Биология » Химические реакции в микрогетерогенных системах » Применение микроэмульсий для получения наноразмерных латексов

Применение микроэмульсий для получения наноразмерных латексов
Страница 1

Полимеризация в обычных эмульсиях позволяет получать латексы с размером частиц от 0.1 до 0.5 мкм. По сравнению со свободнорадикальной полимеризацией, протекающей в гомогенной среде, при эмульсионной полимеризации с большими скоростями образуется полимер с высокой молекулярной массой, так как рост свободных радикалов происходит относительно изолированно. Низкая вязкость дисперсионной среды обеспечивает возможность надежно контролировать перенос тепла. Такие латексы находят широкое применение во многих областях промышленности: при производстве красок, клеев, адгезивов, в бумажной промышленности для покрытия бумаги, при производстве основы для ковров и т. д.

При проведении полимеризации в микроэмульсиях можно получить термодинамически устойчивые нанолатексы. Нанолатексы представляют особый интерес в тех случаях, когда важны малый размер частиц и высокая устойчивость дисперсий.

Принципиально осуществить полимеризацию можно в микроэмульсиях всех типов: «вода в масле», «масло в воде», биконтинуальных, а также в системах

Винзора I, II или III. С практической точки зрения наибольший интерес представляет полимеризация в микроэмульсиях типа «вода в масле» и с биконтинуальной структурой. Некоторые примеры обсуждаются ниже.

Полимеризация в микроэмульсиях типа «вода в масле»

Чаще других в качестве мономера используется акриламид, а в качестве ПАВ — биссульфосукцинат натрия. В качестве масла обычно используют алифатические или ароматические углеводороды — октан, декан или толуол. Смесь АОТ-углеводород может солюбилизировать большие количества воды без применения ко-ПАВ.

Введение AM в тройную систему толуол-вода-АОТ приводит к увеличению области устойчивости микроэмульсии L2. Акриламид аккумулируется на межфазной поверхности масло-вода и действует как сораствори-тель, повышая солюбилизационную способность системы. Образующиеся капельки воды имеют диаметр порядка 5-10 нм.

При полимеризации в микроэмульсиях «вода в масле» происходит непрерывный рост капель. Диаметр образующихся частиц латекса зависит от исходного состава системы, но обычно варьируется в пределах 25-50 нм. По-видимому, зародившиеся частицы растут путем переноса мономера из других капелек за счет диффузии через дисперсионную среду или за счет коалесценции капелек. Оба механизма возможны для микроэмульсий с неполярной дисперсионной средой, в которых капли стабилизированы за счет стерической стабилизации.

Важной особенностью микроэмульсионной полимеризации, независимо от структуры микроэмульсий, является тот факт, что после завершения реакции каждая капелька содержит очень небольшое число индивидуальных молекул полимера с очень большой молекулярной массой. Число молекул полимера обычно не превышает 2-5. В случае полимеризации AM в микроэмульсиях на основе AOT с использованием подходящего инициатора каждая конечная частица латекса состоит из одной макромолекулы с очень большой молекулярной массой. Методом электронной микроскопии было установлено, что частицы быстро растут вплоть до достижения определенного размера. Далее диаметр частиц остается постоянным, в то время как число частиц постоянно нарастает в течение реакции. В системе происходит зарожение в новых частицах в течение всего процесса полимеризации. Это принципиально отличает микроэмульсионную полимеризацию от обычной эмульсионной, при которой за первой стадией нуклеации частиц происходит рост частиц при постоянном их числе. Эта разница схематически проиллюстрирована на рис. 15.

Страницы: 1 2 3

Статьи и публикации:

Перспективы био-нано
Понятно, что реализованный группой Шапиро конечный автомат - это пока что достаточно узкоспециализированное устройство, существенно уступающее по своим возможностям современным компьютерам общего назначения. Однако, полагают ученые, в теч ...

Утомление школьников при различных видах мышечной работы. Возрастные особенности развития утомления
Для школьников младшего звена характерна неустойчивость нервных процессов, повышенная возбудимость коры головного мозга, четко выраженная недостаточность внутреннего активного торможения. В этом причина быстрого утомления младших школьник ...

Проблема появления человека на Земле
Как и в вопросе происхождения Вселенной и жизни вообще, существует свое представление и о божественном творении собственно человека. "И сказал Бог; сотворим человека по образу своему". А в индийской мифологии мир трактуется, как ...

Разделы