Молекулы-полиэлектролиты.
Полиэлектролиты
Объяснение суперабсорбирующих свойств полиэлектролитов пришло позже. Необычный по масштабу (иногда в сотни раз по объёму) и по резкости переход изсколлапсированного состояния в сверхнабухшее был впервые замечен в 1977 году физиком-экспериментатором Т. Танакой при изучении полиакриламидных сеток в растворе смеси воды и ацетона. Поняв, что нейтральный полиакриламид гидролизуется, и гель становится… Читать ещё >
Молекулы-полиэлектролиты. Полиэлектролиты (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Полиэлектролиты подразделяются на поликатионы (при диссоциации которых основная макромолекула приобретает положительный заряд), полианионы (заряд ионизированной полимерной молекулы отрицательный) и полиамфолиты (макромолекула содержит как положительные, так и отрицательные заряды). Как правило, полиамфолиты относятся к гетерополимерам.
Ион, отрывающийся от макромолекулы при диссоциации, называется противоионом или контрионом. В растворе обычно часть противоионов концентрируется вблизи одиночной макромолекулы полиэлектролита, а часть — свободные противоионы — уходит во внешний раствор.
Полиэлектролитные гели
Полимерные сетки в растворителе образуют гели. Если гель состоит из полиэлектролита, при диссоциации противоионы локализуются в геле, создавая дополнительноеосмотическое давление, что приводит к набуханию гелей, значительно превосходящему предсказания теории Флори.
Осознанное начало применения полиэлектролитных гелей в качестве суперабсорбентов (англ.)русск. относится примерно к 1960;м годам. К 1974 году был разработан сополимер Super Slurper (другое название — H-SPAN: боковые цепи полиакрилонитрила, привитые на основную цепь крахмала, гидролизованные разбавленным раствором соляной кислоты, сшитые в полимерную сетку), легко и сильно набухающий в воде. Возможные применения суперабсорбентов были очевидны, и в 1980;е годы Super Slurper и другие полиэлектролиты стали использоваться в сельском хозяйстве для удержания влаги в почве и в средствах гигиены (одноразовых подгузниках, гигиенических прокладках, средствах для прикрывания ран). Недавно был получен трехмерных макропористый гидрогель на основе полиэлектролита, который может использоваться как сорбент проточного типа для полного удаления тяжелых металлов при низких концентрациях ионов в воде.
Объяснение суперабсорбирующих свойств полиэлектролитов пришло позже. Необычный по масштабу (иногда в сотни раз по объёму) и по резкости переход изсколлапсированного состояния в сверхнабухшее был впервые замечен в 1977 году физиком-экспериментатором Т. Танакой при изучении полиакриламидных сеток в растворе смеси воды и ацетона. Поняв, что нейтральный полиакриламид гидролизуется, и гель становится заряженным, Танака дал и теоретическое объяснение эффекту.] Впоследствии выяснилось, что точка перехода коллапс — сверхнабухшее состояние может регулироваться в довольно широких пределах множеством факторов, в зависимости от конкретного полиэлектролита: температурой, pH, концентрацией соли в растворе, добавлением ПАВ и других веществ и т. д.