Оценка полноты решения поставленных задач. Полнота решения поставленной цели и задач достигнута применением метода комплексно-радикальной сополимеризации простых виниловых эфиров и интерполимерного комплексообразования сополимеров с полиэлектролитами; изучением физико-химических, а также поверхностно-активных свойств сополимеров и интерполимерных комплексов на границе раздела фаз раствор-воздух с использованием современных методов исследования (ЭПР- и ИК-спектроскопия, потенциометрия, турбидиметрия, вискозиметрия и др.) Поставленные задачи решены полностью.
Рекомендации по конкретному использованию результатов исследований. Разработанный метод активации простых виниловых эфиров малыми добавками ароматических соединений может использоваться при гомо- и сополимеризации труднополимеризующихся мономеров в массе. Полученные новые сополимеры виниловых эфиров (защищенные тремя предпатентами Республики Казахстан), обладающие полиэлектролитными, полиамфолитными свойствами, могут применяться в качестве эффективных поверхностно-активных полимерных реагентов: флокулянтов, флотореагентов, солюбилизаторов, комплексообразователей для различных лигандов.
Впервые установленные новые особенности кинетики и закономерности сополимеризации в присутствии модификаторов, способных образовать комплексы с мономером и растущим радикалом могут использоваться в лекционных курсах для студентов и аспирантов, обучающихся по специальности «Химия высокомолекулярных соединений».
Технико-экономический уровень в сравнении с лучшими достижениями в данной области. В результате лабораторных и укрупненно-лабораторных испытаний доказаны эффективные флокулирующие свойства новых сополимеров виниловых эфиров. В частности, использование сополимера ВЭМЭА - Na-АМС и ВЭЭГ - Na-АМС в качестве флокулянтов коллоидных растворов (гидрозолей) гидроксида железа (III) позволяет увеличить степень очистки воды на 10 % (до 98 %) и при этом сократить в 50-100 раз расход реагентов по сравнению с применяемыми в настоящее время методами.
Испытания на цинковых и свинцовых концентратах Кентауской обогатительной фабрики показали, что применение небольшого количества (17-20 г/т) сополимера Na-АМС – ВБЭ в смеси с производственным флокулянтом ФПЭК-1 увеличивает скорость осаждения твердых частиц в 1,5-1,7 раза.
Совместными исследованиями с АО «Центр наук о Земле, металлургии и обогащения» установлено, что при флотации золота степень его извлечения из труднообогатимой руды в концентрат можно увеличить на 5 %, при применении в качестве коллектора сополимер ВЭМЭА - Na-АМС при его малом расходе.
Практическая полезность новых флокулянтов, флотореагентов доказана тремя предпатентами РК и актами совместных испытаний.
СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
1. Хусаин С.Х. Влияние степени превращения на состав сополимера винилбутилового эфира и метилметакрилата в присутствии конденсированных ароматических углеводородов // Доклады НАН РК. - 2005. - №5. - С. 30-35.
2. Хусаин С.Х. Исследование радикальной сополимеризации винилбутилового эфира в присутствии бензола // Известия НАН РК. Серия хим. – 2005. - № 6(354). - С.93-96.
3. Хусаин С.Х. Эмпирический подход к оценке реакционноспособности винилбутилового эфира и метилметакрилата при радикальной сополимеризации // Вестник КазНУ. Серия хим. - 2005. - № 3(39). - С.147-151.
4. Хусаин С.Х. О влиянии видимого света на комплексообразующие свойства конденсированных ароматических углеводородов // Вестник НАН РК. – 2005. - № 5. - С.15-18.
5. Хусаин С.Х. Особенности радикальной сополимеризации винилбутилового эфира и метакриловой кислоты в присутствии бензофенона // Вестник КазНУ. Серия хим. – 2006. - № 3(43). - С. 55-59.
6. Хусаин С.Х. Квантово-химический подход к оценке реакционноспособности мономеров при радикальной сополимеризации // Вестник КазНТУ. - 2008. - № 5. - С. 148-152.
7. Хусаин С.Х. Относительные активности акриламидо-метилпропансульфоната натрия и винилового эфира этиленгликоля при их радикальной сополимеризации // Известия НАН РК. Серия хим. – 2008. - № 2 (368). - С.46-50.
8. Хусаин С.Х. Интерполимерные комплексы сополимеров винилового эфира моноэтаноламина с полиакриловой кислотой // Известия НАН РК. Серия хим. – 2008. - № 2 (368). - С.78-83.
9. Хусаин С.Х. Относительные активности акриламидо-2-метилпропансульфоната натрия и винлового эфира моноэтаноламина при их радикальной сополимеризации // Вестник КазНУ. Серия хим. - 2008. - № 1(49). - С. 49-54.
10. Хусаин С.Х. Особенности радикальной сополимеризации солей акриламидо-2-метилпропансульфоновой кислоты // Вестник КазНУ. Серия хим. - 2008. - № 2(50). - С. 184-194.
11. Хусаин С.Х. Интерполимерные комплексы сополимеров винилового эфира моноэтаноламина с поли-N,N-диметил-N,N-диаллиламмоний хлоридом // Химический журнал Казахстана. – 2008. - № 2. - С.258-264..
12. Шайхутдинов Е.М., Жубанов Б.А., Рафиков С.Р., Хусаинова С.Х.. К вопросу о регулировани солимеризации винилбутилового эфира с некоторыми метакрилатами // Высокомолек. соед. - 1977. - Т. 19 А. - С. 1961 - 1966.
13. Шайхутдинов Е.М., Каржаубаева Р.Г., Курманалиев О.Ш., Нуркеева З.С., Хусаинова С.Х.. Некоторые вопросы регулирования радикальной сополиме-ризации винильных мономеров // Сб. «Менделеевский съезд по общей и прикладной химии. Реф.докл.и сообщен. № 2. - М.: Наука, 1975. - С.140-142.
14. Абдиев К.Ж., Журсумбаева М.Б., Сейткалиева Н.Ж., Шайхутдинов Е.М., Хусаин С.Х., Медербекова Г.Б. Очистка сточных вод от взвешенных частиц // Материалы международной научно-практической конференции «Химия: наука, образование, промышленность. Возможности и перспективы развития», посвященной 100-летию А.Б. Бектурова. - Павлодар, 2001. - Т. 2.- С. 341-346.
15. Абдиев К.Ж. Хусаинова С.Х. Сейткалиева Н.Ж. Новое высокомо-лекулярное поверхностно-активное вещество на основе моновинилового эфира моноэтаноламина // Вестник КазНУ. Серия хим. - 2003. - № 2 (31). - С. 321
16. Shaikhutdinov E.M., Khussain S.Kh., Abdiyev K.Zh. and Seitkaliyeva N.Zh. Complexation of Sodium 2-acrylamido-2-methylpropanesulphonate - Monoethanolamine Vinyl Ether Copolymer with Polyelectrolytes in Aqueous Medium. J. Polymer Science. – 2007. - Vol. 49, No.5. - P. 584-592.
17. Абдиев К.Ж., Сейткалиева Н.Ж., Шайхутдинов Е.М., Хусаин С.Х., Бишимбаева Г.К. Монослои сополимера 2-акриламида 2-метилпропан-сульфоната натрия с виниловым эфиром моноэтаноламина и его комплекса с полиакриловой кислотой // Наука и образование Южного Казахстана. Серия «Химия и химическая технология». – 2004. - № 5(40). – С. 3-7.
18. Шайхутдинов Е.М., Сейткалиева Н.Ж., Хусаин С.Х., Абдиев К.Ж., Осадчая Е.Ф. Радикальная сополимеризация натриевой соли 2-акриламидо-2-метилпропансульфокислоты с виниловым эфиром этиленгликоля // Мат. межд. конференции «Инженерное образование и наука в XXI веке». – Алматы, 2004. - С. 234-236.
19. Предпатент 13148. РК. Сополимер 2-акриламидо-2-метилпропан-сульфоната натрия с моновиниловым эфиром моноэтаноламина и способ его получения / Шайхутдинов Е.М., Сейткалиева Н.Ж., Хусаин С.Х., Абдиев К.Ж; опубл. 16.06.2003. Бюл. № 6.
20. Предпатент 13138 РК. Способ флокуляции гидрозолей / Абдиев К.Ж., Шайхутдинов Е.М., Хусаин С.Х., Сейткалиева Н.Ж.; опубл. 16.06.2003. Бюл. № 6.
21. Сейткалиева Н.Ж., Хусаин С.Х, Абдиев К.Ж.,Тусупбаев С.Н. Определе-ние реакционной способности виниловых мономеров в радикальной сополиме-ризации методом АМI // Вестник КазНТУ. – 2004. - № 5 (43). – С. 152-155.
22. Шайхутдинов Е.М., Абдиев К.Ж., Хусаин С.Х., Сейткалиева Н.Ж., Идрисова Р. Комплексообразование сополимера 2-акриламидо-2-метилпропан-сульфоната натрия и винилового эфира моноэтаноламина с полиэлектролитами // Доклады НАН РК. - 2005. - № 2. - С. 13-21.
23. Шайхутдинов Е.М., Абдиев К.Ж., Хусаин С.Х., Сейткалиева Н.Ж., Кайназарова Р.Н. Поверхностные свойства сополимера 2-акриламидо-2-метил-пропансульфоната натрия и винилового эфира этиленгликоля // Вестник НАН РК. Серия хим. - 2005. - № 4. - С. 66-69.
24. Предпатент 17756 РК. Сополимер 2-акриламидо-2-метилпропан-сульфоната натрия с моновиниловым эфиром этиленгликоля и способ его получения / Сейткалиева Н.Ж., Шайхутдинов Е.М., Хусаин С.Х., Абдиев К.Ж.; опубл. 15. 09. 2006. Бюл. № 9.
25. Предпатент 17736 РК. Способ флотации золота / Шайхутдинов Е.М., Биттеев А.Б., Абдиев К.Ж., Тусупбаев Н.К., Хусаин С.Х., Абдыкирова Г.Ж., Сейткалиева Н.Ж., Фетисова Р.П; опубл. 15. 09. 2006. Бюл. № 9.
26. Хусаин С.Х., Абдиев К.Ж., Сейткалиева Н.Ж., Женисова А.Ж. О влиянии температуры на поверхностную активность сополимера 2-акриламидо-2-метилпропансульфоната натрия и его поликомплексов // Научно-практич. конф. «Химия – ХХI век: новые технологии, новые продукты».– Кемерово, 2006.- С. 186-189.
27.Сейткалиева Н.Ж., Хусаин С.Х., Абдиев К.Ж., Шайхутдинов Е.М. Потенциометрическое титрование и комплексообразование сополимера 2-акриламидо-2-метилпропансульфоната натрия с виниловым эфиром моноэтаноламина // Труды 2-Междун. научно-практич. конф. молодых ученых. - Алматы, 2002. – Ч. 2. - С. 485-488.
28. Шайхутдинов Е.М., Сейткалиева Н.Ж., Хусаинова С.Х., Абдиев К.Ж. Комплексообразование сополимера 2-акриламидо-2-метилпропансульфоната натрия и винилового эфира моноэтаноламина с полиэлектролитами // Материалы региональной научно-практической конференции «Физико-химические проблемы в химии и металлургии», посвященной 60-летию профессора М.Ш. Шарипова. - Караганда, 2002. - С. 50-54.
29. Шайхутдинов Е.М., Мухамедьянова Р.Б., Хусаинова С.Х.. О влиянии некоторых ароматических соединений на радикальную сополимеризацию винилбутилового эфира. // Сб. Реакции в жидкой фазе. - Алма-Ата, 1979. - С.199-201.
30. Шайхутдинов Е.М., Хусаинова С.Х.. Радикальная сополимеризация винилбутилового эфира и метакриловой кислоты в присутствии бензофенона. // Сб. Синтетические и природные соединения и их исследование. - Алма-Ата, 1980. –С. 145-147.
31. Шайхутдинов Е.М., Тулегенова А.У., Хусаинова С.Х.. Радикальная сополимеризация винилбутилового эфира с метилметакрилатом в присутствии нафталина и антрацена // Сб.Химия и хим. технол. - Алма-Ата, 1977.- Вып. 21.- С.100-104.
32. Сейткалиева Н.Ж., Хусаинова С.Х., Абдиев К.Ж. Синтез водорастворимого сополимера 2-акриламидо-2-метилпропансульфоновой кислоты с виниловым эфиром моноэтаноламина //Труды междунар. конф.«Молодые ученые - 10-летию независимости Казахстана» - Алматы, 2001. – Ч. 1. - С. 762-765.
33. Шайхутдинов Е.М., Мусабеков К.Б., Хусаин С.Х., Абдиев К.Ж., Сейткалиева Н.Ж.. Адсорбция интерполимерных комплексов сополимера АМС-Na и винилового эфира моноэтаноламина с полиэлектролитами на границе раздела водный раствор-воздух // Вестник КазНУ.Серия хим. - 2007. - № 1(45). - С. 458-462.
34. Хусаин С.Х., Шайхутдинов Е.М., Мырзабаева Н.Е.. Исследование комплексообразования при сополимеризации метакриловой кислоты в присутствии бензофенона // Известия НАН РК. Серия хим. – 2007. - № 2 (362). - С.17-21.
35. Хусаин С.Х., Шайхутдинов Е.М., Толендина А.К., Мырзабаева Н.Е.. Роль некоторых ароматических соединений при радикальной сополимеризации метакриловой кислоты // Химический Журнал Казахстана, Спец.выпуск (16). – 2007. - С.112-115
36. Шайхутдинов Е.М., Абдиев К.Ж., Журсумбаева М.Б., Хусаин С.Х.,. Поверхностные свойства комплексов на основе поликислота-поли-N-винилпирролидон // Коллоидный журнал. – 2001. №6. - С.850-854.
37. Шайхутдинов Н.Ж.Е.М., Хусаин С.Х., Абдиев К.Ж., Женисова А.Ж., Сейткалиева. Новые сополимеры на основе 2-акриламидо-2-метил-пропансульфоновой кислоты и простых виниловых эфиров // Тезисы докл. ХVIII Менделеевский съезд по общей и прикладной химии. – М. – 2007. – Т. 2. - С. 608.
38. Шайхутдинов Е.М., Хусаин С.Х., Абдиев К.Ж., Кыдыралиева А.Ш., Мырзабаева Н.Е.. О влиянии ароматических добавок на радикальную сополимеризацию винилбутилового эфира и метакриловой кислоты // Материалы межд. научно-практ. конф. «Физико-химические процессы в газовых и жидких средах». - Караганда, 2005. - С.294 - 297.
39. Шайхутдинов Е.М., Хусаин С.Х., Абдиев К.Ж., Сейткалиева Н.Ж.. Комплексообразование сополимера 2-акриламидо- -2-метилпропансульфоната натрия и винилового эфира моноэтаноламина с полиэлектролитами в водной среде // Высокомолек. соед. – 2007. - Т. А 49, №5. - С.874-883.
40. Предпатент 50041 РК. Сополимер 2-акриламидо-2-метилпропансульфоновой кислоты с винилбутиловым эфиром и способ его получения / Шайхутдинов Е.М., Женисова А.Ж., Хусаин С.Х, Абдиев К.Ж.; опубл. 15.09.2006. Бюл. № 9.
41. Предпатент 57869 РК. Способ очистки воды от лакокрасочных материалов / Шайхутдинов Е.М., Хусаин С.Х., Абдиев К.Ж., Сейткалиева Н.Ж., Женисова А.Ж.; опубл. 15.12.2008. Бюл. № 12.
42. Хусаин С.Х., Женисова А.Ж., Сейткалиева Н.Ж., Абдиев К.Ж., Шайхутдинов Е.М. // Материалы Междунар. научно-практ. конф. «Чистая вода -2009». - Кемерово, 2009. - С. 355 – 359.
Хұсайын Сара
Кейбір акрил мономерлерінің жәй винил эфирлерімен беттік-активті және комплекс түзгіш сополимерлерін синтездеудің физико-химиялық негіздері
02.00.06 – жоғары молекулалық қосылыстар
мамандығы бойынша химия ғылымдарының докторы ғылыми
дәрежесін алу үшін дайындалған диссертация авторефератына
ТҮЙІН
Зерттеу нысандары. Метакрил қышқылы (МАҚ), метакрил қышқылының метил эфирі (ММА), метакрил қышқылы амидінің туындысы - 2-акриламид-2-метилпропансульфон қышқылының натрий тұзы (Nа-АМС), моноэтаноламиннің винил эфирі (МЭАВЭ), этиленгликольдің винил эфирі (ЭГВЭ), винил-н.бутил эфирі (ВБЭ), полиакрил қышқылы (ПАҚ), поли-N,N-диметил-N,N-диаллиламмоний хлориді (ПДМДААХ.), бензол, нафталин, антрацен, бензофенон. Сополимерлеу, мономерлердің салыстырмалы активтілігін өзгерту, алынған сополимерлердің комплекстүзгіштік және беттік қасиеттері.
Жұмыстың мақсаты. Метакрил қышқылы мен оның күрделі эфирінің (ММА) винил-н.бутил эфирімен сополимерлену реакциясында π- және Н- комплекс түзу нәтижесінде салыстырмалы активтіліктерін өзгерту, 2-акриламид-2-метилпропансульфон қышқылының натрий тұзы мен жәй винил эфирлерінің негізінде жаңа суда еритін сополимерлер алу және олардың физика-химиялық, комплекс түзгіштік, су-ауа бөлу шекарасындағы беттік қасиеттерін зерттеу.
Алынған жаңа сополимерлердің практикалық қолдану құндылықтарын анықтау.
Зерттеу әдістері. Полимерлерді сипаттау үшін элементтік және функционалдық талдау, реакцияның кинетикасын дилатометрлік әдіспен анықтау, потенциометрия, вискозиметрия, калориметрия, УФ-, ЭПР-, ИҚ-спектроскопия әдістері, беттік керілуді анықтауға арналған Вильгельми әдісі және математикалық компьютер программасын құру, кванттық- химия әдісімен есептеу қолданылды. Полимерлерге сынақ КазҰТУ химия кафедрасында (Алматы), Кентау кен байыту комбинатында (Кентау) және «Жер, металлургия және кен байыту туралы ғылым орталығы» акционерлік бірлестігінде (Алматы) жүргізілді.
Зерттеу нәтижелері. Метакрил қышқылы мен оның күрделі эфирінің(ММА) винил-н.бутил эфирімен сополимерлену реакциясында π- және Н- комплекс түзу нәтижесінде салыстырмалы активтіліктері, реакцияға қабілеті, полярлығы өзгеретіні көрсетілді. Радикалдық сополимерлену реакциларында ароматты көмірсутектердің комплекс түзгіш қабілеті көрінетін жарықтың әсерінен болатыны анықталды.
2-акриламид-2-метилпропансульфон қышқылының натрий тұзы мен этаноламиннің винил эфирлері және этиленгликольдің винил эфирлерінің негізінде полиэлектролиттік қасиет көрсететін суда еритін жаңа сополимерлер алынды. Майо-Льюис әдісі арқылы мономерлердің салыстырмалы активтіліктері, Алфрей – Прайс факторлары анықталды және макромолекуладағы мономерлік буындардың орналасу мүмкіндіктері есептелінді. Бұл зерттеулердің нәтижелері жәй винил эфирлерінің салыстырмалы активтілігінің төмен екендігін көрсетті.
Скейст әдісі арқылы сополимерлену реакциясы кезіндегі мономерлер қоспасының құрамының және сополимер құрамының өзгеру заңдылықтары анықталды. Nа-АМС–ЭГВЭ сополимерінің салыстырмалы жылдамдық, сипаттамалық тұтқырлықтарының сан мәндері Nа-АМС – МЭАВЭ сополимерінің мәндеріне қарағанда жоғары екендігі айқындалды.
Nа-АМС–МЭАВЭ, Nа-АМС–ЭГВЭ сополимерлерінің Nа-АМС-тің гомополимеріне қарағанда беттік активтілігі жоғары екендігі және ПАҚ, ПДМДААХ – полиэлектролиттерімен әрекеттесіп, интерполимерлік комплекс(ИПК) түзгіш қасиетке ие екені анықталды. Nа-АМС–МЭАВЭ сополимері ПАҚ- мен ИПК түзуі сутектік байланыс арқылы, ал ПДМДААХ- мен ИПК түзуі электростатикалық әрекеттесу нәтижесінде іске асатыны дәлелденді.
Ерітінділердің су-ауа бөлу шекарасындағы адсорбциясын зерттеу кезінде Nа-АМС сополимерлерінің беттік активтіліктері комплекс түзілу әсерінен күшейетіндігі және адсорбцияның стандартты еркін энергиясының (adsGо298) азаятындығы көрсетілді.
Жұмыстың практикалық құндылығы. Бұл жұмыста синтезделген жаңа синтетикалық полимерлер мен интерполимерлік комплекстер көп функционалдық жоғары молекулалық қосылысты материалдар болып табылады. Жұмыста анықталған қасиеттері негізінде оларды ағын суларды тазартатын флокулянттар, полиметалл рудасын байытуда косымша флотореагент ретінде, т.б. салаларда қолдану өте тиімді.
Nа-АМС– МЭАВЭ, Nа-АМС – ЭГВЭ сополимерлерін өндірістік қалдықтармен ластанған ағын суларды тазарту үшін қажетті флокулянттар, ал Nа-АМС – МЭАВЭ сополимерін құрамында алтыны бар қиын байытылатын кендерін байыту кезінде коллектор ретінде қолдану тиімді нәтиже беретіндігі және кен байыту комбинатында алынатын мырыш, қорғасын концентраттарындағы қатты бөлшектерді тұндыру процесін жылдамдататыны сынақ актілерімен бекітілді.
Қолдану аймақтары. Ароматты көмірсутектер қатысуымен алынған метилметакрилат сополимерінің құрамында винилбутил эфирінің мөлшері көбейуі полимердің адгезиялық қасиетін жоғарылататындықтан, оларды желім, эмаль, жылтыратқыштар, жапқыштар, композияциялық материалдар өндірісінде қолдануға болады.
2-акриламидо-2-метилпропансульфонатының суда еритін сополимерлері ауыл шаруашылығында топырақ құрылымын түзетуші, ластанған өндіріс суларын тазартатын флокулянттар ретінде тау-кен, қағаз, мата жасау өнеркәсібінде, сонымен қатар флотореагент ретінде металлургияда, т.б. қолдану үшін перспективті.
Комплекс түзгіш модификаторлар қатысуында сополимерлену реакциясында ашылған жаңа заңдылықтар мен ерекшеліктер «Жоғары молекулалық қосылыстар химиясы» бойынша маманданатын студенттер мен аспиранттар үшін дәрістер курсында қолданыла алынады.
Khussain Sara
Physicochemical bases of synthesis of new surface- active and complexforming copolymers of some acrylic monomers with simple vinyl ethers
The author’s abstract of the dissertation for doctor
of chemical sciences degree on speciality
02.00. 06 – high-molecular compounds
SUMMARY
Investigation objects. Methacrylic acid (MAA), methyl ether of methacrylic acid (MMA), the derivative of amide of methacrylic acid - 2-acrylamide-2-methylpropane sulphonate sodium, vinyl ether of monoethanolamine, vinyl ether of ethylenglycol, polyacrylic acid, poly-N,N,-dimethyl-N,N-diallylamoniumchloride, vinyl-n-butyl ether (VBE), benzene, naphthalene, antracene, benzophenone, copolymerization, change of relative monomers activities, the complexing and surface properties of synthesized copolymers.
The aim of this work is the change of comparative activities of MAA and MMA by forming π – and H- complex in radical copolymerization with vinyl-n-butyl ether, synthesis of new water-soluble copolymers of sodium 2-acrylamido-2-methylpropanesulphonate with vinyl ether of monoethanolamine, vinyl ether of ethyleneglycol and investigation of their physic-chemical, surface properties at the air-water boundary. Determination of practical application fields of new synthesized copolymers.
Investigation methods: Element and functional analysis of polymers, study of reaction kinetic by dilatometric method. Potentiometry, viscosimetry, IR-, UV-, EPR- spectroscopy, , Wilhelmy’s surface tension plate method. Application of the mathematical computer program, calculations by quantum-chemical method. Polymers were tested at the department of chemistry KazNTU (Almaty), Kentau ore concentrating industrial complex (Kentau) and at the “Centre of sciences about Earth, metallurgy and ore concentrate” (Almaty).
Results of the work. The change of comparative activities, reaction abilities, polar properties of MAA and MMA by forming π – and H- complex in presence of aromatic compounds in radical copolymerization with vinyl-n-butyl ether was shown. Complex forming effect of aromatic hydrocarbons in radical copolymerization is discovered only in presence of visible light.
New water-soluble copolymers of sodium 2-acrylamido-2-methylpropanesulphonate with vinyl ether of monoethanolamine (VEMEA) and vinyl ether of ethyleneglycol (VEEG) that possess polyelectrolyte properties were synthesized in aqueous medium. Using Mayo-Lewis’ method, the relative activities of comonomers and Alfrey-Price factors were determined and intramolecular distributions of links in macromolecules were calculated that showed the lower activity of vinyl ethers compared to Na-AMS.
The regularity of change in monomer mixture composition and copolymer composition during copolymerization (“instantaneous composition”) was estimated by Skaist’s method and it was determined that maximum molar fraction of low-active in radical reactions VEMEA and VEEG in copolymer is reached at 40-50% conversion and when there is an excess of the latter comonomers in monomer mixture.
It was found that the values of relative rate and characteristic viscosity of VEEG-Na-AMS copolymer are higher than those of VEMEA-Na-AMS, the initial monomer ratio being the same.
New copolymers VEEG-Na-AMS and VEMEA-Na-AMS were shown to have higher surface activity than Na-AMS homopolymer. Complexing properties of these copolymers upon interaction with polyelectrolytes – PAA and PDMDAAC are also higher than those of Na-AMS homopolymer. Formation interpolymer complex of VEMEA-Na-AMS copolymer with PAA is reached by hydrogen bound. It was shown that formation interpolymer complex of VEMEA-Na-AMS copolymer with PDMDAAC is reached by electrostatic interaction.
When studying adsorption at the air-water boundary, an increase of surface activity of Na-AMS copolymers during complexing was found, i.e. complexing leads to decrease of standard free energy of adsorption (adsGо298).
It was shown that VEMEA - Na-AMS and VEEG - Na-AMS copolymers may be used as efficient flocculants for purification of manufacturing water polluted by industrial waste, and VEMEA – Na-AMC copolymer as a collector in flotation of gold-containing hard- treating ores.
Practical significance of the work. The new obtained synthetic polymers and their inter-polymer complexes are multifunctional high-molecular materials. On the basis of the certain characteristics it is possible to conclude that the polymers can be applied as flocco- and floto-reagents. They can be also applied in many other industrial fields as high molecular surface activity reagents.
VEMEA - Na-AMS and VEEG - Na-AMS copolymers are applied as flocculant for cleaning the manufacturing water (sewage). VEMEA - Na-AMS can be used as collector when concentrating the gold-containing hard-treating ores. This copolymer also increases the rate of precipitation of the hard particles in lead and zinc concentrations. These conclusions are proved by the corresponding test certifications.
Areas of application. When synthesizing the copolymer VBE and MMA in presence of aromatic hydrocarbons, the increase of the amount of VBE improves the adhesive properties of polymers. Therefore, these copolymers can be applied in production of glue, enamel, coatings and composition materials. The water-soluble copolymers of 2-acrylamido-2-methylpropanesulphonate can be used as flocculants for purification of manufacturing water in production of paper, textile and metallurgic industry and VEMEA – Na-AMC copolymer as a collector in flotation of gold-containing hard- treating ores.
The discovered new appropriateness and peculiarity of radical copolymerization in presence of complex forming agents may be used at the lecture courses for students specializing in “ Chemistry of high molecular compounds”.