгаторной эмульсионной полимеризацией стирола с Nвинилформамидом (ВФА) [11].

Поверхностные аминогруппы, локализованные как на концах, так и вдоль полимерных цепей, обеспечивали положительный знак заряда частиц.

Диаметры частиц латексов были определенны методом динамического светорассеяния и составили 0.19 мкм и 0.42 мкм (табл. 1).

Форму дисперсных частиц определяли методом электронной микроскопии, плотность поверхностного заряда - методом кондуктометрического титрования [1] (табл 1).

Табл. 1. Характеристики монодисперсных полимерных частиц

D, диаметр частиц, мкм	Природа полимера	Тип поверхностных функциональных групп	Удельная площадь поверхности, м2/г	Концентрация поверхностных функциональных групп, мкм моль/м2
0.19	Полистирол	NH2	30.08	0.85
0.42			13.61	0.78

Электрофоретическую подвижность U_ef частиц измеряли как на установке для проведения микроэлектрофореза с визуальным наблюдением [1223], так и с помощью анализатора ZetasizerNano NanoZS компании Malvern Instruments.

Измерения проводили в присутствии фонового электролита NaCl (0.0010.15 моль/л) в диапазоне pH 3.09.0.

Значения жпотенциала плотных непроводящих сферических частиц рассчитывались по уравнению ГемгольцаСмолуховского [24]:

	(1)

где ж - электрокинетический потенциал (В),

U_ef - электрофоретическая подвижность (м²/В с),

е - относительная диэлектрическая проницаемость жидкости,

е₀ - электрическая постоянная (8.85·10¹²Ф/м),

з - вязкость раствора электролита (Па·с).

Метод счета частиц с помощью поточной ультрамикроскопии не является достаточно достоверным для частиц малого размера, поэтому агрегативная устойчивость образца №1 с размером частиц D = 0.19 мкм была исследована методом спектротурбидиметрии или спектра мутности.

В этом случае результаты определения оптической плотности системы для получения размера частиц и, как следствие, определения степени агрегации, требуют обработки данных с использованием, в частности, таблиц характеристических функций светорассеяния и позволяют проводить опыты по изучению устойчивости достаточно мелких частиц.

Метод спектра мутности позволяет оптимально характеризовать системы с эквивалентным радиусом от 0.03 до 23 мкм в диапазоне значений относительного показателя преломления частиц от 1.00 до 1.30 [25].

В методе спектротурбидиметрии применяют характеристические функции светорассеяния, с помощью которых можно определить:

размер частиц (D),

показатель преломления (),

численную концентрацию (n),

объемную концентрацию (Ф),

массовую концентрацию (С).

Характеристические функции зависят от относительного размера частиц () (формула 2), а также от относительного показателя преломления (m_отн) (формула 3):

;	(2)
,	(3)
ф = 2.3 Dср	(4)

где - показатель преломления дисперсной фазы (для латексов полистирола составляет 1.59),

- показатель преломления дисперсионной среды;

- длина волны, Е,

- мутность, рассчитывают через оптическую плотность D_ср при длине волны, соответствующей середине диапазона (формула 4).

В данной работе были использованы две характеристические функции

1) - коэффициент рассеяния (фактор интенсивности рассеяния);

2) n - волновой экспонент, то есть показатель степени при длине волны в соотношении Ангстрема (5):

	(5)

Для экспериментального определения волнового экспонента с помощью фотоэлектроколориметра КФК2 была найдена зависимость оптической плотности от длины волны в диапазоне длин волн 315750 нм, полученные значения аргумента и функции были прологарифмированы.

Зависимость оптической плотность от логарифма длины волны линейная, описывается уравнением (6)

,	(6)

где - константа.

По найденному значению волнового экспонента при известном показателе преломления находят табличные значения относительного размера и коэффициента рассеяния .

Подставляя в формулу (2) длину волны, соответствующую середине диапазона длин волн, и показатель преломления дисперсионной среды, находят средний размер частиц.

Среднюю численную концентрацию (n, частиц/см³) для частиц среднего размера рассчитывают по формуле (7)

,	(7)
	(8)

где - относительная длина волны (из выражения 8).

На рис. 1а представлена зависимость оптической плотности исходного золя от длины волны - D(л) при рН исходной дисперсии (рН_ест 5.56.5) в отсутствие добавленного электролита.

Максимум поглощения золя приходится на ультрафиолетовую область, поэтому не фиксируется использованным прибором. Из рис. 1а видно, что в исследованном интервале длин волн зависимость D(л) не монотонна.

На рис. 1б приведена зависимость lgD(lgл). Как и ожидалось, зависимость имеет линейный характер, тангенс угла наклона прямой, взятый с обратным знаком, соответствует волновому экспоненту образца №1 n' = 2.673, что позволило найти размер частиц золя D = 0.22 мкм [25].

Таким образом, размеры частиц, полученные методом динамического светорассеяния (D = 0.19 мкм) и методом спектротурбидиметрии (D = 0.22 мкм) различаются на 14%. Это значение не превышает ошибки метода спектротурбидиметрии (20%).

а	б

Рис. 1. Зависимость оптической плотности образца №1 (D = 0.19 мкм) от длины волны л (а) и логарифма оптической плотности от логарифма длины волны (в интервале длин волн л = 315780 нм) (б) в отсутствие электролита при рН_ест

Очевидно, что изменение числа частиц с течением времени может служить показателем агрегативной устойчивости или коагуляции золя. Для исследования кинетики коагуляции образца №2 (D = 0.42 мкм) был использован метод поточной ультрамикроскопии [2632]. Этот метод позволяет найти численную концентрацию частиц прямым методом.

Каждая частица, пересекая зону, освещенную источником света, дает вспышку. Общее число таких вспышек (n_t) подсчитывается визуально. Численная концентрация частиц в золе может быть определена как отношение числа зафиксированных вспышек к объему золя, в котором проводили подсчет вспышек (формула 9). В качестве источника поляризованного света использовали зеленый лазер с длиной волны 532 нм.

	(9)

где a - константа диафрагмы микроскопа, n_t - число частиц, наблюдаемое в течение времени t, w - скорость протекания золя через кювету, см³/мин, t - время наблюдения, мин.

Рис. 2. Зависимость обратной численной концентрации частиц золя №2 ( D = 0.42 мкм) от времени наблюдения в отсутствии добавленного электролита и естественном значении рН (прямая 1). Пунктирные линии 2 - границы диапазона погрешности эксперимента.

Результаты представляли в виде зависимости обратной численной концентрации частиц (1/n) от времени наблюдения t.

На рис. 2 приведены результаты определения концентрации частиц в золе №2 за период наблюдения 5 часов при рН_ест. в отсутствие NaCl.

Видно, что численная концентрация золя (n₀) не менялась во времени, то есть исследуемая система при данном значении рН была агрегативно и седиментационно устойчива. Разброс результатов составлял 20%, среднее значение численной концентрации частиц - n₀ = (2.90.6)Ч10⁶ частиц/см³. Прямая 1/n₀(t) (линия 1) - базовая линия исследуемого образца латекса №2 (D = 0.42 мкм).

Результаты и их обсуждение

На рис. 3 представлены зависимости электрокинетического потенциала частиц полистирола от pH для образца №1 (D = 0.19 мкм)(а) и для образца №2 (D = 0.42 мкм) (б) для трех концентраций NaCl (0.001, 0.01 и 0.15моль/л).

Все представленные значения жпотенциала скорректированы с учетом поляризации двойного электрического слоя по Виерсема [3335]. Наибольший вклад данные поправки вносят в значения жпотенциала меньших по размеру частиц (образец №1).

Максимальных значений жпотенциал достигает в кислой среде, что соответствует ионизации наибольшего количества поверхностных функциональных групп. Рост рН значительно подавляет ионизацию, что обусловлено слабоосновными свойствами амминогрупп.

Таким образом, при варьировании рН среды изменяется плотность поверхностного заряда и поверхностный потенциал полимерных частиц. Относительное расположение кривых показывает, что уменьшение жпотенциала связано также с ростом концентрации индифферентного электролита.

Следует отметить, что абсолютные значения жпотенциала частиц образца №2 существенно ниже, чем образца №1.

Различия в величинах электрокинетического потенциала обоих латексов (на 1040%) могут быть связаны с различной (0.85 и 0.78 мкммоль/м²) концентрацией поверхностных функциональных групп, а также, возможно, с влиянием условий синтеза полимерных частиц (состояния поверхностных функциональных групп) на структуру ДЭС.

Из рис. 3а и б видно, что при рН 9.0 и концентрации электролита 0.15 моль/л электрокинетический потенциал частиц становится либо малым (образец №1), либо близким к нулю (образец №2).

Методом спектротурбидиметрии была исследована кинетика коагуляции образца №1 (D = 0.19 мкм). На рис. 4а и б представлены зависимости обратной численной концентрации частиц, рассчитанной по формуле 7, от времени наблюдения для двух значений рН и трёх концентраций NaCl.

Начальная концентрация частиц была равной n₀ = 1.8Ч10¹¹ частиц/см³. Из представленных результатов следует, что при концентрации NaCl равной 0.001 и 0.01 моль/л золь практически устойчив в течение времени наблюдения 5 часов при рН 3.0.

В этих условиях величина обратной численной концентрации частиц 1/n оставалась неизменной и равной n₀ в пределах погрешности эксперимента.

а	б

Рис. 3. Зависимость жпотенциала частиц полистирола от pH для образца №1(а) и №2 (б) в присутствии C_NaCl(моль/л) = 0.001 (1), C = 0.01 (2), C = 0.15 (3)

В физиологическом (0.15 моль/л NaCl) растворе за это же время наблюдения (5 часов) происходило заметное уменьшение численной концентрации частиц и, соответственно, возрастание величины 1/n (рис. 4а, кривая 3). При t = 5 часов величина текущей степени агрегации частиц m_t, определяемая как отношение начальной численной концентрации частиц к текущей концентрации (m_t = n₀/n), достигала 2.7.

а	б

Рис. 4. Зависимость обратной численной концентрации частиц от времени наблюдения для образца №1 (D = 0.19 мкм) при рН 3.0 (а) и рН_ест.(б) в присутствии C_NaCl (моль/л) = 0.001 (1), C = 0.01 (2), C = 0.15 (3)

При рН_ест (рис. 4б, кривые 2 и 3) и концентрациях NaCl 0.01 и 0.15 моль/л текущие степени агрегации достигали значений m_t = 1.8 и m_t = 4.2, тогда как при концентрации NaCl равной 0.001 моль/л золь оставался агрегативно устойчивым (рис. 4б, кривая 1).

Результаты расчета потенциальной энергии парного взаимодействия частиц латекса №1 (D = 0.19 мкм) от растояния между ними для исследованных концентраций NaCl, рассчитанные по теории ДерягинаЛандауФервея и Овербека (теории ДЛФО) [3640], приведены на рис. 5. латекс полистирол дисперсный заряженный

Анализируя результаты расчета, можно с большой степенью вероятности предположить, что устойчивость латекса образца №1 при С_NaCl = 0.001 моль/л при рН 3.0 и рН_ест, обусловлена высоким ионноэлектростатическим барьером отталкивания частиц (V_макс 100 kT) и незначительным по глубине дальним потенциальным минимумом (V_мин 0.01 kT) (кривые 1).

Для С_NaCl = 0.01 моль/л при рН 3.0 и рН_ест зависимости суммарного потенциала взаимодействия от расстояния (рис.5, кривые 2) также характеризуются высокими барьерами отталкивания (V_макс 30 kT) и неглубокими вторичными минимумами (0.15 и 0.17 kT, соответственно), практически незаметными при используемом масштабе построения кривых V(h). В этом случае в золе может протекать только безбарьерная медленная коагуляция в дальнем потенциальном минимуме, скорость которой много ниже скорости быстрой коагуляции.

а	б

Рис. 5. Зависимость энергии парного взаимодействия частиц латекса ПС образца №1 (D = 0.19 мкм) (V/kT) от расстояния между ними (h) при рН 3.0 (а) и рН_ест (б). Концентрация NaCl (моль/л): 10³ (кривые 1); 10² (кривые 2); 1.5 10¹ (кривые 3).

В 0.15 М растворе NaCl при рН 3.0 высота барьера отталкивания заметным образом снижается (рис. 5а, кривая 3), однако барьер остается достаточно высоким, чтобы препятствовать непосредственному контакту частиц. В это же время дальний потенциальный минимум достигает глубины V_мин = 1.5 kT, что определяет возможность коагуляции по безбарьерному механизму с фиксацией частиц на расстояниях, соответствующих координите V_мин. При рН_ест в 0.15 М растворе NaCl на зависимости V(h) имеется невысокий барьер отталкивания (V_макс = 4.1 kT) и потенциальный минимум глубиной V_мин = 2.1 kT (рис. 5б, кривая 3).

Такой профиль потенциала взаимодействия частиц золя предполагает смешанный двухстадийный механизм: коагуляция в дальнем потенциальном минимуме со скоростью, близкой к скорости быстрой коагуляции, и последующая медленная барьерная коагуляция, при которой частицы вступают в непосредственный контакт друг с другом.

Результаты исследования агрегативной устойчивости золя №2 (D = 0.42 мкм) при рН 3.0 и рН_ест методом поточной ультрамикроскопии приведены на рис. 6 (а и б). Из рис. 6а видно, что золь при рН 3.0 устойчив в 0.001 и 0.01 моль/л растворах NaCl и медленно коагулирует в физиологическом растворе. При тех же концентрациях электролита при рН_ест золь агрегативно неустойчив в растворах NaCl (рис. 6б).

В 0.001. 0.01 и 0.15 моль/л растворах NaCl текущие степени агрегации достигают значений m_t = 1.5, m_t = 1.8 и m_t = 2.1 соответственно. Следует отметить, что при этих концентрациях электролита по прошествии времени t~200 мин имеет место выход на плато.

В рамках теории ДЛФО устойчивость золя №2 при рН 3.0 и С_NaCl = 0.001 моль/л может быть объяснена высоким ионноэлектростатическим барьером отталкивания частиц и неглубоким дальним потенциальным минимумом. Прогнозируемая медленная коагуляция в 0.01 М растворе NaCl и быстрая коагуляция в 0.15 М растворе не нашли своего экспериментального подтверждения.

Результаты расчета зависимости потенциальной энергии парного взаимодействия частиц латекса образца №2 от расстояния при рН_ест приведены на рис. 7. Экспериментальные данные находятся в качественном соответствии с теоретическими предсказаниями, а именно снижению устойчивости системы с ростом концентрации электролита. Наблюдаемая коагуляция золя в 0.001 М растворе протекает со скоростью много большей, чем это следует из теоретического прогноза.

а	б

Рис. 6. Зависимость численной концентрации частиц полистирола образца №2 (D = 0.42 мкм) от времени наблюдения в C_NaCl(моль/л) = 0.001 (1), C = 0.01 (2), C = 0.15 (3) рН 3.0 (а) и рН_ест(б)

Рис. 7. Зависимость энергии парного взаимодействия частиц латекса ПС образца №2 (D = 0.42 мкм) (V/kT) от расстояния между ними (h) при естественном значении рН_ест. C_NaCl(моль/л) = 0.001 (1), C = 0.01 (2), C = 0.15 (3).

Сравнивая результаты изучения агрегативной устойчивости с теоретическими расчетами можно отметить, что при низких концентрациях электролита золи образцов №1 и №2 устойчивы в соответствии с теоретическими представлениями как при рН 3, так и при рН_ест.

С ростом концентрации электролита образец №1 (D = 0.19 мкм) теряет агрегативную устойчивость (рис. 4, кривые 3), что практически полностью согласуется с расчетами по теории ДЛФО (рис. 5, кривые 3). В то же время аналогичные теоретические расчеты для образца №2 (D = 0.42 мкм), позволяющие ожидать быструю безбарьерную коагуляцию (рис. 7, кривая 3), не подтверждаются экспериментальными данными, показывающими значительно более низкую степень аграгации (рис. 6, кривая 3), чем наблюдаемую в аналогичных условиях для образца №1.

Выводы

1. Методом микроэлектрофореза получены зависимости электрокинетического потенциала частиц от рН для разбавленных монодисперсных положительно заряженных латексов полистирола с размерами частиц D = 0.19 мкм и D = 0.42 мкм. Показано,что в исследованном интервале (рН 3.0-9.0) величина жпотенциала частиц уменьшалась с ростом рН. Этот факт обусловлен уменьшением степени ионизации поверхностных аминогрупп латексов.

2. Изучение методами спектротурбидиметрии и поточной ультрамикроскопии агрегативной устойчивости латексов в растворах NaCl при рН 3.0 и рН_ест и. сопоставление результатов с теоретическими расчётами показало, что устойчивость и коагуляция латексов ПС в большинстве опытов может быть качественно объяснена с позиции классической теории ДЛФО, однако, ряд экспериментальных данных остаётся вне рамок этой теории.

Благодарности: Работа выполнена при поддержки РФФИ (проект № 130300741) и в рамках Научной программы Президиума РАН №1 «Наноструктуры: физика, химия, биология, основы технологий».

Литература

1. Широкова И.Ю., Кучук В.И., Беляев А.П. , Шевченко Н.Н., Голикова Е.В. Агрегативная устойчивость дисперсных систем. Часть 1. Исследование электроповерхностных свойств и кинетики коагуляции монодисперсных полимерных частиц с карбоксилированной поверхностью.Бутлеровские сообщения. 2014. Т.37. №2. С.2938.

2. A.B. JodarReyes, J.L. OrtegaVinuesa, A. MartinRodriguez, J. Colloid Interface Sci. 2005. 282. 439.

3. A.B. JodarReyes, J.L. OrtegaVinuesa, A. MartinRodriguez. Electrokinetic behavior and colloidal stability of polystyrene latex coated with ionic surfactants. J. of Colloid and Interface Science. 2006. 297. 170181.

4. Сидоpов Д.В., Шутова О.Г., Кожевников Б.Е., Стоpоженко П.А. //Получение ндибутилового эфиpа высокой чистоты. Химическая технология. 2007. Т.7. №8. С.305308.

5. Вережников В.Н., Болотова В.В., Стребкова О.А., Кузнецов В.А. Катионный латекс, полученный с использованием поверхностноактивного мономераэмульгатора на основе диметиламиноэтилметакрилата. Вестник ВГУ. Серия: Химия, Биология, Фармация. 2003. №2. С.1217.

6. Menshikova A., Evseeva T., Shevchenko N., Shabsels B., Yakimansky A., Ivanchev S. Monodisperse Particles Based on Copolymers of Methyl Methacrylate or Styrene with Nvinylformamide. Macromol. Symp. 2009. Vol.281. No.1. P.6168.

7. Меньшикова А.Ю., Инкин К.С., Евсеева Т.Г., Скуркис Ю.О., Шабсельс Б.М., Шевченко Н.Н., Иванчев С.С. Носители биолигандов на основе сополимеров метилметакрилата с Nвинилфорамидом или глицидилметакрилатом. Коллоидный журнал. 2011. Vol.73. No.1. P.6268.

8. Menshikova A.Y., Evseeva T.G., Chekina N.A., Skurkis Y.O., Ivanchev S.S. Synthesis and surface properties of monodisperse polymer particles for biotechnology application. Progress in Colloid & Polymer Sci. 2003. Vol.123. P.6872.

9. Меньшикова А.Ю., Евсеева Т.Г., Инкин К.С., Скуркис Ю.О., Иванчев С.С. Бифункциональные монодисперсные микросферы сополимеров метилметакрилата с Nвинилформамидом. Журн. прикладн. химии. 2006. Т.79. №10. С.16801685.

10. Men'shikova A.Yu., Skurkis Yu.O., Kuchuk V.I., Dmitrieva I.B., Evseeva T.G., Shabsel's B.M. Effect of the surface structure of poly(styrenecoacrolein) microspheres and its modification by protein on electrosurface properties. Коллоидный журнал. 2001. Т.63. №5. С.629636.

11. Меньшикова А.Ю., Шевченко Н.Н., Евсеева Т.Г., Шабсельс Б.М., Якиманский А.В. Способ получения монодисперсного синтетического полимерного латекса с аминогруппами на поверхности частиц. Пат. РФ, RU2381235C1, з. № 2008136042. Pat. 2008.

12. Духин С.С., Дерягин Б.В. Электрофорез. М.: Наука. 1976.

13. Родионова Е.Ю., Дмитриева И.Б., Чухно А.С. Электрокинетические свойства гемоглобина в водных растворах НСl и KCl. Бутлеровские сообщения. 2012. Т.30. №6. С.103107.

14. Родионова Е.Ю., Дмитриева И.Б., Чухно А.С. Электрокинетические свойства гемоглобина в водных растворах 1, 2 и 3зарядных ионов. Бутлеровские сообщения. 2013. Т.34. №6. С.135140.

15. Родионова Е.Ю., Дмитриева И.Б., Чухно А.С. Электрокинетические свойства хлорофилла в водных растворах 1, 2 и 3зарядных катионов. Бутлеровские сообщения. 2013. Т.34. №6. С.130134.

16. Dmitriyeva I.B., Tikhomolova K.P., Chukhno A.S., Prokopovich P.P., Starov V.M. Investigation of the electrosurface properties of NiO and Fe₂O₃ in azole solutions // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 2007. Т. 300. № 3 SPEC. ISS. P.315320.

17. Дмитриева И.Б., Чухно А.С. Электроповерхностные свойства оксидов никеля(II) и железа(III) в водных растворах замещенных азолов (производных имидазола и 1,2,4триазола). Вестн. С.Петерб. унта. 2012. Серия 4: Физика. Химия. Вып.3. С.103110.

18. Чухно А.С., Дмитриева И.Б., Аксинович В.А., Силаева Д.С., Сенина А.С., Кергенцев А.А.. Электроповерхностные свойства оксида кремния(IV) в водных растворах азолов. Бутлеровские сообщения. 2014. Т.38. №5. С.7883.

19. Кучук В.И., Голикова Е.В., Чернобережский Ю.М., Григорьев В.С. Электроповерхностные свойства и кинетика агрегации золя природного алмаза в растворах LiCl. Коллоид. журн. 2011. Т.73 №3. С.348358.

20. Клочкова О.В., Кучук В.И., Голикова Е.В. Электрофоретическое поведение водной дисперсии природного алмаза. Коллоид. журн. 1983. Т.45. №5. С.564569.

21. Жуков А.Н. Учет поверхностной проводимости при вычислении электрокинетического потенциала. 1 .Случай конического капилляра. Коллоид. журн. 1974. Т.36. №3. С.457461.

22. Жуков А.Н. О зависимости удельной поверхностной проводимости твердых тел от концентрации растворов электролитов. Коллоид. журн. 1991. Т.53. №5. С.746748.

23. Жуков А.Н., Левашова Л.Г., Грибанова Е.В. Исследование электроповерхностных свойств кварца и стекла в растворах ди(2этилгексил)сульфосукцината натрия в н.гептане с малыми добавками воды. Вестник СПбГУ. Сер. 4. 1999. Вып.2. №11. С.4551.

24. Жуков А.Н. Электроповерхностные явления в капиллярных и дисперсных системах. Издательский дом СанктПетербургского государственного университета. 2012. 111с.

25. Кленин В.И., Щеголев С.Ю., Лаврушин В.И. Характеристические функции светорассеяния дисперсных систем. Издательство Саратовского университета. 1977. 177с.

26. Кудрявцева Н.М., Дерягин Б.В. Лабораторная установка для измерения концентрации частиц и дисперсного состава гидрозолей и олеозолей. Коллоид. журн. 1963. Т.25. №6. С.739741.

27. Воюцкий С.С. Курс коллоидной химии. М.: Химия. 1976.

28. Голикова Е.В, Чернобережский Ю.М., Молодкина Л.А., Иогансон О.М. Исследование кинетики безбарьерной коагуляции золей в растворах электролитов. Коллоид. журн. 2008. Т.70 №6. С.765778.

29. B.V. Derjaguin, G.Ia. Vlasenko, A.I. Storoshilova, N.M. Kudrjavtseva. Flowultramicroscopic method of determining to number concentration and particle size analysis of aerosols and hydrosols. J. Colloid Sci. 1962. Vol.17. №7. P.605627.

30. Загорская Л.Л., Голикова Е.В., Гарибин Е.А., Молодкина Л.М., Кучук В.И. Ближняя и дальняя АГ регация частиц в золе GAL₂O₃. I. Исследование агрегативной устойчивости отрицательно за ряженного золя GAL₂O₃. Физика и химия стекла. 2010. Т.36. №4. С.542.

31. Голикова Е.В., Кучук В.И., Григорьев В.С., Шарыпин В.В. Устойчивость и коагуляция золя природного алмаза в растворах LID. Физика и химия стекла. 2011. Т.37. №4. С.518538.

32. Голикова Е.В., Чернобережский Ю.М., Кучук В.И., Молчанова Л.Л. Изучение агрегативной устойчивости и электрофоретического поведения дисперсий природного алмаза .Коллоид. журн. 1983. Т.45. №5 .С.864869.

33. A.L. Loeb, P.H. Wiersema, J.Th.G. Overbeek. The electrical double layer around the spherical colloidal particle. Cambrige: M.I.T. Press. 1961.

34. P.H. Wiersema, A.L. Loeb, J.Th.G. Overbeek. Calculation of the electroforetic mobility of a spherical colloid particle. J.Colloid Interface Sci. 1966. Vol.22. P.7899.

35. R.W. O'Brein, L.R. White. Electroforetic mobility of a spherical colloidal particle. J. Chem. Soc. Faraday Trans. II. 1978. Vol.74. No.9. P.16071626.

36. Y.M. Chernoberezhskii, V.I. Kuchuk, O.V. Clochkova, E.V. Golikova. Temperature Dependence of the Stability of Natural Diamond Dispersionsin Electrolyte Solutions. Langmuir. 1987. Vol.3. No.5. P.654659.

37. Муллер В.М. Теория обратимой коагуляции. Коллоид. журн. 1996. Т.58. №5. С.634647.

38. J.Th.G. Overbeek. Recent developments on the understanding of colloid stability. J.Colloid Interface Sci. 1977. Vol.58. №2. P.408422.

39. Дерягин Б.В., Ландау Л.Д. Теория устойчивости сильно заряженных лиофобных золей и слипания сильно заряженных частиц в растворах электролитов. ЖЭТФ. 1941. Т.11. №2. С.802821.

40. Дерягин Б.В. Теория устойчивости коллоидов и тонких пленок. М.: Наука. 1986. 206с.

Аннотация

Исследование электроповерхностных свойств и агрегативной устойчивости монодисперсных полимерных частиц с аминированной поверхностью. Широкова1+ Ирина Юрьевна, Терещенко1 Марина Сеергеевна, Шпилина1 Ирина Дмитриевна, Кучук1 Вера Ивановна, Беляев1 Алексей Петрович, Шевченко2 Наталья Николаевна и Голикова*3 Евгения Викторовна

1 Кафедра физической и коллоидной химии. СанктПетербургская государственная химикофармацевтическая академия. ул. проф. Попова, 14. г. СанктПетербург, 197022. Россия. Email: irina.shirokova@pharminnotech.com , kuchukvera@mail.ru , alexei.belyaev@pharminnotech.com

2 Лаборатория №9 Синтеза пептидов и полимерных микросфер. Институт высокомолекулярных соединений Российской академии наук. Большой пр., 31. СанктПетербург, 199004. Россия. Email: nata_non@hq.macro.ru

3 CанктПетербургский государственный университет. Старый Петергоф. Университетский пр., 26. г. СанктПетербург, 198504. Россия. Email: golikova2319@rambler.ru

*Ведущий направление; +Поддерживающий переписку

Получены зависимости электрокинетического потенциала разбавленных монодисперсных латексов полистирола с размерами частиц 0.19 и 0.42 мкм в при различных рН (3.09.0) и концентрации фонового электролита (СNaCl = 102103 моль/л) и в физиологическом растворе 0.15 моль/л.

Кинетика коагуляции латексов в данных условиях исследована с использованием прямого метода поточной ультрамикроскопии и метода спектротурбидиметрии.

Показано, что агрегативная устойчивость зависит как от состава дисперсионной среды (рН и NaCl), так и размера полистирольных частиц.

Ключевые слова: агрегативная устойчивость дисперсных систем, электрокинетический потенциал, коагуляция золей, латексы полистирола.

Размещено на Allbest.ru

...