Структура и молекулярные свойства полиэлектролитных комплексов в органических растворителях тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.14, доктор физико-математических наук в форме науч. докл. Лезов, Андрей Владимирович

• Лезов, Андрей Владимирович
• доктор физико-математических наук в форме науч. докл.
• 1998

Заключение диссертации по теме «Теплофизика и теоретическая теплотехника», Лезов, Андрей Владимирович

2. Результаты исследования кинетики электрического двойного лучепреломления в растворах широкого круга полимеров с различной химической структурой подтвердили справедливость положения о том, что молекулы жесткоцепных полимеров ориентируются в электрическом поле за счет постоянного дипольного момента и обладают не только высокой равновесной, но и значительной кинетической жесткостью.

3. Исследованы гидродинамические, динамо- и электрооптические свойства сульфололистирольного иономера в м-ксиполе. Установлено, что концентрационные зависимости коэффициентов поступательной диффузии, седиментации и приведенной вязкости иономера отражают процесс межмолекулярного агрегирования иономерных цепей, который можно описать в рамках модели «открытой» ассоциации. Показано, что компактная по сравнению с неионогенным аналогом конформация молекул иономера в слабополярном растворителе обусловлена парными взаимодействиями его ионогенных групп.

4. Впервые изучены динамо- и электрооптические свойства сульфополистирольного иономера в слабополярном органическом растворителе. Обнаружено, наличие релаксационного процесса ЭДЛ, обусловленного деформационной поляризуемостью молекул иономера. Установлено, что постоянная Керра К иономера на порядок превосходит К его неионогенного аналога - полистирола с той же степенью полимеризации. На основе сопоставления электрооптических характеристик иономера и низкомолекулярного поверхностно-активного вещества - аэрозоля ОТ сделан вывод о том, что в ЭДЛ растворов иономеров существенный вклад вносят асимметричные по форме мультиплеты, возникающие за счет взаимодействия ионогенных групп, принадлежащих как одной, так и разным молекулам иономера.

5. Впервые изучены конформационные, гидродинамические, динамо- и злектрооптические свойства новых, растворимых в слабополярных органических растворителях полиэлектролитных комплексов, образованных молекулами синтетических и биологических полиэлекгролитов и ионами ПАВ. Обнаружено, что макромолекулы всех исследованных полиэлектролитных комплексов в слабополярных органических растворителях являются индивидуальными соединениями, не диссоциирующими на отдельные компоненты и не образующими межмолекулярные ассоциаты.

6. Установлено, что молекулы стехиометричных и нестехиометричных полиэлектролитных комплексов, образованных молекулами поливинилпиридиний бромида и додецилсульфата натрия находятся в слабополярном органическом растворителе в кпубковой конформации. Выявлены основные молекулярные механизмы, влияющие на конформационные характеристики молекул поликомплексов. Первый обусловлен влиянием стерических взаимодействий между боковыми радикалами - анионами додецилсульфата натрия на равновесную жесткость цепи, подобно тому, как это имеет место в молекулах гребнеобразных сополимеров с различной длиной бокового радикала. Второй, характерный для иономеров, связан с притяжения между Вг-содержащими группами поликомплекса.

7. Обнаружено, что молекулы стехиометричного комплекса попиглутаминовая кислота-ПАВ находятся в хлороформе и изопропиловом спирте в клубкообразной конформации. Показано, макромолекулы исследованного поли комплекса можно рассматривать, как статистический сополимер, состоящий из гибких - клубковых и жестких - спиральных участков полипептидной цепи. Высказано предположение, что клубкообразная конформация молекул комплекса полиглутаминовая кислота-ПАВ обусловлена нарушениями спиральной структуры полипептидной цепи, возникающими вследствие сгерических взаимодействий массивных ионов ПАВ.

8. Обнаружено, что молекулы комплекса ДНК+ПАВ в хлороформе находятся в компактной глобулярной конформации. Сделан вывод, что компактизация молекул ДНК в комплексе с ПАВ в слабополярном органическом растворителе вызвано не нарушениями вторичной структуры исходного полииона, а является свойством незаряженной двойной спирали ДНК.

9. Установлено, что макромолекулы исследованных полиэлектролитных комплексов ориентируются в электрическом поле за счет анизотропии их деформационной поляризуемости, возникающей .'вследствие смещения ионов ПАВ вдоль молекулярной цепи. Обнаружен крупномасштабный характер ориентации молекул исследованных поликомппексов в электрическом поле. Предложен подход к описанию равновесных электрооптических свойств поликомплексов в слабополярных органических средах.

Список литературы диссертационного исследования доктор физико-математических наук в форме науч. докл. Лезов, Андрей Владимирович, 1998 год

1. Зеэин А.Б., Кабанов В.А. // Успехи химии. 1982. Т. 51. N2 9. С. 1447

2. Вакеев К Н. Диссертация на соискание ученой степени доктора химических наук. Москва. МГУ. 1995

3. Fitzgerald J.J., Weiss R.A. II J. Macromol. Sei. Rev. Macromol. Chem. Phys. 1986. V. 28. Ne 1. P. 99

4. Pedley A.M., Higgins J.S., Peiffer D.G., Burchard W. И Macromolecules. 1990. V. 23. Na 5. P. 1434

5. Bakeev K.N., Teraoka I., Macknight W.J., Karasz F E. // Macromolecules. 1993. V. 26. Na 8. P.1972

6. Young A.M., Higgins J.S., Peiffer D.G., Rennie A R. И Polymer. 1995. V. 36. Na 4. P. 691

7. Цветков B.H. Жесткоцепные полимерные молекулы. Л.: Наука, 1986

8. Цветков В.Н., Эскин В.Е., Френкель С.Я. Структура макромолекул в растворах. М.: Наука, 1964

9. ДеЖен П. Идеи скейлинга в физике полимеров. М.: Мир, 1982

10. Гросберг А.Ю., Хохлов А.Р. Статистическая физика макромолекул. М.: Наука, 1989

11. Elias H.G. // Light Scattering from Polymer Solution / Ed. by Huglin M.B. Ney York: Acad. Press. 1972

12. Дормидонтова E E., Гросберг А.Ю., Хохлов А.Р. // Высокомолекулярные соединения. Т. 34А. № 10. С. 126

13. Бирштейн Т.М., Прямицын В.А. II Высокомолекулярные соединения. 1987. Т. 29А. № 9. С. 1858

14. Bakeev K.N., Chugunov S.A., Teraoka I, Macknight W.J., Zezin A.B., Kabanov V.A. //

15. Macromolecules. 1994. V. 27. № 14. P. 3926

16. Ekwal P., Mandell L., Fontell K.J. U Colloid Interface Sei. 1970. V. 33. Na 2. P. 215

17. Русанов А.И. Мицеллообразование в растворах поверхностно-активных веществ. -Санкт-Петербург.: Химия, 1992

18. Nyrkova I.A., Doi M., Khokhlov A R. // Macromolecules. 1993. V. 28. Мг 4. P. 3601

19. Semenov A.N., Nyrkova I.A., Khokhlov A.R. // Macromolecules. 1995. V. 28, № 22. P. 7491

20. Stockmayer W. H., Saur M. E. // J. Amer. Chem. Soc. 1964. V. 86. P. 3485

21. Готлиб Ю.Я., Даринский A.A., Светлов Ю Е. Физическая кинетика макромолекул. Л.: Химия. 1986

22. Nagai К., Ishikawa Т. //J. Chem. Phys. 1965. V. 43 P. 4508

23. Волькенштейн M.B. Конфигурационная статистика полимерных цепей. М.-Л.: Изд-во АН СССР. 1959

24. Флори П. Статистическая механика цепных молекул. М. Мир.: 1971

25. Tricot M., Houssier С. // Macromolecules. 1982. V. 15. № 3. P. 854

26. F. Van Der Touw, Mandel M. // Biophysical Chemistry. 1974. V. 2. P. 218

27. Ponomarenko E.A., Waddon A.J., Bakeev K.N, Tirrell D.A., Macknighl W.J.// Macromolecules. 1996. V. 29. Ns 12. P. 2340

28. Цветков В Н., Штенникова И.Н., Рюмцев Е.И., Пирогова Г.Ф. II Высокомолекулярные соединения. 1967. T. 9А. № 7. С. 1575

29. Волькенштейн М.В. Молекулярная биофизика. М.: Наука. 1975

30. SchesterE., Blout E R. //Proc. Natl. Acad. Sei. 1964. V. 51. P. 595

31. Melnikov S M., Sergeyev V.G., Yoshikawa K. // J. Amer, Chem. Soc. 1995. V. 117. Ns 9. P. 2401

32. Yoshikawa K., Takahashi M., Vasilevskaya V.V., Khokhlov A.R. // Phys. Rev. Letters. 1996. V. 76. Ns 16. P. 3029

33. Yoshikawa K., Matsuzawa Yu. // J. Amer. Chem. Soc. 1996. V. 118. № 4. P. 929

34. Сергеев В.Г., Пышкина O.A., Зезин А.Б., Кабанов В.А. // Высокомолекулярные соединения. 1997. T. 39А. »1С. 17

35. Eickbush T N., Madrianakis E.N. И Ceil. 1978. V. 13. P. 295

36. Bloomfield V A. // Biopolymers. 1991. V. 31. P. 1471

37. Marko J.F., Siggia E.D. // Macromolecules. 1995. V.28. Ns 26. P. 8759

38. Shi Y„ Hearst J.E. II J. Chem. Phys. 1994. V. 101. № 6. P. 5186

39. Фрисман Э.В., Воробьев В.П., Шагина Л.В. // Высокомолекулярные соединения. 1964. Т.6А. № 5. С. 884

40. СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ АВТОРА ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ.

41. Цветков В.Н., Лезов А.В. Об использовании вискозиметрических данных для определения конформационных характеристик жесткоцепных полимерных молекул в растворе. //Высокомолекулярные соединения. 1984. Т. 26Б. Na 7. С. 494-498

42. Цветков В.Н., Коломиец И.П., Лезов А.В., Марченко Г.Н. Эффект Керра в растворах нитратов целлюлозы. // Высокомолекулярные соединения. 1985. T. 27А. Ns 11. С. 24152421

43. Tsvetkov V.N., Kolomiets I.P., Andreeva L.N., Lezov A V., Skorokhodov S.S., Bitibin A Yu. Kenr effect in solutions of a thermotropically alkylene-aromatic polyester. // Eur. Polym. J. 1986. V. 22. Na 7. P. 543-547

44. Коломиец И.П., Лезов A.В., Степченков А.С., Андреева Л.Н., МашошинА.И., Цветков В.Н. Электрооптические свойства растворов цианэтилцеллюлозы в циклогексаноне. // Высокомолекулярные соединения 1986. T. 28А. № 5. С. 1040-1046

45. Цветков В.Н., Коломиец И.П., Лезов А.В., Андреева Л.Н., БилибинА.Ю., Скороходов С.С. Эффект Керра в растворах ароматического полиэфира с пара- и метафениленовыми циклами в цепи.//Доклады АН СССР. 1987. Т. 294. №4. С. 850-855

46. Цветков В.Н., Коломиец И.П., Лезов А.В., Филиппов А.П., БилибинА.Ю., Скороходов С.С. Электрическое двойное лучепреломление в растворах пара-ароматического полиэфира. //Доклады АН СССР. 1987. Т. 296. Ns 5. С. 1167-1172

47. Цветков В.Н., Лезов А.В., Андреева Л.Н., Цветков Н.В. Электрическое двойное лучепреломление в растворах полибутилизоцианата . // Доклады АН СССР. 1988. Т. 303. Ns 3. С. 672-676

48. Лезов А.В. Электрооптические свойства молекул гребнеобразных полимеров с различным строением боковых цепей. // Вестник ЛГУ. 1988. Серия 4,5. Вып. 5. Ne 18. С. 101-105

49. Лезов A.B., Цветков Н.В., Трусов A.A., Цветков В.Н. Нестационарный эффект Керра в растворах полибутилизоцианата. И Доклады АН СССР. 1989. Т. 305. Na 3. С. 659-664

50. Лезов A.B., Цветков Н.В., Трусов A.A., Цветков В.Н. Эффект Керра в растворах полиамидбензимидазолаДЦоклады АН СССР 1989. Т. 308. № 1. С. 113-118

51. Цветков В.Н., Коломиец И.П., Лезов A.B., Филиппов А.П. Эффект Керра в растворах ароматического полиэфира с пара- и ортофениленовыми циклами в цепи. // Доклады АН СССР. 1989. Т. 307. № 4. С. 916-919

52. Tsvetkov V.N., Lezov A.V., Tsvetkov N.V., Andreeva L.N. Electric birefringence in solutions of rigid-chain aromatic polyamides. // Eur. Polym. J. 1990. V. 26 Na 5. P. 575-581

53. Лезов A.B., Цветков H.B. Применение синусоидальных импульсов в эффекте Керра для исследования динамики полимерных молекул в проводящих растворах. // Высокомолекулярные соединения. 1990. T. 32А. № 1. С. 162-165

54. Лезов A.B., Цветков Н.В., Трусов A.A. Электрическое двойное лучепреломление в растворах параароматических полиамидов. // Высокомолекулярные соединения. 1990. T. 32А. N8 9. С. 1887-1894

55. Лезов A.B., Ротинян Т.Д., Рюмцев Е.И. Электрическое двойное лучепреломление в растворах полибутилизоцианата в сильных полях. // Оптика и спектроскопия. 1994. Т. 76. №6. С. 1008-1012

56. Лезов A.B., Мельников А.Б., Коломиец И.П., Рюмцев Е.И., Бакеев К Н., Шу Я.М., Зезин

57. A.Б., Макнайт В.Дж., Кабанов В.А. Гидродинамические и динамооптические свойства растворов комплексов лолиэлектролит-поверхностно-активное вещество в хлороформе. II Высокомолекулярные соединения. 1995. T. 37А. Ne 11. С. 1904-1910

58. Лезов A.B., Коломиец И.П., Рюмцев E.H., Бакеев К.Н., Шу Я.М., Зеэин А.Б., Макнайт

59. B.Дж., Кабанов В.А. Электрическое двойное лучепреломление растворов полиэлектролитных комплексов в хлороформе. // Высокомолекулярные соединения.1995. T. 37А. № 11. С. 1910-1915

60. Пышкина O.A., Сергеев В.Г., Лезов A.B., Мельников А.Б., Кабанов В.А. Компактная конформация комплекса ДНК-катионный ПАВ в хлороформе. //Доклады Академии наук.1996. Т. 349. N8 6. С. 772-777

61. Seoul. Korea. 1996. 8-P09-07

62. Rjumtsev E.I., AntonovE.A., Bilibin A.Yu., SokolovaO S., Mel'nikov A.B., Lezov A.B. Molecular and mesomorphic properties of alkylene-aromatic polyesters containing fluorinated spacers. // Proc. SPIE. 1998. V. 3319. P. 236-239.

63. Лезов A.B., Мельников А.Б., Пышкина O.A., Сергеев В.Г., Лысенко E.A., Рюмцев Е.И.,

64. ЗезинА.Б., Кабанов В.А. Структура и молекулярные свойства комплексов полиэлектролит-ПАВ в слабополярных органических средах. // Тезисы докладов XVI Менделеевского съезда по общей и прикладной химии. Ст.-Петербург. 1998. Т. 1. С. 184.

65. Подписано к печати 12.10.98 г. Усл. п л. 4,8. Тираж 100 экз. Заказ 497. НИИ .химии СПбГУ Отпечатано в отделе оперативной полиграфии НИИХ СПбГУ. 198904, Санкт-Петербург, Ст. Петергоф. Университетский пр., 2.