Аннотация результатов, полученных в 2024 году
В результате проведенных исследований в течение первого года реализации проекта изучено мицеллообразование додецилсульфата натрия в бура-фосфатном буферном растворе комплексом физико-химических методов. Установлено, что значение ККМ ДДС в буферном растворе существенно меньше, чем в воде, что связано со специфическим влиянием ионов калия, входящих в состав буферного раствора. Специфическое влияние ионов калия подтверждается также изменением точки Крафта ДДС, которая в воде составляет 15-18 оС, а в буферном растворе 38-40 оС. Введение мономера сопровождается дополнительным незначительным уменьшением ККМ и уменьшением точки Крафта до 30-32 оС. Поэтому можно полагать, что буферный раствор не препятствует мицеллообразованию ДДС и его взаимодействию с мономером. Очевидно, что их взаимодействие качественно аналогично взаимодействию в воде, хотя может быть, и выражено слабее. В рамках этого же этапа проведено изучение методом ЭПР-спектроскопии спинового зонда с использованием двух зондов различного строения, локализованных, вследствие этого, в различных участках мицелл ДДС. Первоначальная обработка полученных результатов подтверждает данные, полученные другими методами. Однако, для их надежной интерпретации требуются дополнительные исследования. Проведено исследование кинетических особенностей полимеризации катионного мономера в мицеллярных растворах ДДС в бура-фосфатном буферном растворе показало, что даже при относительно высокой концентрации ПАВ полимеризация протекает по матричному механизму I типа матричной полимеризации, характеризующейся ускорением процесса в недостатке мономера и достигающей максимальной скорости в точке эквимольности. Проведено сравнение с ранее изученной полимеризацией в воде. Установлено, что бура-фосфатный буферный раствор оказывает заметное влияние на полимеризацию исследованного мономера, как в отсутствие додецилсульфата натрия, так и в его присутствии. Методами вискозиметрии и статического светорассеяния изучены молекулярно-массовые характеристики получаемых полимеров. Введение ПАВ приводит к увеличению молекулярной массы полиэлектролитов, полученных как в воде, так и в буферном растворе. Однако, если в воде полиэлектролиты с наиболее высокой молекулярной массой формируются при двукратном избытке мономера, то в буферном растворе наиболее высокомолекулярные полиэлектролиты образуются при эквимольном соотношении компонентов. Выявленные закономерности связаны с влиянием буферного раствора на размер мицелл ДДС. Резкий рост молекулярной массы полиэлектролитов, полученных при концентрации ДДС 0.3 моль•л-1 связан, по-видимому, с формированием сетки зацеплений за счет π-π взаимодействий между молекулами мономера, связанными с разными мицеллами.

Аннотация результатов, полученных в 2025 году
В результате проведенных исследований изучено мицеллообразование додецилсульфата натрия в бура-фосфатном буферном растворе комплексом физико-химических методов. Оценено влияние мономера на эволюцию мицелл ДДС. Определены вторая и третья ККМ ДДС, причем определение проведено не только при комнатной температуре, но и при 60 оС, так как полимеризация проводится при этой температуре. Как показывают полученные результаты, если первая ККМ с ростом температуры уменьшается, то последующие – увеличиваются. Проведение этого этапа работ было совершенно необходимо, так как в ходе реализации проекта сформировалось мнение, что на закономерности полимеризации мономера на мицеллах ДДС влияет не столько концентрация ПАВ, сколько форма мицелл. В рамках этого же этапа проведено изучение методом ЭПР-спектроскопии спинового зонда с использованием двух зондов различного строения, локализованных, вследствие этого, в различных участках мицелл ДДС. В первую Необходимо отметить некоторые особенности ЭПР спектров 5ДСК в исследованных системах: асимметричность низкопольной компоненты и искажение высокопольной компоненты. Данные особенности можно объяснить несколькими причинами. Во-первых, данные спектры являются суперпозицией радикалов, локализованных в разных (по подвижности и по полярному окружению) областях исследованных систем. Во-вторых, в системе возникают упорядоченные области, в которых локализуется зонд. Упорядоченность зонда означает упорядоченность мицеллы. Можно предположить также упорядоченность мономера, сидящего на ней. Для полимеризации это хорошо. Также упорядоченность и уменьшение подвижности зонда приводит к стабилизации мицеллы, а именно, увеличению ее времени жизни, что тоже хорошо для полимеризации. Важно подчеркнуть, что упорядоченность характерна только для растворов мономер/ДДС в буферных растворах. Для растворов мономер/ПАВ в воде упорядоченность ранее никогда не выявлялась. Изучено взаимодействие инициатора с мицеллами ДДС. Используемый в работе инициатор представляет собой амидиновую соль. Амидины принадлежат к самым сильным органическим основаниям (рКа(ВН+) 12,5), что объясняется крайне благоприятными условиями делокализации положительного заряда в ионе амидиния. Амидины в кислой среде стабильны, а в нейтральной и щелочной среде гидролизуются до амидов и далее до карбоновых кислот. Поэтому, в кислой среде инициатор представляет собой двухзарядный ион, в нейтральной инициатор будет находиться преимущественно в виде однозарядного иона, а в щелочной среде представляет собой незаряженную молекулу, что предопределяет схему взаимодействия этого мономера с ДДС и, в конечном итоге, его локализацию в реакционной среде. Проведено исследование кинетических особенностей полимеризации катионного мономера в мицеллярных растворах ДДС в бура-фосфатном буферном растворе. Обобщены и проанализированы данные по кинетике свободнорадикальной полимеризации триметилметакрилоилоксиэтиламмоний метилсульфата в присутствии инициатора - 2,2’- азобис(2-метилпропионамидин)дигидрохлорида в воде и на мицеллах ПАВ при различных значениях рН. Показано, что полимеризация характеризуется повышенным порядком реакции полимеризации по мономеру и пониженным порядком реакции полимеризации по инициатору. Уменьшение порядка реакции полимеризации по инициатору обычно связывают с обрывом на первичных радикалах. Однако мы полагаем, что причины, лежащие в основе этого явления, для исследуемых систем различны. В кислой среде, при полимеризации на сфероидных мицеллах, обрыв на первичных радикалах связан с их рекомбинацией. В нейтральной среде и в кислой среде, при полимеризации на цилиндрических мицеллах, обрыв на первичных радикалах связан с обрывом растущих макромолекул первичными радикалами. Проведена оценка полидисперсности синтезированных полиэлектролитов. Независимо от того, как получены полиэлектролиты (в воде или в буферном растворе), их полидисперсность оказывается существенно ниже, чем полидисперсность полиэлектролитов, полученных в отсутствие ПАВ.