Генерация латексных частиц и фазообразование в гетерогенной статической системе мономер–вода

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Целью данной работы является поиск новых путей синтеза латексов (полимерных суспензий) с заданным размером и структурой поверхности частиц. Потребность в таких латексах не является масштабной, но их разработка и производство крайне важны для развития высоких технологий. Монодисперсные латексы особенно ценны в иммунологической диагностике широкого спектра заболеваний. В статье представлены результаты исследований зарождения латексных частиц в гетерогенной системе мономер–вода. Результаты этих исследований позволили найти условия воспроизводимого синтеза монодисперсных полистирольных латексов. С целью изменения поверхностной структуры латексных частиц в исходной мономерной фазе (стироле) растворяли цетиловый спирт. В статье представлены результаты электронно-микроскопических исследований синтезированных латексов. На поверхности латексных частиц отчетливо видны нанокристаллы этого спирта. Сделано предположение, что при глубоких конверсиях мономера в полимерно-мономерных частицах начинается процесс кристаллизации цетилового спирта.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. А. Оганесян

Научно-технологический центр органической и фармацевтической химии НАН РА

Автор, ответственный за переписку.
Email: hovarnos@gmail.com
Армения, 0014, Ереван, пр. Азатутян, 26

Г. К. Григорян

Научно-технологический центр органической и фармацевтической химии НАН РА

Email: hovarnos@gmail.com
Армения, 0014, Ереван, пр. Азатутян, 26

А. Г. Надарян

Научно-технологический центр органической и фармацевтической химии НАН РА

Email: hovarnos@gmail.com
Армения, 0014, Ереван, пр. Азатутян, 26

Н. Г. Григорян

Научно-технологический центр органической и фармацевтической химии НАН РА

Email: hovarnos@gmail.com
Армения, 0014, Ереван, пр. Азатутян, 26

Список литературы

  1. Harkins W.D. General theory of mechanism of emulsion polymerization. II // J. Polym. Sci. 1950. V. 5. P. 217–251. https://doi.org/10.1002/pol.1950.120050208
  2. Fitch R.M., Tsai C.H. Homogeneous nucleation of polymer colloids: the sole of soluble oligomeric radicals //Amer. Chem. Soc. Polym. Prep. 1970. V. II. P. 811–816.
  3. Hansen F.K., Ugelstad J. Particle nucleation in emulsion polymerization. I. Theory for homogeneous nucleation // J. Polym. Sci., Polym. Chem. Ed. 1978 V. 16. № 8. P. 1953–1979. https://doi.org/10.1002/pol.1978.170160814
  4. Grant T.D. Shouldice, Gerald A. Vandezande, Alfred Rudin. Practical aspects of the emulsifier-free emulsion polymerization of styrene // Eur. Polym. J. 1994. V. 30. № 2. P. 179–183. https://doi.org/10.1016/0014-3057(94)90157-0
  5. Ali Safinejad, Saeed Pourmahdian, Behzad Shirkavand Hadavand. Emulsifier-free emulsion polymerization of acrylonitrile-butadiene-carboxylic acid monomers: a kinetic study based on polymerization pressure profile // J. Dispers. Sci. Technol. 2020. V. 41. № 2. P. 157–167. https://doi.org/10.1080/01932691.2018.1496835
  6. Chad E. Reese, Sanford A. Asher. Emulsifier-free emulsion polymerization produces highly charged, monodisperse particles for near infrared photonic crystals // J. Colloid Interface Sci. 2002. V. 248. № 1. P. 41–46. https://doi.org/10.1006/jcis.2001.8193
  7. Прокопов Н.И., Грицкова И.А., Черкасов В.P., Чалых А.Е. Синтез монодисперсных функциональных полимерных микросфер для иммунологических исследований // Успехи химии, 1996. Т. 65. № 2. С. 178.
  8. Oganesyan A. Free radical polymerization and phase formation in heterogeneous monomer/water systems // Doctoral (Chem.) Dissertation, Moscow, Inst. of Fine Chemical Technology, 1986. (in Russ)
  9. Tauer K., Hernandez H., Kozempel S., Lazarev O., Nazaran P. Towards a consistent mechanism of emulsion polymerization – new experimental details // Colloid Polym. Sci. 2008. V. 286. P. 499–515. https://doi.org/10.1007/s00396-007-1797-3
  10. Прокопов Н.И., Грицкова И.А., Кирютина О.П., Хаддаж М., Tауер K., Koземпел С. Изучение механизма безэмульгаторной полимеризации стирола // Высокомолек. Соед. Б. 2010 Т. 52. № 6. С. 1043–1049.
  11. Goodall A.R., Wilkinson M.C., Hern J. Mechanism of emulsion polymerization of styrene in soap-free systems // J. Polym. Sci., Polym. Chem. 1977. V. 15. P. 2193–2218. https://doi.org/10.1002/pol.1977.170150912
  12. Peter A. Lovell, F. Joseph Schork. Fundamentals of emulsion polymerization // Biomacromolecules. 2020. V. 21. № 11. P. 4396–4441. https://doi.org/10.1021/acs.biomac.0c00769
  13. Ryu M., Kimber J.A., Sato T., Nakatani R., Hayakawaa T., Romano M., Pradere C., Hovhannisyan A.A., Kazarian S.G., Morikawa J. Infrared thermo-spectroscopic imaging of styrene radical polymerization in microfluidics // Chem. Eng. J. 2017. V. 324. № 15. P. 259–265. https://doi.org/10.1016/j.cej.2017.05.001
  14. Kuzmin A.O., Parmon V.N., Pravdina M.Kh., Yavorskii A.I., Yavorskii N.I. Mass transfer in a medium with a rapidly renewed interface // Theor. Found. Chem. Eng. 2006. V. 40. P. 225–232. https://doi.org/10.1134/S0040579506030018
  15. Hovhannisyan A. A., Grigoryan G.K, Khaddazh M., Grigoryan N.G. On the mechanism of latex particles formation in polymerization in heterogeneous monomer-water system // J. Chem. Chem. Eng. 2015. V. 9. P. 363–368. https://doi.org/10.17265/1934-7375/2015.05.009
  16. Morawetz H. Macromolecules in solutions. M.: Mir. 1967. P. 398. (in Russ)
  17. Oganesyan A.A., Grigoryan, G.K., Khaddazhb M., Gritskova I.A., Nadaryan A.G. Polymerization in the static heterogeneous system styrene-water in the presence of methanol // Theor. Found. Chem. Eng. 2013. V. 47. P. 600–603. https://doi.org/10.1134/S0040579513050230

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Картина изменения мутности водной фазы на начальной стадии полимеризации.

Скачать (69KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Фотографии пробирок, в которых проводилась полимеризация в полустатическом (пробирка 1) и в статическом (пробирка 2) режиме.

Скачать (140KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Электронно-микроскопическая фотография полистирольного латекса, синтезированного в полустатической системе мономер–вода.

Скачать (199KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Распределение частиц по диаметру латекса, синтезированных в полустатической системе стирол-водный раствор персульфата калия.

Скачать (60KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Появление кристаллов ЦС в блок-полимере стирола при понижении температуры до 5°C.

Скачать (100KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Кристаллизация ЦС в стироле при понижении температуры раствора до 5°C. Концентрация ЦС в стироле 6%.

Скачать (61KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Электронно-микроскопические фотографии полистирольного латекса, синтезированного в присутствии 6% ЦС в стироле.

Скачать (137KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Электронно-микроскопическая фотография разбавленного полистирольного латекса, синтезированного в присутствии 2% ЦС в стироле.

Скачать (98KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025