Вплив молекулярної маси полівінілпіролідону на фазову діаграму водно-двухфазной системи

1. Albertsson P.A. Partition of cell particles and macromolecules, 3rd Ed. Willey Press: New York, 1986, 396 p.

2. Заславський Б.Ю. Боровська А.А. Гуляєва Н.Д. Левін В.Ю. Масімов Е.А. Махмудов А.У. Багіров Т.О. Местечкіна Н.М. Міхеєва Л.М. Рогожин С.В. Вплив Ліотропні ряду неорганічних солей на сумісність неіонних полімерів у водному розчині // ДАН СРСР. - 1986. - Т. 288; №4. - С. 915-918.

4. Zaslavsky B. Bagirov T. Borovskaya A. et al. Compatibility of non-ionic polymers in aqueous medium in presence of inorganic salts // J. Visokomol. Soedin. B, 1987, v. 29, p. 98-101.

7. Zaslavsky B. Mahmudov A. Bagirov T. et al. Aqueous bifhasic systems formed by nonionic polymers. II. Concentratu separation // Colloid Polumer Sci. 1987, v.265, № 6, p.548-552.

Відомо, що суміш водних розчинів двох полімерів, при концентраціях полімерів вище певних, розділяється на дві співіснуючі фази [1,2]. При введення речовини в таку систему відбувається нерівномірний розподіл цієї речовини, яке характеризується коефіцієнтом розподіл-ставленням його концентрації (ваговий) в співіснують фазах системи.

Вперше Шведський вчений П.О. Альбертсон [1] досліджував велику кількість двофазних систем, загальним розчинником яких була вода і вказав на перспективу застосування таких систем в біотехнології, медицині і фармакології, зокрема для розділення і очищення сумішей хімічних сполук, в тому числі сумішей частинок біологічного походження (білки, віруси , клітини і т.д.).

Для опису двофазних систем П. Альбертсон [1] використовував координатну систему, на осях яких була відкладена значення концентрацій полімерних компонентів системи (бінодальние криві, довжина і кутовий коефіцієнт сполучної лінії).

Результати дослідження та їх обговорення. З метою з'ясування механізму утворення двофазних систем і механізму розподілу речовини в цих системах досліджувався вплив різних зовнішніх факторів (температури, молекулярної маси полімеру, різних добавок і т.д.) на фізико-хімічні властивості двофазних систем.

Вплив молекулярної маси полівінілпіролідону на фазову діаграму водно-двухфазной системи

Мал. 1. Вплив молекулярної маси ПВП на фазову діаграму системи декстран-ПВП-вода: 1 - Мn≈54000; 2 - Мn≈40000; 3 - Мn≈30000; 4 - Мn≈10000

Як випливає з малюнки зі збільшенням молекулярної маси ПВП бінодальная лінії системи зміщується в напрямку початок координат, збільшується гетерогенна область фазової діаграми, тобто з ростом молекулярної маси одного з полімеру (при) фазовий рассллоеніе (несумісність полімерів у воді) відбувається при більш низьких концентраціях полімерів і збільшується область гетерогенності діаграми. Змішання бінодалей, очевидно, відбувається внаслідок того, що клубкообразние молекули ПВП з меншою молекулярною масою мають велику ймовірність до більш повного розкриття і відповідно гідратація збільшується і все це роблять молекули полімеру зі своїм водним оточенням більш сумісними з водно-сольовим оточенням. Ця сумісність повинна зменшується в міру збільшення молекулярної маси ПВП і розшарування наступити при меншій концентрації полімеру.

Для бінодальних кривих досліджених систем були отримані наступні вирази:

;

;

,

де через позначено концентрації полімерів ПВП і декстрану відповідно. Узагальнюючи ці рівняння можна написати:

де k - предекспоненціальний коефіцієнт, що не залежить від молекулярної маси, a - зворотна тій концентрації декстрану при якій концентрація ПВП для настання розшарування зменшується в е раз. Якщо виразити іншими словами, то a - показує швидкість зменшення концентрації ПВП зі збільшенням концентрації декстрану на кривій рівноваги гомогенна фаза - гетерогенна фаза. Очевидно, що зміни a відображає зміни форму бінодальних кривих. Зміною ступеня гідратації при збільшення молекулярної маси, також може бути пояснювати залежність Углєв коефіцієнта

з'єднувальних ліній бінодалей, від молекулярної маси ПВП, значення яких наведені в таблиці. У цій же таблиці наведені полімерні склади початкової системи і фаз системи.

Як випливає з (2), є певна кореляція між значеннями коефіцієнта a і молекулярної маси ПВП. Вона описується виразом:

Ця залежність представлена ​​на рис. 2. Як випливає з отриманих результатів для будь-якої двофазної системи декстран-ПВП-вода при зміні молекулярної масою ПВП можна отримати значення a і побудувати криву у (х) без проведення експериментів, тобто, побудувати бінодальную криву цієї системи для заданої молекулярної масою ПВП.

Вплив молекулярної маси полівінілпіролідону на фазову діаграму водно-двухфазной системи

Мал. 2. Залежність зворотної концентрації декстрану від молекулярної маси ПВП

Таким чином, дослідження фазових діаграм двухфазной системи декстран-ПВП-вода показало, що з ростом молекулярної маси ПВП бінодальние крива системи зміщуються в бік зменшення сумісності полімерів у воді, що пов'язано зі зміною ступеня гідратації полімеру, зменшення кількість вільних молекул води приводить систему до розшарування і освіти двох несхожими по структурі водні фази.

Пропонуємо вашій увазі журнали, що видаються у видавництві «Академія природознавства»

(Високий імпакт-фактор РИНЦ, тематика журналів охоплює всі наукові напрямки)

Міжнародний журнал прикладних і фундаментальних досліджень

Служба технічної підтримки - [email protected]

Відповідальний секретар журналу Бізенкова М.Н. - [email protected]



Матеріали журналу доступні на умовах ліцензії Creative Commons «Attribution» ( «Атрибуція») 4.0 Всесвітня.

Copyright © 2024