Научная статья на тему 'Структура поликомплексов, образованных сетчатым полиакрилатом натрия и катионными мицеллообразующими поверхностно-активными веществами'

Структура поликомплексов, образованных сетчатым полиакрилатом натрия и катионными мицеллообразующими поверхностно-активными веществами Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

CC BY
62
13
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Аннотация научной статьи по химическим наукам, автор научной работы — Ю В. Хандурина, А Т. Дембо, В Б. Рогачева, А Б. Зезин, В А. Кабанов

Методами рентгенографии в больших и малых углах и дифференциальной сканирующей калориметрии изучена структура полимер-коллоидных комплексов, образованных сшитым полиакрилатом натрия и различными катионными ПАВ. Обнаружено, что такие комплексы представляют собой систему заряженных ламелей ионов ПАВ, электростатически связанных с противоположно заряженным сетчатым полиэлектролитом. Алифатические радикалы ПАВ при достаточной длине углеводородной цепи (16 атомов углерода и более) внутри ламелярных агрегатов имеют кристаллическую гексагональную структуру. Изучено влияние химической природы ПАВ, температуры и влагосодержания поликомплексных гелей на параметры структуры полимер-коллоидных комплексов.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по химическим наукам , автор научной работы — Ю В. Хандурина, А Т. Дембо, В Б. Рогачева, А Б. Зезин, В А. Кабанов

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Structure of Polycomplexes Composed of Cross-Linked Sodium Polyacrylate and Cationic Micelle-Forming Surfactants

The structure of polymer-colloidal complexes based on cross-linked sodium polyary late and various cation surfactants was studied by means of wide-angle and small-angle X-ray scattering and differential scanning calorimetry. The polymer-colloidal complexes were shown to be composed of a set of charged lamellas of surfactant ions attached to the oppositely charged cross-linked polyelectrolyte via electrostatic interaction. Within lamellar aggregates, aliphatic radicals of surfactants with a sufficient length of hydrocarbon chain (16 carbon atoms or more) produced a crystalline hexagonal structure. The effect of chemical nature of surfactant, temperature, and water content of hydrogels on the structural parameters of polymer-colloidal complexes was studied.

Текст научной работы на тему «Структура поликомплексов, образованных сетчатым полиакрилатом натрия и катионными мицеллообразующими поверхностно-активными веществами»

ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ, 1994, том 36, М 2, с. 235 - 240

УДК 541(49+64)

СТРУКТУРА ПОЛИКОМПЛЕКСОВ, ОБРАЗОВАННЫХ СЕТЧАТЫМ ПОЛИАКРИЛАТОМ НАТРИЯ И КАТИОННЫМИ МИЦЕЛЛООБРАЗУЮЩИМИ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫМИ

ВЕЩЕСТВАМИ1

© 1994 г. Ю. В. Хандурина*, А. Т. Дембо**, В. Б. Рогачева», А. Б. Зезин*, В. А. Кабанов41

* Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова 119899 Москва, Ленинские горы ** Институт кристаллографии им A.B. Шубникова Российской академии наук 117333 Москва, Ленинский пр., 59 Поступила в редакцию 02.07.93 г.

Методами рентгенографии в больших и малых углах и дифференциальной сканирующей калориметрии изучена структура полимер-коллоидных комплексов, образованных сшитым полиакрилатом натрия и различными катионными ПАВ. Обнаружено, что такие комплексы представляют собой систему заряженных ламелей ионов ПАВ, электростатически связанных с противоположно заряженным сетчатым полиэлектролитом. Алифатические радикалы ПАВ при достаточной длине углеводородной цепи (16 атомов углерода и более) внутри ламелярных агрегатов имеют кристаллическую гексагональную структуру. Изучено влияние химической природы ПАВ, температуры и влаго-содержания поликомплексных гелей на параметры структуры полимер-коллоидных комплексов.

Продукты взаимодействия полиэлектролитов (ПЭЛ) и противоположно заряженных ПАВ представляют собой особый класс полимерных соединений с варьируемым гидрофильно-гидро-фобным балансом [1, 2]. К настоящему времени выявились перспективные направления практического использования таких полимер-колло-идных комплексов (ПКК), обусловленные, в частности, их способностью эффективно сорбировать из водных сред различные органические соединения [1,3]. Особое место в ряду этих веществ занимают комплексы сетчатых полиэлектролитов (СПЭЛ) с противоположно заряженными ПАВ. Интерес к таким системам в значительной степени вызван особенностями конформационного поведения слабосшитых заряженных сеток при взаимодействии с ионами ПАВ [4,5]. Для выяснения механизма сорбции и переноса ПАВ в СПЭЛ важное значение имеет изучение структуры полимер-коллоидных комплексов типа СПЭЛ-ПАВ, и в частности строения мицеллярной фазы, иммобилизованной в полимерной сетке.

В настоящей работе предпринята попытка исследования структуры ПКК, образующихся при взаимодействии слабосшитой натриевой соли полиакриловой кислоты (СПА-Ыа) с катионами ПАВ - алкилтриметиламмония и алкилпиридиния.

1 Работа выполнена при финансовой поддержке

Российского фонда фундаментальных исследований (код

проекта 93-03-5999).

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Гель слабосшитой полиакриловой кислоты получали радикальной сополимеризацией свежепе-регнанной акриловой кислоты (АК) с N,N-mcth-лен-быс-акриламидом (при массовом соотношении сомономеров 100 : 1) в 10%-ном водном растворе. Реакцию инициировали персульфатом аммония и метабисульфитом натрия (0.2% от веса АК) и проводили в течение 1 сут при 40°С. Синтезированный гель полностью нейтрализовали NaOH (доводя рН в окружающем гель растворе до 8). Гель СПА-Na представляет собой прозрачный однородный эластичный монолит. Степень набухания Н равновесно набухшего СПА-Na составляет Н = (тнаб - m^/m^ - 103, где тшб и тсу, - массы набухшего и сухого образцов соответственно. Концентрация групп -COONa в набухшем СПА-Na составляет ~10"2 осново-моль/л.

Образцы ПКК получали, выдерживая образцы набухшего геля СПА-Na кубической формы массой ~3 - 10 г в растворах ПАВ концентрации 10~3 - 10~2 моль/л вплоть до полного превращения СПА-Na в ПКК. Ранее было показано, что образующиеся при этом ПКК содержат эквимо-лярные количества заряженных групп -СОО" сетки и катионов ПАВ [6, 7].

В качестве ПАВ использовали додецил-пиридиний хлорид (ДПХ), цетилпиридиний бромид (ЦПБ), додецилтриметиламмоний бромид (ДТМАБ), тетрадецилтриметиламмоний

4

<2 х 10, А

Рис. 1. Малоугловые рентгеновские дифракто-граммы ПКК(СПА-ЦТМА) в сухом (1) и набухшем в воде (2) состояниях. Т- 20"С.

бромид (ТТМАБ), цетилтриметиламмоний бромид (ЦТМАБ), эйкозилтриметиламмоний бромид (ЭТМАБ) ("Serva"), которые перекристалли-зовывали из смеси этанола с ацетоном (15 : 85). Кроме того, использовали гидрохлорид цетила-мина. Концентрацию ПАВ, содержащих пириди-ниевые группы (ЦПБ и ДПХ), определяли спект-рофотометрически по интенсивности поглощения при длине волны X = 259 нм (е = 4100). Измерения проводили на спектрофотометре "Hitachi 150 - 20" (Япония).

Температуру и теплоту плавления образцов определяли на дифференциальном сканирующем калориметре "Mettler ТА4000" (Швейцария) при скорости нагревания 10 град/мин.

Таблица 1. Значения межплоскостных расстояний для поликомплексов (малые углы рассеяния)

Система Состояние комплекса Межплоскостные расстояния, А

di d2 ¿3 ¿4

СПА-ДТМА Сухой 34.0 17.1 - -

Набухший 38.1 - - -

СПА-ЦТМА Сухой 32.8 16.2 - 8.0*

Набухший 41.9 20.9 - -

СПА-ЭТМА Сухой 44.3 21.8* - -

Набухший 46.6 23.2 - -

СПА-цетиламин Сухой 28.2 14.0 9.3 -

Набухший 30.5 15.0 9.9 -

ЛПА**-ЦТМА Сухой 32.9 16.3 - -

Набухший 41.1 20.4 - -

* Очень слабые рефлексы. ** Линейный полиакрилатанион.

Рентгеновские измерения проводили на установках УРС-55 и УРС-60, а также на малоугловом рентгеновском дифрактометре с линейным пози-ционно-чувствительным детектором "АМУР-К" [12] (Институт кристаллографии РАН) в диапазоне длин векторов рассеяния 1.1 х 10~2 < (2 < 4.2 х х 1СИ А-1, при длине волны СиК„ 1.54 А.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Ранее было показано, что СПЭЛ при определенных условиях способны сорбировать противоположно заряженные мицеллообразующие ПАВ [4, 6, 7]. Перенос ионов ПАВ из окружающего раствора внутрь полиэлектролитного геля против градиента концентрации ПАВ обусловлен образованием в фазе геля ПКК(СПЭЛ-ПАВ)2. Сдвиг равновесия в сторону образования ПКК происходит в результате кооперативного взаимодействия дифильных ионов ПАВ с полиионными фрагментами сетки СПЭЛ. Этот процесс изображен ниже.

Br"

+1Ч«*Вг-(1)

Известно, что дифильные ионы ПАВ в сетке СПЭЛ образуют мицеллы, о чем, в частности, свидетельствует способность ПКК солюбилизировать ароматические углеводороды [3]. Однако внутреннее строение и морфология мицеллярной фазы в этих системах до сих пор оставались практически не изученными. В то же время очевидно, что информация об их конкретной структуре может иметь принципиальное значение для понимания механизма взаимодействия СПЭЛ-ПАВ и транспорта ионов ПАВ в полиэлектролитных сетках.

Морфология мицеллярной фазы может быть выявлена при помощи малоуглового рентгеновского рассеяния. Проведенные в настоящей работе структурные исследования ПКК типа СПА-ПАВ указывают на наличие определенной малоугловой периодичности в таких системах. На рис. 1 приведены типичные дифрактограммы комплекса СПА-ЦТМА в сухом и набухшем в воде состояниях. Кривые рассеяния сухого и набухшего образцов (рис. 1) имеют два отчетливых дифракционных максимума, соответствующих межплоскостным расстояниям и </2 (4 = 2П/0, где Q = 4П$швА- амплитуда вектора рассеяния). Соотношение оказалось равным 2, что свидетельствует о наличии ламелярной структуры с периодом 33 А в сухих и 42 А в набухших образцах. В табл. 1 представлены значения межплоскостных расстояний для различных ПКК, из которых следует, что ламелярная структура характерна для всех изученных ПКК.

2 В дальнейшем будем обозначать в скобках названия соответствующих полианиона и катиона ПАВ.

СТРУКТУРА ПОЛИКОМПЛЕКСОВ

237

Эти данные важны для более детального понимания механизма транспорта ионов ПАВ в противоположно заряженном геле. Ранее нами было показано, что сорбция заряженной сеткой противоположно заряженных ионов ПАВ протекает как фронтальная гетерогенная реакция, характеризующаяся наличием резкой границы между внешним слоем плотного слабонабухающего по-ликомплекса (Н - 1) и внутренним сильнонабух-шим слоем непревращенного геля (Я = 103) [6,7]. Представленные выше результаты свидетельствуют о том, что продвижение резкого фронта ПКК внутрь образца геля в процессе сорбции ПАВ представляет собой прорастание ламелей ПКК (СПА-ПАВ) от периферии к центру образца. Процесс происходит, по всей вероятности, путем переноса отдельных ионов ПАВ и их присоединения к растущей грани на границе раздела между наружным слоем ПКК и внутренней частью непревращенного геля [7].

Структурные параметры ламелей, и в первую очередь их период, являются функцией длины алифатических радикалов ПАВ, включенных в состав комплекса. Как видно из табл. 1, период ламелярной структуры ПКК закономерно увеличивается с ростом длины углеводородного радикала гомологов алкилтриметиламмония.

Структуру ПКК можно представить как систему заряженных ламелей, "вставленных" в противоположно заряженную сетку, как это показано ниже.

(-СН-СН2-)„

Размеры ламелярных кристаллитов, оцененные из полуширины первого дифракционного максимума А<2/<2 = l/N, отвечают N - 14, где N -число периодов решетки.

Более детальная картина строения ПКК может быть получена при изучении внутренней

Рис. 2. Рентгенограммы в больших углах сухих образцов полимерколлоидных комплексов СПА-ДТМА (а); СПА-ЦТМА (б) и чистого Ц'ГМАБ (в). Т = 20°С.

структуры ламелей с помощью рентгеновского рассеяния в больших углах. Проведенные в настоящей работе исследования показали, что высушенные на воздухе ПКК (СПП-ПАВ), образо-

о

»

20 60 100" Т,° С

Рис. 3. Кривая ДСК сухого образца комплекса СПА-ЦТМА. Скорость нагревания 10 град/мин.

Ось

растяжения

Ось

растяжения

Рис. 4. Рентгенограммы ориентированных образцов комплекса СПА-ЦТМА в малых (а) и больших (б) углах рассеяния. Т = 20°С. Степень растяжения 100%.

ванные гомологами ПАВ с числом атомов углерода в алифатическом радикале п < 16 (ДТМАБ, ДПХ и ТТМАБ), аморфны. На их рентгенограммах обнаруживается диффузное аморфное гало, которое соответствует параметру Вуль-фа-Брэгга, приблизительно равному 4.6 А (рис. 2а). Это свидетельствует о наличии только ближнего порядка в расположении углеводородных цепей ПАВ. При п > 16 (ЦТМАБ, ЦПБ и ЭТМАБ) возникает кристаллическая структура, о чем свидетельствует появление характерного рефлекса на рентгенограммах, отвечающего межплоскостному расстоянию й = 4.2 А (рис. 26).

Можно полагать, что углеводородные фрагменты ионов ПАВ находятся в гексагональной упаковке, которая характерна для гребнеобразных полиалкилакрилатов и полиалкилметакри-латов с боковыми ответвлениями С12 и выше, прикрепленными к основной цепи сложноэфир-ной связью [8]. В работе [9] кристаллическая структура такого типа обнаружена для комплексов, образованных линейной полиметакриловой кислотой и цетиламином, которые подобны изученным в настоящей работе. Рефлексы, соответствующие второму и более высоким порядкам отражения в таких системах, как правило, имеют очень низкую интенсивность. Диаметр полимети-леновой цепи ПАВ, рассчитанный в предположении о гексагональной упаковке алифатических фрагментов ионов ПАВ, оказывается равным 4.85 А, что хорошо согласуется с литературными данными [8, 9]. Заметим, что внутренняя структура ламелей ПКК существенно отличается от кристаллической структуры соответствующих ПАВ. Это можно видеть, сравнивая рис. 26 с рис. 2в, на котором приведена рентгенограмма чистого кристаллического ЦТМАБ.

На термограммах сухих ПКК (СПА-ПАВ), включающих ионы ПАВ с п> 16, в области температур 40 - 60°С наблюдается ярко выраженный пик, соответствующий плавлению гексагональной фазы ПАВ, и отсутствует пик плавления свободного ПАВ, который должен располагаться на несколько десятков градусов выше (табл. 2). На рис. 3 в качестве примера приведена типичная кривая ДСК комплекса СПА-ЦТМА. Температура Тпл и теплота Д//[1Л плавления для некоторых ПКК, а также Тт и АН^ соответствующих ПАВ представлены в табл. 2. В процессе образования ПКК по мере продвижения фронта комплекса вглубь геля и контракции последнего [6, 7] в образце возникают напряжения, которые могут служить причиной разброса и ДНш. Как видно из табл. 2, ПКК характеризуются довольно низкими значениями теплот плавления, которые в несколько раз ниже ДЯШ соответствующих ПАВ. Сравнение АЯш ПКК с АЯШ гребнеобразных полимеров, имеющих гексагональную решетку [8], свидетельствует о том, что степень кристалличности четвертичных аммонийных ПАВ, включенных в ПКК, составляет -20 - 25% для систем СПА-ЦТМА и 30 - 35% для комплекса СПА-ЭТМА.

Таким образом, сравнительно небольшая часть метиленовых групп этих ПАВ встроена в кристаллическую решетку. Причиной этого может быть рыхлая упаковка фрагментов ПАВ, присоединенных к объемистой четвертичной аммонийной группе, принимающей участие в образовании солевых связей с цепями СПА-Ка, а также рыхлая упаковка концевых групп углеводородных радикалов. Замена объемистой триме-тиламмонийной группы ЦТМАБ на протежированную первичную аминогруппу приводит к повы-

СТРУКТУРА ПОЛИКОМПЛЕКСОВ

239

шению Тт и АЯпл и соответственно к увеличению степени кристалличности ламелей, как это видно из сравнения характеристик комплексов СПА-ЦТМА и СПА-цетиламин в табл. 2.

При набухании ПКК в воде кристаллическая структура исчезает, вероятно, вследствие гидратации солевых связей, удерживающих полианионы сетки и катионы ПАВ в комплексе. Можно полагать, что гидратация способствует еще большему разрыхлению упаковки фрагментов ПАВ вблизи четвертичной аммонийной группы и соответственно уменьшению доли метиленовых групп алифатических радикалов ПАВ, включенных в кристаллическую решетку, а в конечном счете и полной аморфизации ламелей.

Дополнительные сведения о внутренней структуре ламелярной фазы ПКК могут быть получены из рентгенограмм одноосно растянутых образцов, которые представлены на рис. 4. Видно, что на рентгенограммах таких образцов ПКК наблюдается экваториальная текстура в малых углах и меридиональная текстура в больших углах рассеяния. Это свидетельствует о перпендикулярной ориентации углеводородных радикалов ПАВ по отношению к полимерным цепям и оси растяжения образца.

Как следует из табл. 1, период ламелярной структуры dl сухих ПКК заметно превышает рассчитанную длину L фрагмента I

сн—COO-+N(CH3)3CnH2n + I, оставаясь меньше

его удвоенной длины (L = 20.25 и 30 А для ДТМА, ЦТМА и ЭТМА соответственно). Эти соображения не позволяют отнести структуру ПКК ни к двухслойной упаковке, характерной для боковых углеводородных цепей гребнеобразных полиал-килакрилатов [8], ни к однослойной упаковке. Один из возможных вариантов структуры ПКК, учитывающий указанные выше особенности строения этих соединений:

Таблица 2. Температура и теплота плавления сухих комплексов и ПАВ

Жирными линиями изображены фрагменты структуры, находящиеся в плоскости рисунка, бледными - ниже или выше плоскости рисунка. Период ламелярной структуры определяется степенью перекрывания углеводородных радикалов ПАВ, а также размером ионной группы ПАВ. Последнее подтверждается данными табл. 2, из которых видно, что d^ для комплекса СПА-цетил-

Система или Т 1 пл > А Д,л.

вещество °С (±3°С) Дж/г (±10 Дж/г)

СПА-ЦТМА 43 40

СПА-ЦП 43 40

СПА-ЭТМА 65 60

СПА-цетиламин 59 50

ЛПА-ЦТМА 43 45

ЦТМАБ 110 150

ЦПБ 66 150

ЭТМАБ 94 115

амин меньше соответствующей величины в системе СПА-ЦТМА.

На параметры ламелей оказывают влияние такие факторы, как температура и влагосодер-жание образцов ПКК. Так, плавление ламеляр-ных кристаллитов комплекса СПА-ЦТМА, которое происходит при 43°С, сопровождается некоторым разрыхлением структуры и увеличением периода ламелей на 2.5 - 3.0 А.

При набухании ПКК в воде исчезает кристаллическая гексагональная упаковка полиметиле-новых цепей ПАВ, что также приводит к увеличению периода (табл. 2). Степень набухания ПКК Н = 1 соответствует приблизительно 20 молекулам воды на одну солевую связь в ПКК. Вода при это может не только гидратировать ионные

•—

egN— Оф-чХЧ^

«Л/4/N*««

<Э@ЧЛЛ.

е®—

di (3)

2 , , 4

Q х 10, А"1

Рис. 5. Дифрактограммы образца полимер-кол-лоидного комплекса СПА-ЦТМА с различным влагосодержанием. Дифрактограммы получены после высушивания равновесно набухшего в воде образца в вакууме при 20°С в течение 100 (1) и 300 с (2).

группы, но и частично проникать в гидрофобные области ПКК. Так, известно, что молекулы воды способны проникать в гидрофобное ядро мицелл ПАВ на глубину порядка 2-3 метиленовых групп [10, 11]. Ясно, что сорбция воды ПКК должна приводить к разрыхлению структуры ПКК, нарушению гексагональной упаковки алифатических радикалов ПАВ и к увеличению периода ла-мелей.

Из представленных данных следует, что в сухих и в набухших в воде ПКК ионы ПАВ образуют пластинчатые мицеллы различной толщины. Интересно отметить, что в процессе высушивания образцов ПКК не наблюдается постепенного изменения периода dl и соответственно смещения и размывания первого малоуглового дифракционного максимума. В промежуточном состоянии, как это следует из рис. 5, обнаруживается по крайней мере два типа ламелярной структуры, период повторяемости которых соответствует набухшему и сухому состояниям. По мере удаления влаги из образца интенсивность максимума, соответствующего большему периоду, уменьшается, в то время как интенсивность максимума, отвечающего меньшему периоду, растет. Обнаруженный нами дискретный характер изменения структуры поликомплексов в процессе их высушивания представляет самостоятельный интерес и требует дальнейшего изучения.

В заключение следует отметить сходство структуры полимер-коллоидных комплексов СПА-ПАВ со структурой стехиометричных поликомплексов, образованных линейными полиэлектролитами, в частности ЛПА и ионами ПАВ. Это иллюстрируют данные, приведенные в табл. 1 и 2 для системы ЛПА-ЦТМА. Видно, что параметры структуры для линейных и сетчатых

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

аналогов практически не различаются, т.е. сетчатая природа ПЭЛ при малых степенях сшивания (1 сшивка на 100 звеньев) не привносит заметных дополнительных искажений в структуру полимер-коллоидного комплекса.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Goddard E.D. // Colloids and Surfaces. 1986. V. 19. P. 301.

2. Ибрагимова 3.X., Касаикин В А., Зезин А.Б., Кабанов Ви4. // Высокомолек. соед. А. 1986. Т. 28. № 8. С. 1640.

3. Касаикин В А., Бородулина ТА., Кабанов Н.М., Зезин А.Б., Кабанов В А. // Высокомолек. соед. Б. 1987. Т. 29. № 11. С. 803.

4. Рябина В.Р., Стародубцев С.Г., Хохлов А.Р. //Высокомолек. соед. А. 1990. Т. 32. № 5. С. 969.

5. Василевская В.В., Крамаренко Е.Ю., Хохлов А.Р. // Высокомолек. соед. А. 1991. Т. 33. J6 5. С. 1062.

6. Rogacheva V.B., Chandurina Yu.V., Zezin AB. // Network 91. Conference "Polymer Networks: synthesis, structure and properties". Moskow, 1991. P. 49.

7. Хандурина Ю.В, Рогачева В.Б., Зезин А.Б., Кабанов В А. // Высокомолек. соед. 1994. Т. 36. № 2. С. 229.

8. Платэ НА., Шибаев В.П. Гребнеобразные полимеры и жидкие кристаллы. М.: Химия, 1980.

9. Талърозе Р.В., Моргун И.М.Шибаев В.П., Платэ H.A. // Высокомолек. соед. А. 1977. Т. 19. W> 4. С. 765.

10. Halle В., Carlstrom G. // J. Phys.Chem. 1981. V. 85. № 9. P. 2142.

11. Bendendouch D., Chen S.-H., Koehler W.C. // J. Phys. Chem. 1983. V. 87. № 1, P. 153.

12. МогилевскийЛ.Ю.,ДембоА.Т., СвергунД.И., Фей-гин JIА. // Кристаллография. 1984. Т. 29. № 3. С. 587.

Structure of Polycomplexes Composed of Cross-Linked Sodium Polyacrylate and Cationic Micelle-Forming Surfactants

Yu. V. Khandurina*, A. T. Dembo**, V. B. Rogacheva*, A. B. Zezin*, and V. A. Kabanov*

*Moscow State University Moscow, 119899 Russia *Shubnikov Institute of Crystallography, Russian Academy of Sciences Leninskiipr. 59, Moscow, 117333 Russia

Abstract - The structure of polymer-colloidal complexes based on cross-linked sodium polyarylate and various cation surfactants was studied by means of wide-angle and small-angle X-ray scattering and differential scanning calorimetry. The polymer-colloidal complexes were shown to be composed of a set of charged lamel-las of surfactant ions attached to the oppositely charged cross-linked polyelectrolyte via electrostatic interaction. Within lamellar aggregates, aliphatic radicals of surfactants with a sufficient length of hydrocarbon chain (16 carbon atoms or more) produced a crystalline hexagonal structure. The effect of chemical nature of surfactant, temperature, and water content of hydrogels on the structural parameters of polymer-colloidal complexes was studied.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.