Навигация
Взаимодействие ПАВ с поверхностно-активными полимерами
17534
знака
0
таблиц
11
изображений
Контрольная работа
по биологии
Содержание
1. Индуцированное полимерами агрегирование ПАВ
2. Притяжение между полимером и поверхностно-активным веществом: влияние природы обоих компонентов
3. Сильная ассоциация ПАВ с поверхностно-активными полимерами
4. Аналогия между взаимодействием ПАВ с поверхностно-активными полимерами и образованием смешанных мицелл
1. Индуцированное полимерами агрегирование ПАВ
Важнейшим свойством ПАВ является их способность снижать поверхностное натяжение между водным раствором и любой другой фазой. В случае ионных ПАВ это свойство существенно зависит от присутствия в растворе полимера. Влияние полимера на поверхностное натяжение водных растворов зависит от концентрации ПАВ (рис. 1). При низких концентрациях ПАВ иногда, в зависимости от поверхностной активности полимера, наблюдается понижение поверхностного натяжения. При некоторой концентрации на изотермах поверхностного натяжения наблюдается излом и достигается более или менее постоянное значение поверхностного натяжения. Тогда в некотором концентрационном интервале, зависящем от концентрации полимера, значение поверхностного натяжения (г) остается постоянным. Далее наблюдается его уменьшение до величины, характерной для раствора ПАВ в отсутствие полимера.
Такой вид концентрационной зависимости поверхностного натяжения растворов ПАВ в присутствии полимера можно объяснить следующим образом. При некоторой концентрации, которую принято называть критической концентрацией ассоциации (ККА), начинается ассоциация молекул ПАВ и полимера. По этой причине при дальнейшем увеличении концентрации ПАВ его активность не увеличивается, и поверхностное натяжение остается постоянным. При насыщении полимера молекулами ПАВ концентрация последнего и активность снова начинают расти, а поверхностное натяжение уменьшается вплоть до достижения KKM поверхностно-активного вещества, после чего в растворе начинают формироваться обычные мицеллы ПАВ.
Рис. 1. а — Зависимости поверхностного натяжения растворов додецилсульфата натрия (ДСН) от его концентрации в присутствии поливинилпирролидона (ПВП), введенного в растворы ПАВ в различных концентрациях; б — Схематическое представление концентрационной зависимости поверхностного натяжения смешанных растворов полимера и ПАВ. Для сравнения приведены соответствующие зависимости для системы, содержащей только ПАВ
Такую картину взаимодействий в смесях ПАВ и полимера в воде можно подтвердить, если ассоциацию ПАВ наблюдать экспериментально. Соответствующие данные можно получить, используя ПАВ-селективные электроды, равновесный диализ, измерения самодиффузии и некоторые спектроскопические методы. Как видно из изотермы связывания, приведенной на рис. 2, при низких концентрациях ПАВ компоненты практически не взаимодействуют между собой. В точке KKA происходит сильное кооперативное взаимодействие. При более высоких концентрациях зависимость выходит на плато, а затем снова наблюдается увеличение концентрации свободных молекул ПАВ или активности ПАВ до тех пор, пока изотерма связывания не сольется с кривой, полученной в отсутствие полимера. Таким образом, из рис. 2 следует явная аналогия между ми-целлообразованием и интерпретацией изотермы связывания через понижение ККМ.
Рис. 2. Изотерма связывания ПАВ полимером, не имеющим выраженных гидрофобных остатков. Изотерма показывает количество связанного ПАВ в зависимости от концентрации свободного ПАВ. Зависимость можно интерпретировать как понижение KKM ПАВ полимером или как сильное кооперативное связывание
Приведенное объяснение подтверждается исследованиями солюбилизации (рис. 3). Кривые солюбилизации в присутствии полимера сдвинуты в сторону более низких концентраций ПАВ, а по виду они аналогичны зависимостям, полученным в отсутствие полимера. По точкам излома можно оценить значения KKM или ККА, которые уменьшаются так же, как при увеличении длины алкильной цепи молекул ПАВ в отсутствие полимера.
Рис. 3. Зависимость количества солюбилизированного красителя оранжевого ОТ смесями алкил сульфатов натрия с гидрофобными группами различной длины (Cio-Cio) и поливинилпирролидона (ПВП) от концентрации ПАВ. Результаты подтверждают точку зрения об индуцировании мицеллообразования полимером
Экспериментальные результаты исследований ассоциации в смешанных растворах ПАВ и полимера можно обобщить следующим образом (см. рис. 4).
1) KKA и KKM слабо зависят от концентрации полимера в широком диапазоне концентраций.
2) KKA и KKM в первом приближении не зависят от молекулярной массы полимера. При очень низкой молекулярной массе взаимодействие между компонентами ослабевает.
3) Протяженность плато на изотермах связывания увеличивается линейно с ростом концентрации полимера.
4) Анионные ПАВ взаимодействуют практически со всеми гомополимерами, взаимодействие катионных ПАВ с полимерами выражено слабее. Неионные и цвиттерионные ПАВ редко взаимодействуют с гомополимерами.
Похожие работы
... (не более 10%), что легко регулируется соотношением алифатического амина и ангидроглюкозидных циклов. В противном случае возникают проблемы с растворимостью. Рис. 3. Превращение крахмала в поверхностно-активный полимер. На схеме окисление происходит только у 6-го атома углерода ангидроглюкозидного фрагмента. В действительности окисление может приводить к раскрытию кольца между 2 и 3-м атомами ...
... свойств составляющих их компонентов. Исследована эффективность первапорационного разделения смеси метанол-метилбутиловый эфир через хитозановую мембрану, модифицированную серной кислотой и четырьмя поверхностно-активными веществами. Для модифицированной серной кислотой хитозановой мембраны содержание метанола в пермеате составляет 70 вес.% при 250С. При 500С разделительный фактор снижается. ...
... Пенооб-разующая способность имеет максимум при промежуточных значениях рН. Влияние полимеров на устойчивость пен Водорастворимые полимеры входят в состав многих технологических композиций на основе водных растворов поверхностно-активных веществ, поэтому важно знать, как взаимодействие между полимерами и ПАВ влияет на устойчивость пен. Чтобы разобраться в этой проблеме, рассмотрим систему, в ...
... для мытья волос—шампуни, пеномоющие добавки для ванн, в которые вводятся биостимуляторы, оказывающие тонизирующее воздействие на организм. Главным компонентом всех названных средств является синтетическое поверхностно-активное вещество (ПАВ), роль которого та же, что и органической соли в обыкновенном мыле. Однако химикам давно уже известно, что индивидуальное вещество, каким бы универсальным оно ...
0 комментариев