Сильная ассоциация ПАВ с поверхностно-активными полимерами
Модифицирование водорастворимых гомополимеров прививкой небольшого числа (обычно в реакцию вступает 1% мономерных звеньев) гидрофобных групп, например алкильных цепей, приводит к дифильным полимерным молекулам, склонным к самоассоциации за счет гидрофобных взаимодействий. Слабое агрегирование (рис. 7) макромолекул сопровождается увеличением вязкости и других реологических параметров. Этот эффект «ассоциирующих загустителей» используется при производстве красок и многих других промышленных продуктов для модифицирования их реологических свойств.
Вводимые в растворы полимеров ПАВ сильно взаимодействуют с гидрофобными группами полимера, что приводит к усилению ассоциации полимерных цепей и увеличению вязкости. В качестве примера на рис. 8 приведена структура гидрофобизированного неионного эфира целлюлозы. Введение додецил-сульфата натрия приводит к резкому увеличению вязкости гидрофобизированного эфира целлюлозы и практически не влияет на немодифицированный эфир целлюлозы (рис. 9). При большой концентрации ПАВ вязкостный эффект исчезает. Наблюдаемые эффекты лучше объясняются образованием смешанных мицелл между ПАВ и дифильным полимером. Для образования поперечных сшивок и, следовательно, проявления вязкостного эффекта необходимо, чтобы в мицеллообразовании принимало участие большое число гидрофобных групп полимера. При повышенных концентрациях ПАВ лишь одна гидрофобная группа полимера входит в состав смешанной мицеллы, что приводит к исчезновению эффекта «поперечных сшивок».
Рис. 7. Самоассоциация гидрофобизированных водорастворимых полимеров в присутствии ПАВ может усиливаться или, наоборот, снижаться в зависимости от стехиометрического соотношения компонентов
Повышение вязкости при добавлении ПАВ в растворы гидрофобизированных водорастворимых полимеров характерно для всех систем, но эффект сильно зависит от вклада электростатических взаимодействий. Как видно из рис. 10, добавки противоположно заряженных ПАВ к раствору гидрофобизированного полиэлектролита вызывают более сильный вязкостный эффект, чем неионные или одноименно заряженные ПАВ. Но и в последних случаях наблюдаются значительные эффекты, особенно если привитые гидрофобные цепи велики.
Рис. 8. Целлюлозу можно модифицировать относительно хаотичным введением гидроксиэтиль-ных и этильных групп с образованием этил(гидроксиэтил)целлюлозы (ЭГЭЦ). Для получения гидрофобизированной ЭГЭЦ вводят небольшое количество гидрофобных групп
Рис. 9. Введение додецилсульфата натрия в раствор гидрофобизированной целлюлозы (ЭГЭЦ) сначала приводит к резкому увеличению вязкости, а затем при увеличении концентрации ПАВ — к снижению до низких значений. Для немодифицированной целлюлозы изменения вязкости в присутствии ДСН незначительно
Рис. 10. Добавление ПАВ к раствору гидрофобизированного полиэлектролита (в данном примере — гидрофобизированный полиакрилат) приводит к различным изменениям вязкости в зависимости от типа поверхностно-активного вещества. Эффект проявляется гораздо сильнее в случае противоположно заряженных ПАВ (бромид додецилтриметиламмония, DTAB), чем при введении неионного ПАВ (С 12 Е5) или одноименно заряженного ПАВ (додецилсульфата натрия, SDS)
В смесях ПАВ и имеющих точки помутнения полимеров, полярность которых уменьшается при повышении температуры, могут образовываться термообратимые гели. Повышение температуры приводит к гелеобразованию, при охлаждении гель плавится. Подобные эффекты характерны также для смесей неионных ПАВ и гидрофобизированных водорастворимых полимеров, поскольку повышение температуры индуцирует рост мицелл либо переход от мицелл к везикулам или другим самоассоциированным структурам.
Смотрите также
Создание и исследование шпаклевочных паст на основе УПС и АВС
...
Золото и его переработка
Основные свойства Начинать разговор о золоте лучше всего со свойств
этого металла и только потом переходить к тому, как эти свойства используются
человеком. Золото интересно тем, что в его х ...