ИССЛЕДОВАНИЕ РАЗБАВЛЕННЫХ РАСТВОРОВ ПОРФИРИНСОДЕРЖАЩИХ ПОЛИМЕРНЫХ СИСТЕМ НА ОСНОВЕ ПОЛИ-4-ВИНИЛПИРИДИНА

  • Maria V. Petrova Ивановский государственный химико-технологический университет
  • Тatiana А. Аgeeva Ивановский государственный химико-технологический университет
  • Sofia S. Rodina Ивановский государственный химико-технологический университет
  • Oscar I. Koifman Ивановский государственный химико-технологический университет
Ключевые слова: растворы, разбавленные растворы, реология, метод динамического рассеяния, сканирующая электронная микроскопия

Аннотация

Методом динамического светорассеяния определены коэффициенты диффузии и гидродинамические радиусы частиц в разбавленных диметилформамидных растворах поли-4-винилпиридина, полистирола, сополимеров стирола с 4-винилпиридином с разными составами сомономеров, а также поли-4-винилпиридина, модифицированного мезо-тетрафенилпорфиринатом цинка. Диапазон температур составлял от 20 °С до 25 °С. Сополимеры были получены в разных условиях - путем термического и микроволнового нагрева. С целью определения оптимальных условий поведения макромолекулярных реакций с участием этих полимеров, разбавленные растворы всех образцов исследованы визкозиметрическим методом. Для данных систем подобран соответствующий по качеству растворитель, изучена структура раствора, оценено взаимодействие растворителя с полимером, рассчитаны параметры макромолекулярного клубка: характеристические вязкости, константы Хаггинса, среднеквадратичные расстояния между концами цепей и представлен удельный показатель системы, учитывающий молекулярную массу полимеров. Показано, что значения характеристической вязкости с ростом температуры падают, константа Хаггинса, напротив растет. Эти данные свидетельствуют о том, что «качество» растворителя для исследуемых систем ухудшается, то есть клубок макромолекул в диметилформамиде с ростом температуры сжимается. Такое поведение характерно для систем с нижней критической температурой растворения. Введение порфиринового фрагмента в макромолекулу полимера разрыхляет макромолекулярный клубок, но не изменяет поведение системы в растворе в целом. Результаты, полученные методом квазиупругого светорассеяния, согласуются с данными полученными вискозиметрическим методом. Морфология поверхности и элементный состав поли-4-винилпиридина и координационно связанных порфиринполимеров на его основе исследованы методом сканирующей электронной микроскопии.

Литература

Koifman O.I., Ageeva T.A. Porphyrin polymers. Synthesis, properties, application. M.: LENAND. 2018. 300 p. (in Russian).

Koifman O.I., Ageeva T.A. Porphyrin polymers: synthesis, properties, and application. Polym. Sci. Ser. C. 2004. V. 46. N 1. P. 49-72.

Koifman O.I., Ageeva T.A., Nikolaeva O.I. Immobilized porphyrins. Synthesis and the prospects of application. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2004. V. 47. N 5. P. 91-101 (in Russian).

Syrbu S.A., Ageeva T.A., Semeikin A.S., Koifmana O.I. Synthesis of meso-phenyl-substituted porphyrins as starting compounds for the preparation of porphyrin-containing polymers. Russ. Chem. Bull. 2007. V. 56. N 4. P. 707-731.

Ageeva T.A., Syrbu S.A., Koifman O.I. Sintez molekulyarny`x sintonov dlya porfirinpolimerov. Macroheterocycles. 2009. V. 2. N 2. P. 139-150.

Ribeiro S.M., Serra A.C., Gonsalves A.M.d'A. Rocha. Covalently immobilized porphyrins on silica modified structures as photooxidation catalysts. J. Molec. Cat. A. Chem. 2010. V. 326. P. 121-127. DOI: 10.1016/j.molcata.2010.05.001.

Ye Yu.-J., Zhou X.-T., Huang J.-W., Cai J.-H. Styrene–hydroxyethyl methacrylate copolymer microsphere immobilized porphyrinatomanganese (III) as a mild, reusable and highly efficient catalyst for epoxidation of cyclohexene with molecular oxygen. J. Molec. Cat. A. Chem. 2010. V. 331. P. 29-34. DOI: 10.1016/j.molcata.2010.07.012.

Lv Y.-Y., Wu J., Xu Z.-K. Colorimetric and fluorescent sensor constructing from the nanofibrous membrane of porphyrinated polyimide for the detection of hydrogen chloride gas. Sensors and Actuators B. Chem. 2010. V. 148. P. 233-239. DOI: 10.1016/j.snb.2010.05.029.

Nikolaeva O.I., Usacheva T.S., Ageeva T.A., Koifman O.I. Application of the theory of dilute polymer solutions to the assessment of the structure and properties of styrene-acrylic acid copolymers. Russ. J. Gen. Chem. 2007. V. 77. N 7. P. 1227-1231.

Nikolaeva O.I., Usacheva T.S., Gorbenko P.A., Ageeva T.A., Koifman O.I. Viscosity of dilute solutions of styrene copolymers in the course of polymer-analogous transformations. Russ. J. Gen. Chem. 2013. V. 83. N 11. P. 2095-2102.

Koifman O.I., Ageeva T.A. Coordination polymers based on metalloporphyrins. Ross. Khim. J. 2004. V. 48. N 4. P. 140-153 (in Russian).

Koifman O.I., Ageeva T.A. Metalloporphyrins in macromolecular chemistry. Izv AN. Ser. Khim.. 2015. V. 64. N 9. P. 2001-2011 (in Russian).

Mitasova Yu.V., Kuznetsov R.E., Balantseva E.V., Ageeva T.A., Koifman O.I. Directed synthesis and study of styrene copolymers with 4- and 2-vinylpyridines for coordination immobilization of metalloporphyrins. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2008. V. 51. N 1. P. 74-77 (in Russian).

Toropskcheva A.M., Belogorodskaya K.V., Bondarenko V.M. Laboratory workshop on the chemistry and technology of high-molecular compounds. L.: Khimiya. 1972. 416 p. (in Russian).

Mitasova Yu.V., Kuznetsov R.E., Mudrov A.N., Ageeva T.A., Koifman O.I. Directed synthesis and study of 4-vinylpyridine copolymers using thermal and microwave heating. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2008. V. 51. N 12. P. 58 (in Russian).

Voyutskiy S.S. Solutions of high-molecular compounds. M.: Goskhimizdat. 1960. 132 p. (in Russian).

Semchikov Yu.D. High molecular weight compounds. Nizhniy Novgorod: Izd. Nizhegorod. Gos. Univ. im. N.I. Lobachevskogo. 2003. 368 p. (in Russian).

Usacheva T.S., Karlyuk M.V., Ageeva T.A., Koifman O.I. Com-parative studies of properties of dilute solutions of some polymers and co-polymers and porphirine-polymers on their bases. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2012. V. 55. N 3. P. 76-79 (in Russian).

Usacheva T.S., Karlyuk M.V., Mitasova Yu.V., Ageeva T.A., Koifman O.I. Rheological investigations of weak solutions of co-polymers of styrene and vinylpyridines. Internat. Polym. Sci. Technol. 2012. V. 39. N 1. P. 43-46.

Kulikov K.G., Koshlan T.V. Determination of the size of colloidal particles using the method of dynamic light scattering. Zhurn. Tekhnich. Fiziki. 2015. V. 85. N 12. P. 26-32 (in Russian).

Evlampieva N. P., Okrugin B. M., Levit M. L. Conformational and hydrodynamic properties of a homopolymer of 2-deoxy-2-methacrylamido-d-glucose and its copolymers with acrylic and methacrylic acids. Vysokomolek. Soed. Ser. A. 2014. V. 56. N 4. P. 381-388 (in Russian).

Опубликован
2019-08-19
Как цитировать
Petrova, M. V., АgeevaТ. А., Rodina, S. S., & Koifman, O. I. (2019). ИССЛЕДОВАНИЕ РАЗБАВЛЕННЫХ РАСТВОРОВ ПОРФИРИНСОДЕРЖАЩИХ ПОЛИМЕРНЫХ СИСТЕМ НА ОСНОВЕ ПОЛИ-4-ВИНИЛПИРИДИНА. ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ. СЕРИЯ «ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ», 62(8), 87-94. https://doi.org/10.6060/ivkkt.20196208.6058
Раздел
ХИМИЯ неорганич., органич., аналитич., физич., коллоидная, высокомол. соединений