Автореферат (1149962)
Текст из файла
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТНа правах рукописиПОДСЕВАЛЬНИКОВА Анна НиколаевнаОПТИЧЕСКИЕ И ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВАГРЕБНЕОБРАЗНЫХ ПОЛИМЕРОВ С РАЗЛИЧНОЙ ЖЕСТКОСТЬЮОСНОВНОЙ ЦЕПИ В РАСТВОРАХ02.00.06 – Высокомолекулярные соединенияАВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание ученой степеникандидата физико-математических наукСанкт-Петербург2017Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном университетеНаучный руководитель:Цветков Николай Викторович,доктор физ.-мат. наук, профессор, профессор кафедрымолекулярной биофизики и физики полимеровОфициальные оппоненты:Лебедев Василий Тимофеевич,доктор физ.-мат.
наук, старший научный сотрудник,заведующий лабораторией ФГБУ «Петербургскийинститут ядерной физики им. Б.П. Константинова» НИЦ«Курчатовский институт» (г. Гатчина, Ленинградская обл.)Амирова Алина Иршатовна,кандидат физ.-мат. наук, старший научный сотрудниклаборатории «Молекулярной физики полимеров», ФГБУН«Институт высокомолекулярных соединений Российскойакадемии наук» (г.Санкт-Петербург)ФГБОУВО«Московскийгосударственныйуниверситет имени М.В.
Ломоносова»Ведущая организация:Защита состоится «__» _________ 2017 года в ____ на заседании диссертационногосовета Д. 212.232.33 по защите докторских и кандидатских диссертаций, созданного набазе Санкт-Петербургского государственного университета, по адресу: 198504, СанктПетербург, Петродворец, ул. Ульяновская, д.1, НИИФ СПбГУ, малый конференц-зал.С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке им. М. Горького СанктПетербургского государственного университета по адресу: 199034, Санкт-Петербург,Университетскаянаб.7/9.Диссертацияиавторефератразмещенынасайте:disser.spbu.ru.Автореферат разослан «___» ____________ 2017 года.Ученый секретарьдиссертационного совета Д.212.232.33,кандидат физ.-мат.
наук, доцентПоляничко А.М.3ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальностьтемыисследования.Полимерысложнойархитектуры(разветвленные, дендритные, гребнеобразные и т.д.) играют важную роль в разработке ивнедрении новых подходов и методов при создании молекулярных наноструктур иуникальных материалов с заданными свойствами на их основе, которые могут бытьиспользованы в современной медицине, фармакологии, микро- и наноэлектронике и др.Изучение молекулярных свойств таких полимеров имеет принципиальное значение длярешения задач физико - химии высокомолекулярных соединений, так как безколичественногоанализахарактеристикиндивидуальныхмакромолекулнельзяпрогнозировать свойства новых материалов, изготовленных на их основе.Для определения конформационных, оптических и динамических характеристикполимерных цепей разработан ряд физических методов, основанных на измерениипоступательного и вращательного трения макромолекул в разбавленных растворах, гдемежмолекулярные взаимодействия практически отсутствуют.
К числу таких методовотносятся динамическое и статическое рассеяние света, вискозиметрия, изотермическаядиффузия, седиментация, двойное лучепреломление в потоке и др.Многообразиесвойствполимеровсложнойархитектурыделаютихперспективными объектами исследования и увеличивают возможности их практическогоприменения. Особое место среди таких систем занимают гребнеобразные полимеры,которые чрезвычайно разнообразны по структуре и свойствам, ввиду большихвозможностей в варьировании их боковых цепей.
Полимеры, содержащие в боковыхцепях функциональные группы, такие как −СООН− и −СО−NH−, способные кобразованию внутри- и межмолекулярных водородных связей, представляют особыйинтерес, так как наличие таких групп оказывает сильное влияние на структурныесвойства полимера и его поведение в разбавленных растворах. Вариации структурыбоковых заместителей может приводить к существенным изменениям конформационныххарактеристик макромолекул.Таким образом, исследование влияния структуры боковых заместителей нафизические характеристики гребнеобразных макромолекул представляется актуальнойзадачей.Цели и задачи.
Целью настоящей работы является изучение оптических,гидродинамическихиконформационныхсвойствмакромолекулнекоторых4гребнеобразных полимеров в растворах методами двойного лучепреломления в потоке(ДЛП), статического и динамического рассеяния света и вискозиметрии.
Поставленнаяцель достигалась путем решения следующих задач:• исследование методами молекулярной гидродинамики и оптики гомологическогоряда тридеканоата целлюлозы (ТДЦ) в растворах и установление влияния боковыхзаместителей на характеристики полимерных молекул;• исследование гидродинамических и оптических свойств гребнеобразного полимераполи(12-акрилоиламино-додекановойкислоты)(ПААДК),вкоторомдлинныеалифатические фрагменты присоединены к основной полимерной цепи амиднымигруппами;• установление влияния структуры бокового заместителя (длина алифатической цепи иналичие амидной группировки) на конформацию и оптические характеристикимакромолекул.Научная новизна работы состоит в том, что в ней впервые:• Исследовановлияниевзаимодействиймеждубоковымизаместителяминаконформационные и оптические характеристики макромолекул полимеров, существенноотличающихся равновесной жесткостью основной цепи.• Изучены оптические и гидродинамические свойства тридеканоатов целлюлозы.Определены равновесные жесткости полимера в различных растворителях, собственнаяоптическая анизотропия мономерного звена.
Проанализирован вклад боковых цепей воптическую анизотропию макромолекул.• Исследованы оптические и гидродинамические характеристики гребнеобразногополимераполи(12-акрилоиламино-додекановойконформационныехарактеристикикислоты).макромолекул:Определеныравновеснаяосновныежесткостьиэффективный гидродинамический диаметр.Научная и практическая значимость работы. В работе детально изучены дваполимера, имеющих большие перспективы практического применения.
Так, эфирыцеллюлозы с длинными алифатическими заместителями, ввиду своей прекраснойпленкообразующей способности, нашли свое применение в микро- и наноэлектронике.Макромолекулы ПААДК синтезированы новым перспективным методом из растворовмономеров, находящихся в организованном состоянии. Сопоставление результатовисследований этих полимеров, проведенных комплексом различных методов, позволило5количественно охарактеризовать их конформационные и оптические характеристики.Полученные данные важны как для развития общих представлений о влияниимолекулярной структуры высокомолекулярных соединений на физико-химическиесвойства полимеров, так и для получения новых полимерных материалов с заданнойструктурой и свойствами.Основные положения, выносимые на защиту.1.
На основании проведенного конформационного анализа, определены равновесныежесткости макромолекул тридеканоата целлюлозы в хлороформе A = 280×10–8см итетрахлорэтанеПоказано,A = 220×10–8см.чтотермодинамическаяжесткостьмакромолекул тридеканоата целлюлозы обусловлена заторможенностью вращениявокруг валентных связей в основной цепи за счет взаимодействия боковых групп, иуменьшается при увеличении полярности растворителя и температуры.2.
Проведены комплексные гидродинамические исследования поли(12-акрилоиламинододекановой кислоты) в смешанном (диоксан-циклогексанол) растворителе, и выполненконформационный анализ макромолекул полимера. Установлено, что равновеснаяжесткостьмолекулярныхцепейполи(12-акрилоиламино-додекановойкислоты)A = 62×10-8 см выше, чем у гребнеобразных полиакрилатов и полиметакрилатов сблизкими длинами боковых алифатических цепей, что связано с взаимодействиямимежду амидными группами в боковых цепях полимера.3.
Взаимодействия между боковыми заместителями для поли(12-акрилоиламинододекановойкислоты)приводяткуменьшениюстепенисвернутости(т.е.к«ожестчению») боковых цепей и к увеличению анизотропии их оптическойполяризуемости. Для тридеканоата целлюлозы такой эффект не наблюдается. Такиеразличия обусловлены более «тесным» расположением боковых цепей в макромолекулахполи(12-акрилоиламино-додекановойкислоты)посравнениюстридеканоатомцеллюлозы.Личныйвкладавторазаключаетсяванализелитературныхданных,приготовлении растворов и проведении экспериментальных исследований, в обработке иинтерпретации полученных результатов, в подготовке статей.Публикации. По материалам диссертации опубликовано 3 статьи в рецензируемыхнаучных журналах из перечня ВАК и 8 тезисов докладов конференций.6Апробация работы.
Основные результаты диссертационной работы былипредставлены на всероссийских и международных конференциях: 7-ой Международныйсимпозиум «Molecular Order and Mobility in Polymer Systems» (СПб, 2011), 7-ая СанктПетербургская конференция молодых ученых «Современные проблемы науки ополимерах» (СПб, 2011), Международная студенческая конференция «Science andProgress» (СПб, 2011), 8-ая Санкт-Петербургская конференция молодых ученых«Современныепроблемынаукиополимерах»(СПб,2012),Международнаястуденческая конференция «Science and Progress» (СПб, 2012), I Международная научнаяИнтернет-конференция «На стыке наук. Физико-химическая серия» (Казань, 2013),European Polymer Congress (EPF 2013) (Пиза, Италия, 2013), 6-ая ВсероссийскаяКаргинская конференция «Полимеры-2014» (Москва, 2014).Структура диссертации.
Диссертационная работа изложена на 112 страницах исодержит 29 рисунков, 4 таблицы и 125 источников литературы. Структура изложениявключает введение, литературный обзор (глава 1), экспериментальные методы (глава 2),обсуждение результатов (главы 3, 4), заключение и список литературы.ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИВо ВВЕДЕНИИ обоснована актуальность темы диссертационной работы,сформулированы ее цели и задачи, положения, выносимые на защиту, научная новизна ипрактическая значимость работы.ГЛАВА 1 разделена на шесть разделов, включающие в себя основные соотношения,определяющие взаимосвязь между гидродинамическими, оптическими и структурнымихарактеристиками макромолекул.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
