ПМАГ при pH 6-9, по-видимому, обусловлено более свернутой конформацией макромолекул в этих условиях.
Формирование ПЭК на основе КМЦ с ПМАГ или с ПГМГ можно проследить, наблюдая изменения морфологии КМЦ, ПМАГ и ПГМГ методом растровой электронной микроскопии. На рис. 17 приведены микрофотографии поверхности пленок КМЦ (а), ПГМГ (б) (микрофотографии ПМАГ и ПГМГ идентичны, поэтому приводим микрофотографии только ПГМГ) и ПЭК КМЦ-ПМАГ (в), КМЦ-ПГМГ (г). Видно, что структура ПЭК весьма однородна и не сильно отличается от структуры типичного жесткоцепного полимера КМЦ. В то время структура ПЭК не имеет ничего общего с неоднородной структурой ПМАГ и ПГМГ. Это значит, что системы, включающие в свой состав КМЦ и ПМАГ или ПГМГ, гомогенны, т.е. образуется полиэлектролитный комплекс. Подробную информацию о более тонких особенностях структуры этим методом получить не удалось, потому что ПЭК, подобно веществам, находящимся в стеклообразном состоянии, выглядят под электронным микроскопом как сплошные тела.
С целью исследования строения ПЭК и природы химических процессов, протекающих в них при нагревании, были изучены термоустойчивость (методом термогравиметрии) и ИК-спектры как исходных компонентов, так и образцов ПЭК.
Как известно /83,120,121/, в исходном полиэлектролитном комплексе принимают участие в реакции образования амидных связей только те функциональные макромолекулы, которые образовали друг с другом солевые связи. Изменение режима нагревания (температуры и продолжительности) позволяет регулировать количество амидных связей в ПЭК и, тем самым, направленно менять свойства ПЭК, прежде всего степень набухания и механические свойства пленок в водных средах /120/.
То есть, процесс образования межмакромолекулярных амидных связей в ПЭК можно использовать в качестве одного из способов химической модификации для целенаправленного изменения свойств материалов из ПЭК.
Благодаря наличию в макромолекулах ПМАГ, ПГМГ аминогрупп в ПЭК КМЦ-ПМАГ и КМЦ-ПГМГ, также может протекать реакция амидирования. Это видно из сравнения ИК-спектров исходного полимера ПМАГ (1) и спектров образцов ПЭК КМЦ-ПМАГ при 25 °С (2), подвергнутых нагреванию в течение 40 минут при 150 °С (3) и 250 °С (4) (рис. 18). Видно, что в ИК-спектре прогретого образца ПЭК полоса поглощения при 1600 см*1 (симметричные колебания - СОО®- групп КМЦ) перекрывается новой полосой поглощения при 1640 см’1, соответствующей валентным колебайиям карбонильных групп амидных связей (амид-1) в поликомплексе.
Нагревание образцов ПЭК КМЦ-ПГМГ также сопровождается протеканием в них необратимых химических реакций. Это видно из сравнения ИК-спектров исходного полимера ПГМГ (1) и спектров образцов ПЭК КМЦ-ПГМГ при 25 °С (2), подвергнутых нагреванию в течение 40 минут при 150 °С (3) и 250 °С (4) (рис. 19).
Образование амидных связей также сопровождается появлением новой полосой поглощения в области 1640 см . Схематически это можно изобразить таким образом:
Результаты ИК-спектроскопического изучения ПЭК хорошо коррелируют с данными, полученными методом термогравиметрии
(ТГА), основанном на измерении потери веса образцами ПЭК при нагревании в интервале, температур 100-400 °С (373-673 К). На рис.20 приведены кривые потери веса в образцах ПЭК КМЦ-ПМАГ (кр.З) и КМЦ- ПГМГ (кр.4) и исходных компонентов ПМАГ (кр.1) и ПГМГ (кр.2) при постоянной скорости повышения температуры. Во всех образцах ПЭК термоустойчивость повышается на 30 °С по отношению к исходным ПМАГ и ПГМГ. Если в исходных образцах ПГМГ и ПМАГ максимальные потери веса наблюдались при 260 °С (533 К), 280 °С (553 К), соответственно, то для ПЭК, полученных на их основе, соответственно при 290 °С (563 К), 310 °С (583 К), что свидетельствует о повышении термоустойчивости комплекса по сравнению с исходными олигомерами.
Таким образом, термическая обработка ПЭК на основе КМЦ и азотсодержащих ' полимеров является одним из способов химической модификации, при котором наблюдается превращение ионных связей в ковалентные, что согласуется с данными /7, 83/.
Изложенные в настоящем^азДе^еЗакономерности позволяют сдслать лючение о следующей структуpk^l^Kr \
Do'stlaringiz bilan baham: |