Изучение закономерностей образования поликомплексов на основе неразветвленного полиэтиленимина и полиакриловой кислоты в водных растворах

Несмотря на большое количество работ, посвященных изучению интерполиэлектролитных комплексов (ИПЭК), образованных противоположно заряженными макромолекулами сильных полиэлектролитов [1] и сильным и слабым полиэлектролитами [2], ИПЭК на основе слабых полиэлектролитов изучены в меньшей степени. Данная работа направлена на изучение закономерностей комплексообразования между полиэтиленимином (ПЭИ) и полиакриловой кислотой (ПАК) в водных растворах. Так как ранее было показано, что данная система является перспективной основой синтеза тройных полимер-металлических комплексов с ионами переходных металлов [3-4].

Методами потенциометрического и турбидиметрического титрований были определены состав и глубина превращения реакции взаимодействия водных растворов ПАК и ПЭИ. При смешении наблюдается образование стехиометричного полиэлектролитного комплекса (СПЭК) постоянного состава φ=[ПЭИ]_компл/[ПАК]_компл=1. Глубина превращения в частицах СПЭК, представляющая собой долю образовавшихся межмакромолекулярных солевых связей от их максимально возможного числа, составляет 63 %, что обусловлено максимальной способностью ПЭИ к связыванию ионов водорода [5].

Доказано, что СПЭК устойчив в широком интервале рН среды от 2 до 12. В кислой области рН среды, когда несвязанные в СПЭК звенья ПАК находятся в недиссоциированном состоянии, комплекс нерастворим. Диссоциация свободных карбоксильных групп при увеличении рН среды приводит к переходу стехиометричного СПЭК из нерастворимого в растворимое состояние.

1. 
   Зезин А. Б. Новый класс комплексных водорастворимых полиэлектролитов / А. Б. Зезин, В. А. Кабанов // Успехи химии. – 1982. – Т.LI, Вып.9. – С.1447-1483.
   
2. 
   Изумрудов В. А. Конформация полиэлектролитов и реакции образования полиэлектролитных комплексов / В. А. Изумрудов, А. Б. Зезин // Высокомолекулярные соединения. – 1976. – Т. (А) 18, № 11. – С.2488-2494.
   
3. 
   От тройных интерполиэлектролит-металлических комплексов к нанокомпозитам полимер-металл / А. Б. Зезин [и др.] // Российские нанотехнологии. – 2006. – Т. 1, № 1-2. – С.191-200.
   
4. 
   From triple interpolyelectrolyte-metal complexes to polymer-metal nanocomposites / A. B. Zezin [etc.] // Advances in colloid and interface science. – 2010. – V. 158 – P.84-93.
   
5. 
   Закономерности взаимодействия полиэтиленимина с ионами серебра в водных растворах / Ф. С. Радченко, А. С. Озерин, О. А. Кротикова, Е. В. Колесниченко // Изв. ВолгГТУ. Серия "Химия и технология элементорганических мономеров и полимерных материалов". Вып. 12: Межвуз. сб. науч. ст. / ВолгГТУ. - Volgograd, 2014. - № 7 (134). - С. 133-137.